Устройство регуляторов напряжения

Конструкция регуляторов напряжения, располагаемых вне генератора и соединенных с ним через провода бортовой сети, в основном идентичны. Такие регуляторы можно разделить на две группы: с металлическим корпусом-крышкой и пластмассовым корпусом. Эти регуляторы напряжений по аналогии с вибрационными иногда называют реле-регуляторами.

При разработке полупроводниковых регуляторов напряжения необходимо учитывать особенности полупроводниковых приборов и использовать современные достижения в области полупроводниковой техники, связанные с новейшей технологией изготовления - технологией интегральных схем.

Особенность электронных изделий - блочный принцип построения конструкций. В этом случае открываются широкие возможности для унификации и стандартизации элементов, что позволяет применять в производстве прогрессивные методы обработки, сборки и монтажа с высокопроизводительным автоматизированным оборудованием.

По конструктивным признакам полупроводниковые регуляторы напряжения относятся к блокам со смешанным монтажом. Монтаж платы - печатный, внутриблочный монтаж - объемный.

Особенности полупроводниковых регуляторов с навесным монтажом электрических и электронных компонентов на печатной плате можно рассмотреть на примере регулятора РР132.

Блок регулятора РР132 (рис. 7) установлен в корпусе из свинцового сплава. Регулятор имеет выводы для подключения к обмотке возбуждения генератора и к выводу "+" генератора (через выключатель зажигания). Корпус регулятора соединен с ’’массой". Блок состоит из узла печатной платы 1 с навесными электрическими и электронными элементами и теплоотвода 13, на котором закреплены транзисторы.




Основой печатной платы (рис. 8, а) является листовой или фольгированный электротехнический стеклотекстолит. Фольгированный стеклотекстолит с одной или двух сторон облицован красно-медной электротехнической фольгой толщиной 0,035 и 0,05 мм. На поверхность этого основания наносят печатный монтаж, выполняющий функции монтажных проводов, разъемов и контактных деталей. Одно из возможных креплений элементов на печатной плате показано на рис. 8, б.




В производстве наибольшее распространение получили электрохимический, химический и комбинированный методы изготовления печатных плат. Электрохимический метод - гальваническое осаждение металла на диэлектрик с металлизацией отверстий. Химический метод - травление фольгированного диэлектрика с дополнительной операцией металлизации отверстий. Комбинированный метод - травление фольгированного диэлектрика с одновременной металлизацией отверстий.

Различия печатных плат, выполненных по указанным методам, заключаются в возможности размещения печатного монтажа с одной или с двух сторон и в плотности печатного монтажа.

Второй сборочной единицей регулятора РР132 является теплоотвод (радиатор) 13 (см. рис. 7) с двумя транзисторами. Силовой транзистор 15 крепится к радиатору посредством металлической планки и изолирован от него слюдяной прокладкой. Электроды транзистора также изолированы от радиатора посредством изоляционной колодки, приклеенной к теплоотводу. В изоляционной колодке установлен транзистор 14.

При размещении навесных элементов (резисторов, стабилитрона, диода, катушки индуктивности) в печатном узле регулятора РР132 руководствуются следующим:

• установка элементов должна предусматривать доступ к любому элементу и их легкую замену;
• должна быть предусмотрена возможность ручной или механизированной установки элементов, пайки и последующей защиты лаковыми покрытиями;
• размещение элементов должно быть параллельно поверхности платы со стороны, противоположной размещению печатных проводников.

Регулятор 13.3702 состоит из крышки-корпуса, выполненной из цинкового сплава, печатной платы, алюминиевой пластины-основания и крышечки-поддона, закрывающей регулятор снизу.


Электрические и электронные элементы регулятора смонтированы на печатной плате и находятся в полости между печатной платой и пластиной-основанием. Входной транзистор КТ608Б установлен на плате в специальном чашеобразном держателе. Транзистор К805АМ промежуточного усиления размещен непосредственно на печатной плате. Мощный выходной транзистор КТ808А закреплен на пластине-основании, являющейся для него теплоотводом. К пластине-основанию приклеена выводная колодка штекерного разъема. Продолжением штекеров "+" и "Ш" являются стойки, которыми печатная плата крепится к основанию. Выступы этих стоек выведены в прорези печатной платы и развернуты для соединения стойки и платы. Так как стойки являются одновременно выводами, их концы распаивают на печатной плате.

Еще одна стойка крепления печатной платы к основанию соединяет схему регулятора с массой. Предохранитель в виде двух лепестков с припаянной к ним проволокой расположен на наружной стороне пластины-основания регулятора.

Выходной транзистор тремя проводами присоединяется к предохранителю, выводу "Ш" и схеме, собранной на печатной плате. Проводами также соединены гасящий диод с выводом "Ш" и конденсатор входного фильтра с выводом "+".

Печатная плата вставлена внутрь корпуса-крышки и закреплена винтами. Двумя винтами закреплена крышка-поддон. Через прорезь крышки-поддона можно увидеть волосок предохранителя и убедиться в его работоспособности.

Для встраивания внутрь генератора регуляторы выпускаются в гибридном интегральном исполнении, представляющем собой комбинацию пленочных резисторов, выполненных на керамической изоляционной подложке, с миниатюрными дискретными элементами - конденсаторами, диодами, транзисторами.


Дискретными элементами интегрального регулятора напряжения Я112 (рис. 9) являются стабилитрон VD1, диод VD2, транзистор VT1 и конденсаторы С1 и С2. Резисторы R1, R2, R3, R4, R5 и их соединения выполнены в виде толстых пленок, осажденных на общей подложке из керамики. Составной транзистор VT2, VT3 вместе с гасящим диодом VD3, шунтирующим обмотку возбуждения, выполнен по полупроводниковой технологии.



Конструкция регулятора неразборная. Пластмассовый корпус приклеен к основанию, являющемуся одновременно теплоотводом и выводом. К металлическому основанию приклеены две фольгированные стеклотекстолитовые пластинки, которые являются выводами и к которым подключаются вывод "Ш" обмотки возбуждения и вывод "В". Регулятор закрыт крышкой. Внутренняя полость заполнена топливоводостойким компаундом для защиты элементов схемы от воздействия окружающей среды.

Таким образом, конструкцию регуляторов напряжения в значительной мере определяет технология их изготовления. При изготовлении схемы на дискретных элементах регулятор обычно имеет печатную плату, на которой располагаются эти элементы (рис. 10, а). При этом некоторые элементы, например настроечные резисторы, могут выполняться по толстопленочной технологии.



Гибридная технология предполагает, что резисторы выполняются на керамической пластинке и соединяются с полупроводниковыми элементами - диодами, стабилитронами, транзисторами, которые в корпусном или бескорпусном исполнении припаиваются к металлической подложке (рис. 10, б).

В регуляторе на рис. 10, в, выполненном на монокристалле кремния, вся схема размещена в этом кристалле.

Гибридные регуляторы напряжения и регуляторы на монокристалле ни разборке, ни ремонту не подлежат.