Меню

Что такое питание от бортовой сети автомобиля

Что такое питание от бортовой сети автомобиля

Питание чувствительной электроники от бортовой сети легкового автомобиля

Часто начинающие электронщики-любители мастерят примочки для автомобилей, не задумываясь о правильном ее подключении к бортовой сети. Дело в том, что электричество в авто генерируется генератором переменного тока, работающего в переменных условиях (меняется нагрузка на генератор и частота вращения его ротора в зависимости от оборотов двигателя), и потребляется массой электромоторов, катушек и кучей других потребителей. В результате условные 12В, к которым мы привыкли, превращаются в кашу электрических сигналов, часть которых на очень короткие промежутки времени может доходить до сотен и даже тысяч (на грузовиках) вольт. Подобные скачки напряжения происходят, например, когда двигатель постоянного тока, подключенный к тому же выключателю, что и система зажигания, после выключения зажигания, в силу механической инерции, продолжает работать как генератор. (Подумайте, что делает с бортовым напряжением стартер, пожирающий сотни ампер во время работы.) Длительность скачков напряжения, разумеется, невелика, но вполне достаточна, чтобы спалить следующую, традиционную, схему питания электроники, а следом и саму электронику:

На схеме выше представлен широко известный интегральный регулятор напряжения 7805. Согласно даташиту, он может переварить входное напряжение до 35 вольт. На нижеследующей картинке представлена выдержка из ГОСТ 28751-90, регламентирующего параметры испытательных импульсов, которые должна выдерживать бортовая электроника:

Разумеется, никакой 7805 не выдержит подобных издевательств. А даже если и чудом выдержит, то ваше устройство будет работать неустойчиво. Поэтому питающая схема для вашей электроники должна быть дополнена несколькими важными элементами. И первый их них – трансил (от англ. transient voltage suppression (TVS) diode, продающегося под названием Transil). Трансил это что-то вроде стабилитрона, но способного стравливать через себя значительное напряжение. Вдобавок ко всему, трансил крайне быстродействующий элемент — время срабатывания составляет несколько пикосекунд. Для питания от 12В сети стоит ставить трансил на 18 вольт, например P6KE18.

Для того чтобы сгладить пульсации напряжения, применим стандартную цепочку LC. Результат:

Дроссель в фильтре можно взять любой малогабаритный, номиналом примерно 50 мкГн – главное, чтобы ток, на который он рассчитан, с запасом покрывал ток потребления питаемого девайса.

Такая схема надежно защитит вашу электронику от скачков напряжения.

К сожалению, на этом беды не заканчиваются. Часто нужно реализовать взаимодействие схемы с водителем, например кнопками. Если кнопка находится прямо на схеме или очень близко к ней – все просто. Но если схема установлена, например, в багажнике, а кнопка в салоне, то длинный провод, идущий до кнопки и обратно, соберет по дороге массу сильных наводок. Например, если ваше устройство основано на микроконтроллере, то обычное подключение кнопки принесет вам массу неудобств – чувствительный микроконтроллер будет реагировать на каждую наводку, а со временем сгорит вовсе.

Классическое подключение кнопки к микроконтроллеру выглядит следующим образом:

Для решения проблемы высоковольтных наводок, дополним схему. Создадим «опорное» напряжение подтяжки для ног микропроцессора. Туда же, через трансил на 6.8 вольт P6K6.8 будут «сливаться» высоковольтные помехи (эта часть выделены красным на схеме). Это опорное напряжение подается на вход микропроцессора, защищённого стабилитроном и варистором (например, 05K201).

Варистор, это полупроводниковый элемент, сопротивление которого значительно падает при увеличении напряжения на нем (причем неважно положительного или отрицательного). При возникновении высоковольтного импульса, сопротивление варистора резко уменьшается до долей Ома и шунтирует нагрузку, защищая ее и рассеивая поглощенную энергию в виде тепла. При этом через варистор может протекать импульсный ток, достигающий нескольких тысяч ампер. Так как варистор практически безынерционен, то после исчезновения помехи его сопротивление вновь становится большим.

Читайте также:  Примерное меню четырехразового питания

Для примера, на схеме я изобразил подключение двух кнопок.

Подобное подключение обеспечит надежную защиту микропроцессора и других чувствительных электронных компонентов, и позволят им безотказно работать в вашем авто.

Источник

Питание компьютера от бортовой сети автомобиля.

Питание компьютера от бортовой сети автомобиля (9в – 16в).

Здесь представлена методика переделки стандартного компьютерного БП ATX для питания его от +9в до +16в (бортовая сеть автомобиля). Можно использовать любой, даже низкокачественый БП ATX (всёравно, все критичные элементы будут заменены или выброшены) мощностью 250Вт и выше.

Максимальная нагрузка – 150-200Вт (в зависимости от типа применяемых транзисторов и мощности переделываемого БП).

С1- С3 – на напряжение не меньше 16в.
Q1 и Q3 – мощные p-mosfet транзисторы. На напряжение не меньше 35в. Максимальный ток – не менее 30А (IRF4905, IRF5210). Обязательно на радиатор через изолирующ.

Здесь представлена методика переделки стандартного компьютерного БП ATX для питания его от +9в до +16в (бортовая сеть автомобиля). Можно использовать любой, даже низкокачественый БП ATX (всёравно, все критичные элементы будут заменены или выброшены) мощностью 250Вт и выше.
Максимальная нагрузка – 150-200Вт (в зависимости от типа применяемых транзисторов и мощности переделываемого БП).

С1- С3 – на напряжение не меньше 16в.
Q1 и Q3 – мощные p-mosfet транзисторы. На напряжение не меньше 35в. Максимальный ток – не менее 30А (IRF4905, IRF5210). Обязательно на радиатор через изолирующую прокладку (например, слюду).
Q2 и Q4 – любые n-p-n (транзисторы (кт315, кт3102).
R1 и R3 – на 0.125 Вт
R2 и R4 – не менее 0.5 Вт.
D1 и D2 – любые, на ток не менее 2А
Фильтрующий дроссель – 7-10вит. сложенного в двое провода диаметром 0.7мм на кольце диам. от 15мм.

Подключение: точка +12 – к бортовой сети автомобиля (9В -16В), через предохранитель 20-25А.
Из БП предварительно выпаиваются высоковольтные транзисторы и конденсатор и закорачиваются точки A и B (см. на рис. участка схемы БП).

Выводы схемы подключаются к соотв. точкам рисунка участка схемы БП.
Вывод от D1 подключается на 12й вывод мс. TL494 (питание мс. ШИМ контроллера).
Вывод от D2 – на вход линейного стабилизатора +5vs (первый вывод мс. 7805) (питание стаб. дежурного режима).

Иногда необходима замена силовых диодных сборок в БП на более высоковольтные. Диод по +5 должен выдерживать не менее 35В, а по +12 не менее 75В обратного напряжения.

Нередко встречаются БП, у которых по шине 5vs не стоит кренка (7805), тогда D2 можно исключить, но необходимо дополнительно, на радиатор поставить кренку (7805), её вход — на вход +12, выход — на +5vs от БП.

Схема не нуждается в настройке.
Внимание! В доработанном БП на силовом трансформаторе высокое напряжение!

Основные правила работы с импульсниками:
1. Без нагрузки лучше не включать (может погореть).
2. все провода как можно короче делать.
3. при первом (пробном) запуске — питать через предохратиль гденить 3-4А, в качестве нагрузки, по 12В можно 2 параллельно резистора по 100 Om по 2Вт или больше на корпус повесить. И для старта БП — замкнуть зелёный на корпус (черный).

Вся схема БП ATX:

(кликните по картинке для увеличения)
Плата БП. рис2
Замечание: cхема не эксплуатировалась в реальных условиях.

PS.
В первом варианте схемы наблюдался небольшой завал фронтов, и как следствие, не самый большой КПД. Здесь предствлена двуполупериодная схема управления силовыми транзисторами.

Читайте также:  Питание при онкологии раке легких

Источник

Питание радиоаппаратуры от бортовой сети автомобиля

У многих имеются переносные приемники и магнитофоны, а если у вас есть еще и автомобиль, то в дороге питать эти устройства удобнее от аккумулятора машины, не разряжая батарейки. Подключать радиоаппаратуру непосредственно к аккумулятору нельзя (за исключением тех приборов, которые для это предназначены), так как его напряжение может меняться от 10 до 15 В, а переносная аппаратура питается меньшим напряжением.

Особенностью бортовой сети автомобиля при работающем двигателе является наличие импульсных помех в виде выбросов положительной и отрицательной полярности, амплитуда которых может достигать 160 В (спадающих через 1 мс). В цепи питания появляются также импульсы положительной полярности с амплитудой до 90 В и спадающие через 0,4 с.


Схема источника питания радиоаппаратуры от электросети автомобиля

Все эти перегрузки блок питания устраняет и обеспечивает на выходе стабилизированное напряжение 9 В (ток нагрузки может быть до 0,8 А). На входе блока питания стоят защитные диоды VD1 и VD2, а также фильтр из дросселя L1 и конденсаторов С1. СЗ, который значительно ослабляет помехи.

Если вы уверены, что не потребуется включать питание радиоаппаратуры во время движения автомобиля, то катушку L1 можно не устанавливать.

Для стабилизации выходного напряжения используется широко распространенная микросхема КР142ЕН8А, Г или 142ЕН8А, Г которая крепится к теплорассеивающей пластине.

Устройство имеет внутреннюю защиту от перегрузки по току, которая срабатывает при превышении им 1 А.

Для изготовления катушки фильтра необходимо взять ферритовые броневые чашки типоразмера Б22 из феррита марки 2000НМ1 (1500НМ1) и на внутреннем диэлектрическом каркасе намотать витки проводом ПЭЛ диаметром 0,25 мм до полного его заполнения. Между чашками нужно сделать зазор около 0,1. 0,2 мм (внутри), что исключит намагничивание магнитопровода постоянно протекающим током в катушке.


Конструкция катушки фильтра

В схеме применены конденсаторы С1 типа К73-9, С2. С4 типа К50-35. В качестве предохранителя F1 можно использовать перемычку из провода диаметром 0,04. 0,07 мм.

Подключаться блок питания к бортовой сети может через гнездо прикуривателя или установленный специальный разъем.

Общие габариты устройства не превышают 70х60х40мм

Источник

Система электрооборудования автомобиля

Бортова́я се́ть автомобиля

Бортова́я се́ть — сеть электропитания автомобиля, которая объединяет источники и потребители электроэнергии.

На автомобилях и мотоциклах применяют бортовую сеть постоянного тока. Источниками электроэнергии в бортовой сети выступают генератор и аккумуляторная батарея (АКБ).

Потребители автомобиля

  1. Аккумуляторная батарея при подзарядке;
  2. Обмотка возбуждения генератора;
  3. Cистема зажигания;
  4. Фары, подфарники;
  5. Аварийная сигнализация;
  6. Вентиляторы, обогрев сидений и стекол;
  7. Автозвук.

Коммутационные, распределительные и защитные устройства

  1. Колодки предохранителей ;
  2. Кнопки, переключатели и выключатели, реле;
  3. Коммутационные и силовые блоки.

Электропроводка автомобиля

Электропроводка состоит из многожильных медных проводов с различным сечением, с специальной пластиковой изоляцией. Электропроводка собирается в жгуты и прокладывается по кузову в специальных отверстиях. Для крепления электропроводки используют изоленту, хомутики и клипсы. В моторном отсеке электропроводка собрана в гофрированных или литых пластиковых трубках. Для удобства и отличия автомобильная электропроводка различается по цвету изоляции в зависимости от принадлежности к конкретным устройствам. Цветовая маркировка проводится для улучшения поиска неисправности и упрощения технического обслуживания автомобиля. Маркировка наносится заводом изготовителем.

Разъёмы

Жгуты, устройства и блоки соединяются специальными пластиковыми многоконтактными разъёмами.

Напряжение постоянного тока в бортовой сети: 12 V и 24 V:

Источник



Бортовая сеть автомобиля

Развитие электроники и полупроводниковой техники в начале 21 века привело к тому, что ни один современный автомобиль не обходится теперь без обширной сети электропитания, называемой бортовой сетью автомобиля.

Читайте также:  Что такое минеральное вещество питание растений

Бортовая сеть автомобиля является энергетической системой постоянного тока, и включает в себя как источники, так и потребители электрической энергии. В то время как тепловая энергия сжигаемого топлива напрямую пригодна лишь для обеспечения механического движения, электрическая энергия универсальна, и способна питать самые разные устройства, начиная от ламп в фарах, заканчивая системой искрового зажигания.

Итак, источников энергии в автомобиле всего два: аккумулятор (как правило свинцово-кислотный) и генератор, получающий механическое вращение непосредственно от двигателя внутреннего сгорания. И поскольку во время подзарядки аккумулятор является еще и потребителем, то главным источником энергии в современном автомобиле в конечном итоге является именно сжигаемое топливо.

Его энергия вращает двигатель, а он в свою очередь — ротор генератора, который производит электричество для бортовой сети, заряжая аккумулятор, а аккумулятор потом питает стартер и бортовую сеть автомобиля.

Если попробовать перечислить все потребители, питаемые от бортовой сети автомобиля, то вряд ли получится назвать все возможные, ведь подключить можно в принципе все что угодно.

Однако основные элементы почти везде одинаковы: аккумулятор, стартер, обмотка возбуждения генератора, система искрового зажигания, фары и габаритные огни, аварийная сигнализация, система вентиляции, подогрев стекол и сидений, акустическая система и все что имеет отношение к автозвуку, прикуриватель и все что от него может питаться, GPS-навигатор, видеорегистратор, зарядное устройство мобильного телефона, ноутбука и т. д. Отдельная система — бортовая электроника, отвечающая за пуск двигателя и прочее.

Конечно же бортовая сеть автомобиля включает в себя, кроме источников и потребителей, распределительные и защитные устройства, такие как колодки предохранителей, различные коммутаторы, кнопки, выключатели, переключатели, реле, силовые блоки и т. д.

Соединяется все это электропроводкой, которая выполняется из медных многожильных проводов различного сечения в особой бензомаслостойкой изоляции. Провода не разбросаны как попало по кузову, они собраны в аккуратные жгуты и проложены вдоль кузова, к которому прикреплены при помощи хомутов и клипс.

Жгуты проводов часто собираются при помощи ПВХ-изоленты, и прокладываются не голышом, а внутри литых пластиковых либо гофрированных трубок. Иногда можно встретить элементы проводки, заключенные в боуденовскую оболочку (словно провод проложен внутри плотной пружины с мелким шагом) или даже в металлическую трубу.

Провода бортовой сети автомобиля, в зависимости от их назначения, отличаются цветом изоляции, чтобы при монтаже и демонтаже ничего не перепутать: в зависимости от принадлежности к тому или иному блоку либо цепи системы, каждый провод имеет собственный цвет — маркировку.

В документации на конкретный автомобиль, производитель всегда приводит электромонтажную схему с цветовой маркировкой всех проводов, что особенно полезно и часто необходимо при проведении техобслуживания и во время поиска неисправности, при проведении диагностики и т.п.

Во всех современных автомобилях блоки, устройства и жгуты сопрягаются друг с другом посредством многоконтактных разъемов разнообразных типов, а также болтовыми соединениями и клеммами. Это, во-первых, упрощает монтаж и демонтаж во время ремонтных и профилактических (диагностических) работ, во-вторых, делает соединения разъемными и при этом долговечными, стойкими к износу при многократных соединениях-разъединениях.

Сегодня практически везде в автомобилях бортовая сеть имеет постоянное напряжение питания номиналом в 12 вольт. В прошлом веке еще можно было встретить автомобили с напряжением бортовой сети 6 вольт. Сегодня же лишь изредка такое встречается, и то лишь на мототехнике.

Все легковые автомобили современного производства используют напряжение 12 вольт. На тяжелых грузовых автомобилях применяется повышенное напряжение — 24 вольта. У тракторов стартер работает от 24 вольт, а остальная бортовая сеть — от 12 вольт.

Источник