Чому в автомобілі використовується стільки реле замість транзисторів?

Нещодавно я трохи попрацював над електричними схемами автомобіля. Я бачу, що багато автомобільних реле використовуються в автомобільних контурах. Ці реле використовуються для простого перемикання, і мені цікаво, чому ці схеми базуються на реле, а не на транзисторах або інших електронних компонентах, корисних для комутаційних цілей. Я подумав, що транзистори дешевші, менші та надійніші, ніж класичні реле el-mech для комутації.

Примітка. У автомобільних додатках для живлення котушки реле використовується 12-автомобільна акумуляторна батарея, і така ж потужність 12 В - це те, що перемикається реле. Іноді реле перемикає просто іншу сигнальну лінію, тобто без навантаження на неї великої потужності. І все одно я не бачу там транзисторів. Тож я вважаю, що є вагома причина, чому це робиться саме так, і я, мабуть, щось тут пропускаю. :-)

Реле набагато стійкіші до температури: герметичне реле має по суті однакові характеристики при -30 ° C та + 70 ° C, обидві температури є загальними для автомобілів. Транзистор працює зовсім по-різному при температурі -30 ° C та + 70 ° C, тому схематично потрібно розробити для врахування цих варіацій.

Я колись працював над продуктом з діапазоном температур, починаючи від -55 ° C, в якому використовували як реле, так і напівпровідникові пристрої. Найсмішнішою частиною конструкції було те, що при температурі нижче -20 ° C працювала лише реле-частина, яка активувала нагрівачі повітря і включала б напівпровідникову частину лише після досягнення температури 0 ° C.

Реле також пропонують гальванічну ізоляцію, яка ефективно обмежує несправності. Поширені збої, як-от коротке замикання, зазвичай пошкоджують лише одне реле, тоді як в ланцюгах на транзисторах можуть постраждати кілька пристроїв. Надіюсь, люди все ще хочуть, щоб мотор їхнього автомобіля працював навіть тоді, коли кондиціонер або підйомник вікон помирає.

Автомобіль - це все ще в сучасну епоху електрично суворе середовище. "Блок живлення 12В", як правило, становить від 13,5 до 15 В, а іноді може спалах до 80 В або більше. Також на проводах від свічок запалювання можуть з’являтися якісь високочастотні сміття.

Реле мирилися з цим зловживанням дещо краще, ніж транзистори, принаймні за "аналогічну ціну".

Реле просто добре перевірені. Я думаю, що відповідь проста.

Механіки часто хочуть простого рішення, яке добре працює. Просто у свідомості людей перемикати ланцюг з релеми.

Мій брат монтує якесь спеціальне обладнання на вантажівки для роботи. Завжди йому потрібно переключити щось, що він придумує: "О, давайте поставимо туди реле!". І він правий. Чому ні? Це часто найпростіше рішення, і воно прекрасно працює.

У деяких ситуаціях також може використовуватися акустичний зворотний зв'язок. Подумайте лише про свій показник.

Напруга в автомобілі становить лише близько 12В, а це означає, що навіть компоненти з помірним живленням можуть виводити великі струми. Тире в моєму автомобілі освітлюється чотирма лампочками 12 В 2 Вт. Вони проводять струм 666mA просто для того, щоб запалити тире! Якщо ви подивитеся на запобіжники для всіх ланцюгів у вашій машині, навіть найменший буде 5А. Більшість буде діапазоном 10-20А, а деякі навіть більше. Причина реле настільки популярна в тому, що вони довговічні, мають низький опір контакту і є (іноді) дешевшими, ніж твердотільні компоненти, здатні переносити той же струм. Багато сучасних автомобілів насправді використовують твердотільні реле, але вони поставляються в одній і тій же цегляній упаковці, щоб не заплутати жодну механіку.

Реле мають кілька переваг перед транзисторами.

1. Вони мають дуже низьку стійкість. У системі низької напруги з високою потужністю це цінно, оскільки підвищує ефективність роботи та позбавляє від необхідності перегріву.
2. У них дуже низький витік при вимкненому стані. Таким чином, їхні виходи можуть бути підключені до безперервного живлення акумулятора, не турбуючись про злив акумулятора.
3. Вони міцні проти шипів, перенапруг, перепадів температури тощо. Навколишнє середовище автомобіля є суворим місцем як електричного, так і теплового типу, а проектування транзисторних ланцюгів для виживання вимагає неабиякої додаткової роботи.
4. Вони забезпечують ізоляцію. Хоча підстави в автомобілі все з часом збираються, ізоляція все ще корисна для того, щоб контролювати, де саме течуть зворотні струми.
5. Вони можуть бути легко використані як для перемикання з високої, або з низької сторони, і їхні входи можуть бути або з високою, або з низькою стороною. Для використання каналів N-каналу (кращого типу) для комутації на високій стороні потрібна напруга приводу затвора вище основної напруги живлення.

Реле також мають кілька недоліків у порівнянні з транзисторами.

1. Котушка вимагає неабиякої потужності.
2. Термін служби циклу обмежений
3. Вони фізично великі

Так що для речей з високою потужністю, які перемикаються, нечасто реле виграють. У складних та / або високошвидкісних контрольних матеріалах твердотільна електроніка зазвичай виграє.

Чи можу я зробити це справді простим? Автомобіль має набір умов, за яких він багато працює. І як вказували інші вище, вони досить вагомі. Вимоги включають суцільну модель продуктивності щодо якості компонентів.

Підсумок ... причина ретрансляцій над твердотільними пристроями підсумовується одним словом.

ЦІНА.

Дешевіше надати реле, ніж забезпечити твердотільні пристрої для виконання цієї функції. Коли твердотільні пристрої знизяться в ціні нижче реле, то виробники автомобілів перейдуть на твердотільні пристрої. Вартість є головним фактором, коли мова йде про подібні рішення.

Редагувати:

Реле потужністю 10 ампер коштує в 10 разів дорожче, ніж 10-амперний потужний двигун потужності. - Перехожий

Отже, я не зовсім впевнений, що це справедливе порівняння. Я думаю, що більшість автомобільних реле несуть більше струму, ніж це. (25 - 60 ампер?) Крім того, пам’ятайте, що ми повністю перебуваємо між сигналом і виходом за допомогою реле. Припустимо, Автомобільний OEM хотів би зберегти цю ізоляційну концепцію. Яка вартість запущеного opti ізольованого 30 амперного мосфета? О, і краще помістіть це в гарний штепсельний контейнер, найкраще, якщо це ідеальна крапля заміни існуючого реле.

Крім того, є ще один фактор, пов'язаний із PRICE. Пам’ятайте, що десь там є постачальники, які вклали мільйони і мільйони доларів для автоматизації та інструментального налаштування своїх релейних заводів. Крім того, вони використовують цілу купу людей. Як ви думаєте, що хлопці платять за естафети? Відповідь: Стільки, скільки вони думають, їм можна піти. Здогадайтесь, що станеться, коли виробники автомобільної оригінальної техніки (OEM) скажуть людям, що вони думають перейти на технологію Mosfet ... ви здогадалися, це негайне падіння ціни. Можливо, неважливо, що вони втрачають гроші, у них величезна амортизація та постійні витрати та багато співробітників.

Мене не здивувало б, що справжня цінова перевага Mosfets над реле затримується у впровадженні з чисто ділових причин на період, наприклад, п'ять років. Мене також не здивувало б, якщо б хтось із цих підприємств мав приємні угоди з виробниками ПЕВ (наприклад, я хочу вкласти багато грошей у свій процес, щоб зменшити мої витрати на оплату праці, а отже, і мою ціну, але я зроблю це лише якщо У мене є зобов’язання на продукт на п'ять років.)

Реле будуть використовуватися замість напівпровідникових компонентів через наступні причини

1. Більш міцний - широкі діапазони робочої температури, шипи.
2. немає необхідності в радіаторі.
3. дуже низький на опір держави.
4. Ізоляти завантажуються повністю у вимкненому стані.
5. Низька вартість в порівнянні з тим же струмопровідним напівпровідником.
6. Точка зору обслуговування - (більшість автомобільних реле та запобіжників підключається і грає ...) - що складно, коли ми використовуємо напівпровідники (його потрібно вийняти з друкованої плати)