Электронные прерыватели указателя поворотов

Основным прибором в системе электрических указателей поворотов мигающего типа, устанавливаемых на механических транспортных средствах, является прерыватель, периодически включающий сигнальные лампы бортовых фонарей указателей поворота. Прерыватель применяется также в сигнальном мигающем фонаре аварийной остановки, в сигнальной лампе отмашки на судах малого флота, в системах автоматического регулирования и т. д.

Большинство выпускаемых в настоящее время транспортных средств оборудовано термоэлектромагнитными прерывателями, которые имеют низкую надежность из-за наличия в них сильно разогревающейся нити и подвижных контактов. На смену термоэлектромагнитным приходят более надежные и эффективные электронные бесконтактные прерыватели.

В журналах Радио, За рулем и др. неоднократно приводились различные конструкции электронных прерывателей. Как правило, они содержат импульсный генератор (обычно мультивибратор), служащий датчиком отсчета времени, и транзисторный или тринисторный электронный токовый ключ, управляющий цепью сигнальных ламп бортовых фонарей. В некоторых конструкциях вместо электронного ключа используется электромагнитное реле.

Использование в электронных прерывателях мультивибратора и управляемого им исполнительного элемента (ключа) обеспечивает независимость частоты переключения от нагрузки. Такие прерыватели предпочтительны по сравнению с теми, в которых нагрузка является элементом релаксатора, так как в процессе эксплуатации никаких регулировок не требуют.

Вместе с тем, как показывает практика, электронные прерыватели также обладают рядом недостатков. Как уже отмечалось, в качестве управляющего элемента прерывателя обычно используется мультивибратор, который очень чувствителен к различного рода помехам. Помехи, приводящие к неустойчивой работе прерывателя, могут появляться вследствие неисправностей искрогасительных конденсаторов и подавительных сопротивлений, включаемых последовательно со свечами зажигания, загрязнения коллектора генератора, эрозии контактов электромагнитных реле и т. д. Для питания указателя поворотов с электронным прерывателем на транспортных средствах, оборудованных генераторами переменного тока, приходится применять сглаживающий фильтр или стабилизатор напряжения. При большой мощности сигнальных ламп сглаживающие фильтры и стабилизаторы становятся довольно громоздкими. Значительного снижения габаритов можно достичь в том случае, если хорошо отфильтрованным или стабилизированным напряжением питать только импульсный генератор, а сигнальные лампы подключать через исполнительный элемент прерывателя непосредственно к выпрямителю без использования сглаживающего фильтра.

Некоторые конструкции прерывателей требуют применения специального сдвоенного переключателя, который одновременно с включением сигнальных ламп включает и мультивибратор (Радио, 1967, № 8, 1969, № 6, 1972, № 8) или изоляции от корпуса патронов сигнальных ламп (Радио, 1969, № 6). Ясно, что упомянутые конструкции не позволяют осуществить непосредственную замену наиболее распространенных в настоящее время термозлектромагнитных прерывателей без дополнительных переделок схемы электрооборудования. Иногда с целью исключения сдвоенного переключателя мультивибратор подключают к источнику питания постоянно. В этом случае мультивибратор работает все время, пока включено зажигание, а коммутация сигнальных ламп осуществляется с помощью обычного простейшего переключателя. Однако непрерывная работа мультивибратора приводит к более сильному нагреву элементов и, следовательно, требует применения более, надежных деталей, а в случае использования в качестве исполнительного элемента электромагнитного реле — к преждевременному механическому износу подвижных деталей и неприятным щелчкам от срабатывания реле, даже при выключенном указателе поворотов.

При замене термоэлектромагнитных прерывателей, через контакты которых проходит как управляющий ток, так и ток сигнальных ламп, наиболее пригодна двухточечная схема подключения, не требующая специального сдвоенного переключателя и изменений в электрической схеме транспортного средства.

Конструкция прерывателя, подключаемого в двух точках, была описана в статье Электронные реле указателя поворотов (Радио, 1973, № 6) в разделе ...универсальное бесконтактное. Однако частота переключения этого прерывателя существенно зависит от мощности сигнальных ламп. Кроме того, он также чувствителен к различного рода помехам. При питании сигнальных ламп от генератора переменного тока необходимо дополнительно собрать выпрямитель со сглаживающим фильтром.

Ниже приводятся схемы и описания работы прерывателей, свободных от перечисленных недостатков. Двухточечное подключение прерывателя достигается тем, что в предлагаемых схемах мультивибратор и электронный ключ (контакты исполнительного элемента) соединены параллельно. Параллельная работа мультивибратора и электронного ключа обеспечивается за счет подключения выводов питания мультивибратора к дополнительному накопительному конденсатору, который соединен с выходными контактами электронного ключа при помощи коммутирующего диода.

Коммутирующий диод предотвращает разряд конденсатора через открытый электронный ключ.

На рис. 1 представлена функциональная схема прерывателя, который работает следующим образом. При замыкании одного из контактов переключателя 8 конденсатор 3 заряжается от источника питания через диод 4. Напряжение на конденсаторе 3 служит для питания импульсного генератора 1, управляющего электронным ключом 2. Когда электронный ключ открыт, горят лампы 9 и 10, но ток через закрытый диод 4 не проходит, и конденсатор 3 разряжается на работающий генератор. Когда электронный ключ закрыт, лампы не горят, диод 4 открывается и конденсатор 3 снова заря-жается . Кроме того, конденсатор 3 выполняет роль сглаживающего фильтра в цепи импульсного генератора и обеспечивает надежную работу прерывателя при пульсациях питающего напряжения, в том числе и при питании от источника переменного тока без сглаживающего фильтра.

Подключение прерывателя осуществляется с помощью только двух зажимов 6 и 7 непосредственно в разрыв цепи сигнальных ламп, поэтому для включения указателя поворота может использоваться простейший однополюсный переключатель, применяемый в настоящее, время с термоэлектромагнитными прерывателями. Полярность питающего напряжения должна соответствовать указанной на схеме. При обратной полярности источника питания зажимы 6 и 7 меняются местами.

Принципиальная схема прерывателя приведена на рис. 2, а. Мультивибратор собран на транзисторах V1 и V2, электронный ключ — на транзисторах V3 и V4.

Основное отличие от известных схем прерывателей заключается в том, что здесь установлены диод V5 и конденсатор С 1 , обеспечивающие двухточечную схему включения прерывателя и улучшающие устойчивость работы мультивибратора.

Работа прерывателя ясна из описания функциональной схемы.

В прерывателе могут быть использованы транзисторы МП39—МП42 (V1—V3), П213—П217 (V4) с любыми буквенными индексами и коэффициентами усиления. Резисторы МЛТ, конденсаторы К.50-6, диод V5 — Д9В или ему подобный.

При напряжении бортовой сети 12 (6) В мощность сигнальных ламп в одном плече может достигать 25 (12) Вт с транзисторами П213—П215 и 40 (20) Вт с транзисторами П216, П217. Налаживание устройства сводится к подбору резистора R5.

При питании сигнальных ламп от источника переменного тока прерыватель включается в разрыв цепи через выпрямитель, как показано на рис. 2, б. Прерыватель с выпрямительным мостом можно использовать и при питании от источника постоянного тока. В этом случае отпадает необходимость соблюдения полярности включения прерывателя в цепь сигнальных ламп, но ток через лампы уменьшится из-за дополнительных потерь на диодах выпрямительного моста.

На рис. 3 изображена видоизмененная схема прерывателя ИЖ РП-1С, применяемого на мотоциклах Пла-нета-3 и Юпитер-3. .

Штриховыми линиями показаны цепи до внесения изменений, а утолщенными — после переделки. Дополнительно введен диод V5 (Д9В), а емкость конденсатора СЗ увеличена с 20 до 200 мкФ, Внесенные изменения позволяют устранить беспрерывную работу электромагнитного реле КЗ, вследствие чего уменьшается механический износ подвижных деталей реле и прекращаются его непрерывные пощелкивания. Частота переключения сигнальных ламп практически не меняется.

В системе электрооборудования; с генератором переменного тока в качестве электронного ключа лучше всего подходят тринисторные переключатели переменного тока. Схема прерывателя с тринисторным переключателем приведена на рис. 4. Прерыватель содержит мультивибратор на транзисторах V1 и V2, переключатель переменного тока на тринисторах V8 и V9, инверторы на транзисторах V3 и V4, конденсатор С 2 и ключ на диоде V5, выполняющий одновременно роль выпрямителя.

Когда транзистор V1 открыт, а транзистор V2 закрыт, транзисторы V3 и V4 открываются и подключают через диоды V6 и V7 управляющие электроды тринисторов V8 и V9 к анодам.

Тринисторы открываются поочередно при каждой смене полярности питающего напряжения. Сигнальные лампы при этом горят. Когда транзистор V1 закрыт, а транзистор V2 открыт, транзисторы V3 и V4 закрываются, управляющие электроды трини-сторов V8 и V9 отключаются от анодов, и тринисторы при очередной смене полярности питающего напряжения выключаются. Сигнальные лампы при этом гаснут: Конденсатор С 1 вновь заряжается от источника питания через сигнальные лампы и диод V5. Диоды V6 и V7 защищают управляющие переходы тринисторов и транзисторы V3 и V4 от обратного напряжения.

Все детали прерывателя установлены на плате размерами 50 X 60 мм. Расположение деталей и проводников на монтажной плате показано на рис. 5.

В прерывателе могут быть использованы транзисторы МП39-МП42 (V1-V3), МП37, МП38 (V4) с люб ы- ми буквенными индексами, тринисторы КУ201 КУ202 (V8 V9). Резисторы МЛТ, конденсаторы К50-Ь, диоды V5—V7 типа Д9В. Ток сигнальных ламп не должен превышать 4 А. Налаживание прерывателя сводится к подбору резисторов R5 и R6.

Для придания прочности конструкции транзисторы и электролитические конденсаторы необходимо жестко закрепить на монтажной плате. Для этого берут кусочек поролона, пропитывают его клеем (БФ-2, эпоксидным и др ) и помещают между устанавливаемой деталью и монтажной платой. Пайку выводов деталей можно производить, не дожидаясь высыхания клея.

На рис. 6 приведена схема прерывателя на одном тринисторе . Тринистор включен в диагональ выпрямительного моста. Ток через сигнальные лампы протекает только тогда, когда диагональ выпрямительного моста замкнута открытым тринистором .

Управление тринистором осуществляется от мультивибратора, собранного на транзисторах V1 и V2. Когда транзистор V2 открыт, на управляющий электрод трини-стора подается положительное относительно катода напряжение, и тринистор открывается. При закрытом транзисторе V2 тринистор тоже закрыт . Ток через диоды выпрямительного моста равен примерно половине тока, протекающего через тринистор . Недостатком этой схемы является повышенное падение напряжения на прерывателе, так как последовательно с тринистором включены еще два диода. Вследствие этого яркость свечения сигнальных ламп будет уменьшена. Для устранения ука занного недостатка можно использовать сигнальные лампы, рассчитанные на напряжение меньшее, чем напряжение генератора.

Детали прерывателя аналогичны предыдущей схеме. Выпрямительный мост собирается на диодах типа Д 7 с любыми буквенными индексами. Сила тока сигнальных ламп с указанными диодами не должна превышать 0,6 А. В случае применения более мощных диодов сила тока сигнальных ламп может быть увеличена до 2 А.

Приведенные схемы на тринисторах (см. рис. 4, 6) от источников постоянного тока работать не могут.

Для контроля включения указателя поворотов с описанными прерывателями могут быть использованы как световые, так и звуковые индикаторы. Их можно подключать как непосредственно к выводам прерывателя, так и параллельно сигнальным лампам. Предпочтительнее схема подключения индикаторов параллельно сигнальным лампам, так как в этом случае накопительный конденсатор, питающий мультивибратор, заряжается до напряжения источника питания. Кроме того, в этом случае не требуется изоляции от корпуса патрона индика торной лампочки.