denekler:
- tanıtım
- Bir aktüatörün röle, transistör ve FET ile kontrolü
- Bir aktüatörün ECU tarafından kontrolü
Giriiş:
Modern motorlu araçlarda hem yanmalı hem de elektrik motorlarının çalışmasından, konfor ve güvenlik işlevlerinden sorumlu onlarca kontrol cihazı bulunmaktadır. Bu kontrol cihazları, sensörlerden gelen sinyalleri işleyen ve bunu hangi aktüatörlerin kontrol edilmesi gerektiğini belirlemek için kullanan bir yazılımla donatılmıştır. Sayfada "Arayüz devreleri” giriş ve çıkış sinyallerinin ECU (kontrol ünitesi) tarafından işlendiği süreci daha derinlemesine inceliyor.
Bir sonraki görüntüde ortada motor yönetim ECU'sunu, solda sensörleri ve sağda aktüatörleri görüyoruz.
- Sensörler ECU'ya düşük akım voltajı gönderir. Bir PWM sinyalinin voltaj seviyesi (0 ila 5 veya 14 volt arasında değişir), frekansı (hızı) veya darbe genişliği, ECU'ya sensörün ölçülen değeri hakkında girdi sağlar.
- Aktüatörlerde mesele gerilimden çok akımla ilgilidir. Akımın üretilmesi için bir gerilim gerekli olmasına rağmen, aktüatör bu akım olmadan çalışmayacaktır.
Sayfada "Sensör türleri ve sinyalleri” sensörden ECU'ya giden giriş sinyalleri daha ayrıntılı olarak tartışılmaktadır. Bu sayfada aktüatörlerin kontrolü vurgulanmaktadır.
Bir aktüatörün bir röle, transistör ve FET ile kontrol edilmesi:
Aktüatör ECU tarafından açılıp kapatılır. ECU'da bu bir aracılığıyla yapılır transistor ya da FET bir elektrik bağlantısı yapılmış veya kopmuş.
Bir transistörün sürüş prensibi bire eşittir röle: Her iki bileşen de iletken olmalarını sağlamak için bir kontrol akımı ile kontrol edilir. Bir transistörün çalışması röleden farklıdır: transistörde hareketli parça yoktur. Transistör bir elektron akımıyla anahtarlanır.
Aşağıdaki üç resimde bir tane görüyoruz röle devresi bir lambayla.
- Röle kapalı: kontrol akımı akışı yok. Bobin manyetik olmadığından ana akım tarafındaki anahtar açıktır. Ayrıca ana akım da çalışmıyor. Lamba kapalı;
- Röle açık: röle bobini bir besleme voltajı alır ve toprağa bağlanır. Bir kontrol akımı akar ve bobin, manyetik hale gelmek için besleme voltajını tüketir. Manyetik alanın etkisiyle ana güç bölümündeki anahtar kapatılır. Ana akım akmaya başlar ve lamba yanar;
- Bobinden geçen kontrol akımının ve lambadan geçen ana akımın durum taslağı.
Bir ECU'da transistörler ve/veya FET'ler açılıp kapatılır. Sonraki üç resimde tüketici olarak lambalı bir transistör devresini görüyoruz. Transistör NPN tipindedir.
- Transistör iletken değil: Transistörün taban bağlantısında besleme voltajı yok. Hiçbir kontrol akımı akmaz, dolayısıyla transistör ana akımı değiştirmez;
- İletimdeki transistör: Temel bağlantıya bir besleme voltajı uygulanır. Bir kontrol akımı taban ve emitör üzerinden toprağa akar. Transistör, lambanın toprak bağlantısını devrenin topraklamasına bağlayarak iletime başlar. Ana akım akmaya başlar ve lamba yanar;
- Transistörden geçen kontrol akımının ve lambadan geçen ana akımın durum taslağı.
ECU'da FET'lerin kullanıldığını giderek daha fazla görüyoruz. FET kısaltması şu anlama gelir: “Alan Etkili Transistör”. Bir FET ile bir transistör arasındaki temel fark, bir FET'in bir voltajla açılması, bir transistörün ise bir sürüş akımı gerektirmesidir. FET iletken hale getirildiği anda bir elektron akışı başlar. Elektron akışı eksiden artıya (gerçek akım yönü) doğru ilerler.
- FET yürütemiyor. Geçide bir kontrol voltajı sağlanmamıştır;
- İletimde FET: Geçide bir kontrol voltajı uygulanır. FET iletime başlayarak ana akımın lambadan akmasına neden olur;
- FET boyunca elektron akışının yönünü (eksiden artıya) gördüğümüz durum taslağı.
Operasyonu transistor en FET ayrı sayfalarda açıklanmıştır. Bu sayfada özellikle aktüatörlerin anahtarlama prensiplerine odaklanıyoruz.
Bir aktüatörün ECU tarafından kontrol edilmesi:
Transistör ve FET, ECU'nun baskılı devre kartında bulunur, ancak bazen aktüatörlere de dahil edilir. Bu bölümde dört farklı aktüatör tipi için ECU devrelerine daha yakından bakacağız. Resimde kendi artıları olan iki pasif aktüatörü ve ECU üzerinden topraklama devresini görüyoruz.
Pasif aktüatörler çoğu durumda kendi besleme gerilimine sahip olan ve ECU tarafından toprağa bağlanan bir bobinle donatılmıştır. Pasif bir aktüatörün bir konum sensörü olabilir, ancak bu genellikle aynı zamanda pasiftir (harici bir sensör). potansiyometre) ve ECU'nun başka bir bölümünde ayrı bir sinyal kablosu aracılığıyla işlenir.
Aktüatörden geçen akım doğrudan ECU'daki transistör aracılığıyla gönderildiğinde buna güç transistörü denir. Pasif bir aktüatör aynı zamanda bir FET aracılığıyla da kontrol edilebilir.
Aşağıdaki resimlerde pasif aktüatörlerin nasıl kontrol edildiğine dair örnekler gösterilmektedir.
1. Ateşleme bobini kontrolü: Dahili sürücüleri olmayan bir ateşleme bobini ile, ateşleme bobininden gelen birincil akım ECU tarafından toprağa çevrilir. Şekil ECU'daki (2) şu şekilde tasarlanmış güç transistörünü göstermektedir: Darlington devresi ateşleme bobininin (3) birincil bobinini, birincil bobini şarj etmek üzere toprağa çeviren daha büyük bir kazanç faktörü sağlamak. İkincil bobin buji tarafına (4) bağlanır.
2. Elektrik motorunun kontrolü: H köprüsü Karbon fırçalı bir elektrik motoru iki yönde dönebilir. H köprüsü gösterildiği gibi transistörler veya FET'ler ile oluşturulabilir. Elektrik motoru, konumu ECU'ya geri bildirmek için bir potansiyometre ile donatılmıştır. Uygulamalar şunları içerebilir: ısıtıcı valfi için elektrik motoru, EGR valfi, ayna camı, koltuk ayarı, gaz valfi. İkinci durumda çift olur potansiyometre güvenlik için başvurdu. H köprüsü genellikle ECU'nun baskılı devre kartına takılan bir IC'dir.
Sayfa işlemi H köprüsü Transistörlü ve FET'li H köprüsünün farklı versiyonlarının örnekleri açıklanmaktadır.
Pasif eyleyicilerin yanı sıra aktif ve akıllı eyleyicilere de rastlıyoruz. Aşağıdaki resimde bu tiplerin devresini görüyoruz.
Aktif ve akıllı aktüatörlerle ECU, akımı aktüatör aracılığıyla dolaylı olarak değiştirir. ECU'daki transistör, geçeceği akım sıfır olacağından nispeten hafiftir.
- Aktif aktüatör: Güç transistörü artık ECU'da değil, aktüatörün kendisindedir. Bunun bir örneği, bir ateşleme bobinidir (pimli ateşleme bobini veya dahili sürücülere sahip DIS ateşleme bobini). Bu durumda aktif aktüatör sürücüdür. Aktüatör sabit bir güç kaynağı ve sabit bir toprak alır ve ECU'daki sinyal transistörü, güç transistörünü 1 veya 0 (5 volt veya 0 volt) mantığıyla açar veya kapatır;
- Akıllı aktüatör: Aktüatör, anahtarlama transistörlü kendi ECU'su ile donatılmıştır. İletişim, her iki (veya daha fazla) ECU arasında LIN veri yolu üzerinden gerçekleşir ve bu sayede dijital sinyaller alınıp verilir. Akıllı aktüatöre örnek olarak ön cam silecek motoru verilebilir. LIN bus iletişimi aracılığıyla, ön cam silecek kollarının mevcut konumu, hızı ve sıfır konumuna hareketi gibi veriler değiş tokuş edilebilir.
