Tại sao có rất nhiều rơle được sử dụng trong xe hơi, thay vì bóng bán dẫn?

Gần đây tôi đã làm một số công việc trên các mạch điện xe hơi của tôi. Tôi thấy nhiều rơle được sử dụng trong các mạch xe. Các rơle này được sử dụng để chuyển đổi đơn giản, và tôi tự hỏi tại sao các mạch này dựa trên rơle chứ không phải trên các bóng bán dẫn hoặc các thành phần điện tử khác có thể sử dụng cho mục đích chuyển mạch. Tôi nghĩ rằng các bóng bán dẫn rẻ hơn, nhỏ hơn và đáng tin cậy hơn các rơle el-mech cổ điển để chuyển đổi.

Lưu ý: Trong các ứng dụng trên xe hơi, pin xe hơi 12 V được sử dụng để cấp nguồn cho cuộn dây của rơle và cùng nguồn điện 12 V là những gì được chuyển đổi bởi rơle. Đôi khi một rơle chỉ chuyển một đường tín hiệu khác, tức là không có bất kỳ tải công suất cao nào trên nó. Tuy nhiên, tôi có thể thấy không có bóng bán dẫn trong đó. Vì vậy, tôi tin rằng có một lý do vững chắc tại sao nó được thực hiện theo cách này, và tôi phải thiếu một cái gì đó ở đây. :-)

Rơle ổn định nhiệt độ hơn nhiều: rơle kín về cơ bản có cùng đặc điểm ở -30 ° C và + 70 ° C, cả hai nhiệt độ đều phổ biến đối với ô tô. Một bóng bán dẫn hoạt động hoàn toàn khác nhau ở -30 ° C và + 70 ° C, do đó sơ đồ phải được thiết kế để tính đến các biến thể đó.

Tôi đã từng làm việc trên một sản phẩm có dải nhiệt độ bắt đầu từ -55 ° C, sử dụng cả rơle và thiết bị bán dẫn. Điều thú vị về thiết kế là dưới -20 ° C chỉ có phần rơle được cấp nguồn, kích hoạt bộ làm nóng không khí và sẽ chỉ bật phần bán dẫn khi nhiệt độ đạt đến 0 ° C.

Rơle cũng cung cấp cách ly điện, giúp hạn chế các lỗi một cách hiệu quả. Các lỗi thường gặp như ngắn mạch thường chỉ làm hỏng một rơle, trong khi đó trong các mạch dựa trên bóng bán dẫn, một số thiết bị trên đường đi sẽ bị ảnh hưởng. Tôi cá là mọi người vẫn muốn động cơ xe của họ chạy ngay cả khi máy điều hòa không khí hoặc cửa sổ nâng lên chết.

Một chiếc xe hơi (vẫn, trong thời kỳ hiện đại) là một môi trường khắc nghiệt về điện. "Nguồn cung cấp 12V" thường là 13,5 đến 15 V và đôi khi có thể tăng vọt lên 80V trở lên. Cũng có thể có một số rác tần số cao trên dây từ bugi.

Rơle đưa ra sự lạm dụng đó có phần tốt hơn so với bóng bán dẫn, ít nhất là cho "một mức giá tương tự".

Rơle chỉ được thử. Tôi nghĩ rằng câu trả lời là đơn giản như vậy.

Cơ học thường muốn một giải pháp đơn giản, hoạt động tốt. Đó là trong suy nghĩ của mọi người để chuyển đổi một mạch với rơle.

Anh tôi gắn một số thiết bị đặc biệt trên xe tải để làm việc. Luôn luôn anh ta cần phải chuyển đổi một cái gì đó anh ta nghĩ ra: "Ồ, hãy đặt một rơle vào đó!". Và anh ấy đúng. Tại sao không? Đây thường là giải pháp đơn giản nhất và nó hoạt động tốt.

Trong một số tình huống, phản hồi âm thanh cũng có thể được sử dụng. Chỉ cần nghĩ về chỉ số của bạn.

Điện áp trong xe hơi chỉ khoảng 12 V, điều đó có nghĩa là ngay cả các bộ phận có công suất vừa phải cũng có thể thu được dòng điện lớn. Dấu gạch trong xe của tôi được chiếu sáng bởi bốn bóng đèn 12V 2W. Họ vẽ một dòng điện 666mA chỉ để làm sáng lên dấu gạch ngang! Nếu bạn nhìn vào cầu chì cho tất cả các mạch trong xe của bạn, thì dù nhỏ nhất cũng sẽ là 5A. Hầu hết sẽ là phạm vi 10-20A và một số thậm chí nhiều hơn thế. Lý do rơle rất phổ biến là vì chúng bền, có điện trở tiếp xúc thấp và (đôi khi) rẻ hơn các thành phần trạng thái rắn có thể xử lý cùng dòng điện. Nhiều chiếc xe hiện đại thực sự sử dụng rơle trạng thái rắn nhưng chúng có cùng loại bao bì gạch để không gây nhầm lẫn cho bất kỳ cơ chế nào.

Rơle có một vài lợi thế so với bóng bán dẫn.

1. Họ có sức đề kháng rất thấp. Trong một hệ thống điện áp thấp công suất cao, điều này rất có giá trị vì nó cải thiện hiệu quả và loại bỏ sự cần thiết của tản nhiệt.
2. Họ có rò rỉ rất thấp khi tắt. Vì vậy, đầu ra của chúng có thể được kết nối với nguồn pin không bị xáo trộn mà không lo làm cạn kiệt pin.
3. Chúng mạnh mẽ chống lại sự đột biến, tăng vọt, sự thay đổi nhiệt độ, vv Môi trường của một chiếc xe là một nơi khắc nghiệt cả về điện và nhiệt và thiết kế mạch bán dẫn để tồn tại, nó đòi hỏi một chút công việc phụ.
4. Họ cung cấp sự cô lập. Trong khi các căn cứ trong một chiếc ô tô cuối cùng đi cùng với sự cô lập vẫn hữu ích để kiểm soát nơi dòng chảy chính xác quay trở lại.
5. Chúng có thể được sử dụng dễ dàng cho chuyển đổi phía cao hoặc phía thấp và đầu vào của chúng có thể là chuyển đổi phía cao hoặc thấp. Sử dụng máy bay phản lực kênh N (loại hoạt động tốt hơn) để chuyển đổi phía cao yêu cầu điện áp ổ đĩa cổng cao hơn điện áp nguồn chính.

Rơle cũng có một vài nhược điểm so với bóng bán dẫn.

1. Các cuộn dây đòi hỏi một chút công suất.
2. Vòng đời bị hạn chế
3. Họ có thể chất lớn

Vì vậy, đối với những thứ công suất cao mà các công tắc không thường xuyên chuyển tiếp thường giành chiến thắng. Đối với công cụ điều khiển phức tạp và / hoặc tốc độ cao, điện tử trạng thái rắn thường giành chiến thắng.

Tôi có thể giữ điều này thực sự đơn giản? Chiếc xe có một tập hợp các điều kiện mà nó hoạt động nhiều. Và như những người khác ở trên đã chỉ ra, chúng là khá quan trọng. Các yêu cầu bao gồm một mẫu hiệu suất vững chắc cho chất lượng thành phần.

Dòng dưới cùng ... lý do cho rơle trên các thiết bị trạng thái rắn được tóm tắt trong một từ duy nhất.

GIÁ BÁN.

Nó rẻ hơn để cung cấp rơle so với việc cung cấp các thiết bị trạng thái rắn để thực hiện chức năng đó. Khi các thiết bị trạng thái rắn giảm giá xuống dưới mức rơle, thì các nhà sản xuất ô tô sẽ chuyển sang các thiết bị trạng thái rắn. Chi phí là một động lực chính khi đưa ra các quyết định như thế này.

Biên tập:

Rơle 10 amp có giá gấp 10 lần so với mosfet cấp điện ô tô 10 amp. - Người qua đường

Vì vậy, tôi không chắc chắn đó là một so sánh công bằng. Tôi nghĩ rằng hầu hết các rơle ô tô mang nhiều dòng điện hơn thế. (25 đến 60 amps?) Ngoài ra, hãy nhớ rằng chúng ta hoàn toàn bị cô lập giữa tín hiệu và đầu ra với rơle. Giả sử các OEM của Ô tô muốn giữ khái niệm cách ly đó. Chi phí cho một mosfet 30 amp bị cô lập sẽ chạy là bao nhiêu? Ồ, và tốt hơn là đặt nó vào một cái phích cắm đẹp, tốt nhất nếu nó là sự thay thế hoàn hảo cho một rơle hiện có.

Ngoài ra, có một yếu tố nữa liên quan đến GIÁ. Hãy nhớ rằng có những nhà cung cấp ngoài kia đã đầu tư hàng triệu triệu đô la để tự động hóa và cải tiến các nhà máy sản xuất rơle của họ. Ngoài ra, họ sử dụng một loạt các folks. Bạn nghĩ những kẻ đó tính phí cho rơle là gì? Trả lời: Nhiều như họ nghĩ họ có thể thoát khỏi. Đoán xem điều gì sẽ xảy ra khi các nhà sản xuất thiết bị gốc ô tô (OEM) nói với những người mà họ đang nghĩ đến việc chuyển sang công nghệ Mosfet ... bạn đoán nó, giá sẽ giảm ngay lập tức. Việc họ mất tiền có thể không quan trọng, họ đã khấu hao rất lớn và chi phí cố định và rất nhiều nhân viên.

Tôi sẽ không ngạc nhiên khi một lợi thế giá thực sự của Mosfets so với rơle bị trì hoãn khi triển khai vì lý do kinh doanh thuần túy trong khoảng thời gian 5 năm. Tôi cũng sẽ không ngạc nhiên nếu một số doanh nghiệp có giao dịch ngọt ngào với OEM (ví dụ: tôi muốn đầu tư nhiều tiền vào quy trình của mình để giảm chi phí lao động và do đó giá của tôi cho bạn, nhưng tôi sẽ chỉ làm vậy nếu Tôi có một cam kết hợp đồng năm năm cho sản phẩm.)

Rơle sẽ được sử dụng thay thế cho các thành phần bán dẫn vì những lý do sau

1. Bền hơn - phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng, gai.
2. không cần tản nhiệt.
3. rất thấp về sức đề kháng nhà nước.
4. Cô lập tải hoàn toàn ở trạng thái tắt.
5. Chi phí thấp khi so sánh với chất bán dẫn dẫn hiện tại.
6. Quan điểm dịch vụ - (hầu hết các rơle và cầu chì ô tô đều cắm và chạy ...) - rất khó khi chúng tôi sử dụng chất bán dẫn (phải loại bỏ khỏi PCB)