Реле, схема которого показана на рис. 1, предназначено для включения и отключения задних противотуманных фонарей автомобиля в соответствии с алгоритмом по правилу № 048 ЕЭК ООН.
Включение задних противотуманных фонарей осуществляется однократным нажатием на замыкающую кнопку без фиксации, подключенную между контактами 3 ("Общий") и 5 ("Вкл/откл") при наличии напряжения питания на контактах 2 ("Противотуманные фары") и/или 6 ("Ближний свет/дальний свет") разъема Х1 (т. е. если включены фары ближнего или дальнего света и/или противотуманные).
Выключение задних противотуманных фонарей осуществляется однократным нажатием на ту же кнопку или при снятии напряжения питания с контактов 2 и 6, причем в случае повторной подачи напряжения на контакты 2 и/или 6 задние противотуманные фонари не включаются.
Сегодня разными предприятиями освоен выпуск трех модификаций реле: 23.3777 - на основе D-триггера, собранного на транзисторах; на микросхеме К561ТМ2; 22.3777 - на микросхемах К561ТМ2ИК561ТЛ1.
Каждая из модификаций имеет свои достоинства и недостатки. Основное достоинство рвле первых двух вариантов - простота, малое число деталей и их низкая стоимость. Основной недостаток первого реле - низкая температурная стабильность из-за применения транзисторов в D-триггере. Этот недостаток отсутствует во втором варианте реле, однако наличие пологого фронта сигнала может привести к сквозному току микросхемы, что, в свою очередь, при длительной эксплуатации изделия является причиной выхода ее и, соответственно, всего реле из строя.
Основное преимущество третьего варианта реле - крутые фронты управляющих сигналов вследствие применения триггеров Шмитта, что исключает возникновение сквозного тока и тем самым обуславливает высокую стабильность работы устройства в целом. Основной же недостаток - сложность, большое число элементов и их высокая стоимость.
Рассмотрим третий вариант реле более подробно. Устройство состоит из следующих функциональных узлов: узел питания (диод VD1, стабилитрон VD2, резисторы R2, R6, конденсаторы С1, C3); формирователь сигнала управления (триггеры Шмитта DD1.1 - DD1.3, резисторы R1, R3, R4, конденсатор С2); узел начальной установки (элемент DD1.4, резистор R5, конденсатор С4); триггер (элемент DD2.1); коммутатор (транзистор VT1, диоды VD3, VD4, стабилитрон VD5, реле К1, резистор R7).
Узел питания - параметрический стабилизатор напряжения, обеспечивающий необходимое питание и защиту реле.
Формирователь сигнала управления выполняет функции защиты от неустойчивого включения/отключения реле вследствие дребезга контактов кнопки и от самопроизвольного включения/отключения реле из-за помех в управляющей цепи.
Узел начальной установки обеспечивает выключенное состояние реле при подаче напряжения на узел питания.
Триггер реализует требуемый алгоритм работы устройства.
Коммутатор, выполненный на электромагнитном реле К1, которым управляет транзистор VT1, подает напряжение питания на задние противотуманные фонари.
Когда напряжение поступает на контакты 1 и 2 и/или 6 разъема Х1, все узлы реле получают питание, однако коммутатор выключен, контакты К1.1 реле К1 разомкнуты. Если на одном из этих контактов разъема напряжение пропадет, реле отключит уже включенные задние противотуманные фонари.
При нажатии на кнопку, подключенную к контактам 5 и 3 разъема Х1, триггер изменяет свое состояние, коммутатор срабатывает и включает задние противотуманные фонари. Если повторно нажать на кнопку, то коммутатор и, соответственно, задние противотуманные фонари выключатся.
Временные диаграммы работы реле показаны на рис. 2. Здесь tп - время подачи напряжения питания.
Ориентировочное значение - 50...60 мс, определяется сопротивлением резистора R2 и емкостью конденсатора С1; tc - время снятия напряжения питания. Приблизительное значение - 0,5...1 с, определяется сопротивлением резистора R6 и емкостью конденсатора С1; tдр - время дребезга контактов кнопки, подключенной между выводами 5 и 3 разъема Х1. Ориентировочное значение - 20...30 мс; Uпм - минимальное напряжение питания микросхем К561ТЛ1 и К561ТМ2. Приблизительное значение - 2...3 В; Uв - напряжение включения триггера Шмитта микросхемы К561ТЛ1. Ориентировочное значение - 3,6 - 3,8 В; Uо - напряжение выключения триггера Шмитта микросхемы К561ТЛ1. Приблизительное значение - 1,8... 1,9 В.
В устройстве применены компоненты как объемного, так и поверхностного (резисторы и конденсаторы, за исключением оксидного) монтажа. Резисторы и керамические конденсаторы - типоразмеров 1206, оксидный конденсатор (С1) - алюминиевый производства фирмы HITANO [1]. От переполюсовки источника питания и мощных электромагнитных помех реле защищают высоковольтные диодная сборка КДС111А2 (VD1) и диод КД243В (VD3).
Полевой транзистор КП501В (VT1) от напряжения самоиндукции при коммутации обмотки реле К1 (91.3747 - 10 производства ОАО "АВАР", г. Псков) защищен высоковольтным диодом КД243В (VD4). Микросхемы DD1, DD2 серии К561 [2] питаются от параметрического стабилизатора на стабилитроне BZX55C5V6 (VD2) фирмы PHILIPS [3]. Стабилитрон BZX55C7V5 (VD5) фирмы PHILIPS защищает прямой выход триггера DD2.1 от бросков напряжения, "проникающих" через емкость сток-затвор транзистора VT1.
Реле (рис. 3) состоит из кожуха, печатной платы (рис. 4), на которой смонтированы все элементы, и шести контактного разъема для подключения изделия к бортовой сети автомобиля (рис. 5).
Печатная плата двусторонняя, на одной ее стороне размещены элементы для поверхностного монтажа, на другой - все остальные.
Литература
Автор: Д.Матвеев, г.Чебоксары