Transistör yerine neden arabada bu kadar çok röle kullanılıyor?

Son zamanlarda otomobilimin elektrik devreleri üzerinde bazı çalışmalar yaptım. Araba devrelerinde birçok röle kullanıldığını görüyorum. Bu röleler basit anahtarlama için kullanılır ve bu devrelerin neden anahtarlama amacıyla kullanılan transistörlere veya diğer elektronik bileşenlere değil, rölelere dayandığını merak ediyorum. Transistörlerin anahtarlama için kullanılan klasik el-makina rölelerinden daha ucuz, daha küçük ve daha güvenilir olduğunu düşündüm.

Not: Araç uygulamalarında, bir rölenin bobinine güç sağlamak için 12 V'luk bir araç aküsü kullanılır ve aynı 12 V'luk güç röle tarafından değiştirilir. Bazen bir röle başka bir sinyal hattını değiştirir, yani üzerinde herhangi bir yüksek güç yükü olmadan. Ve yine de orada transistör göremiyorum. Dolayısıyla, bu şekilde yapılmasının sağlam bir nedeni olduğuna inanıyorum ve burada bir şeyleri kaçırmam gerekiyor. :-)

Röleler sıcaklık açısından çok daha kararlıdır: mühürlü bir röle esas olarak -30 ° C ve + 70 ° C'de aynı özelliklere sahiptir, her iki sıcaklık da otomobiller için ortaktır. Bir transistör -30 ° C ve + 70 ° C'de oldukça farklı çalışır, bu nedenle şematik bu değişimleri hesaba katmak için tasarlanmalıdır.

Bir keresinde -55 ° C'de başlayan ve hem röleleri hem de yarı iletken cihazları kullanan sıcaklık aralığına sahip bir ürün üzerinde çalıştım. Tasarım ile ilgili komik kısım, -20 ° C'nin altında, yalnızca hava ısıtıcılarını çalıştıran ve sıcaklık 0 ° C'ye ulaştığında yalnızca yarı iletken kısmı açacak olan röle kısmına güç verilmesiydi.

Röleler ayrıca, hataları etkin şekilde sınırlayan galvanik izolasyon sunar. Kısa devreler gibi yaygın arızalar genellikle sadece bir röleye zarar verirken, transistör tabanlı devrelerde yol boyunca birkaç cihaz etkilenir. İddiaya girerim insanlar klima veya pencere kaldırıcısı öldüğü zaman bile arabalarının motorunu çalıştırmak istiyor.

Araba (hala modern çağda) elektriksel olarak sert bir ortamdır. "12V besleme" tipik olarak 13,5 ila 15 V arasındadır ve zaman zaman 80V'a veya daha fazlasına yükselebilir. Bujilerden çıkan tellerde bazı yüksek frekanslı çöpler de olabilir.

En azından “benzer bir fiyat” için transistörlerden biraz daha iyi bir şekilde bu suiistimalle ilgili röleler.

Röleler sadece iyi denenmiştir. Bence cevap bu kadar basit.

Mekanik genellikle iyi çalışan basit bir çözüm ister. İnsanların aklında sadece röleli bir devre değiştirmek var.

Kardeşim iş için kamyonlara bazı özel ekipmanlar monte ediyor. Her zaman geldiği bir şeyi değiştirmesi gerekir: "Ah, hadi oraya bir röle koyalım!". Ve o haklı. Neden olmasın? Genellikle en basit çözümdür ve iyi çalışır.

Bazı durumlarda, akustik geri besleme de kullanılabilir. Göstergeni düşün.

Bir arabadaki voltaj sadece 12V civarındadır, yani orta güçte çalışan bileşenlerin bile büyük akımları alabileceği anlamına gelir. Arabamdaki çizgi dört adet 12V 2W ampul ile aydınlatılıyor. Sadece çizgi aydınlatmak için 666mA'lık bir akım çekiyorlar! Aracınızdaki tüm devrelerin sigortalarına bakarsanız, en küçüğü bile 5A olacaktır. Çoğu 10-20A aralığında ve bazıları bundan daha fazla olacaktır. Rölelerin bu kadar popüler olmasının nedeni, dayanıklı olmaları, düşük temas direncine sahip olmaları ve (bazen) aynı akımı idare edebilen katı hal bileşenlerinden daha ucuz olmalarıdır. Pek çok modern otomobil aslında katı hal röleleri kullanıyor, ancak herhangi bir mekaniği karıştırmamak için aynı tip tuğla ambalajıyla geliyorlar.

Rölelerin transistörlere göre birkaç avantajı vardır.

1. Dirençleri çok düşük. Yüksek güçte düşük voltajlı bir sistemde bu, verimi artırdığı ve soğutucu ihtiyacını ortadan kaldırdığı için değerlidir.
2. Kapalıyken çok düşük sızıntı var. Böylece çıkışları, pilin boşalmasından endişe duymadan anahtarsız pil gücüne bağlanabilir.
3. Sivri uçlara, dalgalanmalara, sıcaklık değişimlerine vs. karşı dayanıklıdırlar. Bir otomobilin ortamı hem elektriksel hem de termal olarak zorlu bir yerdir ve hayatta kalmak için transistör devreleri tasarlamak oldukça fazladan bir çalışma gerektirir.
4. İzolasyon sağlarlar. Bir arabadaki zeminler sonunda bir araya gelirken izolasyon, hala tam olarak geri dönen akımların nerede aktığını kontrol etmek için hala yararlıdır.
5. Yüksek veya düşük taraf anahtarlama için kolayca kullanılabilirler ve girişleri yüksek veya düşük taraf anahtarlamalı olabilir. Yüksek taraf anahtarlama için N-kanallı flapları (daha iyi performans gösteren tip) kullanmak, ana güç kaynağı voltajının üzerinde bir geçit tahrik voltajı gerektirir.

Rölelerin ayrıca transistörlere göre birkaç dezavantajı vardır.

1. Bobin adil bir miktar güç gerektirir.
2. Döngü ömrü sınırlıdır
3. Onlar fiziksel olarak büyük

Bu nedenle, nadiren anahtar yapan yüksek güçte malzemeler için genellikle röleler kazanır. Karmaşık ve / veya yüksek hız kontrolü için katı hal elektroniği genellikle kazanır.

Bunu gerçekten basit tutabilir miyim? Otomobilin altında çok çalıştığı koşullar var. Ve yukarıdakilerin de belirttiği gibi, oldukça önemlidir. Gereksinimler, bileşen kalitesi için sağlam bir performans modeli içerir.

Alt satırda ... katı hal aygıtları üzerindeki rölelerin nedeni tek bir sözcükle toplanır.

FİYAT.

Röleleri sağlamak, bu işlevi yerine getirmek için katı hal aygıtları sağlamaktan daha ucuzdur. Katı hal cihazları rölelerin altına düştüğünde, otomotiv üreticileri katı hal cihazlarına geçecektir. Bu gibi kararlar söz konusu olduğunda maliyet önemli bir itici güçtür.

Düzenle:

10 amperlik bir röle, 10 amperlik otomotiv sınıfı güç mosfetinin 10 katıdır. - Yoldan geçenler

Yani, bunun adil bir kıyaslama olduğundan emin değilim. Otomotiv rölelerinin çoğunun bundan daha fazla akım taşıdığını düşünüyorum. (25 - 60 amper?) Ayrıca, röle ile sinyal ve çıkış arasında tamamen izole olduğumuzu unutmayın. Otomotiv OEM'lerinin bu izolasyon kavramını korumak istediğini varsayalım. Bir opti izole 30 amp mosfet maliyeti ne olacak? Oh, ve daha iyi bir kap içinde güzel bir fişe yerleştirin, mevcut bir röle yerine mükemmel bir düşüş varsa.

Ek olarak, PRICE ile ilgili bir faktör daha var. Unutmayın ki, bir yerde röle üretim tesislerini otomatikleştirmek ve uygulamak için milyonlarca dolar harcayan tedarikçiler var. Ek olarak bir sürü insan kullanırlar. Sence bu adamlar röle için ne talep ediyor? Cevap: Kaçabileceklerini düşündükleri kadar. Otomotiv Orijinal Ekipman Üreticileri (OEM'ler), Mosfet teknolojisine geçmeyi düşündüklerini söyleyenlere söylediğinde ne olacağını tahmin edin. Para kaybettikleri önemli olmayabilir, çok büyük itfa ve sabit maliyetlerle çok sayıda çalışanı var.

Mosfet'in röleler üzerindeki gerçek fiyat avantajının, yalnızca beş yıllık bir süre boyunca yalnızca ticari nedenlerle uygulamada geciktirilmesi beni şaşırtmaz. Bu işletmelerden bazılarının OEM'lerle daha iyi ilgilenmeleri beni şaşırtmazdı (örneğin, işgücü maliyetlerimi ve dolayısıyla size fiyatımı düşürmek için işlemime çok para yatırmak istiyorum, ancak bunu ancak Ürün için beş yıllık sözleşmeye bağlı taahhüdüm var.)

Aşağıdaki nedenlerden dolayı yarı iletken bileşenlerin yerine röle kullanılacaktır

1. Daha Dayanıklı - geniş çalışma sıcaklık aralığı, sivri uçlar.
2. soğutucuya gerek yok.
3. devlet direnci çok düşük.
4. Yükü tamamen kapalı durumda izole eder.
5. Aynı akım iletken yarı iletkene kıyasla düşük maliyetli.
6. Servis bakış açısı - (çoğu otomobil rölesi ve sigorta tak ve çalıştır ...) - yarı iletken kullandığımız zaman zor (PCB'den çıkarılması gerekiyor)