二輪車MOSFET全波シャントレギュレータ回路

全波モーターサイクルシャントレギュレータ回路の次の投稿は、マイケル氏から要求されました。回路の機能を詳しく学びましょう。

シャントレギュレータのしくみ

シャントレギュレータは、シャントによって電圧を一定のレベルに調整するために使用されるデバイスです。通常、シャントのプロセスは、ツェナーダイオードが電子回路で行うように、過剰な電圧を接地することによって行われます。

しかし、そのようなレギュレーターの悪い面の1つは、不要な熱の発生です。発熱の理由は、過剰な電圧がアースに短絡される動作原理です。

上記の方法は、より簡単で安価な方法で実装できますが、効率的で高度なものとは見なされません。このシステムは、エネルギーを排除または阻害するのではなく、エネルギーを破壊または殺すことに基づいています。

この記事で説明するモーターサイクルシャントレギュレーターの回路は、まったく異なるアプローチを採用し、エネルギーを「殺す」代わりに過剰な電圧の流入を制限して、不要な熱の発生を停止します。

回路動作

回路の機能は次のように理解できます。

モバイクが始動すると、R1を介して利用可能になるゲートトリガーにより、PチャネルMOSFETのソース/ドレインピンの両端に電圧が入ります。

高電圧がたまたまオペアンプの検出入力であるR3に到達すると、ICのピン＃3が電圧の上昇を検出します。

puin＃2で設定されたリファレンスに従って、状況に瞬時に反応し、その結果、ICの出力が高論理レベルになります。

即時ハイロジックパルスは、MOSFETの負のベーストリガーを制限し、その特定の瞬間にオフに切り替えます。

T1がオフになると、R3 / R4の接合部の電圧が元の状態に戻ります。つまり、ここでの電圧が基準レベルを下回ります。これにより、低論理信号でオペアンプ出力が即座にアクティブになります。スイッチをオンにしてT1を動作に戻します。

このプロセスは非常に高速で繰り返され、+ /-でマークされた出力電圧を、R2 / Z1およびR3 / R4の設定によって決定される一定のレベルに維持します。

上記の原理は、過剰電圧をグランドにシャントする代わりに電圧抑制技術を利用しているため、貴重な電力を節約し、何らかの方法で地球温暖化を制御するのにも役立ちます。

パーツリスト

R1、BR2 = 10Ampブリッジ整流器

R1 = 1K
D1 = 1N4007
C1 = 100uF / 25V
IC1 = IC741
T1 = MOSFETJ162

R2 / Z1、R3 / R4 =説明どおり 記事上で

オルタネーターでは、過剰な電力をアースにシャントすることをお勧めします

オルタネーターに関して言えば、過剰電圧を制限または制限する最良の方法は、過剰電力を短絡するか、過剰電力をアースにシャントすることです。これにより、電機子の上昇電流がなくなり、巻線が加熱されるのを防ぎます。

この方法を使用する電圧レギュレータは、次の例で確認できます。

以下のビデオクリップは、オペアンプベースのシャントレギュレータ回路とそのテスト手順を示しています

パーツリスト

R1、R2、R3 = 10K
R4 = 10Kプリセット
Z1、Z2 = 3Vツェナー1/4ワット
C1 = 10uF / 25V
T1 = TIP142（大きなヒートシンク上）
IC1 = 741
D1 = 6A4ダイオード
D2 = 1N4148
ブリッジ整流器=標準のオートバイブリッジ整流器

回路の設定方法

12Vシステムの場合、T1側からDC電源から18Vを印加し、R4を調整して出力端子間に14.4Vを正確に設定します。

を使用したさらにシンプルなモーターサイクルシャントレギュレーター シャントレギュレータICTL431 以下で確認できますが、3k3抵抗を微調整して、出力電圧を最も好ましいレベルに変更することができます。

単相オルタネーターの場合、次の図に示すように、6ダイオードブリッジ整流器を4ダイオードブリッジ整流器に置き換えることができます。

熱心な読者からのフィードバックと更新LeonardFons氏

考慮する必要があるもう少し思いついた。
クリッパーと直列レギュレーターにMOSFET（IXFK44N50P）を使用しています。 FETが最初に出たとき、最小限の静電荷がハートビートでFETを吹き飛ばすので、FETで多くのことをしたことはありません。ですから、これは実際にそれらを使用する私の最初の試みです。

接合トランジスタのように、処理する電力が多いほど、それらを駆動するために必要な電力も増えると思いました。違います。データシートをもう一度見ると、ゲート電流がプラスマイナス10ナノアンペアであることがわかります。

これは10兆分の1アンペアです。それらを駆動するためにTIP142は必要ありません。 1ワット、高ゲインのダーリントンは非常にうまく機能します。そして、回路全体が1つのボードに収まります。整流器用に別のレギュレータハウジングがまだ必要です。しかし、私はこれをすべてまとめて試してみる準備ができています。

もちろん、実際にハウジングに取り付ける前に試してみますが、変更を加える予定はありません。

これらのFETがゲート電流をほとんど使用しないことに気付くと、かなりの違いが生じます。私の理論は、すべての電流をアースに分流させるのではなく、60ボルトでクリップしたときにアースに流れる電流について正確であることがわかります。

Aポットに入れるときは、FETがハウジングに隙間がないことを確認する必要があります。それは他の1つとの別の問題でした。コンポーネントとハウジングの間の16インチのスペース、

その隙間がエポキシで満たされているため、熱を放散するのにあまり効率的ではありません。ハウジングが暖かくなり始めるまでに、コンポーネントに指を火傷します。私が行うかもしれない1つの変更は、モニターラインの直列ダイオードです。乗車中に見える場所にある緑色のLEDは、充電中であるかどうかを知らせてくれます。