Коммутаторы с реле

Подавляющее большинство серийно производимых и самодельных коммутаторов в качестве коммутирующего элемента используют электромагнитные реле. Преимущества и недостатки реле известны. Главное достоинство – низкая цена. Недостатки: невысокое быстродействие и ограниченный ресурс (количество включений – выключений). Вследствие  этих недостатков невозможно создание высокоточного коммутатора с очень большим сроком службы.

Но, для подключения доп.аккумулятора небольшой емкости применение релейных коммутаторов вполне оправдано.

 

Вариант 1.1

Этот вариант пригодится для подключения второго аккумулятора, емкость которого меньше емкости штатного аккумулятора в 1,5-2 раза и не более 45А/час. Например, если штатный аккумулятор имеет емкость 65А/час, то емкость дополнительного аккумулятора должна быть не более 30-40А/час.

Вариант 1.1 – это дальнейшее усовершенствование варианта 1 (с использованием реле). Повышена точность, улучшена помехозащищенность, добавлена температурная коррекция, гистерезис меняется в зависимости от напряжения срабатывания, с увеличением напряжения срабатывания пропорционально увеличивается. В среднем величина гистерезиса 0,5В. Устранена возможность возникновения дребезга контактов реле. Дополнительных диодов (помощь при запуске двигателя) нет.

Ограничение емкости доп.аккумулятора обусловлено снижением бросков тока (помехи, нагрузка на генератор, разряд основного аккумулятора) при его подключении-отключении.  Можно было бы уменьшить все эти «прелести» уменьшив гистерезис коммутатора – повысив точность его работы, как это сделано в  моделях с использованием ключевых транзисторов вместо реле. Но тогда реле будет часто щелкать (включаться-выключаться), что неизбежно вызовет быстрое обгорание контактов (износ) реле. Поэтому был выбран разумный компромисс: увеличен гистерезис, уменьшено сечение силовых проводов (увеличено их сопротивление), уменьшена емкость доп.аккумулятора. Кроме того, необходимо учитывать значительно большее время срабатывания реле, по сравнению с транзисторами. В общем, получился образец 1.1, расчетный срок службы которого должен быть не менее 3-х лет. Практически, вероятно, больше. Потом можно будет легко заменить реле на аналогичное, сам коммутатор при этом менять или подстраивать не нужно.

Подключение диодов параллельно контактам реле здесь не предусмотрено, т.к. возможная помощь при запуске двигателя от маленького доп.аккумулятора при большом сопротивлении проводов крайне незначительна, но будет сильно разряжаться доп.аккумулятор.

Вариант 1.1 оптимально использовать, если дополнительный аккумулятор питает не мощную музыку или оборудование на вездеходах и т.п., а для питания сигнализаций, систем защиты от коррозии и другого не энергоемкого оборудования.

Размеры:

Ширина - 45мм (с ушками крепления 60мм)

Длина – 68мм

Высота – 27мм

Реле и провода питания подключаются в отверстия клеммника

Порог срабатывания (включения) регулируется подстроечным резистором по методике, описанной для вариантов 3.2-3.3

Расположить коммутатор можно в любом удобном месте. Длина соединительных проводов – любая.

Мощность реле выбираем в зависимости от емкости дополнительного аккумулятора, но не менее, чем на 20А.  Испытано с различными, в том числе, устаревшими реле (на фото – слева)

Ток обмотки реле не должен превышать 0,5А (напряжение – 12В).

Реле и соединительные провода в комплект не входят.

Схема подключения:

Провода 1 и 2 (на схеме – красного цвета) силовые, т.е. по ним течет ток зарядки доп.аккумулятора. Сечение этих проводов не менее 1-2 кв.мм (медные).

Зеленые (на схеме) цифры 1…4 – это номера клемм коммутатора.

Дополнительный светодиод в салоне (если нужен) подключайте, как нарисовано на схеме: через дополнительный резистор (сопротивление резистора 2,2 Ком), к выводам катушки реле.

Стоимость этого варианта коммутатора.

В комплекте с проводами, предохранителем, реле, дополнительным светодиодом:

 

 Некоторые фирмы изготавливают подобные коммутаторы с использованием мощных реле на токи 150-200А и более. Соответственно снижена точность (увеличен гистерезис) работы таких коммутаторов. Или уменьшено напряжение срабатывания (риск разряда основного аккумулятора). Растут помехи и т.п. (см.выше). Тем не менее, Вы можете подключить к этому коммутатору реле сколь угодно большой мощности… , если уверены, что оно Вам надо.

 На мой взгляд, для подключения доп.аккумулятора большой емкости целесообразно использовать коммутаторы на базе схемы вариант 2 (с ключевыми транзисторами типа MOSFET) – варианты 3 - 5.

 

Вариант 1.2

Реле установлено на корпусе коммутатора

 

Вариант 1.3

Этот вариант сделан с учетом замеченных недостатков вариантов 1.1 и 1.2 после нескольких лет наблюдений за их работой на разных автомобилях в различный климатических условиях. Большое спасибо всем приславшим свои отзывы и наблюдения о работе коммутаторов!

 

Изменения:

1. Реле с номинальным рабочим напряжением 12В срабатывают при напряжении 7В и выше. Отпускание (размыкание контактов) происходит при напряжении ниже 3В. При длительном включении реле его обмотка сильно нагревается. Существенно снижается надежность и срок службы реле. Для устранения этого недостатка в первый момент времени на катушку реле подается полное напряжение бортовой сети. Через 30 секунд напряжение уменьшается в 2,2 раза. При этом мощность, выделяемая на катушке реле, и её нагрев уменьшаются в 4,84 раза. В таком режиме реле практически не нагревается, поэтому стало возможным разместить реле вместе со схемой управления в герметичном корпусе.

2. Для уменьшения нагрева от автомобильного двигателя блок коммутатора перенесен из подкапотного пространства к доп.аккумулятору (салон, багажник).

3. Для увеличения точности в схему внесены изменения. Появился дополнительный контрольный провод (по схеме подключения №2).

4. Светодиод стал двухцветным: красный – коммутатор включился, идет зарядка доп.аккумулятора. Зеленый – ток зарядки доп.аккумулятора менее 1,5-2,0А, аккумулятор заряжен на 90% и более.

5. Подстроечный резистор отсутствует. Введена задержка по времени на включение – 36 секунд (+/- 4 сек.). Отсчет времени начинается после достижения напряжения бортовой сети 13,5 (-0,1)В. О начале отсчета времени сигнализирует желтый светодиод на корпусе коммутатора.

Выключение коммутатора происходит через 2 секунды после снижения напряжения ботовой сети менее 13,4В.

6. Силовой провод (по схеме подключения №1) стальной омедненный (не целиком медный) – уменьшение помех, увеличение надежности.

 

В комплекте все необходимые провода, клеммы. Для удобства прокладки провода №1 и №2 обмотаны изолентой. (это для примера, если понравилось, обматываете изолентой самостоятельно)

 

Комплект 1.3 (на этом фото нет светодиода с проводом)

 

2-х цветный светодиод с проводом (присутствует в комплекте), длина провода 4м

 

Схема подключения:

Ток потребления коммутатора в спящем режиме не более 0,4 мА

Есть блокировка: коммутатор включится только при подключенном доп.аккумуляторе.

При выключенном двигателе, отключенном 2-м аккумуляторе, не ярко подсвечивается зеленый светодиод.

Реле с током коммутации контактов 40А, кратковременно 100А.

Сопротивление силовых проводов выбрано с расчетом, что бы максимальный ток зарядки доп.аккумулятора не превышал 30А

Расчетный срок службы коммутатора не менее 10 лет.

Предохранители в этой модели коммутатора – отдельная опция. Заказывайте сколько и какие хотите (+50 руб./шт.). Фото предохранителей на странице коммутаторов с транзисторами. Предохранители могут быть установлены на провода №1 и №3 в зависимости от качества прокладки проводов и ваших предпочтений к надежности и безопасности.

Емкость доп.аккумулятора не более 65 А/час, емкость штатного аккумулятора должна быть в 1,5 раза больше.

Разрабатывалась эта модель специально для подключения предпусковых подогревателей типа Webasto (Вебасто) или аналогичных. Для этих систем, как правило, вполне достаточна емкость доп.аккумулятора 40 А/час.

 

Стоимость этого варианта коммутатора.

 

Совсем не лишним будет добавить в комплект с коммутатором «писклявый вольтметр» или «Неписклявый» или цифровой вольтметр.

 

Рекомендации по монтажу коммутатора.