Схема прерывателя на реле

Реле указателя поворотов – современное новшество

Повторитель указателя поворота зачастую способен предотвратить аварию, неотвратимо надвигающуюся из-за недопонимания двух водителей на дороге. Этот осветительный прибор должен работать определенным образом, а что для этого нужно, мы как раз и рассмотрим.

Для чего нужен прерыватель указателей поворота?

ПДД указывают на то, что каждый водитель, планируя совершить тот или иной маневр, обязан уведомлять других шоферов о своих намерениях. Когда-то в далекие времена, когда автомобили еще были диковинкой, подобные уведомления подавались левой рукой (при правостороннем движении). Если рука была вытянута, это означало желание водителя повернуть влево, когда она была согнута, а пальцы направлены вверх – направо.

С возрастанием количества машин совершенствовались ПДД и осветительные приборы, не только облегчающие движение в темноте или в условиях пониженной видимости, но и сигнализирующие другим участникам об изменении или приостановке движения.

Сигнал об изменении движения

Автомобили стали оборудоваться световыми указателями поворотов, которые для привлечения внимания должны были пульсировать. Чтобы приборы не светили постоянно, а периодически мигали, было изобретено небольшое устройство, которое впоследствии стало называться прерывателем указателей или поворотным реле. Несмотря на довольно большое наличие разновидностей упомянутого устройства, функции их сходны: подача пульсирующего импульса лампам поворотников и сигнализация щелчками о том, что они включены.

Виды прерывателей и их особенности

Современные поворотные реле, в основном, подразделяются на два типа: термоэлектромагнитные и электронные. Каждому прибору присущи свои достоинства и недостатки, об этом и пойдет речь. Термоэлектромагнитные реле содержат в основе сердечник с двумя контактными группами и боковыми якорьками. Кроме того, они имеют обмотку из медной проволоки. Контакты, ведущие к лампочкам, подключены к нихромовой тонкой проволоке, а та, в свою очередь, к пластине, замыкающейся на сердечник.

В обычном состоянии, когда ток не идет в цепь, пластина не примыкает к его основанию. Когда электроны начинают перемещаться, нихромовая проволока нагревается, удлиняется и замыкает пластину с сердечником. Лампочки загораются. После идет остывание нихрома, пластинка снова отходит, ток меняет направление, а лампочки горят вполнакала. Так как процесс охлаждения-нагрева происходит довольно быстро, 1–2 раза в секунду, происходит мигание поворотников. Так как в цепь подключена и лампочка, расположенная на панели приборов, она также начинает пульсировать. Специфическое щелканье прерывателя – следствие циклических ударов якорьков о контакты.

Мигание поворотников авто

Реле подобного типа устанавливалось на все автомобили в течение довольно-таки длительного времени, однако оно имело (и имеет) существенный недостаток. Со временем проволока из нихрома вытягивается, и указатели поворота больше не работают. Помимо этого, существует еще и другой момент. Если одна из лампочек перегорает, значительно возрастает нагрузка на другие. В последние годы термоэлектромагнитные реле практически уже не устанавливаются на автомобили. Им на смену пришли более надежные электронные прерыватели.

Электронные реле указателей поворотов построены по тому же принципу, что и тепловые, но вместо проволоки из нихрома здесь действует электронная схема из транзисторов. В управляющую микросхему заложен алгоритм, благодаря которому производятся автоматические импульсы, в определенные моменты подающие ток на обмотку сердечника. Сама работа устройства заключена в следующем: после подачи напряжения на транзисторы от них идут частотные импульсы, имеющие те колебания, которые задаются программой в микросхеме. Проходя по цепи, ток притягивает якорь, замыкая контакты, ведущие к осветительным приборам, в результате чего лампочки загораются. Так как цикл состоит из различных по частоте сигналов, они то работают в полный накал, то тускнеют.

Электронное реле указателей поворотов

Преимущество электронных прерывателей в том, что они более надежны, чем тепловые. Кроме того, если в цепи перегорает одна из лампочек, другие работают дальше без лишней нагрузки. Правда, в некоторых автомобилях схема устроена так, что в этом случае перестает мигать контрольная лампа на панели приборов. Это сделано специально, чтобы дополнительно сигнализировать о неисправности. Правда, свои минусы есть и здесь. Прежде всего, подобное реле создает радиопомехи и может влиять на работу многих устройств. Второй негативный фактор – защита от короткого замыкания здесь очень слаба, и при малейшем перепаде электрического напряжения прерыватель может легко перегореть.

Если не работают повторители поворотников …

Как бы ни были надежны устройства, отвечающие за контрольные осветительных приборов, но и они лишены совершенства. Неисправности все равно случаются, и при некоторых обстоятельствах последствия будут неутешительными. Поэтому надо весьма внимательно относиться к малейшей поломке, особенно связанной с приборами внешней сигнализации.

Неисправность устройства контроля осветительных приборов

Узнать об отказе можно по характерным признакам: как уже говорилось, это постоянно горящая контрольная лампа на панели приборов, отсутствие характерных пощелкиваний при включении поворотников. Алгоритм действий известен любому водителю: сначала проверяются предохранители, потом наличие тока в цепи, и, наконец, проводится проверка самого реле. Последняя тенденция в автомобилестроении – это поворотники, встроенные в боковые зеркала заднего вида.

Хоть они и выполняют дублирующую роль, служат дополнением к другим сигнализаторам направления движения, но их «молчание» тоже довольно неприятно. В редких случаях, когда лампочки не горят, стоит также проверить электроцепь, удостоверившись, что провода, ведущие к зеркалам, не перетерлись. Даже знакомые с электроникой автолюбители не берутся ремонтировать это устройство. Прерыватель – не такое уж дорогое удовольствие, а потому его замена будет наиболее приемлемым действием в случае отказа.

Реле прерывателей, светодиоды и звуковой сигнал

В последнее время на многих автомобилях в качестве осветительных элементов в поворотниках стали применяться светодиодные лампы. Попытки наших «умельцев» просто так поменять их на лампочки ни к чему не приводят. Многие совершенно не представляют себе, как функционирует само реле, и абсолютно не имеют понятия, что оно нуждается в небольшой дополнительной доработке.

Доработка реле указателя поворотов

Тот, кто знаком с радиоэлектроникой и имеет опыт сборки радиоприборов, знает, что делать – нужно впаять в прерыватель небольшую электронную плату, схема которой доступна во всемирной паутине. Если навыков общения с полупроводниками нет, то в случае возникновения у вас желания использовать светодиоды вместо обыкновенных лампочек, лучше всего обратиться к специалисту автомобильного сервиса.

Схемы импульсного включения и отключения реле с помощью конденсаторов

Схемы импульсного включения и отключения реле за счет токов заряда или разряда конденсаторов получили распространение на автоматических линиях в машиностроении.

В схеме, приведенной на рис. 1, а, реле К срабатывает при замыкании контакта командного реле KQ за счет тока заряда конденсатора С и возвращается в исходное состояние после окончания заряда. Длительность включенного состояния реле определяется емкостью конденсатора и питающим напряжением.

Резистор R служит для разряда конденсатора С после размыкания контакта KQ. Резистор R выбирается таким, чтобы ток через него был меньше тока удержания реле К. Однако увеличение сопротивления приводит к увеличению времени разряда конденсатора, т. е. длительности паузы между двумя импульсными включениями реле К. Этого недостатка лишена схема рис. 1, б, в которой в цепь резистора с небольшим сопротивлением R введен размыкающий контакт реле KQ.

Для уменьшения паузы можно также использовать схему рис. 1, в, в которой разряд конденсатора С происходит по цепи R2—R1—VD. Однако в этой схеме при небольшом сопротивлении резистора R2 на нем выделяется значительная мощность.

Более совершенной является схема рис. 1, г с вспомогательным реле К2. При замыкании контакта KQ срабатывает основное реле К1, а затем — реле К2, отключающее резистор R в цепи катушки К1. Последнее удерживается некоторое время за счет тока заряда конденсатора С. Реле К2 возвращается при размыкании контакта KQ.

Рис. 1. Схемы импульсного включения реле токами заряда конденсатора

Описанные схемы чувствительны к резким колебаниям питающего напряжения, которые могут приводить к ложным срабатываниям реле. В сетях с нестабильным напряжением рекомендуются схемы импульсного включения реле током разряда конденсатора (рис. 2, а—д).

В схеме рис. 2, а при подаче напряжения питания заряжается конденсатор С. При срабатывании командного реле KQ конденсатор разряжается на обмотку реле К, которое импульсно включается. Резистор R ограничивает зарядный ток конденсатора.

Рис. 2. Схемы импульсного включения и отключения реле токами разряда конденсатора

В схеме рис. 2, б конденсатор С заряжается при срабатывании реле KQ, а разряжается на обмотку выходного реле К после отключения KQ.

В схеме рис. 2, в после включения первого командного реле KQ1 реле К срабатывает и самоблокируется. Когда срабатывает второе командное реле KQ2, реле К возвращается с выдержкой времени, определяемой временем разряда конденсатора С.

Для импульсного включения выходного реле К при отключении командного реле KQ применяют схему рис. 2,г. При срабатывании KQ конденсатор С заряжается по цепи VD1 — R — KQ — С — VD2. Когда реле KQ возвращается, конденсатор разряжается на обмотку реле К, которое импульсно срабатывает.

В схеме рис. 2, д реле К импульсно срабатывает при срабатывании и возврате реле KQ за счет тока заряда и разряда конденсатора С соответственно.

ВРемонт.su – ремонт фото видео аппаратуры, бытовой техники, обзор и анализ рынка сферы услуг

Home Автоэлектроника Схема прерывателя указателей поворота РС57 и РС950, устройство и принцип работы

Схема прерывателя указателей поворота РС57 и РС950, устройство и принцип работы

Рис. 1. Схемы включения реле-прерывателей указателей поворота и расположение штекеров на соединительной колодке:

а — РС57; б — РС950; в — расположение штекеров на соединительной колодке;

1 — переключатель указателей поворота; 2 — лампа переднего фонаря; 3 — лампа бокового указателя поворота; 4 — лампа заднего фонаря; 5 — струна; 6 — дополнительный резистор; 7 — якорь; 8 — контакты; 9 — сердечник; 10 — дополнительный якорь; 11 — обмотка; 12 — металлический кожух; 13 — изоляционная панель; 14 — контрольная лампа; 15 — батарея; 16 — выключатель аварийной сигнализации; КТ и КП — штекеры на контрольные лампы; ЛТ, ЛП, ПТ и ПП — штекеры на сигнальные лампы; ЛБ и ПБ — штекеры на указатель поворотов; «+» — выводы на переключатель поворотов; П — вывод к источнику питания.

Реле-прерыватель указателей поворота РС57 предназначен для получения мигающего светового сигнала при поворотах автомобиля. Реле-прерыватель включается последовательно в цепь ламп, сигнализирующих о поворотах. Электрическая схема реле-прерывателя РС57 показана на рис. 1, а. На сердечник 9 прерывателя намотана обмотка 11. К сердечнику прикреплены два якоря: стальной пружинный 7 и дополнительный 10. На свободных концах обоих якорей и на кронштейнах расположены контакты. К свободному концу якоря 7 приварена нихромовая проволока (струна) 5, второй конец которой закреплен в изоляторе. Последовательно струне включен дополнительный резистор 6 сопротивлением 18 Ом. Механизм реле-прерывателя смонтирован на изоляционной панели 13 и закрыт металлическим кожухом 12. На панели расположены три зажима: Б, СЛ и КЛ.

При включении реле-прерывателя указателей поворота ток поступает на зажим проходит через сердечник 9, якорь 7, струну 5, резистор 6У обмотку 11 к зажиму СЛ и далее поступает к лампам переднего и заднего фонарей и фонаря бокового указателя поворота. При этом нити ламп горят не полным накалом, так как в цепь включен резистор 6. При прохождении тока по обмотке 11 в сердечнике 9 создается магнитное поле, под действием которого якорь 7 притягивается к сердечнику. Струна 5 при прохождении по ней тока нагревается, удлиняется, и контакты 8 замыкаются. Резистор 6 при этом выключается, и нити ламп горят полным накалом до тех пор, пока струна не остынет и не разомкнет контакты. Резистор 6 снова включается в цепь, и процесс повторяется до момента выключения рычага реле-переключателя указателей поворота.

Одновременно с якорем 7 к сердечнику притягивается и дополнительный якорь 10, в результате чего ток поступает к контрольной лампе 14 указателей поворота, расположенной в комбинации приборов.

Реле-прерыватель регулируется винтом, расположенным на изоляционной панели. При ввинчивании винта натяжение струны увеличивается, в результате чего ускоряется размыкание контактов и повышается частота мигания ламп. Для уменьшения частоты мигания ламп регулировочный винт вывинчивают. Частота мигания ламп у исправного прерывателя должна быть в пределах 90 ± 30 циклов в 1 мин.

Реле-прерыватель РС57 рассчитан на включение двух ламп мощностью 21 Вт каждая и одной лампы мощностью около 1,0 Вт. В этом случае обеспечивается нормальная частота миганий (90 ± 30 циклов в 1 мин). В случае использования ламп другой мощности или перегорания одной из ламп частота мигания изменяется, что является недостатком прерывателя РС57.

Применение электронных приборов позволило создать прерыватель указателей поворота, свободный от указанного недостатка, что дает возможность использовать его и в режиме аварийной сигнализации, когда все сигнальные фонари автомобиля и прицепа включены.

Реле-прерыватель тока ламп указателей поворота РС950

Реле-прерыватель тока ламп указателей поворота РС950 (РС951) предназначен для использования в схеме электрооборудования напряжением 12 В, а прерыватель РС951 — в схеме электрооборудования напряжением 24 В. Принципиальные схемы, конструкция и схема присоединения этих двух реле-прерывателей идентичны, за исключением некоторых номинальных значений сопротивлений резисторов и обмоточных данных электромагнитных реле. Реле-прерыватель обеспечивает прерывистые световые сигналы указателей поворотов автомобиля и прицепа, сигнализацию аварийного состояния при одновременном включении всех указателей поворотов, а также раздельный контроль исправности ламп автомобиля и прицепа при включенных указателях поворота (см. рис. 1, б).

Все элементы реле-прерывателя смонтированы на общей печатной плате и заключены в пластмассовый пылезащитный кожух. Для подключения к схеме электрооборудования автомобиля на крышке имеются две штекерные колодки: восьмизажимная для автомобиля и четырехзажимная — для прицепа. Реле-прерыватель состоит из задающего устройства – генератора импульсов тока требуемой частоты и длительности; исполнительного механизма — электромагнитного реле К1, коммутирующего ток ламп указателей поворота и боковых повторителей; реле К2 контроля исправности сигнальных ламп автомобиля и реле КЗ контроля сигнальных ламп прицепа. Металлокерамиские контакты реле К1 коммутируют ток силой до 30 А, достигаемый в момент включения ламп.

В исходном состоянии, когда не включены указатели поворота и аварийная сигнализация, транзистор VT1 закрыт, так как к его эмиттеру и базе через резисторы R2, R1 и R5, R4 подведено запирающее напряжение, при этом биполярные транзисторы VT2 и VT5 также закрыты, обмотка реле К1 обесточена, а его контакты разомкнуты.

При включении переключателем указателей поворотов или включателем ВК422 аварийной сигнализации конденсатор С1 заряжается. Одновременно с этим через диод VD3 подключается резистор R6 обмотки реле К2 и КЗ и холодные нити ламп указателей. Это вызывает понижение потенциала эмиттера транзистора VT1, и транзисторы VT2 и VT5 открываются. Через открытый транзистор VT5 поступает ток в обмотку исполнительного реле К1, контакты которого замыкаются, и ток поступает к лампам указателей поворотов. Конденсатор С1 начинает разряжаться и удерживает некоторое время транзистор в открытом состоянии. После разряда конденсатора С1 все транзисторы и исполнительное реле переходят в исходное состояние. Транзистор VT1 находится некоторое время в открытом состоянии за счет заряда конденсатора С1, несмотря на подключенный параллельно резистору R4 резистор R6.

При снижении силы тока заряда конденсатора до определенного значения С1 транзисторы VT1, VT2, VT5 вновь открываются и цикл повторяется.

Диод VD4 служит для снижения ЭДС самоиндукции обмотки реле К1, возникающей при запирании транзисторов, а диод VD6 — для надежного запирания транзистора VT5. Диод VD7 шунтирует импульсы отрицательной полярности генератора импульсов при резком изменении нагрузки.

СХЕМА РЕЛЕ ПРЕРЫВАТЕЛЯ ПОВОРОНИКОВ МОТОЦИКЛА

Из множества разнообразных схем реле прерывателей мы выбрали три наиболее простые и доступные для повторения даже начинающими радиолюбителями. Они не содержат дефицитных деталей, собрать их можно буквально за один вечер. Первая предложена И. Верзиным («Радио», 1966 г., № 6).

Основой ее является симметричный мультивибратор, собранный на транзисторах VT1 и VT2. Он вырабатывает прямоугольные импульсы, которые поступают на усилитель тока — эмиттерный повторитель на транзисторе VT3. Нагрузкой усилителя является обмотка реле К1. Импульсы, усиленные VT3, проходя через нее, заставляют реле периодически срабатывать. При этом оно поочередно переключает контакты К1.1 и К 1.2 и так же поочередно загораются лампы HL1 и HL2, расположенные слева, или HL3 и HL4 (справа). Мощность каждой лампы — до 15 Вт.

Резистор R5 и стабилитрон VD1 поддерживают постоянным напряжением питания. Дело в том, что подобные реле очень чувствительны к колебаниям напряжения в сети, особенно при «севшем» аккумуляторе, при отключенном двигателе они могут работать нормально, а если мотор заведен — увеличится частота мигания ламп. Стабилизатор это исключает. Налаживание реле заключается в подборе сопротивлений резисторов R2 и R3 в пределах 15—22 кОм, чем устанавливается частота мигания ламп.

По действующим нормам она должна быть в пределах 90±30 в мин. Следующее реле — конструкции В. Иноземцева и А. Пантелеева («Радио», 1973 г., № 6) — тоже собрано на трех транзисторах. Оно содержит несимметричный мультивибратор на транзисторах VTI, VT2 и усилитель мощности VT3. Нагрузкой усилителя служат лампы HL1 — HL4. Главное преимущество этого реле в том, что оно не содержит контактной группы и может работать практически «вечно». Транзистор VT3 установлен на радиаторе площадью не менее 30 см2.

Частота мигания регулируется подбором резистора R1 и конденсатора СЗ. Общая мощность ламп в одном плече — до 15 Вт. Реле-прерыватель, схема которого показана на рис. 3, предложен В. Якушевым и А. Косиковым, («Радио», 1973 г., № 6), которые рекомендуют его для установки на мотоциклы с безбатарейным электрооборудованием переменного тока. При включении питания начинается заряд конденсатора С1 через резистор R2.

Напряжение на базе VT1 увеличивается, ток через обмотку реле возрастает, оно срабатывает, и контактами К1.1 замыкает стабилитрон VD1 и размыкает цепь питания ламп. Конденсатор начинает разряжаться и как только коллекторный ток транзистора Т2 станет меньше тока отпускания реле, начнется новый цикл заряда конденсатора. Длительность цикла (а значит и частоту мигания) можно регулировать подбором резистора R2 в пределах 15—22 КОм.

Стабилизатор напряжения, собранный на стабилитроне VD1 и резисторе R1, совместно с интегрирующей цепочкой R2C1 обеспечивают высокую помехозащищенность устройства. На него не влияют повышенные или пониженные обороты двигателя, колебания питающего напряжения, помехи от зажигания. В системах переменного тока это реле или ему подобное надо подключать через выпрямитель.

Если выводы обмотки генератора изолированы от «массы», то нужно собрать мостовой выпрямитель по схеме рис. 4. Если же генератор «заземлен», то можно обойтись и «половинкой» моста (рис. 5). Недостатком данного реле является то, что для него требуется переключатель с двумя контактными группами. Контрольную лампу мощностью 0,25—1 Вт можно подключить по схеме 6. В схеме 3 она подключается к переключателю А 1.1.

Для первого реле лучше использовать две контрольные лампы, подключенные параллельно передним HL1 и HL3. Соответственно их мощность надо уменьшить — ведь максимум в данном случае — 15 Вт. Все реле-прерыватели некритичны к выбору схемных элементов. В них можно использовать практически любые маломощные низкочастотные транзисторы. Для первой схемы подойдут МП10—МП11, МП35—МП38 с любым буквенным обозначением, для двух следующих — МП 13— МП16, МП25—МП27, МП39— МП42 также с любой буквой.

Транзистор VT3 (схема 2) можно заменить на любой из серии П213—П217. Резисторы — типа МЛТ, ОМЛТ, ВС, УЛМ мощностью не ниже 0,5 Вт. Конденсаторы — К50-3, К50-6, К50-12, также можно использовать устаревшие, но еще имеющие хождение типы ЭТО или ЭМ. Реле типа РЭС-9, паспорт РС4524203. В схеме 3 контактные группы реле соединены параллельно. Все схемы предназначены для электрооборудования «с минусом на массу». Для схем «с плюсом на массу» требуются минимальные переделки.

В схеме 1 надо транзисторы МП38 заменить на МП42, в схеме 3 — наоборот, в обеих названных схемах, кроме того, надо полярность включения диодов, стабилитронов, конденсаторов и питания изменить на противоположную. В схеме 2 достаточно переключатель SA1 подсоединить к точке В, а на точку А подать «минус» питания. Эти реле можно питать и напряжением 12 В. Для этого надо в первой схеме увеличить сопротивление резисторов R1 и R4 до 1 КОм, в третьей — увеличить R1 до 300 Ом. В обоих следует установить конденсаторы на рабочее напряжение не ниже 20 В, а стабилитрон КС147А заменить на Д814А. Во второй схеме достаточно транзистор VT3 взять типа П210, установив его на радиатор площадью не менее 150 см2.

Мощность ламп при этом можно увеличить до 25, а в схеме 2 — и до 40 Вт. Монтаж схем производится на печатной плате из гетинакса или стеклотекстолита. Можно сделать и навесной монтаж. Главное — тщательно закрепить детали. Лучше всего готовый монтаж залить клеем БФ’2 или эпоксидкой. Это нужно для того, чтобы элементы схем не отвалились от вибраций. Готовое реле помещается в подходящий корпус.

Расположить его на мотоцикле можно в любом удобном месте: в корпусе фары, в инструментальном ящике, под баком или седлом. Переключатель (если его не было) устанавливается на руле справа. Теперь о фонарях указателей. Поначалу, когда еще не было специальных, мотоциклисты приспосабливали что придется. В дело шли подфарники от автомобилей ГАЗ-51, габаритные фонари с крыш автобусов, боковые повторители от «москвичей» и «запорожцев». Сейчас, когда все мотоциклы и мотороллеры оборудуются указателями поворотов, легко можно приспособить фонари от любой модели.

Главное,— чтоб они отвечали стандарту. Из него следует, что мотоцикл, мотороллер, мопед должен иметь 4 фонаря: 2 спереди и 2 сзади. В случае, если фонари двусторонние, то есть их свет виден и спереди, и сзади, можно обойтись только двумя. Устанавливать их следует на кронштейнах фары, на верхней или нижней траверсе передней вилки, на обтекателе, на зеркалах, на переднем кожухе или переднем крыле (у мотороллера), на руле. При этом концы его рукояток являются самым неподходящим местом для фонарей, ибо последние там служат до первого падения мотоцикла. В этом убедились владельцы «вяток-150М» и MZ—ES-250.

Сзади указатели обычно располагаются на заднем крыле или в комбинированном заднем фонаре (как на «Вятке-150М»). Некоторые варианты установки показаны на снимках. Расстояние между внутренними точками рассеивателей должно быть не менее 150 мм, а если они стоят на руле — не менее 500 мм. Высота расположения: передних — от 400 до 1300 мм, задних — от 400 до 1000 мм. Само собой разумеется, что передние и задние фонари должны стоять попарно на одной высоте в одной плоскости и симметрично относительно оси мотоцикла.

На мотоцикле с коляской расстояние между правыми и левыми фонарями — минимум 600 мм. На коляске устанавливаются либо 2 односторонних фонаря, либо 1 двусторонний. Высота расположения — от 400 до 800 мм. При этом правые указатели на мотоцикле должны быть отключены. Необходимые углы видимости фонарей в горизонтальной плоскости показаны на рисунке 7. Углы видимости по вертикали для всех фонарей ±15 градусов.

В передних надо устанавливать лампы мощностью не ниже 10 Вт, в задних — не ниже 15 Вт. Мощность можно уменьшить вдвое, если применить фонари с зеркальным отражателем. Передние указатели должны иметь рассеиватель белого или оранжевого цвета, задние — оранжевого или красного.

(Автор: Ю. МИХАЙЛОВ. В материале использованы фотографии из журналов «Motocidismo» и «Easyriders» )

Рис. 1. Схема реле-прерывателя на симметричном мультивибраторе.

Рис. 2. Схема бесконтактного реле-прерывателя.

Рис. 3. Схема стабилизированного реле-прерывателя.

Рис. 4. 5. Два варианта выпрямителей для питания реле от сети переменного тока.

Схема прерывателя тока для различных нагрузок, таймер (CD4060)

Приведены принципиальные схемы простых в изготовлении блоков для прерывания тока и регулировки мощности.

Прерыватель тока

Устройство представляет собой бесконтактный прерыватель тока в нагрузке, питающейся напряжением 12-18V, при токе не более 10А. Частоту прерывания можно плавно регулировать в двух пределах «х1» – от 0,2Гц до 2 Гц и «х2» – от 0,4 Гц до 4 Гц.

Схема отличается точным равенством интервалов выключенного и включенного состояния нагрузки. Схема (рис.1) состоит из мощного ключа на р-канальных полевых транзисторах VТ1 и VТ2, включенных параллельно, и источника управляющих импульсов на микросхеме D1.

Конечно, можно было источник управляющих импульсов сделать на основе мультивибратора на логических элементах, например, микросхемы К561ЛА7, но в таком случае, чтобы обеспечить симметричность выходных импульсов потребуется еще одна микросхема – D-триггер или счетчик.

В данном же случае, в одной микросхеме есть как мультивибратор, так и счетчик. К тому же, счетчик 14-разрядный, поэтому мультивибратор может работать на значительно более высокой частоте, чем частота прерывания нагрузки, что благоприятно сказывается на стабильности частоты заданной RC-цепью.

Частота мультивибратора задается RC-цепью C1-R2-R3. Плавная регулировка частоты осуществляется переменным резистором R2. Частота импульсов делится счетчиком.

В положении переключателя S1 «х1» коэффициент деления составляет 16384, а в положении «х1» -8192. Далее импульсы с выхода счетчика через переключатель S1 поступают на ключ на мощных полевых транзисторах VТ1 и VТ2.

Рис. 1. Принципиальная схема прерывателя тока.

Транзисторы р-канальные, поэтому открываются они отрицательным относительно истока напряжением. Резистор R4 несет две функции, во-первых, он снижает ток заряда емкости затвора полевых транзисторов, снижая этим пиковую нагрузку на выход микросхемы, а во-вторых, он совместно со стабилитроном VD2 ограничивает напряжение на затворах VТ1 и VТ2 чтобы оно не превышало 12V.

Максимальное напряжение питания микросхемы D1 составляет 15V, а напряжение питания данного устройства может достигать 18V и даже больше. Чтобы ИМС D1 не вышла из строя в этом случае, напряжение на ней ограничивается стабилитроном VD1 и резистором R5. А диод VD3 защищает конденсатор С2 от разрядки в том случае, если при включении нагрузки ключом на VТ1 и VТ2 будет наблюдаться провал в напряжении питания.

Регулятор мощности

Очень заманчиво в полевых условиях в качестве источника света использовать прожектор или светильник сделанный на базе автомобильной фары. Еще лучше, если яркость этого осветительного прибора можно будет регулировать плавно в очень широких пределах.

Ток потребления стандартной лампы автомобильной фары мощностью 65 W составляет 5,5А. А ток 100W лампы уже более 8А. Конечно, можно сделать линейный регулятор на очень мощном транзисторе с огромным радиатором. но куда более эффективным будет регулятор с широтно-импульсным способом регулировки мощности.

В отличие от линейного его выходные транзисторы всегда будут либо закрыты полностью либо открыты полностью, а это значит что сопротивление их каналов в открытом состоянии будет минимальное и, следовательно, мощность на них падать тоже будет минимальная. Отсюда и большой КПД, и более легкий температурный режим.

Схема (рис.2) в части выходного каскада и питания аналогична схеме прерывателя тока (рис.1). Различие в схеме управления. Здесь на микросхеме типа К561ЛА7 сделан мультивибратор, скважность выходных импульсов которого можно в очень широких пределах регулировать с помощью переменного резистора R1.

Частота импульсов неизменная и составляет около 400 Гц. Регулируя переменный резистор R1 изменяем соотношение длительностей положительных и отрицательных полуволн за счет различия сопротивлений R -составляющих частотозадающей RC-цепи, коммутируемых диодами VD4 и VD5.

Практически регулировать мощность можно от 90% до 10% от максимального значения. Собственно мультивибратор выполнен на элементах D1.1 и D1.2. С выхода элемента D1.2 импульсы поступают на усилитель мощности, сделанный на оставшихся двух элементах микросхемы D1 – D1.3 и D1.4.

Рис. 2. Принципиальная схема прерывателя тока для нагрузки с регулировкой.

Эти элементы соединены параллельно. С их выходов импульсы через резистор R4 поступают на затворы полевых транзисторов. В данной схеме сопротивление R4 уменьшено, чтобы обеспечить больше скорость открывания транзисторов и этим самым снизить их нагрев в момент переходного процесса между закрытым и открытым состоянием. В связи с этим увеличивать напряжение питания схемы выше 15V не рекомендуется, так как это приведет к повышенной нагрузке на выходы элементов D1.3 и D1.4 микросхемы D1.

Регулятор мощности с прерывателем

Если объединить эти два устройства получится схема (рис.З), с помощью которой можно будет не только прерывать ток в нагрузке постоянного тока, но и регулировать мощность этой нагрузки. Например, регулировать яркость и частоту мигания сигнального прожектора. В этом случае две управляющие схемы из схемы прерывателя (рис.1) и схемы регулятора мощности (рис.2) объединяются.

Причем первая схема управляет второй. Происходит это следующим образом. Усилитель мощности на элементах D1.3 и D1.4 выполнен на двух соединенных параллельно элементах микросхемы К561ЛА7, то есть, это элементы «2И-Не». Если на один из входов такого элемента подать логический ноль, то на выходе элемента устанавливается логическая единица независимо от того какой логический уровень будет на его втором входе.

Схема же выходного ключа выполнена на полевых транзисторах VT1 и VT2. Транзисторы р-канальные, поэтому открываются они отрицательным относительно истока напряжением, то есть, логическим нулем. А при подаче на их затворы логической единицы они закрываются.

Рис. 3. Принципиальная схема регулятора мощности с прерывателем.

Таким образом, выделяем по одному из входов элементов D1.3 и D1.4, соединяем их вместе и через переключатель S1 подаем на них управляющие импульсы от генератора прерывания, выполненного на микросхеме D2. Теперь при единице на выходе S1 нагрузка включается, а при нуле – выключается.

Чтобы можно устройством пользоваться как в режиме прерывания, так и без прерывания, переключатель S1 сделан на три положения. В положении «О» прерывания не будет, и нагрузка будет работать постоянно.

В этом положении выводы 9 и 13 элементов D1.3 и D1.4 соединяются через переключатель S1 с плюсовым полюсом питания микросхемы, то есть, на них подается логическая единица. В этом режиме прерыватель отключен, и работает только регулятор мощности. Мощность регулируется резистором R1, частота прерывания – резистором R6, режим работы – переключателем S1.

Детали

Включенные параллельно транзисторы VT2, VТЗ типа IRF9540 можно заменить на IR9Z34, КП785А, КП784А. Микросхему CD4060B заменить можно любым аналогом «хх4060». Микросхему К561ЛА7 можно заменить на К176ЛА7 или CD4011, либо любым аналогом «хх4011».

Стабилитрон КС515А можно заменить на КС215Ж, КС508Б, 1N4744A, TZMC-15. Стабилитрон КС213Ж можно заменить на КС213Б, 1N4743A, BZX/BZV55C-13.

В качестве светодиода HL1 можно использовать любой из серий АП307, КИПМ15, КИПД21, КИПД35, L1503, L383 или другой индикаторный. Принципе, можно вообще отказаться от него, просто тогда не будет индикации включенного состояния нагрузки. При работе с током нагрузки до 10 А полевые транзисторы нужно установить на общий теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности не менее 70 см2.

Карнаухов ГЛ. РК-2015-08.

Литература: 1. Бутов А.Л. «Прерыватель тока для автомобиля» РК-2004-02.

Ссылка на основную публикацию