ไอซีเรกูเลเตอร์

Posted on : 16-05-2013 | By : Author | In : ระบบต่าง ๆ ในรถยนต์

เรกูเลเตอร์แบบธรรมดาและไอซีเรกูเลเตอร์มีจุดประสงค์เดียวกันคือ ควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ออกจากอัลเทอร์เนเตอร์ โดยควบคุมกระแสไฟฟ้าซึ่งไหลผ่านเข้าไปในขดลวดโรเตอร์ ไอซีเรกูเลเตอร์ เป็นอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็ก นํ้าหนักเบา และไว้ใจได้อย่างมากในการทำงาน เมื่อเปรียบเทียบกับเรกูเลเตอร์แบบธรรมดา
ข้อดีของไอซีเรกูเลเตอร์คือ
1. ไม่มีอุปกรณ์ใดๆ ที่เคลื่อนที่ได้จึงทนต่อการสั่นสะเทือนได้ดี
2. เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นอัลเทอร์เนเตอร์จะผลิตแรงเคลื่อนไฟฟ้าลดลง การควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่ จึงเป็นไปอย่างถูกต้อง
ข้อเสียของไอซีเรกูเลเตอร์คือ มันจะเสียได้ง่ายเมื่อเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่สูงเกินไปและอุณหภูมิสูงเกินไป
หลักการทำงานของไอซีเรกูเลเตอร์
กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่จะไหลไปยังขดลวดโรเตอร์ทางขั้ว B และออกจากขดลวดโรเตอร์ทางขั้ว F รออยู่ที่ขั้ว C ของ Tr1 กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่อีกทางหนึ่งจะไหลผ่าน R ไปขั้ว B ของ Tr1 ไปขั้ว E ลงกราวด์ครบวงจร ทำให้กระแสไฟฟ้าจากขั้ว F ที่รออยู่ที่ขั้ว C ไหลผ่านขั้ว E ในอัตราขยาย 10 เท่า ทำให้ขดลวดโรเตอร์เกิดความเข้มของสนามแม่เหล็กมาก เมื่ออัลเทอร์เนเตอร์หมุนทำงานก็จะผลิตแรงเคลื่อนไฟฟ้าออกมา
เมื่อแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ขั้ว B ของอัลเทอร์เนเตอร์มีมากขึ้นจนถึงจุดที่ตัวซีเนอร์ไดโอดยอมปล่อยให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าไหลผ่านตัวมันก็จะทำให้ Tr2 ทำงานโดยแรงเคลื่อนไฟฟ้าจะไหลผ่านซีเนอร์ไดโอดไปขั้ว B ผ่านขั้ว E ของ Tr2 ทำให้เกิดการดึงกระแสไฟฟ้าจากขั้ว B ของ Tr1 ไปยังขั้ว C ไปขั้ว E ของ Tr2 ในอัตราขยาย 10 เท่า Tr1 ก็จะหยุดทำงาน กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดโรเตอร์ไม่สามารถไหลครบวงจรได้ ขดลวดโรเตอร์ก็ไม่เป็นแม่เหล็ก อัลเทอร์เนเตอร์ก็ไม่ผลิตแรงเคลื่อนไฟฟ้าออกมาดังรูปที่ 7.73
เมื่อแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ขั้ว B ลดลงจนถึงจุดที่ซีเนอร์ไดโอดไม่ยอมให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าไหลผ่านตัว มัน Tr2 ก็จะหยุดทำงาน Tr1 จะทำงานแทนอัลเทอร์เนเตอร์ก็จะผลิตแรงเคลื่อนไฟฟ้าอีก วนเวียนอยู่เช่นนี้ เพื่อควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ออกจากอัลเทอร์เนเตอร์ที่ 14.5 โวลต์ ให้คงที่ตลอดเวลา


รูปที่ 7.72 Tr2  ทำงานเรกูเลเตอร์ควบคุมไฟชาร์จตามค่าที่กำหนด


รูปที่ 7.73 Tr2  ทำงานเรกูเลเตอร์ควบคุมไฟชาร์จตามค่าที่กำหนด
ไอซีเรกูเลเตอร์มีด้วยกัน 3 แบบได้แก่
1. ไอซีเรกูเลเตอร์แบบ A อัลเทอร์เนเตอร์แบบนี้จะใส่ไดโอดบวก-ลบเข้าที่ขั้ว N แล้วต่อไปยังขั้ว B และใส่ไดโอดบวกเข้ากับขดลวดสเตเตอร์ หลอดไฟแสดงการชาร์จใช้รีเลย์เป็นตัวควบคุม
การทำงาน เมื่อเปิดสวิตช์กุญแจจุดระเบิด กระแสไฟฟ้าจากขั้ว IG จะไหลไปยังขั้ว IG ของอัลเทอร์เนเตอร์เข้าไปในขดลวดโรเตอร์ เข้าขั้ว F ของไอซีเรกูเลเตอร์ กระแสไฟฟ้าจากขั้ว IG ยังไหลเข้าขั้ว L ของไอซีเรกูเลเตอร์ไปยัง Tr1 ลงกราวด์ทำให้ Tr1 ทำงาน กระแสไฟฟ้าจากขดลวดโรเตอร์ ก็ไหลลงกราวด์ครบวงจร ขดลวดโรเตอร์ก็จะเกิดสนามแม่เหล็ก กระแสไฟฟ้าจากขั้ว IG อีกจุดหนึ่งจะไหลเข้าขั้ว IG ของรีเลย์เตือนไฟชาร์จออกขั้ว A เข้าขั้ว L ของอัลเทอร์เนเตอร์ เข้าขั้ว L ของเรกูเลเตอร์ ผ่าน Tr1 ลงกราวด์ รีเลย์ก็จะดูดหน้าทองขาวติดกัน หลอดไฟแสดงการชาร์จติดสว่างดังรูปที่ 7.74
เมื่ออัลเทอร์เนเตอร์หมุนทำงานก็จะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าออกจากขั้ว B เข้าประจุแบตเตอรี่ กระแสไฟฟ้าจากไดโอดที่เพิ่มขึ้นที่ขดลวดสเตเตอร์จะไหลเข้าขดลวดโรเตอร์เป็นการเสริมกระแสไฟฟ้าจากขั้ว IG และจะไหลไปยังขั้ว L ของอัลเทอร์เนเตอร์ชนกับกระแสไฟฟ้าที่ไหลจากขั้ว A ของรีเลย์จึงเกิดความสมดุลทางไฟฟ้า ขดลวดรีเลย์ไม่มีอำนาจแม่เหล็กจึงไม่สามารถดูดหน้าทองขาวได้ทำให้หลอดเตือนไฟชาร์จดับดังรูปที่ 7.74


รูปที่ 7.74 วงจรการทำงานของไอซีเรกูเลเตอร์แบบ A
เมื่อแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ออกจากขั้ว B ของอัลเทอร์เนเตอร์สูงเกินขีดค่าที่กำหนดไว้ (14.8 โวลต์) แรงเคลื่อนไฟฟ้าก็สามารถไหลผ่านตัวซีเนอร์ไดโอดไปยัง Tr2 ได้ทำให้ Tr2 ทำงาน Tr1 หยุดทำงาน กระแสไฟฟ้าจากขดลวดโรเตอร์ไม่สามารถไหลครบวงจรได้ ขดลวดโรเตอร์ก็หมดอำนาจแม่เหล็ก แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ออกจากขั้ว B ก็ลดน้อยลง และเมื่อแรงเคลื่อนไฟฟ้าลดลงจนถึงจุดที่มันไม่สามารถไหลผ่านตัวซีเนอร์ไดโอดได้ ซีเนอร์ไดโอดก็หยุดทำงาน Tr2 ก็หยุดทำงาน Tr1 จะทำงานแทน แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ขั้ว B เกิดขึ้นอีก การทำงานจะสลับกันเป็นเช่นนี้เพื่อควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้าให้คงที่ที่ 14.8 โวลต์
เมื่อเปิดสวิตช์กุญแจจุดระเบิดค้างไว้ กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ที่ไหลไปยังขดลวดโรเตอร์จะไม่ไหลไปมาก เนื่องจากติดตัวความต้านทานที่ต่ออนุกรมไว้ในวงจร แต่ขณะเดียวกันขดลวดโรเตอร์เกิด สนามแม่เหล็กเพียงพอที่จะทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าขึ้นเมื่ออัลเทอร์เนเตอร์หมุนทำงาน
2. ไอซีเรกูเลเตอร์เแบบ B เรกูเลเตอร์แบบนี้จะคล้ายๆ กับไอซีเรกูเลเตอร์แบบ A แต่มีการเพิ่มวงจร A เข้าไปในไอซีเรกูเลเตอร์เพื่อควบคุมการชาร์จให้ดีขึ้น จุดที่แตกต่างกันก็คือ ไอซีเรกูเลเตอร์ แบบ A จะตรวจจับแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ขั้ว B ของอัลเทอร์เนเตอริ์ แต่ไอซีเรกูเลเตอร์แบบ B จะตรวจจับแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ขั้วของแบตเตอรี่โดยใช้ตัวความต้านทาน (R3) และไดโอด D3 เพื่อตรวจจับแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ขั้ว L
ตัวความต้านทาน (Rd) ในไอซีเรกูเลเตอร์จะเป็นตัวตรวจจับการขาดวงจรของขดลวดโรเตอร์


รูปที่ 7.75 วงจรไอซีเรกูเลตอร์แบบ B
การทำงานของไอซีเรกูเลเตอร์แบบ B และวงจร A มีดังนี้ (ดูรูปที่ 7.75)
1. ขณะที่กระแสไฟฟ้ายังมีน้อยอยู่ Tr3 จะหยุดทำงานเพื่อไม่ให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวความต้านทาน Rd เป็นการป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้าที่ไปขดลวดโรเตอร์ลดลง
2. เมื่อขั้ว L มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าเกิน 8 โวลต์ วงจร A จะสงให้ Tr3 ทำงานบ้างหยุดบ้างเป็นช่วงๆ เพื่อรักษาแรงเคลื่อนไฟฟ้าให้คงที่โดยตัวความต้านทาน Rd
3. เมื่อแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ขั้ว L ตกลงตํ่ากว่า 8 โวลต์ วงจร A จะสั่งให้ Tr3 ทำงานตลอดเวลา

4. รีเลย์หลอดเตือนไฟชาร์จที่ขั้ว A ของรีเลย์จะมีแรงเคลื่อนไฟฟ้าตํ่า ทำให้หลอดแสดงไฟชาร์จติดได้เมื่อเปิดสวิดช์กุญแจจุดระเบิด
5. ถ้าขดลวดโรเตอร์ขาดระหว่างที่อัลเทอร์เนเตอร์ทำงาน แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ขั้ว L จะถูกปรับให้มีค่า 3 โวลต์ โดย R1 และ Rd
6. เมื่อไม่มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ขั้ว S ระหว่างที่อัลเทอร์เนเตอร์ทำงาน (เช่น สายไฟขั้ว S จากแบตเตอรี่ขาด) วงจร A จะสั่งให้ Tr2 ทำงาน ทำให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ขั้ว L ตํ่าลง รีเลย์จะทำงาน หลอดไฟแสดงไฟชาร์จติดสว่าง
7. เมื่อสวิตช์จุดระเบิดอยู่ในตำแหน่ง ON จะทำให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ขั้ว L มีค่าสูงกว่า 8 โวลต์ และถ้าแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ขั้ว L สูงเกินกว่า 8 โวลต์จนถึงระยะเวลาหนึ่ง วงจร A จะสั่งให้ Tr3 ทำงานตลอดเวลา เพื่อลดแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ขั้ว L ไม่ให้เกิน 8 โวลต์
3. ไอซีเรกูเลเตอร์แบบ M เรกูเลเตอร์แบบ M จะมีวงจร MIC (monolithic integrated circuit) ซึ่งเป็นชุดคอมพิวเตอร์ทำหน้าที่ควบคุมการชาร์จ ตรวจจับแรงเคลื่อนไฟฟ้า และควบคุมหลอดไฟ แสดงการชาร์จด้วยชุดไอซีเรกูเลเตอร์แบบ M นี้จะทำให้หลอดไฟแสดงการชาร์จติดเมื่อเกิดปัญหาในการทำงานคือ
1. ขดลวดโรเตอร์ขาด
2. ขั้ว S ซึ่งตรวจจับแรงเคลื่อนไฟฟ้าขาดหรือหลุดออกจากวงจร
3. แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ขั้วแบตเตอรี่ตํ่ากว่า 13 โวลต์
การทำงานของไอซีเรกูเลเตอร์แบบ M มีดังนี้
1. เมื่อเปิดสวิตช์จุดระเบิด เครื่องยนต์ยังไม่ทำงาน กระแสไฟฟ้าจากขั้ว IG เข้าชุด MIC Tr1 ทำงาน และกระแสไฟฟ้าจากขั้ว B ไหลเข้าขดลวดโรเตอร์ผ่าน Tr1 ลงกราวด์ กระแสไฟฟ้าจากขั้ว IG อีกเส้นหนึ่งจะไหลจากหลอดแสดงการชาร์จผ่าน Tr3 ลงกราวด์ หลอดไฟแสดงการชาร์จติดสว่าง ที่เป็นเช่นนี้เพราะชุด MIC จะให้ Tr1 ทำงานและหยุดเป็นจังหวะจึงทำให้กระแสไฟฟ้าไหลเข้าขดลวด ถูกรักษาระดับกระแสไฟฟ้าที่ 1.2 แอมป์ และกระแสไฟฟ้าที่ขั้ว P ยังไม่มี ชุด MIC จึงให้ Tr3 ทำงาน หลอดไฟแสดงการชาร์จติดดังรูปที่ 7.76


รูปที่ 7.76 Tr1   ทำงานหลอดไฟชาร์จติด
2. อัลเทอร์เนเตอร์หมุนทำงาน แรงเคลื่อนไฟฟ้าต่ำกว่าค่าที่กำหนด จะมีกระแสไฟฟ้าออกจากขั้ว P เข้าชุด MIC ซึ่งชุด MIC ก็จะให้ Tr1 ทำงาน และหยุดทำงานเป็นช่วงๆ ในตอนแรกเปลี่ยนมาเป็นทำงานตลอดเวลา และให้ Tr3 หยุดทำงานแต่ให้ Tr2 ทำงานแทน กระแสไฟฟ้าจากขั้ว IG ก็จะไหลผ่าน Tr2 เข้าขั้ว L ชนกับกระแสไฟฟ้าที่มาจากหลอดไฟแสดงการชาร์จ ทำให้เกิดการสมดุลของกระแสไฟฟ้า หลอดไฟแสดงการชาร์จจึงดับ แสดงว่าไฟชาร์จเข้าแบตเตอรี่แล้วดังรูปที่ 7.77


รูปที่ 7.77 อัลเทอร์เนเตอร์ทำงานหลอดไฟชาร์จดับ
3. อัลเทอร์เนเตอร์หมุนทำงาน แรงเคลื่อนไฟฟ้าถึงค่าที่กำหนด เมื่อมีแรงเคลื่อนไฟฟ้าถึงค่าที่กำหนดคือ 14.5 โวลต์ ชุด MIC ตรวจจับได้ที่ขั้ว S ชุด MIC ก็จะให้ Tr 1 หยุดทำงานจนกระทั่งแรงเคลื่อนไฟฟ้าลดลงกว่า 14.5 โวลต์ ชุด MIC ก็จะให้ Tr 1 ทำงานไฟชาร์จก็จะเพิ่มมากขึ้นวนเวียนอยู่เช่นนี้ตลอดเวลาเป็นการควบคุมแรงเคลื่อนไฟชาร์จให้คงที่ที่ 14.5 โวลต์ ดังรูปที่ 7.78


รูปที่ 7.78 อัลเทอร์เนเตอร์ทำงาน ไอซีเรกูเลเตอร์ควบคุมการชาร์จที่ 14.5 โวลต์
4. เมื่อขั้ว S หลุดหรือขาดจากวงจร ในกรณีที่ขั้ว S หลุดหรือขาดจากวงจรชุด MIC จะให้ Tr2 หยุดทำงานและให้ Tr3 ทำงานแทน หลอดไฟแสดงการชาร์จจะติด แสดงให้เรารู้ว่าเกิดปัญหาในระบบ ขณะเดียวกันสัญญาณไฟจากขั้ว P ที่ส่งเข้าชุด MIC ยังมีอยู่ ชุด MIC จึงให้ Tr1 ทำงานและหยุดเป็นช่วงๆ เพื่อรักษาแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ขั้ว B ให้อยู่ในระหว่าง 13.3 โวลต์ และ 16.3 โวลต์ เป็นการป้องกัน แรงเคลื่อนไฟฟ้าสูงเกินไป และป้องกันไอซีเรกูเลเตอร์และอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ เสียหายได้ดังรูปที่ 7.79


รูปที่ 7.79 หลอดไฟชาร์จติดเมื่อขั้ว S หลุดหรือขาดวงจร
5. เมื่อขั้ว B หลุดหรือขาดจากวงจร เมื่อขั้ว S มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหลือ 13 โวลต์ แต่ที่ขั้ว P มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าถึง 20 โวลต์ ชุด MIC จะให้ Tr2 หยุดทำงาน Tr3 จะทำงานแทน หลอดแสดงการชาร์จติด และให้ Tr 1 ทำงานและหยุดทำงานเป็นช่วงๆ เพื่อป้องกันไม่ให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าสูงเกินไปเป็นการป้องกันอัลเทอร์เนเตอร์และไอซีเรกูเลเตอร์เสียหายได้ดังรูปที่ 7.80


รูปที่ 7.80 หลอดไฟชาร์จติดเมื่อขั้ว B หลุดมือขาดจากวงจร
6. เมื่อขดลวดโรเตอร์ขาด เมื่อขดลวดโรเตอร์ขาดจะทำให้ไม่มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ขั้ว P ด้วย (แรงเคลื่อนไฟฟ้าเป็น 0) ชุด MIC จับแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ขั้ว P เป็น 0 ก็จะให้ Tr2 หยุดทำงาน Tr3 จะทำงานแทน หลอดแสดงการชาร์จติดแสดงว่าเกิดเหตุบกพร่องของระบบไฟชาร์จดังรูปที่ 7.81


รูปที่ 7.81 หลอดไฟชาร์จติดเมื่อขดลวดโรเตอร์ขาด
ในรูปที่ 7.82 แสดงวงจรไอซีเรกูเลเตอร์ (มิตซูบิชิ)


รูปที่ 7.82 วงจร IC เรกูเลเตอร์ (มิตซูบิชิ)

บทความอื่น ๆ ที่น่าสนใจ:

Share this :

  • Stumble upon
  • twitter

Comments are closed.