汽车发电机稳压器原理?
一、汽车发电机稳压器原理?
最早的永磁交流发电机用整流稳压器是不带稳压功能的,只有四个二极管,即全波整流,它全靠电瓶稳压(如 XF250 )。
发电机发出的交流电经过二极管桥式整流直接给电瓶充电,充电电压就是发电机输出电压,随转速变化很大,电压跟电流都远远超过电瓶正常的充电电压和电流,由于电瓶特有的稳压性能,所以电压能够稳定在合适的范围,但这是以电瓶的寿命为代价的(一般一年就损坏了,而电瓶的设计寿命为三年)
二、发电机稳压器如何接线?
在做电源实验时,经常能够听到:电源芯片怎么这么烫;电源芯片又又又烧了。发生这些问题的原因大多数情况是在设计原理图时,同学们经常直接照着典型应用电路设计,更甚者是网上搜一个别人的设计就用。不重视器件工作原理和性能特征,虽然表面上也能达到输出电压的要求,但是这里面存在很多设计隐患。
在一个设计项目中,我们设计最多的就是电源,给我们板子上不同的器件输出不同的电流电压。LDO(线性变换器)可以得到不同的直流电压输出,成本低、性能好,且使用起来也很简单,让LDO稳压芯片用的也越来越多,几乎每块开发板都有其身影。
在ADI产品中,涵盖各种各样的高性能低压降 LDO。这些 LDO 具有极低的压降、快速瞬态响应、出色的线路和负载调整等特性,并具有非常宽的输入电压范围(0.9 V 至 80 V),输出电流范围为 100 mA 至 10 A,具有正输出、负输出和多输出。在“ADI校园计划”微信回复:LDO,即可获取ADI LDO评估板相关设计资料。
LDO电源芯片虽然用起来比开关电源简单许多,但是在设计过程中我们要结合项目的使用场景,选择合适的LDO,否则也会出现开头说的电源芯片发烫或者烧了的情况。
☞在开始选择并设计LDO电路前,我们需要明白LDO的工作原理
典型的LDO电路工作基本原理
在LDO回路中的晶体管运行于线性区,就像放置了一个可调电阻在输入与输出之间,勉强承受两个节点之间的电压降。VIN12v进来,VCC输出,晶体管Q1做调节,反馈的电路电阻判断输出电压达到多少伏,再反过来控制晶体管的导通角度。通过调节晶体管Q1的线性工作点,能够让输出的电压稳定在某一个值。在1970年,推出的第一个芯片调压器是LM317。
因为LDO没有开关器件,完全靠晶体管的导通角度来控制输出,所以LDO的噪声是uv级别的。在ADI的LDO产品中,LT1761-5的噪声只有20uVrms,LT3045的噪声甚至只有0.8uVrms。所以在通讯设备中的射频部分、网络、音频、仪表放大器等应用场合,LDO非常适应。
LT1761-5 LDO输出电压噪声
☞ LDO的效率为:ηLR=Vo/Vin,从上面的介绍的原理看,LDO的输入输出的电流是一样的,输入输出的电压是不同,电压差就完全靠Q1来承受。
LDO效率曲线
从上面的曲线图可以看出来随着压差的增大,效率就越低。假如LDO的输入是12v,输出是6v,工作效率就是50%。当然,如果有需要低压差的场景,比如5v输入,4.5v输出,这样效率就能达到90%。但这样的场景毕竟是少数,而且需要非常低压差的LDO实现。
我们大部分常见的电源转换电路,比如5v转3.3v,转2.5v。压差比较大是对LDO效率非常大的挑战。
在使用LDO的过程中,我们需要十分注意LDO效率与电流的问题。LDO效率低并不是非常可怕,怕是当电流比较大的时候,大部分的功率就损耗在晶体管Q1上,晶体管会产生热量,当晶体管温度达到一定高度时,就LDO无法保证正常工作了。
☞ LDO非常重要的参数——LDO压降(VDO),是指输入与输出之间能够维持正常工作的最小压差。要维持内部的工作,晶体管的PN结是有压降,所以这个压降是一定会存在,而且是消除不了。
从上图,我们可以总结两点:LDO的输入必须比输出高,即VIN=VOUT+VDO;随着流过LDO的电流增大,维持LDO正常工作的压差也会随即增大。这也是在做LDO设计的时候不得不考虑的点。
普通的LDO,像我们经常使用的LM7805 需要至少 2V 的压降;低压差LDO, 通常<1V (~300mV 比较常见);极低压差器件VLDO, <100mV(LT3071 只有85mV压差 @ 5A输出)。
☞ 压差的存在,系统电流又是恒定的,LDO压降产生的功率全都集中在了晶体管上。温度超过额定温度之后,LDO就会停止工作。所以在设计过程中,另外一点就是LDO损耗功率和发热的问题。
LDO的最大功率损耗(PD)的定义是:
PD= [VIN(max)-VOUT]*Iout+ IQ*VIN(max)
上面的公式可以认定为损耗在晶体管上的功耗,红色部分是静态功耗,通常只占到损耗功率的1%以内,可以忽略不计,只需要考虑输入输出之间的压降带来的功率损耗。
LDO的结温(TJ)是:
TJ 超过额定的温度后,芯片就会烧掉,所以我们要怎么控制这个温度。增加散热器是为了增加散热器到空间的散热效果,可以把热量尽快的散出去,确保内核温度TJ 不会超过最大的规格书标定的可以正常运行的结温TJ 。
除了散热器之后,LDO芯片不同封装有不同的热阻,依照最大PD选择正确的封装形式。下图三种不同封装,有不同的内核热阻,结温的效果差异非常大:
☞ 为了系统更稳定,LDO在输入输出端经常可见滤波电容,输入电容CIN和输出电容Cout。对于输入电容选择不合适,就会在瞬态突变负载时进入跌落状态;而输出电容则影响稳定性和瞬态响应。如果Cout的类型和/或值没有选择恰当,一些LDO可能存在稳定性问题。一般来说,较大的Cout值会减少峰值偏移,改善瞬态响应。通常,用于暂态响应的最佳Cout是不同类型电容器并联组合。
在设计LDO电路的时候,大多数人会直接根据典型应用电路设计。但是以后要记得在设计电路前,查看芯片规格说上关于电容大小的说明:
☞ 在一些仪器仪表应用场合,既需要非常低的噪声,又希望获得更大的电流,这就不得不通过并联LDO的方式实现。
这里有个问题,传统的LDO输出电压是靠两个电阻的反馈去控制晶体管的工作线性。但是两个电阻都是有误差的,如果一个电阻正偏1%的误差,一个反偏1%的误差,输出的误差就会增加一倍为2%。
考虑到我们的要求是两个LDO并联需要更大电流的时候,如果一个LDO输出是3.3V,另外一个并联的LDO不是3.3V,这时候两个LDO的电流是不平衡的。同一个负载输入电压高的那一路,电流一定比较大,所以传统的LDO做并联是非常糟糕的,两个LDO会相继炸掉。
这时,就需要对LDO的内部工作结构进行创新,从由两个电阻控制晶体管工作,改变为反馈电压直接回来,这样设计使得LDO极大改善了电压调节能力和瞬态响应。
新的LDO用电流作为基准,直接通过反馈控制工作状态,不需要更复杂的反馈电阻,所以输出电压降到0也是可能的。只需要一个电阻设置基准点,就可以控制输出电压。输出电压直接到负反馈,电流是恒定的,通过调节电阻,就相当于设置基准电压,即使两个LDO并联,误差对电流的影响已经非常小了。LT3080是第一个推向市场的创新LDO产品。
最后,虽然LDO简单好用,但是LDO这些隐藏的“坑”直接影响你的设计结果。在设计前,多思考一步,就会少烧一颗芯片。END
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三、汽车发电机稳压器怎么修?
汽车发电机稳压器维修方法:
1、检查汽车发电机组各连接部分,并与修理。
2、汽车发电机组更换该开关。
3、更换电压调压电阻器。
4、换电压表。
5、检查调压器。
6、检查汽车发电机组避震设备。
7、调整或更换引擎燃油系统零件使其速度稳定。
还可通过自动电压稳压调节器调整发电机组的电压。
电压稳压调节器是汽车发电机的重要零配件之一,其作用是把发电机输出的电压控制在规定范围内,在发电机转速变化时,自动控制发电机电压保持恒定,使其不因发电机转速高时电压过高烧坏用电器,也不会因发电机转速低而电压不足导致用电器工作失常。
四、发电机稳压器怎么用?
稳压器使用步骤详解:
1、打开包装,先检查外壳、电表、开关、指示灯、按钮、接线端子等有无损坏,无损坏的才能使用。
2、将输入端插到(或接到)配电板上,并在用户配电板上安上符合本设备功率的保险丝,以确保用电安全。
3、将用电设备的电源接到本设备的输出端上,注意使用电器适用电压是220V还是110V,切勿接错。
4、先开启稳压器的电源开关,工作指示灯、延时指示灯亮,无电输出,3-7秒后即送电,观察指示灯是否正常指示220V。输出电压正常(220V)左右时,再开启用电设备电源开关。本稳压器即能自动调整电压,正常供电。
5、当用电设备长期不用时,请关闭用电设备的电源开关,并关闭稳压器的电源开关,以减少耗电和延长稳压器使用寿命。
6、本稳压器不得过载使用。市电电压较低时,输出容量减少,应相应减少稳压器的负载。
7、当用电器有冰箱、空调、水泵等有电机运转的设备时,应选择3倍以上的容量的稳压器,以免设备启动电流超过稳压器保险丝电流或过流保护断路器电流使稳压器保险丝熔断或断路跳闸而无法工作。
8、与稳压器连接的导线应有足够截面,防止发热和减少降压。容量2KVA以上的稳压器采用端子连接,应选用单根铜质导线,并尽量拧紧端子螺丝,防止连接处发热。
9、部分稳压器面板上设有电压检测按钮,按入按钮电压表指示输入电压,可直接观察市电状况。
10、三相稳压器左边三个端子A、B、C接输入三相相线(火线),右边三个端子X、Y、Z接负载,中间两个接线端子接输入输出共用零线。单相稳压器接线按端子盖板上的图示。
11、三相稳压器面板上的电压检测按钮按入和按出时分别指示AB和AC相线电压(380V),按钮和万能转换只能看作其中两项电压是否正常使用。
12、无论是单相或三相稳压器,在接好所有输入输出线后,应先关掉负载(用电器)的电源开关,再开启稳压器,检查输出电压正常后,再开启负载的电源开关。
五、为什么柴油发电机是稳压器汽油发电机稳压器是模块?
因为柴油发电机功率大,因此用是稳压器,而汽油发电机一般都是功率比较小的,用稳压器就可以了
六、发电机的稳压器怎么调?
稳压器的电流是不能调的,只能调电压。
一般的家用稳压器都是用自耦变压器输出几个高低不同电压的抽头,用继电器自动连接合适的抽头 可以得到合适的电压,电压增高负荷电流也就增大了负荷如果是电阻性的,所以调的是电压。
像电焊机的线圈原边副边匝数是固定的,输出电压也就是固定的,它利用插入拔出铁芯来改变磁场大小改变电流的大小,所以它是调电流的。
七、单缸柴油发电机稳压器接法?
1、步骤一:拆开稳压器包装,打开后部接线的盖子。
2、步骤二:把电线剥开,用螺丝刀拧开写有输入端一头,然后分零火线并拧紧。
3、步骤三:将接好电线另外一头接入或插入插板上或者接入空气断路器中(此处输入电源已经接好,需要检查是否接牢,接紧。否则会引起火花,电器老化等)。
4、步骤四:将需要带动的负载(如电脑、空调等)一头接入稳压器输出端口。参考步骤三,需要检查电线是否接牢。
5、步骤五:以上步骤完成后,打开稳压器上断路器,推到ON完成通电。稳压器内置线路板控制需要等待3S-5S就可以稳压了。观察稳压器上电表指示是否有220V,有条件的话使用万用表测量输入端和输出端。
6、步骤六:将拆开后部接线盖子拧紧,完成安装。
7、安装完成后遇到稳压器不工作,关掉电源检查是否接线牢固。若没有掉线情况发生请联系商家。
八、汽油发电机稳压器接线方法?
汽油发电机的稳压器接线方法如下:
将稳压器的输入线(通常标有“+”号)连接到发电机的正极上;
将稳压器的输出线(通常标有“+”号)连接到电池的正极上;
将稳压器的负极线连接到发电机的负极上,或者直接接地。
需要注意的是,接线前应先确保发电机和稳压器的电压和电流规格相符合,避免过压和过流导致设备损坏。同时,接线时应注意线路的安全性,避免发生短路等危险情况。
九、发电机是否须要配稳压器?
不需要配稳压器。
如果发电机输出电压平稳最好还是不要用稳压器,稳压器本身就容易出故障,而且还会消耗一部分电量。发电机带空调要注意,发电机的输出功率要比空调的额定输入功率大3倍以上,不然压缩机启动时电压会降低很多容易烧坏压缩机。
十、发电机稳压器坏了会怎样?
有以下症状:
1、发电机不发电,仪表上电瓶指示灯亮。发电机不发电通常是电压调节器内部场效应管或达林顿管击穿引起的。
2、发电量过高,导致的后果就是电瓶容易损坏,电瓶损坏后电压小于10V就会着车困难。发电量过高导致电瓶充电过荷影响电瓶寿命。
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