Idee per regolatore

[ziorick2020]

Salve a tutti...
Cerco idee progettuali per risolvere un problema annoso che affligge motoveicoli d'epoca e non: il tanto nominato (non in bene) regolatore. I ricambi cosiddetti ufficiali sono "TUTTI" dei regolatori shunt che... per limitare la corrente in eccesso, chiudono in corto (o quasi) gli statori, questo porta gli statori ad una inevitabile morte molto spesso prematura anche in veicoli nuovi (gli hondisti ne sanno qualcosa), ancor peggio se parliamo di veicoli con qualche annetto, come si sa i vecchi mal tollerano gli strapazzi.
Le caratteristiche dei veicoli sono tutte più o meno comuni: alternatore trifase senza eccitazione dei campi (il volano ha un grosso magnete) composto da 3 a 12 coppie polari (la mia ZFR1000 ne ha 9, 18 avvolgimenti statorici, ad esempio), regime di giri da 1000 a 12000 rpm (frequenza nel mio caso: da 150 Hz a 1800 Hz), con Vpp da circa 20V a oltre 100V, uscita compresa tra 14,4V (alcuni 13,8V) e 14,8V (alcuni 15,5V ma è eccessivo) con potenze dell'ordine dei 350-400W (è il range di potenze più comuni, anche se nel corso del tempo ne ho trovati da 600/700W e da 150/200).

Tra le mie ipotesi avevo supposto qualcosa che includesse anche un Arduino (nano) e già che c'ero un display, ma visto che "sono di parte" vorrei un qualche tipo di confronto.

A presto,
Riccardo.

[ziorick2020]

Regolatore_bozza.JPG (88.94 KiB) Visto 2422 volte

Una prima bozza del circuito potrebbe essere questa in allegato, seguita da una rapida spiegazione.
La tensione trifase viene raddrizzata ad onda intera, e viene "quasi" filtrata da una serie di condensatori per arrivare ai due MOSFET tramite un parallelo di resistenze per bilanciarne appena le tolleranze. Un altro condensatore elettrolitico e si passa all'uscita. I due piccoli condensatori da 100pF serviranno a filtrare eventuali disturbi RF.
All'uscita la tensione verrà controllata attraverso un partitore Zener+Resistenza, la caduta sulla resistenza verrà "misurata" da un Arduino che provvederà ad accendere e spegnere i MOSFET.
L'Arduino verrà programmato in modo di accendere i MOSFET se la tensione scende sotto i 13,8V e spegnerli sopra i 14,4V. Ovvero ad accendere per una caduta sulla resistenza pari a 1,8V (91-92 ADC Nano) ed a spegnerli per una caduta di (122-123 ADC Nano). Il programma, in sé è dozzinale, un loop continuo con un delay di 5ms è più che sufficiente. Qualcosa del tipo:

Codice: Seleziona tutto

void loop() {
    int outValue = analogRead(A1);
    if (outValue < 92) {
        digitalWrite(D2, HIGH);
        digitalWrite(D3, HIGH);
    } else {
        if (outValue >= 92 && outValue <= 121) {
            digitalWrite(D2, HIGH);
            digitalWrite(D3, LOW);
        } else {
            if (outValue > 122) {
                digitalWrite(D2, LOW);
                digitalWrite(D3, LOW);
            }
        }
    }
    delay(5);
}

Cosa ne pensate?

[Elettrorik]

Ciao,
non ho capito perchè devi erogare l'uscita in base alla caduta sul blocco R// di shunt. Cioè, vuoi delle soglie anche in corrente oltre che in tensione?

L'altra domanda: perchè non usi un PWM modulato di Arduino, magari settando lo 0% alla soglia di 14,4V e il 100% sotto i 13,8V ?

[ziorick2020]

Ciao! Grazie per la risposta...
Allora... ti rispondo per punti seguendo quello che mi hai scritto.
1) Uso la configurazione di shunt, non tanto per la misura della corrente, piuttosto che per funzionare a dovere serve un minimo di carico, in questo caso 10 mA sono più che sufficienti anche in caso di assorbimento 0.
2) Il PWM modulato, onestamente, non l'avevo valutato... In quel caso piloterei i MOSFET con un solo pin... Non mi complica però parecchio il codice il giochino con i timer per modulare il PWM?

[Elettrorik]

Ciao! Grazie per la risposta...

Figurati! ad un omonimo, non si nega mai...

1) Uso la configurazione di shunt, non tanto per la misura della corrente, piuttosto che per funzionare a dovere serve un minimo di carico, in questo caso 10 mA sono più che sufficienti anche in caso di assorbimento 0.

Non ho capito. se metti lo shunt in serie al carico J1, se non c'è carico lo shunt non fa niente... tutto ilramo è aperto!
Per fare in modo che ci sia sempre un carico , devi mettere il blocco R// in parallelo a j1.. ma con ben altri valori !
Ma mi sa che invece qui l'errore è non aver messo il carico sul drain, infatti dubito che riusciresti apilotare i mosfet, visto che la Rload ti fa caduta che ti innalza la tensione sul source, con la condeguenza che non hai più abbastanza VGS per saturare il mos...

2) Il PWM modulato, onestamente, non l'avevo valutato... In quel caso piloterei i MOSFET con un solo pin... Non mi complica però parecchio il codice il giochino con i timer per modulare il PWM?

Che io sappia, nulla di più facile: dai un comando del tipo PWMOUT(FREQ, DT%) dove DT% è il duty cycle. In pratica quanta % di corrente di carica vuoi buttare sul carico.
P.S. Aggiungerei un bel diodo antiritorno per evitare che la batteria ributti corrente indietro nei mosfet a circuito spento.