Stroom- en spanningsregelaar

Voor een Volvo Penta MD2B

Klik hier voor het schema met onder de foto’s de beschrijving van de schakeling.

Korte
omschrijving van de stroom- en spanningsregelaar
voor de VOLVO-PENTA MD2B

Laten we
beginnen met het analyseren van het circuit wanneer de motor niet loopt

De
batterijspanning op B+ kan diode D1 niet passeren naar D+ omdat D1 is gesperd.

D+ is op grondniveau
omdat de inwendige weerstand tussen D+ en D- laag is.

Q1 is
niet in geleiding en laat daardoor de negatieve kant van het gehele opamp
controle circuit zweven en het hele circuit is nu verbonden met +12 Volt.

Op dit
moment is Q4 volledig in geleiding en houdt daarmee DF tegen aarde en de
dynastarter staat klaar om als startmotor gebruikt te worden.

Door de
lage lekweerstand van diverse componenten loopt er geen stroom door het circuit.

Q1 en Q3
zijn niet in geleiding D1 en D5 staan in sper D7 staat ver beneden zijn
zenerspanning. Q4 heeft een geïsoleerde gate We mogen veronderstellen dat er in C1 en C8
geen stroom loopt. In het hele circuit loopt dus geen stroom tijdens het
starten.

Wanneer
de dynamo begint te draaien zal deze zelf aanzwengelen door zijn remanent
magnetisme en zal een kleine spanning genereren van ongeveer 0.2 Volt en zal er
een stroom gaan vloeien door de veldwikkeling via Q4. De veldsterkte en
daardoor de spanning zal toenemen en we hebben een werkende dynamo. Zodra de
spanning ongeveer boven de 6 Volt komt, zal Q1 doorgeschakeld worden en zal de
gehele negatieve kant van het opamp circuit aan massa leggen (B-) De gele led
gaat aan en het hele generator circuit gaat leven.

Laten we
kijken wat er gebeurt als de generator ongeveer 12 Volt afgeeft. Q1 is in
geleiding en de gele led is aan maar de spanning is niet hoog genoeg om de
batterij te laden. Deze zal zo tegen de 12,3V moeten zijn. Pin 13 van de stroom-comperator
U1D zal ongeveer 10,4V zijn en Pin 12 ongeveer 0,15V lager met als gevolg dat
de spanning op Pin 14 laag is zodat de rode led uit is. Pin 2 van de spannings-comparator
U1A zal 4,25V zijn, zodat D4 spert en D5 spert zolang de spanning op de anode
3,9 V is. Pin 3 van U1A is voorzien van een spanning van 5 Volt uit een spanningsregelaar
U2 zodat Pin 1 hoog is dichtbij de accuspanning en de groene led is daardoor
uit.

U2C is
een oscillator die werkt op ongeveer 100Hz en produceert een driehoekspanning
door C5 en is een referentie voor de pulsbreedtemodulator U1B Pin 6 zal constant
variëren tussen een derde en tweederde van de batterijspanning omdat Pin 5
geregeld wordt door U1A ver boven tweederde van de batterijspanning. Pin 7 zal
hoog worden waardoor Q2 en Q4 geschakeld worden zodat de dynamo kan werken met
volledige veldsterkte.

Laten we
aannemen wanneer er gas gegeven wordt er te veel stroom gaat lopen en de accu en
dynamo niet lang zullen leven, maar in dit circuit zodra de spanning over R1 de
0,15 Volt overschrijdt zal de stroombegrenzing in werking komen.

Stel dat
de dynamo laadt met 20Amp met een batterijspanning met 13V Hoe werkt dit:

De
spanning op Pin 12 en Pin 13 zijn in de meeste gevallen gelijk, als er wat
verschil optreedt tussen de batterijspanning en verbinding R2 en R5 zal dit
door U1D met een factor 1000 versterkt worden zodat een kleine variatie van de
stroom door de shunt (R1) resulteert in een grote spanningsvariatie op Pin 13. Als
de spanning boven de 5,5 Volt komt gaat D4 in geleiding en stijgt de spanning
op Pin 2 van U1a en de rode led zal aangaan.

Wanneer
de 5 Volt op Pin 3 overschreden wordt zal de spanning op Pin 1 gaan zakken en
zwenkt de spanning over de tijdluscapaciteit C4 Hoe groter de spanning hoe
sneller de regelkring fungeert. De spanning op Pin 1 zal neerkomen tussen
eenderde en tweederde van de batterijspanning met als gevolg dat de groene led
aan gaat en U1b produceert een blokgolf op Pin 7 Het is een arbeidscycles afhankelijk
van de spanning van Pin 1. R19 en R20 zorgen voor een Schmidt Trigger functie
van U1B zodat deze zeer snel en met een schoon signaal kan schakelen. Met deze
blokgolf wordt via de emittervolgers Q2 en Q3 de Fet Q4 snel aan- en
uitgeschakeld.

Wanneer
Q4 gesloten wordt, zal de volle dynamospanning op de veldwikkeling staan en
de stroom zal afhankelijk van de schakeltijd zijn en zal de wikkeling inductief
worden. Wanneer Q4 afschakelt zal er door de inductieve wikkeling een stroom
vloeien als het circuit kortgesloten wordt door diode 8. De stroom zal afnemen
tot Q4 opnieuw gesloten wordt.

De
spanning op DF is een blokgolf terwijl de stroom in de veldwikkeling in
hoofdzaak een gelijkstroom is met daarop
een klein driehoek component aan de bovenkant.

Iedere
variatie in het toerental zal de neiging hebben de stroom te veranderen, en de
schakeling zal daar direct op reageren
en de blokgolf op de veldwikkeling zo aanpassen dat de dynamostroom gelijk
blijft.

Als de
batterij aan het laden is zal de spanning langzaam hoger worden totdat deze de
13,9 bereikt.

Bij deze
spanning zal op Pin 2 van U1A 5 Volt staan zonder hulp van de stroomsensorschakeling.

De
controlelus zal de 13,9 Volt handhaven terwijl de stroom zal dalen en met als
gevolg dat de spanning op Pin 14 gaat zakken en de rode led uit gaat en de
groene led aan gaat.

Zolang de
dynamo snel genoeg blijft draaien houdt het circuit de uitgang op 13,9V of op
20 Amp afhankelijk van de belasting eisen. Het is niet toegestaan deze waarden te overschrijden.

Zodra de
motor stopt zal D+ naar 0 Volt zakken Q1 schakelt uit

Spanningsregelaars
voor Bosch gelijkstroom dynamo’s.

LET OP: bij
Bosch dynamo’s kan het voor komen dat er een “weerstand” met de
veldspoel is mee gewikkeld. Deze weerstand is dan tussen de “DF”
aansluiting en massa geschakeld.

Het is
belangrijk dat deze weerstand bij gebruik van een elektronische regelaar
losgekoppeld wordt.

Big box…

Wie het kleine niet eert, is het grote niet weert…. Lasergestraald doosje met een klepje. Alle onderdelen met plakband in elkaar gezet en daarna van binnen uit met zeer dunne lijm de onderdelen vastgezet. Je ziet de lijm wegvloeien en er blijven ook geen resten over. Box is: 50 breed, 40 diep, 40 hoog. Dat is mm geen cm…