ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРЕРЫВАТЕЛИ УКАЗАТЕЛЯ ПОВОРОТОВ

В. Федоров

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 термоэлектромагйитными 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)  или изоляции от корпуса патронов сигналь­ных ламп («Радио», 1969, № 6). Ясно, что упомянутые конструкции не позволяют осуществить непосредственную замену наиболее распространенных в настоящее время термоэлектромагнитных 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 /, 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 заря­жается. 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 Б 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 VI 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/, 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 буквенным» индексами и коэффициентами усиления. Резисторы МЛТ, конденсаторы К50-6, 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, то ток через лампы уменьшится изза 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 VI и V2, переключатель пере­менного тока на тринисторах V8 и V9, инверторы на транзисторах V3 и V4, конденсатор С2 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 тринасторов V8 и V9 к анодам. Тринисторы открываются пооче­редно при каждой смене полярности питающего напря­жения. Сигнальные лампы при этом горят. Когда тран­зистор VI 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 С1 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.

В прерывателе могут быть использованы транзисто­ры МП39—МП42 (VI—V3), МП37, МП38 (V4) с любы­ми буквенными индексами, тринисторы КУ201, КУ202 (V8, V9). Резисторы МЛТ, конденсаторы К50-6, 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 про­изводит^, 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 VI и V2. Когда транзистор V2 открыт, на управляющий электрод трини-стора подается положительное относительно катода напряжение, н 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 ука­занного недостатка можно использовать сигнальные лам­пы, рассчитанные на напряжение меньшее, чем напря­жение генератора.

Детали прерывателя аналогичны предыдущей схеме. Выпрямительный мост собирается на диодах типа Д7 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 индика­торной лампочки.