Rectificador/regulador para moto de alta eficiencia para motos con volante magnetico fijo.

Regulador de tensión mejorado para motos


El problema con los reguladores de moto convencionales (rotor de imanes permanentes) es que, cuando el estator produce mas tensión que la requerida, el regulador convencional lo cortocircuita (al estator)  a tierra mediante un tiristor hasta que termine el semiciclo. Esta manera aberrante de regular la tensión es simple y económica desde varios puntos de vista (incluyendo simplicidad en el diseño del estator), por lo que se utiliza con mucho éxito desde hace mas de 40 años en todo tipo de motos en las cuales las prestaciones no son un factor determinante.


Con el avance de la electrónica y el desarrollo de los semiconductores modernos seria lógico pensar en un circuito basado en conmutación podria resolver todos estos problemas a un bajo costo, pero esto no es así, lo cual queda demostrado en la cantidad de vehiculos nuevos que salen al mercado con los mismos y anticuados e ineficientes circuitos reguladores.

Entre los motivos por los cuales, es difícil el diseño de un regulador para un estator con rotor de imanes permanentes, podemos encontrar que la tensión es proporcional a las RPM del motor las cuales varían constantemente. Aparte de las altas corrientes requeridas (del orden de 10A).

Por esto las condiciones de diseño se vuelven muy estrictas: Tensión de entrada entre 12V y 250V pico, Salida 13.8V 10A. Lo cual hace que no sea factible el uso de un circuito conmutado económico, ni de semiconductores económicos...

Tampoco es factible hacer un regulador lineal de tensión por las excesiva disipación de calor requerida, aunque sería una mejora sobre el sistema tradicional.

Por este motivo, desarrollé el siguiente circuito, el cual es básicamente un regulador lineal de tensión que cuenta con una des-habilitación cuando la tensión de entrada es demasiado alta para  poder acotar la disipación en los transistores de potencia.

Se utilizan MOSFETS para tener un regulador LDO en los intervalos de baja tensión de entrada. El circuito, pese a que es perfectamente funcional, tiene amplio espacio para mejoras.

 En la imagen siguiente se puede ver la disipación en funcion del tiempo para un caso típico de uso (bastante extremo) la cual es en promedio 8,3Watts.
El circuito propuesto aparte de demandar menos energia mecanica al motor, reduce la corriente por el estator disminuyendo el calentamiento innecesario.


Se probó un prototipo durante un tramo de 20km a una velocidad de 80km/h (~8000RPM) en un motor tipo CG-125 OHV con buen resultado.



El archivo de simulación en LTSpice para poder seguir mejorando la idea:
https://drive.google.com/open?id=0B6FKniuhRJJ9X1VoYUMxR0lZRGM

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