14.10.21

[Домашняя]

Уменьшение, или так называемая просадка напряжения в бортсети автомобиля, особенно при запуске двигателя, может приводить к неприятным последствиям. Например, при запуске при низких температурах в вашей автомагнитоле могут вдруг сброситься настройки радиостанций. Претензии к изготовителю или продавцу автомагнитолы в данном случае не помогут, он заявит, что его аппаратура рассчитана на нормальный режим эксплуатации, а не на использование автомобиля в экстремальных условиях. И будет прав — водитель обязан поддерживать свой автомобиль в таком состоянии, чтобы не выходить за пределы нормальных условий эксплуатации. С другой стороны, это не всегда возможно. К примеру, какой смысл менять "подуставший" аккумулятор весной, если машинка заводится без проблем, а редкий сброс настроек автомагнитолы вызывает раздражение, но, выражаясь фигурально, "на скорость не влияет"? В такой ситуации выходом из положения является запитывание автомагнитолы через диод с дополнительным накопительным конденсатором большой ёмкости (рис. 1).

В этом случае кратковременные спады бортового напряжения не оказывают существенного влияния на электропитание магнитолы — ёмкости конденсатора хватает, чтобы не допустить снижения напряжения питания ниже допустимого для неё уровня и тем самым сохранить её настройки в неприкосновенности. Тем не менее, и тут есть "ложка дёгтя" — магнитола в рабочем режиме может потреблять немалый ток, при этом на диоде теряется напряжение, которого и так не всегда хватает для УНЧ магнитолы, мало того, при большом токе диод ещё и греется. Однако можно и без магнитолы в морозы поездить, когда описанная выше проблема мешает при пользовании охранной сигнализацией.,. В данном случае речь идёт об автомобильной сигнализации StarLine А93, но есть основания полагать, что эта проблема может касаться и других систем автосигнализаций. В StarLine А93 встроены функции измерения бортового напряжения и автозапуск по достижении бортовым напряжением заранее установленного минимального уровня. В Интернете немало жалоб на трудности использования этой функции, что не удивительно, поскольку автозапуск по напряжению аккумулятора нужен для предотвращения полной разрядки аккумулятора, а потребность в нём наступает тогда, когда аккумулятор уже в значительной степени разряжен. Ситуация с просадками бортового напряжения усугубляется во время запуска в мороз, ведь в этом случае запустить двигатель труднее. В результате получаем не только не запущенный двигатель, но и неосведомлённость о причине отказа, поскольку микроконтроллер в сигнализации оказался сброшен при просадке напряжения питания. Частично описанная выше проблема решается применением устройства в соответствии с рис. 1, особенно при использовании диода Шоттки. Однако из-за малого потребляемого блоком сигнализации тока и его непредсказуемости во времени трудно определиться, какое именно переданное на брелок напряжение следует считать верным, т. е. какую величину следует отнимать от показаний на брелоке, которые определяются падением напряжения на диоде. Неопределённость измерения ещё более негативно сказывается на настройке запуска по напряжению аккумулятора, ведь в этом случае десятые доли вольта имеют очень важное значение, так как именно десятые доли вольта и индицируют степень разрядки аккумулятора. Указанный недостаток можно устранить с помощью устройства, схема которого показана на рис. 2.

В ней использованы мощный МОП-транзистор с p-каналом микросхем серии TL431 в качестве компаратора. Делителем на подстроечном резисторе R1 устанавливают порог входного напряжения, при котором открывается транзистор VT1. В данном конкретном случае это 9,2 В, чуть больше минимально допустимого по техпаспорту для StarLine А93 9 В. При напряжении питания примерно более 9,2 В из-за очень малого сопротивления открытого транзистора VT1 напряжение на конденсаторе С1 оказывается фактически равным напряжению в бортсети. Когда при запуске двигателя происходит просадка напряжения до 9,2 В и менее, ток через микросхему DA1 резко уменьшается и транзистор VT1 закрывается. В результате сигнализация оказывается запитанной напряжением конденсатора С1. Конечно, когда бортовое напряжение проседает надолго, а это происходит тогда, когда запустить двигатель установленным в автомобиле аккумулятором уже невозможно, предлагаемое устройство не спасёт. МОП-транзистор выбран с большим запасом по току и напряжению, т. е. максимальный ток устройства определяется транзистором и сечением проводов. Ёмкость конденсатора выбрана максимально возможной исходя из габаритов корпуса. В любом случае здесь применим принцип "кашу маслом не испортишь". Тем не менее, не будет лишним проверить ток утечки выбранного конденсатора. Автору попался экземпляр нового конденсатора, у которого ток утечки 40 мА! В качестве компаратора применена микросхема серии TLV431 [1], у которой минимальный потребляемый ток — 100 мкА. Это продиктовано желанием обеспечить как можно меньший потребляемый устройством ток. На рис. 3 показаны осциллограммы, иллюстрирующие работу устройства.

Жёлтым цветом показано входное напряжение питания треугольной формы, синим — выходное. На рис. 4 показано изготовленное автором устройство.

Для него был использован пластмассовый корпус из-под фильтра питания какой-то магнитолы. Плавная регулировка была выбрана из опасения необходимости подстройки порога переключения непосредственно в автомобиле. На практике подстроечный резистор можно заменить двумя постоянными, первый — сопротивлением 100 кОм — между выводом 1 микросхемы DA1 и линией питания, второй — сопротивлением 33 кОм — между этим выводом и общим проводом. В случае необходимости расчёт резисторов можно произвести с помощью соответствующего сервиса в [2].

Радио №7 2021г стр. 49