Tema : Regulatorul de tensiune

PROFIL: TEHNICSPECIALIZAREA : TEHNICIAN MECATRONIST

NICA ADELINA

1

ARGUMENT .......................................................................................................................4 I. GENERALITATI (RELEUL REGULATOR); ....................................................................5

1. Clasificarea releelor regulatoare electronice..................................................................52. Caracteristicile de funcţionare ale releelor regulatoare electronice..............................103. Construcţia releelor electronice pentru alternatoare......................................................15

4 . Încercările releelor regulatoare electronice pentru alternatoare...................................19 II. PĂRŢI COMPONENTE ( PIESE ELECTRONICE ) : .......................................................20 1. Circuite logice SI-NU (NAND)......................................................................................20 2. C. I. MMC 4011 (TEHNOLOGIA MOS) .....................................................................20 3. TRANZISTORUL (BC 107; BD 136; 2N3055); .........................................................22 4. DIODA STABILIZATOARE (1N4001); .....................................................................23 5. DIODA ZENER (DZ 6V2). ..........................................................................................23 III. DATE DE CATALOG (BC 107; BD136; 2N3055); ...........................................................24 1. FUNCTIONAREA SCHEMEI; .....................................................................................24 IV. ANEXE : ..............................................................................................................................29 V. BIBLIOGRAFIE ..................................................................................................................31

2

ARGUMENT

Aceasta tema mi-am ales-o deoarece mi s-a părut un subiect interesant de a-îmi verifica cunoştinţele dobândite în de-a cursul a celor patru ani în care am studiat mecatronica. La noile constructii de automobile, ca urmarea cresterii puteri receptoarelor si consumatorilor introdusi, a pornirilor si opririlor dese in circulaia intensa din orase, a rezultat pe de o parte necesitatea incarcarii bateriilor la turatii de mers in gol ale motoarelor, iar pe de alta parte necesita cresterii limitei turatiei maxime a generatoarelor (ca urmare a cresterii raportului de transmisie de la motor la generator), cerinte carora dinamurile nu le mai pot face fata. Din aceste cauze, ele au inceput sa fie inlocuite in scara tot mai larga cu alternatoare. Alternatoarele pentru automobile sunt generatoare sincrone prevazute cu relee redresoare statice, care folosesc de obicei diode de siliciu, si ca urmare nu mai necesita colectoare cu lamele ca in cazul dinamurilor. Ele au rolul de a alimenta cu curent electric consumatorii (receptoarele) si de a incarca bateria de acumulatoare. In general, alternatoarele pt automobile se construiesc cu indusul in stator si inductorul in rotor. Este construit din tole si care are o infasurare trifazata asemanatoare masinilor sincrone sau asincrone obisnuite. Cele trei faze sunt conectate fie in stea, astfel ca tensiunea la borne este mai mare decat tensiunea fiecarei faze, fie in trunghi cand se obtine o tensiune la borne egala, dar intensitatea curentului mai mare. Tensiunile fiind starnadizate, trecre trebuie sa se faca de la 14Vla 7V ceea ce, insa, maodifica turatiile de mers in gol si cea nominala, cea maxima putand ramane aceeasi . Astfel, un alternator modern, montatin ste, debiteaza 35A la tensiune de 14V, cu turatia de mers in gol de 1 000 rot/min si montat in triunghi debiteaza 50Ala tensiune de 7V, cu turatia de mers in gol de 900 rot/min.Inductorul poate fi cu excitatie electromagnetica sau cu magnet permanent. La constructiile cu magneti permanenti (executati di aliaje dure si cansante), datorita absentei infasurarii de excitatie si a inelelor colectoare apar dificultati regate de reglarea tensiunii. Alternatoare cu excitatie electromagnetica se inpart in alternatoare cu inele colectoaresi fara inele colectoare. Solutia alternatoarelor cu excitatie electro magnetica fara inele colectoare, cu doua intrefieruri, cu infsurarile inductorului plasate in stator, alaturi de cele ale indusului este neeconomica ; in plus, fluxul magnetic in intrefier nu mai variaza de la maximul negativ la maximul pozitiv, ci numai intre zero si maxim, ceea ce constituie un srios dezavantaj. Alternatoare cu inele colectoare. De bicei se utilizeaza inele colectoare radiale, dar in anumite cazuri ca de exemplu la alternatoarele tip. 1130 care echipeaza motoarele D-115, pt protejarea colectorului inpotriva patrunderi prafului se utilizeazainele de tipul frontal.In general, sunt doua inele colectoare si mai rar trei-aceasta, in situatia cand excitatia este functionata, curentul de magnetizare este de intensitate mica si ca urmare uzura si arderea periilor este mica. In prezent, constructia cea mai raspandita este cea a alternatorului cu excitatie electromagnetica cu doua inele colectoare, avand polii inductorului sub forma de gheare. La acest tip, infasurarea de excitatie se compune dintr-o singura bobina asezata concentric pe miezul rotorului, ceea ce permite o constructie simpla si economica. Datorita polilor in forma de gheare si a suprafetelortrapezoidaleale talpilor acestora, se obtine o forma convenabila a curbelor tensiunikor electromotoare induse de alternator, foarte apropiata de forma sinsoidala. Astfel de alternatoare sunt construite de firmele Bosch – Germania Duciellier, Paris – Rhone, Femsa – Franta ; Electroprecizie si Sfantul Gheorghe – Romania; Lucas – Anglia; Motorola – S.U.A. Dezavantajele alternatoarelor consta in numarul relativ mare de diode redresoare (6-9 bucati), care sunt costisoare inca, si in faptul ca pot fi usor scoase din fuctiune in cazul strapungerii prin suprasolicitoare, in situatia conectarii gresite sau a nerespectarii anumitor prescriptii.

3

I. GENERALITATI (RELEUL REGULATOR)

1. Clasificarea releelor regulatoare electronice

Prin relee regulatoare electronice înţelegem releele regulatoare care au in componenta lor dispozitive semiconductoare. Releele regulatoare electronice pot fi cu contacte sau fără contacte; in primul caz ele se mai numesc relee semitranzistorizate .Releele regulatoare diferă in funcţie de utilizarea lor (pentru sisteme de alimentare cu dinam sau cu alternator), trebuind in general sa satisfacă aceleaşi condiţii ca releele regulatoare cu contacte. Fata de acestea ele prezintă o serie de avantaje intre care arătam : funcţionarea corespunzătoare la curenţi de excitaţie mai mari, mărimea duratei de funcţionare fără întreţinere, asigurarea unor caracteristici de funcţionare mai stabile prin evitarea reglărilor, volum si greutate redusa, posibilitatea standardizării unor elemente componente.Trebuie sa menţionam totuşi ca, pentru extinderea utilizării releelor regulatoare electronice pe autovehicule mai trebuie rezolvate unele probleme cum ar fi : preţul relativ ridicat al semiconductoarelor, influenta temperaturii asupra caracteristicilor releului, posibilitatea distrugerii acestuia in cazul unei conectări greşite. In prezent ţinând seama de cele arătate, releele regulatoare electronice se utilizează mai mult la alternatoare de putere mare pentru autovehicule, unde curentul de excitaţie ridicat produce dificultăţi in cazul utilizării releelor cu contacte.

a. Releele regulatoare parţial electronice pentru dinamuri

Relee regulatoare electronice se utilizează in mica măsură la dinamuri, întrucât ele au apărut abia in ultimul timp intr-o perioada care a corespuns tendinţei de înlocuire a dinamurilor cu alternatoare. In general releele regulatoare pentru dinamuri au numai o parte din elemente electronice.

Spre exemplu exista relee care cuprind numai elemente regulatoare de tensiune electronice (in locul regulatoarelor de tensiune cu contacte), regulatoare cu variode (in locul limitatoarelor de curent) sau relee cu diode redresoare (in locul conjunctor-disjunctoarelor). Regulatoarele de tensiune electronice fără contacte. Acestea reprezintă el mai mare interes datorita faptului ca ele nu mai sunt legate de dezavantajele contactelor. In figura 1. este arătată schema de principiu a unui regulator electronic, având drept componente electronice principale un tranzistor de putere T1, un tranzistor de comanda T2 si o dioda stabilizatoare (Zener) DZ.

Funcţionarea releului este următoarea : la tensiuni mici ale generatorului, aplicate diodei stabilizatoare prin intermediul rezistentelor R1 si R2, aceasta nu conduce, ceea ce face ca tensiunea de polarizare aplicata pe rezistenta R1 intre emitorul si baza tranzistorului de comanda T2 sa fie mica si ca urmare tranzistorul sa fie blocat. Întrucât nu trece curent prin rezistenta R3, tensiunea aplicata intre emitorul si baza tranzistorului de putere T1 este practic egala cu tensiunea la bornele generatorului, ceea ce face ca tranzistorul sa funcţioneze la saturaţie, permiţând trecerea curentului prin înfăşurarea de excitaţie.

4

Figura 1. Schema de principiu a unui regulator electronic.

Când tensiunea generatorului creste peste o anumita limita, dioda stabilizatoare străpunge, determinând creşterea tensiunii de polarizare a tranzistorului de comanda si deci intrarea acestuia in conducţie. Tensiunea de polarizare a tranzistorului de putere scade, ceea ce duce la blocarea acestuia si la întreruperea curentului de excitaţie. Scăzând tensiunea generatorului, dioda stabilizatoare revine in starea iniţială, tranzistorul de comanda se blochează si tranzistorul de putere permite din nou trecerea curentului de excitaţie. Rezulta ca procesul de reglare al tensiunii consta in principiu in întreruperea periodica a curentului de excitaţie al generatorului.

b. Relee regulatoare electronice pentru alternatoareReleele regulatoare electronice pentru alternatoare (figura 2.), ca si releele regulatoare cu

contacte cuprind de obicei numai elementele regulatoare de tensiune.In cele ce urmează vom vorbi numai despre releele regulatoare destinate a funcţiona împreuna cu alternatoare cu excitaţie electromagnetica, având punte redresoare trifazata pentru dubla alternanta.Releele semitranzistorizate cuprind un tranzistor de putere conectat in circuitul excitaţiei, care este comandat de releul cu contacte. Contactele sunt plasate in circuitul bazei tranzistorului, iar înfăşurarea releului este alimentata la borna principala a alternatorului (figura 3.a.).

Figura 2. Releele regulatoare electronice pentru alternatoare

5

Figura 3. Releele semitranzistorizate.

Când creste tensiunea la bornele generatorului, electromagnetul releului produce deschiderea contactelor, ceea ce determina întreruperea circuitului bazei tranzistorului. Tranzistorul se blochează si întrerupe curentul de excitaţie producând scăderea tensiunii generatorului pana când contactele se deschid din nou. Apoi procesul se repeta. Contactele releului nu întrerup curentul excitaţiei, ci un curent mult mai mic, ceea ce face ca starea acestora sa se conserve mai bine. Ca urmare funcţionarea releului este buna si durata de funcţionare mai mare.In practica se obişnuieşte ca in afara de înfăşurarea de tensiune wu sa se monteze pe miezul releului si o înfăşurare de frecventa wf care are rolul sa îmbunătăţească închiderea contactelor (figura 3.b.). De asemenea se utilizează o dioda de protecţie împotriva supratensiunilor care apar la întreruperea curentului de excitaţie. O astfel de scheme este utilizata la regulatorul tip 2 TR fabricat de firma „Lucas” Anglia.Releele regulatoare electronice fără contacte prezintă avantajul eliminării deficientelor legate de prezenta contactelor. Pentru puteri uzuale se utilizează scheme cu doua tranzistoare cu germaniu sau cu siliciu.

Figura 4. Relee regulatoare cu doua tranzistoare cu germaniu pentru alternatoare.

6

Scheme de principiu a releelor regulatoare cu doua tranzistoare cu germaniu pentru alternatoare (figura 4.) se aseamănă cu schema regulatoarelor electronice pentru dinamuri. Se observa ca la aceasta scheme dioda Zener DZ a fost conectata potenţiometric la divizorul de tensiune format din rezistentele R1 si R2.Faţă de aceasta in practică se folosesc unele variante ca cele prezentate in figura 5.Utilizarea diodelor de descărcare D (figura 5.), in paralel cu înfăşurările de excitaţie, este necesara in toate schemele întrucât la întreruperea curenţilor de excitaţie pot apărea supratensiuni care periclitează semiconductoarele. Diodele sunt conectate astfel, încât la aplicarea tensiunii directe nu conduc, in schimb după întreruperea circuitului permit trecerea curentului de excitaţie (având rolul unei supape).Compensarea tensiunii fata de variaţiile de temperatura este necesara pentru a sigura o buna funcţionare a releului. In acest scop se utilizează un termistor RCT (figura 5.a.) a cărui rezistenta variază mult cu temperatura. Termistorul se conectează in paralel cu una din rezistentele divizorului de tensiune.

Figura 5. Relee regulatoare electronice

Divizorul de tensiune la care se leagă dioda stabilizatoare cuprinde mai multe rezistente, dintre care o parte servesc drept potenţiometru pentru reglarea fina, iar celelalte pot fi scoase parţial din circuit, pentru a putea modifica in trepte tensiunea aplicata diodei stabilizatoare si o data cu aceasta pentru a putea modifica tensiunea reglata a releului (figura 5.c. si d.). de obicei in scheme se prevede intre emitorul si baza tranzistorului de comanda o rezistenta R4 (figura 5.b.), care evita apariţia curentului rezidual de colector atunci cand circuitul bazei tranzistorului se întrerupe.Pentru a accelera blocarea tranzistorului de putere T1, se obişnuieşte ca in unele scheme sa se conecteze in circuitul emitorului o dioda de polarizare inversa D1 (figura 5.b.). In timp ce tranzistorul de comanda este blocat, tranzistorul de putere conduce având potenţialul bazei mai mic decât potenţialul emitorului. Când tranzistorul de comanda intra in conducţie, căderea de tensiune pe dioda D1 produce o polarizare inversa a bazei tranzistorului de putere, ceea ce determina blocarea activa a acestuia. Dioda are si rolul de protecţie in cazul aplicării unei tensiuni inverse.

7

Menţionam ca uneori alimentarea tranzistoarelor se face printr-o rezistenta R5 (figura 5.a.) plasata in emitor, care determina o reacţie pozitiva si o compensare a curentului invers al tranzistorului la creşterea temperaturii.In scopul îmbunătăţirii comutaţiei tranzistoarelor, având in vedere ca trecerile de le starea blocat la declanşat si invers trebuie sa se facă cat mai repede, pentru a nu avea pierderi si a nu încălzi inutil tranzistorul se utilizează circuite de reacţie. Un astfel de circuit se compune dintr-un condensator Cr si o rezistenta Rr conectate in serie, intre colectorul tranzistorului de putere si baza tranzistorului de comanda (figura 5.b. si c.).

Figura 6. Relee regulatoare cu trei tranzistoare

Pentru a putea regla tensiunea alternatoarelor cu curenţi de excitaţie mari, chiar in cazul folosirii tranzistoarelor cu amplificare mai mica, se utilizează relee regulatoare cu trei tranzistoare (figura 6.). Ca exemplu arătam schema utilizata de firma „Marelli” Italia (figura 6.a) si firma „Bosh” (figura 6.b.). Se observa ca, tranzistoarele de putere au colectoarele legate in comun la borna excitaţiei. Pentru protecţia tranzistoarelor se utilizează diode de protecţie (figura 6.b)Regulatoare electronice cu limitare de curent. Acestea se utilizează in cadrul alternatoarelor de putere mare si sunt prevăzute cu transformatoare de curent sau cu şunturi pentru acţionarea tranzistoarelor de comanda (figura 7.).

8

Figura 7. Regulatoare electronice cu limitare de curent

Având in vedere faptul ca funcţionarea releelor cu transistoare cu germaniu este limitata la temperaturi relativ scăzute, unele firme prefera utilizarea releelor regulatoare cu tranzistoare de siliciu. In figura 8. este arătată schema unui releu cu doua tranzistoare cu siliciu.

Figura 8. Releu cu doua tranzistoare cu siliciu.

2. Caracteristicile de funcţionare ale releelor regulatoare electronice

a. Caracteristicile semiconductoarelor pentru relee regulatoare

In cele ce urmează ne vom referi in special la releele electronice fără contacte pentru reglarea tensiunii alternatoarelor. In componenta acestor relee intra ca elemente semiconductoare : diode redresoare si de protecţie, diode stabilizatoare, tranzistoare si termistoare. Caracteristicile diodelor redresoare au fost arătate la alternatoare. In cazul releelor in afara de diode de putere medie se folosesc si diode de mica putere.

9

Diodele stabilizatoare, numite si stabilizatoare sau Zener, sunt diode cu siliciu cu joncţiune p-n obţinuta printr-o metoda speciala. Ele au proprietatea ca la o anumita valoare a tensiunii inverse, numita tensiune de stabilizare sau tensiune Zener U, sa străpungă si sa permită creşterea rapida a curentului, in timp ce tensiunea inversa rămâne practic constanta, cu o mica variaţie datorita modificării rezistentei materialului diodei. Străpungerea este reversibila atâta timp cat curentul nu depăşeşte valoarea corespunzătoare puterii admise la temperaturile respective.In figura 9. sunt arătate caracteristicile curent-tensiune directe si inverse ale diodelor stabilizatoare. Acestea se aseamănă cu cele ale diodelor redresoare pana in punctul corespunzător tensiunii de stabilizare. La tensiuni inverse diodele stabilizatoare prezintă o rezistenta mare pana când tensiunea de lucru atinge valoarea de străpungere, după care rezistenta scade brusc permiţând creşterea curentului.

Figura 9. Caracteristicile curent-tensiune directe si inverse ale diodelor stabilizatoare.

Dintre parametrii care interesează in funcţionarea diodelor stabilizatoare arătăm : tensiunea si curentul de stabilizare, coeficientul de temperatura al tensiunii stabilizate, rezistenta dinamica in regiunea stabilizării tensiunii si puterea admisa.Curentul de stabilizare este curentul corespunzător tensiunii de stabilizare si are in cazul diodelor pentru regulatoare auto valori de aproximativ 5 mA. Coeficientul de temperatura al tensiunii de stabilizare Kz reprezintă variaţia de tensiune raportata la tensiunea de stabilizare si la variaţia de temperatura.

,1

*21

21

z

zzz U

UUK

unde : Uz1 si Uz2 - tensiunile de stabilizare la temperaturile 21 si ; Uz - tensiunea de stabilizare la temperatura mediului ambiant de 20 oC.Coeficientul de temperatura este o mărime practic constanta pentru variaţiile ale curentului de stabilizare in limitele admise, valoarea sa fiind cuprinsa intre (5…12) 10-4/oC. Cu cat este mai mare tensiunea stabilizata cu atât este mai mare coeficientul de temperatura.Rezistenta dinamica este definita prin raportul dintre creşterea tensiunii si creşterea curentului in regiunea tensiunii stabilizate

st

stst I

UR

Caracteristicile curent – tensiune ale diodelor stabilizatoare in regiunea de stabilizare sunt liniare, iar rezistenta dinamica este mica (5…50 Ω). Cu cat este mai mare curentul de stabilizare cu atât este mai

10

mica rezistenta dinamica. Pentru regulatoarele de tensiune se prefera o rezistenta dinamica cat mai mica (Rst < 24 Ω).Diodele stabilizatoare cu siliciu pot avea tensiuni de stabilizare de 3…1000 V si pot lucra la temperaturi ale mediului ambiant intre – 600oC si + 125 oC.Tranzistoarele. Tranzistorul este un cristal cu o structura cu trei straturi formând doua joncţiuni p-n. El are trei electrozi : emitorul E, baza B si colectorul C (figura 10.).Joncţiunea intre emitor si baza se numeşte joncţiunea emitorului, iar joncţiunea intre colector si baza se numeşte joncţiunea colectorului. In funcţie de conectarea regiunilor cu diferite conductibilităţi, tranzistoarele pot fi de tipul p-n-p (cu germaniu figura 10.a.) sau n-p-n (cu siliciu figura 10.b.). Tranzistorul poate lucra in regim de amplificare ( la semnal de comanda continuu) sau in regim de comutaţie (la semnale de comanda cu impulsuri). Comanda tranzistorului se realizează pe baza variaţiei curentului de baza.Pentru funcţionarea tranzistorului in regim de amplificare, la joncţiunea emitorului trebuie sa se aplice tensiunea directa, iar la joncţiunea colectorului o tensiune de sens invers, astfel încât pentru tranzistorul p-n-p potenţialul colectorului negativ.Relaţia intre curenţi si tensiunile din tranzistor se determina in felul următor :

CBBECE

CBE

UUU

III

Distribuţia curenţilor in tranzistor se caracterizează prin coeficientul de amplificare in curent, numit si factorul sau raportul de transfer h21E sau β

CB

CE I

Ih 21

la .constUCB

In funcţie de tensiunile pe joncţiune, tranzistorul se poate afla in trei situaţii : blocat (tranzistorul închis), activ si saturat (tranzistorul deschis).

Figura 10. Tranzistoarele

11

Starea de blocare se caracterizează prin aceea ca la joncţiuni se aplica tensiuni in sens invers, întrucât UBE<0 si UCB<0. in starea de blocare mărimea rezistentei interne a tranzistorului este foarte mare iar curentul de colector este minim. In aceasta stare a tranzistorului curentul colectorului se numeşte curentul de zero al colectorului ICO. puterea disipata de tranzistor in stare de blocare este foarte mica.Starea activa se caracterizează prin aceea ca joncţiunii emitorului i se aplica o tensiune in sens direct (UBE>0) si joncţiunii colectorului o tensiune in sens invers (UCB<0). In aceasta stare rezistenta interna a tranzistorului depinde de tensiunile UBE si UCB si poate sa se schimbe in limitele largi de la zeci de ohmi pana la kiloohmi. Puterea disipata de tranzistor in stare activa poate fi

sarc

batT R

UP

4

2

max

Starea de saturaţie se caracterizează prin aceea ca joncţiunilor li se aplica tensiuni in sens direct, încât UBE>0, UCB>0. In stare de saturaţie, mărimea rezistentei interne a tranzistorului este minima (zecimi de ohmi). Limita dintre starea de blocare si starea activa este reprezentata de regimul de lucru la care UBE = 0 (sau mai exact când IE = 0). Limita dintre starea de saturaţie si starea activa este reprezentata de regimul la care UCB = 0. In figura 11. sunt reprezentate caracteristicile de colector ( de ieşire )ale unui tranzistor de putere. Ele arata dependenta curentului de colector de tensiunea emitor-colector sub curent de baza constant. Se observa domeniile tranzistorului corespunzătoare stării blocat I, stării active II si stării saturat III.

Figura 11. Caracteristicile de colector ( de ieşire )ale unui tranzistor de putere.

La variaţia semnalului de intrare aplicat joncţiunii emitorului de la UBE<0 la UBE>0 se poate urmări succesiv trecerea tranzistorului dintr-o stare in alta. Deplasarea punctului de funcţionare se realizează pe linia de sarcina

sarc

CE

sarc

batC R

U

R

UI

Cei mai importanţi parametrii ai tranzistoarelor folosiţi pentru echipamentul electric al autovehiculelor sunt:curentul maxim admis al colectorului, ICmax;coeficientul de amplificare in curent, h21E;tensiunea maxima admisa intre emitor si colector, UCEmax;

12

temperatura maxima admisa a joncţiunii colectorului sau a corpului tranzistorului;puterea maxima de disipaţie admisa in tranzistor.Parametrii tranzistorului depind de regimul sau de lucru.

b. Caracteristicile regulatoarelor electronice

In timpul funcţionarii regulatoarelor electronice interesează in mod deosebit valoarea parametrilor tranzistorului de putere T1, tranzistorului de comanda T2 si diodei stabilizatoare DZ (figura 12.)

Figura 12.

Tranzistorul de putere T1 funcţionează in schema ca un întrerupător cu doua limite : blocat si saturat. Valoarea maxima a curentului de colector in stare de funcţionare saturat IC1S se determina cunoscând valoarea tensiunii reglate Ur la 20oC, a rezistentei Re si a tensiunii colector-emitor pentru starea saturat UCE1S, aleasa astfel ca sa nu se depăşească puterea disipata admisa de tranzistor

e

SCErSC R

UUI 1

1

Cunoscând coeficientul de amplificare in curent al tranzistorului (h21E)1 se poate deduce valoarea curentului in baza IB1S care produce saturarea tranzistorului

121

11 )( E

SCSE H

II

Pentru o anumita valoare a tensiunii de saturaţie UCE1S, si un anumit curent in baza IB1S, rezulta din caracteristicile tranzistorului, tensiunea de polarizare necesara UBE1S. acesta valoare trebuie sa fie mai mica decât cea admisa de tranzistor. Se poate determina rezistenta bazei R3 necesara pentru polarizarea in cazul tranzistorului T2 blocat si T1 saturat

SB

SBEr

I

UUR

1

13

13

Tranzistorul de comanda T2 funcţionează in schema ca întrerupător pentru comanda tranzistorului T1, având doua stări limita : saturat si blocat. Valoarea maxima a curentului de colector IC2S se determina in mod asemănător cu cazul precedent, admiţând valoarea tensiunii colector-emitor pentru starea saturat UCE2S

3

22 R

UUI SCEr

SC

Cu ajutorul coeficientului de amplificare (h21E)2 se poate determina curentul in baza tranzistorului la saturaţie IB2S respectiv a curentului care trece prin dioda stabilizatoare

221

22 )( E

SCSB h

II

Dioda stabilizatoare DZ este utilizata in schema ca element de comanda a tranzistorului T2 in funcţie de tensiunea generatorului. Valoarea maxima a curentului prin dioda pentru momentul saturării tranzistorului T2 este

SBzi IkI 22 unde hzi este factorul de străpungere al curentului care depinde de remul de lucru al generatorului (are valoarea cuprinsa intre 1,5…5).Tensiunea de stabilizare Uz se alege mai mica decât tensiunea de reglare a generatorului (de ex. Uz = 8…10V pentru Ur + 15 V). pentru a calcula rezistenta divizorului de tensiune (R1=R2) la 20oC se pune condiţia ca prin divizor sa treacă un curent cel puţin egal cu 10Iz

z

r

I

URR

10)21(

Se pot determina valorile rezistentelor din ramurile divizorului cu relatia

)21(1 RRU

UR

r

z

3. Construcţia releelor electronice pentru alternatoare

Releele regulatoare de tensiune electronice pentru alternatoare au in general următoarele componente principale (figura 13.) : carcasa 1, piesele circuitului electronic montate pe o placa cu circuitul imprimat 2, bornele 3 si capacul 4.Circuitul electronic cuprinde tranzistoarele de putere si comanda, dioda stabilizatoare, dioda de descărcare, termistorul pentru compensare, rezistoare si condensatoarele de reacţie. In cele ce urmează să arătam datele acestor piese corespunzătoare unor relee regulatoare de 14 V.Tranzistoarele de putere se aleg in funcţie de valoarea maxima a curentului de excitaţie. Se folosesc de obicei tranzistoare de joasa frecventa cu germaniu având puterea disipata 30...45W, curentul de colector 3…6 A, factorul de amplificare 20…150, tensiune maxima colector-baza 30…80V, temperatura maxima a joncţiunii 85…100oC si rezistenta termica joncţiune-carcasa 2oC/W. Tranzistoarele cu siliciu admit puteri mari si temperaturi mai ridicate, spre exemplu temperatura maxima a joncţiunii 125…200 oC.Tranzistoarele de putere, in special cele cu germaniu, trebuie fixate pe un radiator cu suprafaţa de răcire cat mai mare. Pentru aceasta se foloseşte însăşi carcasa releului fata de care transistoarele se izolează cu o foita de mica foarte subţire (0.25 mm) unsa cu unsoare siliconică.Tranzistoarele de comanda se dimensionează in funcţie de tranzistoarele de putere pe care le comanda. Se folosesc de obicei tranzistoare cu germaniu de putere mica sau medie de 200…50mV, curentul de colector 150…500mA, factorul de amplificare 20…150 si tensiunea maxima colector-baza 24V. Temperatura maxima a joncţiune egala cu temperatura maxima de stocare este de +100 oC.Tranzistoarele de comanda se fixează pe placa cu circuite integrate direct sau prin intermediul unui mic radiator.

14

Diodele stabilizatoare (Zener) folosite pentru relee regulat care sunt diode cu siliciu având tensiunea de stabilizare 7,5…10V, curentul direct 200mA, curentul invers 20mA, temperatura maxima 120 oC,

coeficientul de temperatura al tensiunii de stabilizare < 7.10-4/ oC.

Figura 13. Releele regulatoare de tensiune electronice pentru alternatoare- componente principale –

Diodele stabilizatoare se fixează pe placa cu circuite integrate imprimate.In paralel cu înfăşurările de excitaţie ale alternatoarelor se conectează in releul regulator dioda de descărcare, care trebuie sa suporte in sens direct valoarea maxima a curentului de excitaţie. Se pot folosi in acest scop diode redresoare pentru alternatoare.Termistoarele utilizate pentru compensarea variaţiilor de temperatura sunt de obicei construite dintr-un suport de ceramica semiconductoare in forma de disc cu diametrul de 7 mm, având suprafeţele argintate. Pe aceste suprafeţe sunt sudate conexiunile, după care termistoarele se acoperă pentru protecţie cu lac termodur.Rezistentele utilizate in schemele regulatoarelor sunt in general rezistente fixe construite dintr-un suport ceramic pe care se depune prin piroliza o pelicula de carbon cristalin. Valorile exacte măsurate in curent continuu se obţin prin spiralizarea si ajustarea metalica a peliculei. Terminalele din cupru argintat (pentru rezistentele de 0.2Ω) sau din cupru cositorit (pentru celelalte rezistente) sunt sudate axial la

15

extremităţile metalizate in prealabil ale corpului rezistentei. Apoi rezistentele sunt acoperite cu lac rezistent la agenţii in cod de culori.

Pentru mărirea puterii se utilizează fie rezistente conectate in paralel, fie rezistente bobinate. Rezistentele se fixează pe placa cu circuite imprimate cu excepţia rezistentelor de putere (exemplu de la baza tranzistorului de putere), care trebuie sa fie amplasate in apropierea carcasei pentru a le asigura o mai buna răcire.In construcţia releelor regulatoare electronice se utilizează de obicei placi cu circuite imprimate (cablaje imprimate). Acestea sunt semifabricate in care conductoarele sunt realizate sub forma de benzi conductoare lipite pe un suport izolat.

Carcasa regulatorului serveşte pentru fixarea pieselor componente si constituie in acelaşi timp un radiator de răcire. Ea se executa de obicei din aliaj de aluminiu cu grosimea pereţilor de minim 2 mm. Subansamblul placa de borne este asemănător cu cel al releelor cu contacte.Deosebit de importanta este compoundarea pieselor electronice pentru a evita atât corodarea la umiditate cat si desprinderea lor la vibraţii. Capacul se executa din tabla sau aliaj turnat de aluminiu.In continuare sunt prezentate câteva relee regulatoare electronice pentru alternatoare.Primele relee executate experimental pentru autovehicule cu alternatoare cuprind doua tranzistoare cu germaniu. Pentru obţinerea uni gabarit cat mai redus carcasa releului a fost compartimentata (figura 14.). In unul din compartimente sunt amplasate prin fixarea demontabila tranzistoarele, dioda de descărcare si rezistenta de polarizare. In al doilea compartiment sunt amplasate celelalte elemente care se compoundează.

O varianta perfecţionata a acestor relee regulatoare (figura 15.). cuprinde pentru îmbunătăţirea funcţionarii o rezistenta in emitorul tranzistoarelor si un circuit de reacţie intre cele doua tranzistoare.Releele cuprind doua tranzistoare cu germaniu, iar circuitul de reacţie dintre tranzistoare este constituit dintr-o singura rezistenta. Aceste relee regulatoare funcţionează împreuna cu relee de protecţie care evita eventualele deteriorări la inversarea legăturilor si descărcarea bateriei.

Figura 14. Carcasa releului – compartimentata

16

Figura 15. Relee regulatoare cu o rezistenta in emitorul tranzistoarelor si un circuit de reacţie intre cele doua tranzistoare.

Caracteristicile principale ale releelor regulatoare electronice pentru alternatoare

Caracteristicile Tipul produsuluiModelUEPS

RT15 ICMA

ED 28VBOSH

440 Y2 CAV MOTOROLA 4TRLUCAS

Tensiunea de lucru VCurentul nominal ACurentul de excitaţie maxim A

14303

14-3

2860±3

13.537-

14.4±0.1530-

1445-

Tensiunea reglata la variaţia curentului, VDomeniul de variaţie al curentului, ATuraţia pentru verifi-carea tens. reglate, rot/min

13,8…14,4

5…30

5000

14…1.5

10

2500

27.3…28

5…50

200

13.65…13.75

7…30

2500

14.4-0.45+0.152…30

5000

14..14.5

5..45

5000

Derivaţia tensiunii la variaţia turaţiei,

0.4

5

±0.3

10

0.3

10

0.1

6

±0.05

2..30

0.6

10

17

VCurentul pentru verifi-carea tensiunii, ADomeniul de variatie al turatiei, rot/min

850…1100 1500..6000 1000…3000 1600..3500 3000…12500 2000…5000

Derivaţia tensiunii la creşterea temperaturii, V/10oCDomeniul de variaţi-e al temperaturii, oCCurentul pentru ve-rificarea tensiunii,ATuraţia pentru verifica- rea tensiunii rot/min

0.15±0.05

-30…+60

5

4000

-0.05…0.5

-

- -0.18±0.03

-30…+60

2 si 30

5000

-

4. Încercările releelor regulatoare electronice pentru alternatoare

Încercările releelor regulatoare electronice se aseamănă cu încercările releelor cu contacte.Verificarea tensiunilor reglate se face la diferite valori ale curentului de sarcina, la diferite turaţii si la diferite tensiuni. De obicei se prescrie valoarea tensiunii reglate pentru turaţia si sarcina nominala. De asemenea se prevăd abaterile admise ale tensiunii reglate atunci când sarcina variază pana la curentul maxim, când turaţia variază in întregul domeniu de turaţii si când temperatura variază intre limitele admise. Limita maxima a temperaturii de funcţionare este de +60oC pentru releele având tranzistoare cu germaniu si +80 oC pentru tranzistoarele cu siliciu.In afara de verificarea caracteristicilor de reglaj se mai efectuează încercări de tip privind rezistenta de izolaţie (1…30MΩ înainte de punerea la masa), tipul de protecţie si rezistenta la vibraţii si scurturi.Încercarea de durata de banc cuprinde de obicei 1000…5000h de funcţionare la sarcina si turaţia nominala. Alteori se prescrie încercarea după un program cu cicluri, spre exemplu : 22h mers si 20h pauza in apropierea turaţiei si sarcinii maxime. După încercarea de durata se admite o abatere la tensiunea reglata de 1…3 %.Exploatarea releelor regulatoare electronice. In exploatare, releele regulatoare electronice nu necesita întreţineri sau revizii. La unele tipuri de relee exista posibilitatea modificării valorii tensiunii reglate la valoarea dorita prin modificarea rezistentelor divizorului de tensiune.O atenţie deosebita trebuie data conectării corecte a releului regulator. Inversarea polarităţii bornelor sau alte legături greşite determina defectarea releului.

18

II. PĂRŢI COMPONENTE ( PIESE ELECTRONICE )

1. Circuite logice SI-NU (NAND)

Poarta SI-NU realizează operaţia SI urmata de operaţia NU. Aceasta se indica printr-un cerculeţ plasat la ieşirea porţii. Ieşirea are valoarea logica 0 daca si numai daca toate intrările au valoarea logica 1. Simbolul si expresia logica asociate porţii SI-NU cu doua intrări sunt reprezentate in figura 1.O proprietate foarte importanta a acestui circuit logic este aceea ca orice funcţie poate fi sintetizata cu circuite SI-NU.

Figura 1. Circuitul SI-NU

Figura 2. Schema cu contacte a circuitului SI-NU

Pentru a înţelege funcţionarea unui circuit SI-NU trebuie examinata schema cu contacte din figura 2.a. Contactele A si B pot fi considerate intrările unui circuit SI-NU.Presupunem valoarea logica 1 atunci când becul se aprinde si 0 când becul este stins. Conform definiţiei becul este stins (0) daca si numai daca ambele contacte sunt închise (figura 2.b.)

2. C. I. MMC 4011 (TEHNOLOGIA MOS)

19

Daca circuitele integrate TTL au avantajul unei viteze mari de lucru, circuitele MOS au avantajul consumului redus si densităţii mari de componente pe mm2 . Tehnologic, aceste circuite logice au in componenta lor tranzistoare cu efect de câmp cu poarta izolata de tip MOS. Aceasta tehnologie excelează in aplicaţii ca : memorie de mare capacitate, microprocesoare etc.Cele mai importante avantaje ale tehnologiei MOS sunt :precizie ridicata a parametrilor tranzistoarelor;consum redus de energie;tehnologie simpla in comparaţie cu cea TTL;circuitele logice conţin numai tranzistoare MOS si in acest mod sunt mai simple.

Figura 3. Poarta logica multifuncţionala ROM 01,

Poarta logica multifuncţionala

In prezent se fabrica un circuit integrat monolitic, realizat in tehnologie PMOS standard, cu poarta de aluminiu.Circuitul poate fi folosit pentru familiarizarea cu aceste tipuri de circuite cat si ca poarta elementara in simularea unor circuite integrate complexe. In figura 3.a. se da schema interna a circuitului, iar in figura 3.b. conectarea la picioruşele capsulei. Pentru a arata modul de utilizare a circuitului se dau doua exemple de conectare in vederea obţinerii a 2 circuite logice, si anume : SI-NU (figura 4.) si SAU-NU .

20

Figura 4. Circuit SI-NU cu ROM 01.

Manipularea sau păstrarea circuitelor MOS se efectuează cu picioruşele unite printr-un fir conductor roluit sau înfipte intr-o foita de staniol. In acest mod se înlătura pericolul distrugerii joncţiunilor tranzistoarelor MOS prin acumulare de sarcini electrostatice.Tensiunea tipica pentru VDD este de -14V, iar pentru VCC de -28V.

3. TRANZISTORUL (BC 107; BD 136; 2N3055)

Definiţie

Tranzistorul sau trioda cu cristal, cu s-a numit la început, este un dispozitiv cu trei zone semiconductoare, in linii mari fiind ca o asociere de doua diode. Zonele semiconductoare pot fii P (pozitive), N (negative). Aceasta echivalenta fictiva este prezentata in figura 1. in realitate, schema echivalenta din dreapta figurii nu este utila decât la verificarea sumara cu ajutorul ohmmetrului a stării tranzistorului. Tranzistorul prezintă trei contacte (terminale) numite : emitor (E), baza (B), colector (C). Modul de funcţionare. Curentul din circuitul format de colector si emitor depinde de curentul „injectat” in baza, dar variaţia curentului de colector este mult mai mare decât cea a curentului din baza (tranzistorul amplifica).Avantaje: dimensiuni reduse, alimentare economica, utilizări in diverse scopuri.

Tipuri de tranzistoare

Tranzistorul de tip PNP (figura 1.a.)este format dintr-un cristal de germaniu sau alt semiconductor dopat astfel cu impurităţi încât se obţin trei regiuni distincte : regiunea centrala de tip N numita baza, foarte îngusta (0.01 mm) si, doua regiuni laterale de tip P numite emitor si colector, de o lăţime mai mare, fiind dopate cu impurităţi ceea ce ii conferă o rezistenta mica. Tranzistorul de tip NPN (figura 1.b.) se comporta identic cu tipul PNP, cu observaţia ca sursele de polarizare se conectează pe electrozi cu polarităţi inversate, iar transferul de la emitor la colector nu mai este asigurat de goluri, ci de electroni, ca purtători majoritari de sarcini.Purtătorii minoritari formaţi din goluri produc un curent mult mai mic, care va fi neglijat. Aceste goluri aflate in mijlocul bazei, vor trece spre emitor, recombinându-se cu electronii.Amplificarea tranzistorului apare pentru ca un curent de emitor IE este transferat cu foarte mici pierderi dintr-un circuit cu o rezistenta mica intr-un circuit cu o rezistenta mare. De aici deriva si numele de tranzistor (TRANsfer reZISTOR).In regim de funcţionare activ normal, in joncţiunea BE care este polarizata direct, iar joncţiunea BC, invers, factorul static de amplificare in curent a = Io/IE, iar in tensiune a = Ries/Rintr..Factorul b , un parametru al tranzistorului, reprezintă o amplificare in curent, definita ca raportul intre variaţia curentului de colector si variaţia curentului de baza (cu tensiunea de colector constanta )

21

conectând un tranzistor PNP cu emitorul comun (EC). O variaţie mica a curentului de baza provoacă o variaţie mare a curentului de colector. Aceasta este valabil si tranzistorul de tip NPN.

Moduri de conectare. Exista trei moduri fundamentale de contare ale tranzistorului in circuit, aşa cu se prezintă in figura 2. : emitor comun, baza comuna si colector comun. Cel mai folosit in practica este circuitul cu emitor comun, deoarece oferă un câştig de tensiune si amplificare de putere ridicata.

4. DIODA SEMICONDUCTOARE (1N4001)

Cele mai des folosite diode semiconductoare sunt diode le redresoare .Ele funcţionează datorita proprietăţii de a se comporta diferit la tensiuni de polarizare directe şi tensiuni de polarizare inverse.Astfel la tensiuni de polarizare directe rezistenţa directă este foarte mică iar la polarizarea inversă rezistenţa inversă este foarte mare.Datorită acestei proprietăţi ca la aplicarea unei tensiuni alternative ele funcţionează pe alternanţa pozitivă conducând un curent mare (de ordinul mA sau A). Pe alternanţa negativă se vor bloca lăsând să treacă curenţi foarte mici de ordinul mA sau A care pot fi neglijaţi.Acest proces de transformare a unui semnal alternativ într-un semnal continuu poarta numele de REDRESARE . Aceste diode sunt folosite la construcţia redresoarelor care lucrează cu semnale mari şi frecvenţe mici (50Hz ) .Se pot realiza atât din germaniu cât şi din siliciu - cele cu siliciu au următoarele avantaje faţă de cele cu germaniu:-Curentul invers este mult mai mic.-Tensiunea de străpungere este mult mai mare - Temperatura maximă de lucru de 190 grade faţă de 90 grade la germaniuDezavantaj - se consideră tensiunea de deschidere puţin mai mare. Performanţele unei diode redresoare sunt caracteristice prin 2 mărimi limită care nu trebuie depăşite în timpul funcţionării : Intensitatea maximă a curentului direct Tensiunea inversă maximă.

5. DIODA ZENER (DZ 6V2)

Este o diodă stabilizatoare de tensiune. Funcţionarea ei se bazează pe proprietatea joncţiunii p-n de a avea in regiunea de străpungere o tensiune la borne constantă într-o gamă largă de variaţie a curentului invers. Dioda funcţionează intr-un regim de străpungere controlat în care atât curentul cât şi puterea disipată sunt menţinute la valori pe care dioda le poate suporta în regim permanent fără să se distrugă.

22

Dioda zener este construită din siliciu când este polarizată direct (+ pe anod şi – pe catod) funcţionează ca o diodă cu joncţiune.când este polarizată invers (- pe anod şi + pe catod) funcţionează în regim de străpungere.Funcţionarea diodei zener este caracteristică următoarelor mărimi:1 Tensiunea de stabilizare ( este tensiunea la care apare regimul de străpungere; poate avea valori între 4-200 V)

2 Rezistenţa dinamică (este rezistenţa internă a diodei în regiunea de străpungere) Rd = U/I

Cu cât rezistenţa dinamică este mai mică cu atât tensiunea diodei este mai mică. 3 Curentul invers maxim (este valoare maximă a curentului pe care o poate suporta dioda fără să se deterioreze) 4 Putere maximă disipată (este produsul dintre tensiunea de străpungere şi curentul invers maxim; are valori cuprinse între 0,2-50 W) 5 Coeficientul de temperatură a tensiunii de stabilizare care reprezintă variaţia tensiunii de stabilizare pentru o variaţie a temperaturii de 1oC Sz = U/T Uz

Acest coeficient este negativ pentru tensiunea la bornele diodei adică Uz mai mic de 6V şi pozitiv pentru tensiuni mai mari de 6V.

III. DATE DE CATALOG (BC 107; BD136; 2N3055;)

LISTA SIMBOLURILOR UTILIZATE :

VCEO – TENSIUNEA MAXIMA COLECTOR-EMITOR CU BAZA IN GOLVEBO – TENSIUNEA MAXIMA EMITOR-BAZA CU COLECTORUL IN GOLIC – CURENT DE COLECTOR Ptot – PUTERE TOTALATj – TEMPERATURA JONCTIUNIIICBO – CURENT REZIDUAL COLECTOR-BAZAH21E – VALOARE STATICA A AMPLIFICARII DE CURENTVRRM - TENSIUNE INVERSA REPETITIVA MAXIMAITO – CURENT CONTINUU DIRECTITRM – CURENT DE VARF REPETITIV IN CONDUCTIE ITSM – CURENT DE SUPRASARCINA ACCIDENTAL IN CONDUCTIEVGT- TENSIUNEA DE POARTA DE AMORSARE IGT – CURENT DE POARTA DE AMORTIZAREton – TIMP DE INTRARE IN CONDUCTIE PRIN CONTROL DE POARTAVRM – TENSIUNE INVERSA MAXIMAIFAV- CURENT MEDIU IN SENS DIRECTVF- TENSIUNE IN DIRECTIF – CURENT DIRECTtrr – TIMP DE REVENIRE INVERSA Tamb- TEMPERATURA MEDIULUI AMBIANTIO – CURENT MEDIU REDRESATVRRM - TENSIUNE INVERSA REPETITIVA MAXIMAVR – TENSIUNE INVERSAIFRM – CURENT DIRECT MAXIM REPETITIVIFSM – CURENT MAXIM DIRECT ACCIDENTAL DE SUPRASARCINAIR – CURENT INVERS

23

BC 107

TIPValori limite absolute

VCEO[V]

VEBO[V]

IC[mA]

Ptot[mW]

Tj[oC]

NPNBC 107BC 108BC 109BC 170BC 171BC 172BC 173BC 174

4520202045252564

65556555

100100100100100100100100

300300300300300300300300

150150150150150150150150

PNPBC 177BC 178BC 179

452520

555

100100100

300300300

175175175

TIPCaracteristici electrice (Tamb = 25 oC)

VCEsat/IC fT IC=10mA

F/f h21E IC/VCE

[V] [mA] [MHz] [dB] [KHz] [mA]NPNBC 107BC 108BC 109BC 170BC 171BC 172BC 173BC 174

0.60.60.60.40.60.60.60.6

10010010030100100100100

300300300100300300300300

10104101010410

110.03-151110.03-151

125-500125-900240-90035-800125-900125-900125-900240-900

22212222

PNPBC 177BC 178BC 179

0.950.950.95

100100100

200200200

10104

110.03-15

75-26075-260125-500

222

CAPSULA

24

BD136

Tranzistoare cu siliciu de joasa frecventa,medie putere ( BD135 )

TIPValori limite absolute

VCEO[V]

VEBO[V]

IC[A]

Ptot[W]

Tj[oC]

BD 135BD137BD139

456080

555

111

6.56.56.5

150150150

PNPBD136BD138BD140

-45-60-80

-5-5-5

-1-1-1

6.56.56.5

150150150

TIPCaracteristici electrice (Tamb = 25 oC)

VCEsat/IC fT/IC ICBO/VCE H21E/IC[V] [mA] [MHz] [mA] [nA] [V] [mA]

BD 135BD137BD139

0.60.60.6

500500500

505050

505050

100100100

303030

40-25040-16040-160

150150150

PNPBD136BD138BD140

-0.6-0.6-0.6

500500500

505050

-50-50-50

100100100

-30-30-30

40-25040-16040-160

-150-150-150

CAPSULA

25

2N3055

Tranzistoare cu siliciu de joasa frecventa, de putere (2N3055)

Curentul de baza 7APuterea totala disipata 117WTemperatura joncţiunii 200oCTemperatura de stocare -65…+200oCRezistenta termica joncţiune-capsula 1.5 oC/W

CARACTERISTICI STATICE

Câştigul static in curent TA = 25 oCVCE = 4V. IC = 4A h21E = 20…70 VCE = 4V, IC =10A h21E > 5Tensiunea de menţinere colector-emitor VCEOsus > 60VIC = 200mA Tensiunea de saturaţie colector-emitor VCEsat < 1.1VIC = 4A, IB = 0.4ATensiunea emitor baza VBE < 1,8VVCE = 4A, IB = 0.4ACurentul rezidual de colectorVBE = 100V, -VBE = 0.5V, ICEX <30mA VCE = 30V, ICEO<0.7mATc = 150 oCCurentul rezidual de emitor IBEO < 5mAVEB = 7V

Acest tranzistor este destinat utilizării in circuite de comutare de putere, regulatoare, surse de alimentare, amplificatoare de înalta fidelitate etc.El a fost astfel proiectat, încât sa poată funcţiona la parametri maximali fără a se distruge datorita tensiunilor de străpungere secundare.

26

CAP. 4. FUNCTIONAREA SCHEMEI

Circuitul releu regulator de tensiune asigura menţinerea unei tensiuni de 14,2V la bornele bateriei acumulatoare garantând, in condiţiile unui consum maxim, o încărcare optimă a bateriei, prin reglarea curentului din înfăşurarea de excitaţie a alternatorului.Curentul prin înfăşurarea de excitaţie a alternatorului este de 5A. Releul regulator asigură blocarea acestui curent la o tensiune maxima debitata de 14,4V si conducţia sa la o tensiune de 14,2V, histerezisul de 0,3V fiind necesar pentru a realiza o funcţionare stabila in cele doua cazuri.

Montajul se alimentează din tensiunea bateriei si cu ajutorul stabilizatorului parametric format din rezistenta R8 = 1K si dioda Zener stabilizatoare DZ 6V2. Se obţine o tensiune stabilizata si filtrata (C = 100µF) necesara alimentarii circuitului integrat MMC 4011 (patru porţi SI-NU (NAND) cu doua intrări fiecare, realizat in tehnologie CMOS).Tensiunea de la bornele bateriei (+ Ubat) este divizata cu ajutorul divizorului rezistiv R1 = 10K si potenţiometrul P1 = 20K.Fracţiune din aceasta tensiune ajunge pe intrarea circuitului integrat prin R3 = 33K, care are rolul de a limita curentul pe intrarea circuitului. Din potenţiometrul P1 = 200K se reglează nivelul de tensiune la care poarta logica basculează din starea logica”1” in starea logica „0”, practic se reglează tensiunea de 14,4V (mărimea reglata), tensiune la care releul basculează excitaţia alternatorului.Circuitul integrat realizează o schema de Trigger Schmitt, necesara pentru a îmbunătăţi fronturile impulsurilor de basculare (tranziţiile “1” - “0” si “0” -“1” logic).Nivelul logic „1” de la ieşirea porţii SI-NU a circuitului integrat, ataca poarta tranzistorului bipolar T1 de tip BC 171.

Rezistenta R4 = 20K limitează curentul de baza al tranzistorului T1. T1 in stare de conducţie, prin curentul său de colector, determina o cădere de tensiune pe rezistenta R5 = 10K mai mare de 0,6V. Aceasta tensiune polarizează joncţiunea BC a tranzistorului T2, (UBET2) si determina intrarea in conducţie a tranzistorului T2 de tip BD 136.Curentul de colector al tranzistorului T2 constituie curentul de baza pentru tranzistorul T3 de tip 2N3055.

Transistoarele T2-T3, funcţionează in montaj amplificator de curent continuu, si controlează curentul, de pana la 5A, al intrării de excitaţie a alternatorului.Rezistenta R7 = 1K polarizează joncţiunea BE a tranzistorului de putere 2N3055. Dioda D2 protejează tranzistorul T2. condensatoarele C1 si C2 au rolul de a filtra tensiunea de alimentare.

27

IV. ANEXE :

ELECTRONICS WORKBENCH V5.12;

EAGLE ( CABLAJ );

SCHEMATIC

28

CABLAJ CU PIESE

CABLAJ FARA PIESE

29

V. BIBLIOGRAFIE

Circuite integrate liniare vol. 3, Ed. Tehnium Bucureşti

Miron C., Introducere în circuite electronice, Editura Dacia, Cluj-Napoca,

Dascalu D., s.a., Dispozitive si circuite electronice, Editura Didactica si Pedagogica Bucuresti, 1982;

Oltean, G., Miron, C., Gordan, Mihaela, Hotoleanu, M., Dispozitive si circuite electronice. Îndrumător de laborator, II. Multiplicare UTCN, 1999;

Miron,C., Oltean, G., Gordan, Mihaela, Dispozitive si circuite electronice, --- Culegere de probleme, Editura Casa Cartii de Stiinta, Cluj-Napoca, 1999;

Lungu,S., s.a. - Electronica. Culegere de probleme Editura Casa Cartii de Stiinta, Cluj-Napoca, 1993;

Dascalu,D., s.a. - Dispozitive si Circuite Electronice. Probleme, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1982;

Croitoru,V., s.a. - Electronica. Culegere de probleme, Ed.Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1982;

Ciugudean, M., ş.a. – Electronică aplicată cu circuite integrate analogice. - Dimensionare., Editura de Vest, Timişoara,1991;

Ciugudean, M., ş.a. – Stabilizatoare de tensiune cu circuite integrate liniare. Dimensionare, Editura de Vest,Timişoara, 2001;

30