¿Puede un alternador hacer que los componentes funcionen a un voltaje más alto que el nominal?

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Dado que el regulador de voltaje de mi motocicleta está configurado a 14.3 voltios (para que cargue la batería de 12 voltios de manera efectiva) y dado que el alternador es lo que proporciona energía al sistema eléctrico mientras la batería se está cargando, ¿significa esto? ¿Los componentes en el sistema con clasificación de 12 voltios se están ejecutando por encima de las especificaciones (es decir, a 14.3v)?

¿Esto es seguro o podría acortar la vida útil de los componentes (que son principalmente bombillas incandescentes y bombillas LED regulares)?

Una parte de mí piensa que los diseñadores confían en la caída de voltaje causada por los largos tramos de cable en el telar de cableado para reducir efectivamente el voltaje a cerca de 12v en el momento en que alcance cualquier componente.

    
pregunta Paul Beesley

3 respuestas

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Como dijo Kevin, cualquier cosa destinada al uso automotriz tendrá esto en cuenta. Estos sistemas pueden describirse comúnmente como "12V" al público, pero es bien sabido que el voltaje será mayor.

El diseño de la electrónica para la potencia "12V" automotriz puede ser un desafío. El hecho de que el voltaje de carga de la batería, y por lo tanto el voltaje de funcionamiento la mayor parte del tiempo sea de hasta 15V, no es un gran problema. La electrónica tiene que estar diseñada para un rango de voltaje promedio suficientemente amplio, como 9-15 voltios si desea que funcione en la mayoría de las condiciones.

La parte más difícil es que los picos de 10s de voltios pueden ocurrir regularmente. Por ejemplo, puede sentirse tentado a utilizar un regulador 7805 normal para generar una fuente de alimentación de 5 V a baja corriente con una alimentación de 12 V para automóviles, pero es posible que no dure mucho. Hay reguladores especiales diseñados específicamente para tolerar los picos de alto voltaje.

Otro problema es que incluso los 14.3V que mide pueden ser solo un promedio de más de 100s de ms. Los reguladores de alternadores pasados de moda eran solo un interruptor de voltaje térmico que activaba o desactivaba todos los devanados de campo. Solo pueden vibrar unas pocas veces por segundo. Obtuvo un promedio de 14.3 V, pero las variaciones pico a pico podrían ser sustanciales. Los reguladores modernos cambian más rápido y reaccionan más rápido, por lo que este es un problema menor con los vehículos más nuevos.

Otro problema más es el rango de temperatura extrema. El mismo circuito tiene que funcionar en Phoenix después de estar estacionado al sol durante 8 horas y en el norte de Minnesota cuando comienza una mañana de invierno.

En cuanto a los LEBs ordinarios (bombillas que emiten luz) sobre los que pregunta, esto no acorta su vida porque fueron diseñados para este entorno y la vida útil citada ya lo tiene en cuenta. Debe obtener la vida que dice en el paquete. Sin embargo, debe obtener una vida útil sustancialmente más larga de un faro de automóvil si tuviera que ejecutarlo solo en un laboratorio con una fuente de alimentación de 12V bien regulada. Por supuesto, eso no sirve de mucho para iluminar la carretera frente a donde conduce.

    
respondido por el Olin Lathrop
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Esto es seguro y no acortará la vida útil de esos componentes. Esto no se debe a que un componente clasificado para 12 V no sea dañado por 14.3 V, sino porque en realidad está diseñado para esa calificación.

No estoy seguro de por qué su bicicleta carga a 14.3 V, pero el estándar automotriz es de 13.8 V. Ninguno de estos es de 12 V, eso es solo un valor nominal.

La pregunta real es si una pieza automotriz diseñada para 13.8 V se dañará con 14.3 V. La respuesta es "No", la fuente de alimentación de 13.8 V que las piezas automotrices esperan es muy ruidosa y fluctúa mucho, y cualquier pozo La parte hecha tolerará la diferencia.

    
respondido por el Kevin Vermeer
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La caída de voltaje en los cables será despreciable o es muy probable que los cables se derritan. Por ejemplo, en un cable común de \ $ 0.75 \ mbox {} mm ^ 2 \ $, necesitará alrededor de 24 metros de cable para producir una caída de 1 V con una corriente de 1 A. Los cables para automóviles generalmente son más gruesos y tendrán una resistencia mucho menor .

Lo principal aquí es echar un vistazo a las tolerancias de los componentes. El 14.3 V para la carga de la batería de plomo se ve bien si la batería tiene 6 celdas.

Para las bombillas y los LED (¡no existe una bombilla LED!) las cosas se complican más. La sobretensión acortará la vida útil de esas fuentes de luz, pero el problema principal es estimar cuánto. Por lo general, las bombillas de filamento pueden soportar voltajes más altos y el impacto debería ser mínimo.

El impacto en el LED podría ser mayor, pero eso depende principalmente del circuito del LED. El cálculo más simple utilizó la corriente necesaria para el LED y la caída de voltaje del diodo para obtener la resistencia necesaria para limitar la corriente. Si el diodo está configurado para funcionar a su corriente máxima en 12 V, entonces podría tener problemas con su vida útil. Lo bueno es que en la mayoría de los casos eso no sucederá. Las resistencias precisas son más caras que las resistencias de baja precisión y las tolerancias de los diodos en cada lote son un poco diferentes, por lo que a menudo queda espacio para maniobrar. Desafortunadamente, no podemos proporcionarle información precisa a menos que publique imágenes del circuito LED. La otra opción es que hay un controlador LED dedicado que proporcionará corriente constante a los diodos independientemente de la tensión de entrada (si está dentro de las tolerancias). En ese caso, los diodos no se dañarán por un mayor voltaje de entrada, pero el controlador disipará más calor, lo que afectará negativamente su vida útil. El gran impacto dependerá del controlador en sí y no puedo ayudarlo sin el número de modelo.

Otro punto que vale la pena mencionar aquí es verificar dos veces el regulador. La mayoría de los alternadores producirán alrededor de 13 V 15 V al ralentí y existe una alta probabilidad de que el regulador se salga de la regulación. ¿Está seguro de que el regulador proporciona 14.3 V?

Un punto más que vale la pena mencionar es que en los sistemas automotrices, los voltajes son muy problemáticos y no es raro que cambien rápidamente. ¿Está seguro de que los dispositivos que utiliza en realidad son de 12 V o están diseñados para sistemas de 12 V? Hay otros sistemas de voltaje de referencia populares, como 24 V y los 12 V en el componente automotriz muy probablemente significan un sistema de 12 V. En tal caso, los componentes realmente se clasificarán a valores superiores a 12 V y no deberían tener problemas con voltajes más altos.

    
respondido por el AndrejaKo

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