汽车中许多电器采用小电流控制大电流的方式。大部分通过继电器实现,少部分通过开关晶体管实现。
继电器控制的电器有:前照灯、雾灯、转向灯、空压机、起动机、前喇叭、散热风扇、燃油泵、中控锁、后视镜折叠/加热、玻璃加热、刮水器。
第一个汽车继电器应用非常少,不采用继电器只能增大机械开关容量。例如,释放类卡车的远光切换采用脚踏开关,额定电流达到30A。雨刷器也采用了大电流开关。迄今为止,部分农用前照灯开关、电池电机当然采用了大容量触点的机械开关。一些功率较小的车的前喇叭没有使用继电器。方向盘的触点烧毁后,就听不到声音了。如果不使用继电器,则需要增大开关触点的容量,不仅开关触感差,占用空间也变大。因此,用紧凑的开关配合继电器使用最合适。
继电器工作电流非常小,但可控电流比较大,原理简单,工作可靠。看看继电器结构:继电器。利用了电磁感应现象。线圈接通电源后会产生磁场,接通电源后线圈中的铁心会磁化,磁力会牢牢吸附电枢。衔铁有一组铜线触点,也称为动触点。电枢被铁芯吸附后,可动触点和静触点2牢固接触,就相当于打开了手动开关。也就是说,是继电器为我们关掉了开关。我们再打开开关的时候给继电器线圈通电就行了。
松开释放按钮后,继电器线圈电源断开,铁心磁力消失,电枢在拉伸弹簧的作用下释放,可动触点和静触点2断开,静触点1接通。以喇叭继电器为例,继电器线圈的一端与电池正极连接,另一端与手柄按钮连接。方向盘中间的喇叭按钮其实只有一条线。这就是继电器控制线。手柄开关的一端张紧铁,也就是直接与立柱连接。汽车的金属机身都可以看作电池的负极,也叫打铁。按下手柄上的喇叭按钮后,输出到按钮另一侧的就是负极。将继电器控制线圈的一端正极连接后,只要将线圈的另一端负极连接,继电器就动作,可动触点和静触点连接,喇叭和电池正极连接!
很多情况下,我们只需接通可动触点2,也就是线圈电源继电器进行导通,接通开关,少数情况下相当于通过可动触点2,例如启动机的自停止进行保护。一些车辆在启动时扭钥匙就可以了,发动机启动后起动机就会自动关闭。这由继电器完成,启动时可动触头与静触头1连接,发动机启动后发电机发电,发电机发电后继电器吸附,检测起动机停止。这样可以避免起动机在工作中二次启动而烧毁,工人可以有效避免二次启动,在工程机械中很常见。
看看常用的继电器针吧。85/86脚为继电器控制线圈,30/87脚为可动/静触点。85/86针接通12V电源后,60/87针之间导通。上图继电器线圈的动作电压/控制电压为12V。继电器的控制原理都相同,用空调压缩机取代喇叭控制电路中的喇叭,就是压缩机控制电路:空调ECU只需输出12V即可吸附继电器。继电器吸附后,压缩机接通电源工作。这也是典型的小电流控制大电流的实用化。
汽车上的一些轻拍按钮基本上是用电子开关而不是继电器制成的。例如,按下汽车音响的电源按钮,音响内部的晶体管就会接通,车内的电源全部接通,汽车音响开始工作。
下图为尾缆:正负电池始终相连,不受钥匙门的控制。钥匙门ACC专门用于控制一条线,其实这条线是小电流控制大电流。上图红黑线是车内电子开关控制线,钥匙接通后红黑线接通12V,车内开关接通,接电后开始工作。车载放大器也是一个原理,车辆连接后,12V输出到放大器控制端子,放大器内部继电器或开关晶体管接通,放大器工作。这样,可以用小电流控制大电流。空调/暖风送风机风量控制部分采用阻力控制,半自动/自动空调采用软控制。轻轻触摸按钮和旋钮控制电机转速/开关,是在空调控制面板上实现的,不仅具有电子开关功能,还具有电子调速功能,是用小电流控制大电流的应用方式。