Устройство блокировки стартера

Полезная модель относится к транспортной технике, а именно, к устройствам для блокировки стартеров и может применяться для обеспечения безотказной работы стартеров легковых и грузовых автомобилей и других транспортных средств. Технический результат, заключающийся в обеспечении сохранности устройства при аномальных режимах эксплуатации достигается за счет того, что в предложенном устройстве блокировки стартера выход компаратора соединен со входом транзисторного ключа, при этом коллектор транзисторного ключа соединен с интегрирующей емкостью и входом компаратора, кроме того коллектор транзисторного ключа соединен с интегрирующей емкостью и измерительным входом компаратора через два последовательно соединенных резистора, при этом точка соединения резисторов подключена к базе транзисторного ключа через стабилитрон.

Полезная модель относится к транспортной технике, а именно, к устройствам для блокировки стартеров и может применяться для обеспечения безотказной работы стартеров легковых и грузовых автомобилей и других транспортных средств.

Известно устройство блокировки стартера, являющееся наиболее близким к заявляемому устройству блокировки стартера, выбранное в качестве прототипа [1].

Оно содержит следующие элементы:

усилитель ограничитель, дифференцирующую цепь, интегрирующую емкость с разрядной цепью в виде резистора, компаратор с измерительным и опорным входами, опорный делитель напряжения, состоящий из последовательно соединенных резистора и термозависимого элемента, схема «ИЛИ», статический триггер, состоящий из двух транзисторов, один из которых предназначен для подключения стартера, демпфирующий диод, конденсатор начальной установки триггера.

Выход усилителя ограничителя соединен со входом дифференцирующей

цепи, выход дифференцирующей цепи через диод соединен с интегрирующей емкостью, разрядный резистор которой включен параллельно между измерительным входом компаратора и отрицательным полюсом источника питания; опорный вход компаратора соединен с опорным делителем напряжения.

Выход компаратора соединен со входом схемы «ИЛИ», на второй вход ее подается сигнал с коллектора выходного транзистора триггера; выход схемы «ИЛИ» соединен со входом триггера; конденсатор начальной установки триггера включен между входом триггера и отрицательным полюсом источника питания. Демпфирующий диод включен между коллектором выходного транзистора и положительным полюсом источника питания параллельно обмотке реле стартера.

Недостатком известного устройства является возможность повреждения его элементов в аномальных режимах эксплуатации.

При случайной переполюсовке напряжения питания в процессе сборки и контроля узлов автомобиля происходит повреждение выходного транзистора триггера или демпфирующего диода (тепловой пробой с разрушением). При эксплуатации в борт-сети автомобиля возникают значительные по амплитуде импульсы перенапряжения (до 150 в) при сбросе нагрузки (отключение мощных токопотребителей, например, осветительных приборов автомобиля при нарушениях в цепи аккумуляторной батареи).

При превышении амплитуды возникающих импульсов над допустимым напряжением пробоя выходного транзистора происходит его необратимый полевой пробой.

Задачей заявляемого решения является обеспечение сохранности устройства при описанных аномальных режимах эксплуатации

Поставленная задача достигается за счет того, что в предложенном устройстве блокировки стартера выход компаратора соединен со входом транзисторного ключа, при этом коллектор транзисторного ключа соединен

с интегрирующей емкостью и измерительным входом компаратора, причем коллектор транзисторного ключа соединен с интегрирующей емкостью и измерительным входом компаратора через два последовательно соединенных резистора, при этом точка соединения резисторов подключена к базе транзисторного ключа через стабилитрон.

На чертеже представлена схема устройства блокировки стартера.

Устройство блокировки стартера содержит усилитель- ограничитель 1, дифференцирующую цепь из конденсатора 2 и резистора 3, диод 4, интегрирующий (накопительный) конденсатор 5,опорный делитель, состоящий из резистора 6 и термозависимого элемента 7. компаратор 8,резистор 9,стабилитрон 10,транзисторный ключ 11, резисторы 12 и 13, состоящий из резистора 6 и термозависимого элемента 7.

Выход усилителя-ограничителя 1 соединен со входом дифференцирующей цепи 2, 3, ее выход через диод 4 подключен к интегрирующей емкости 5, а также к измерительному входу компаратора 8. опорный делитель 6,7 соединен с опорным входом компаратора, выход компаратора 8 через резистор 9 соединен с базой транзисторного ключа 11; коллектор транзисторного ключа через последовательно соединенные резисторы 12 и 13 соединен с интегрирующей емкостью 5 и измерительным входом компаратора; точка соединения резисторов 12 и 13 через стабилитрон 10 соединена с базой транзисторного ключа 11. Транзисторный ключ соединен с реле стартера.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения питания (включение зажигания) конденсатор 5, находящийся в разряженном состоянии, обеспечивает подачу отрицательного потенциала на измерительный вход компаратора 8, на выходе компаратора возникает положительный потенциал, открывающий транзисторный ключ 11, который с помощью резисторов 12, 13 подтверждает низкий потенциал на измерительном входе компаратора. Таким образом обеспечивается

устойчивое открытое состояние транзисторного ключа. Устройство готово к включению стартера.

При включении стартерного режима реле срабатывает и включается стартер. При запуске двигателя на входе устройства появляется сигнал синусоидальной формы, частота которого пропорциональна частоте вращения двигателя. Усилитель-ограничитель формирует соответствующий сигнал прямоугольной формы. На выходе дифференцирующей цепи 2, 3 возникают импульсы положительной и отрицательной полярности. Положительные импульсы через диод 4 периодически заряжают интегрирующую емкость 5. В промежутках между ними емкость разряжается через резисторы 12, 13 и открытый транзисторный ключ 11. При низкой частоте вращения двигателя потенциал на измерительном входе компаратора 8 ниже потенциала на его опорном входе при этом исходное состояние компаратора и транзисторного ключа сохраняется, реле стартера включено. При достижении заданной частоты вращения двигателя потенциал на измерительном входе компаратора превышает потенциал на его опорном входе, компаратор срабатывает, отключая транзисторный ключ и реле стартера. Положительный потенциал с коллектора закрытого транзисторного ключа передается через резисторы 12, 13 на вход компаратора, обеспечивая устойчивое выключенное состояние транзисторного ключа. Термозависимый элемент 7 обеспечивает коррекцию порога срабатывания устройства, уменьшая порог срабатывания при увеличении температуры и увеличивая - при ее уменьшении.

В момент выключения реле стартера на коллекторе транзисторного ключа возникает импульс самоиндукции. Резисторы 12 и 13 подобраны таким образом, что при превышении некоторого безопасного для транзистора уровня напряжения стабилитрон 10 открывается, приоткрывая транзисторный ключ и ограничивая импульс перенапряжения на заданном уровне.

Поэтому импульсы самоиндукции реле стартера, а также импульсы, возникающие в борт-сети при сбросах нагрузки не могут повредить элементы устройства. Отсутствие демпфирующего диода на выходе устройства обеспечивает его сохранность при переполюсовке питания.

Указанный положительный эффект получен вследствие оптимизации структуры устройства. Интегрирующая емкость 5 соединена с измерительным входом компаратора 8 и одновременно с коллектором транзисторного ключа - через резистивный делитель 12, 13; точка соединения резисторов подключена через стабилитрон 10 к базе транзисторного ключа 11.

При наличии таких связей интегрирующая емкость выполняет также функцию установки устройства в исходное состояние в момент включения питающего напряжения; затем во время включения стартерного режима совместно с компаратором осуществляет функцию измерения, при этом ее разряд осуществляется по цепи: точка соединения интегрирующей емкости со входом компаратора - последовательно соединенные резисторы 12 и 13 - коллектор транзисторного ключа, который в это время открыт, - отрицательный полюс источника питания.

В момент срабатывания устройства транзисторный ключ закрывается, резисторы 12 и 13 участвуют в цепи положительной обратной связи, фиксируя устройство в состоянии, когда транзисторный ключ закрыт. При возникновении импульсов перенапряжения резисторы 12, 13 участвуют также в цепи отрицательной обратной связи: коллектор транзисторного ключа -резистор 12 - стабилитрон 10 - база транзисторного ключа 11. При этом соотношение резисторов 12 и 13 и величина напряжения стабилизации стабилитрона определяют напряжение, при котором происходит ограничение импульсов перенапряжений.

Описанное совмещение функций позволяет существенно минимизировать схему устройства и соответственно удешевить его.

Источники информации:

1. Таненгольц Л.Я. «Неисправности в электрооборудовании автомобилей» Воениздат, 1994 г. издание 3, стр.106

1. Устройство блокировки стартера, содержащее усилитель-ограничитель, дифференцирующую цепь, вход которой подключен к выходу усилителя-ограничителя, а выход к интегрирующей емкости, компаратор, измерительный вход которого соединен с интегрирующей емкостью, а опорный вход - с делителем напряжения, состоящим из резистора и термозависимого элемента, транзисторный ключ, коллектор которого соединен с исполнительным реле, отличающееся тем, что выход компаратора соединен со входом транзисторного ключа, при этом коллектор транзитного ключа соединен с интегрирующей емкостью и входом компаратора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что коллектор транзисторного ключа соединен с интегрирующей емкостью и измерительным входом компаратора через два последовательно соединенных резистора, при этом точка соединения резисторов подключена к базе транзисторного ключа через стабилитрон.