车上有很多电器都是采用小电流控制大电流的方式。
大部分是用继电器实现的,少数是用开关三极管实现的。
继电器控制的电器有:
- 大灯
- 雾灯
- 转向灯
- 空调压缩机
- 起动机
- 前喇叭
- 冷却风扇
- 燃油泵
- 中控锁
- 后视镜折叠/加热
- 玻璃加热
- 雨刮器等。
几乎大多数机械开关都需要继电器来执行动作。
最早的汽车继电器很少使用,只能在不使用继电器的情况下通过增加机械开关的容量来实现。
比如解放系列货车远光灯的开关用的是脚踏开关,额定电流达到30A。
雨刷也使用大电流开关。
到目前为止,一些农用车大灯和起动电机当然使用大容量触点的机械开关。
有些小功率前置扬声器不使用继电器,方向盘触点烧蚀时会出现哑音。
如果不需要继电器,就需要增加开关的触点容量,这样不仅开关手感不好,而且占用空间大。
所以用带继电器的小开关是最好的选择。
继电器的工作电流很小,但可控电流比较大,所以原理简单,工作可靠。
我们来看看继电器的结构:
继电器利用了电磁感应现象。
当线圈通电时,它会产生磁场。
电源接通后,线圈中的铁芯被磁化,磁力牢牢吸住电枢。
电枢有一组铜触点,也称为动触点。
衔铁被铁芯吸引后,动触头与静触头2牢固接触,相当于打开手动开关。
也就是继电器为我们接通开关,我们只需要在再次接通开关时给继电器线圈通电。
当我们松开释放按钮时,继电器线圈断电,铁芯的磁力消失,衔铁在拉簧的作用下释放,动触头与静触头2断开,与静触头1接通。
我们以喇叭继电器为例:
继电器线圈一端接电池正极,另一端接方向盘按钮。
方向盘中间的喇叭按钮其实只有一根线,就是继电器控制线。
方向盘按钮开关的一端接地,即直接连接到转向柱。
汽车的金属车身可以看作是电池的负极,也叫地。
当按下方向盘的喇叭按钮时,按钮的另一端输出负极。
继电器控制线圈的一端接正极,所以只要线圈的另一端接负极,继电器就会动作,动触点和静触点接通,汽车喇叭就接电池正极!
很多时候我们只用动触点2,也就是接通线圈电源的继电器被接通,相当于打开了开关。
在少数情况下,我们使用动触点2,如起动机器自停保护。
有些车辆启动时只需转动钥匙,发动机启动后起动机会自动断电。
这是通过中继完成的。
启动时,动触点与静触点1连接。
发动机启动后,发电机发电。
发电机发电后,继电器吸合,起动机停止工作。
这样可以防止起动机因工作中的二次工作而烧毁,有效避免二次启动,这在工程机械中是相当常见的。
我们来看看常用的继电器引脚说明:
- 85/86引脚是继电器控制线圈
- 30/87引脚是动/静触头。
86/86脚与12V电源连接后,连接60/87脚。
上图中继电器线圈的工作电压/控制电压为12V。
继电器控制的原理是一样的。
把喇叭控制电路中的喇叭换成空调压缩机就变成了压缩机控制电路:
可以看到空调ECU只需要输出一个12V就可以关闭继电器。
继电器闭合后,压缩机接通电源开始工作,这也是典型的小电流控制大电流的实际应用。