Устройство автоматической зарядки автомобильного конденсатора

[Lexey]

Хочу представить на суд форумчан данное устройство.
Обычно, конденсаторы в автоаудиосистемах заряжают через лампочку. Если клеммы приходится скидывать часто, то каждый раз заряжать таким образом может оказаться напряжно или мастера в сервисе могут просто не знать или забыть о том, что в бортовой цепи установлен конденсатор большой емкости. Током заряда может выбить недешевые предохранители, да и клемма искрой подразобъется. Чтобы таких вещей избежать я решил сделать автоматическую защиту от дурака. Схема довольно проста. Вот она:

Сначала хотел сделать на реле (два стартерных 50-ти Амперных в параллель), но контакты там хилые и ток обмоток был бы около 300 мА.
Здесь применены мосфеты IRF4905 с p-каналом. Они имеют сопротивление канала 20 мОм и длительно держат ток 74 Ампера (при Tc=25С). Четыре транзистора соединенные в параллель обеспечивают сопротивление около 5 мОм.
Логика работы схемы ниже.
Устройство имеет три входа (IN, ACC и REM_IN) и два выхода (OUT и REM_OUT). IN - это собственно плюс батареи (после предохранителя аудиосистемы), АСС - сигнал с замка зажигания, REM_IN - выход сигнала Remote головного устройства, OUT - силовой выход на усилители мощности с конденсатором(ами), REM_OUT - выход сигнала Remote на усилители. Устройство открывает транзисторы только в том случае, если сигналы АСС и REM_IN имеют высокий уровень, а напряжение на выходе OUT близко к напряжению на входе IN (то есть конденсатор заряжен полностью или почти полностью). Пошагово происходит следующее:
- исходным состоянием считается, что клемма скинута, ключ зажигания выключен, конденсатор разряжен;
- при накидывании клеммы питание +12В поступает на логику и ОУ;
- поскольку ACC и REM_IN равны нулю, то управляющие транзисторы VT1-VT3 закрыты;
- при повороте ключа зажигания в положение АСС открывается транзистор VT2, замыкая затвор VT4 на ноль. VT4 открывается и конденсатор начинает заряжаться через R3 (в качестве R3 я использую ту же лампочку на 12Вх21Вт);
- когда напряжение на конденсаторе достигает значения меньшего, чем на входе IN примерно на 1.2 Вольта, то компаратор DA2 меняет состояние на высокоуровневое и его сигнал поступает на первый вход DD3;
- при включении головного устройства появляется высокий уровень на входе REM_IN. После этого на обоих входах DD3 появляется логическая единица. DD3 открывает транзистор VT1, который в свою очередь открывает силовые транзисторы VT5-VT8. Конденсатор скачком добирает заряд;
- примерно через секунду после открытия силовых транзисторов сигнал REM_IN через реле SW 4 поступает на выход REM_OUT и включает усилители.

Теперь можно слушать музыку

В качестве DA1, 2 я использовал сдвоенный ОУ OP2177, хотя можно и любые другие. Можно также использовать компараторы с открытым коллектором, притянув колоом через 5 их выходы к питанию. Логика DD1-DD4 - КМОП CD4081 (4 элемента 2И). VT1-VT3 - 2N5551, VT4-VT8 - IRF4905, реле TIANBO TR5V L-S-Z 12VDC. Остальное - любой ширпотреб.
Все сделано пока на монтажной плате, работает дома от АТХ БП. Конденсатор на 2Ф заряжается около 10секунд. VT5-VT8 вынесены на радиатор от сломанного ATX БП. Главный недостаток схемы - наличие плюса на радиаторе. Тут либо ставить керамику, либо надежно изолировать радиатор от кузова авто. Над этим пока думаю.

Если кого заинтересовал, дайте знать, может предложения будут какие или критика (конструктивная ).
Позже выложу фото.

С уважением,
Алексей.

З.Ы. Еще есть один момент - при скидывании плюсовой клеммы и замыкании её на кузов (случайно или специально), конденсатор разрядится через встроенные в транзисторы диоды. От такого явления девайс не защитит. И скорее всего выбьет предохранитель. Хотя, при обычной схеме подключения (напрямую и заряд через лампочку) тоже долбанет.

[Nitro]

Завязка на ремоут ИМХО лишняя, ACC достаточно. Или у Вас АКБ в багажнике(тогда смысл есть какой-то)?

[Lexey]

В моем случае ремоут совсем не лишний, потому что если усилители включатся раньше, чем конденсатор зарядится до нужного уровня, то их ток покоя будет весь идти через лампу. При этом не будет достигнут пороговый уровень и компаратор не сработает. Для того, чтобы запустить систему нужно будет выключать ГУ, чтобы снять ремоут с усилителей. Я магнитолу никогда не выключаю, она включается сразу после поворота ключа в положение АСС.
В любом случае всегда можно и ACC, и REM посадить на плюс.

[Nitro]

В моем случае ремоут совсем не лишний, потому что если усилители включатся раньше, чем конденсатор зарядится до нужного уровня, то их ток покоя будет весь идти через лампу. При этом не будет достигнут пороговый уровень и компаратор не сработает. Для того, чтобы запустить систему нужно будет выключать ГУ, чтобы снять ремоут с усилителей. Я магнитолу никогда не выключаю, она включается сразу после поворота ключа в положение АСС.
В любом случае всегда можно и ACC, и REM посадить на плюс.

Если магнитола заведена на ACC, то пока она включится и даст REM по идде конденсатор должен зарядится. Расчитать чтоб заряжался за 5-10 секунд. Я ратую за упрощение и уменьшение размеров, что позволит повысить надёжность.

[Lexey]

А сколько времени проходит от включения магнитолы до выдачи ею REM? Я как-то не задумывался над этим, но думаю, что меньше 5 секунд и скорее у всех производителей по разному сделано.

[Nitro]

На том Пионере что сейчас у меня порядка 5-10 секунд как раз. Он за 5 сек только стартует.

[Lexey]

Изначально я не планировал размыкать ремоут с помощью реле, а только использовать его как управляющий сигнал, но потом по вышеописанной причине решил, что так как сделано сейчас будет более универсально. Установил и забыл, не думая о том, почему не включается. Сейчас у меня штатная магнитола включается секунды за две-три. Ну не ставить же КИНАПовскую лампу (30Вх400Вт). Возможно также мощная лампа потребует отдельный радиатор для VT4. Сейчас он без радиатора.
А так, конечно упростить можно, но прибавит ли это надежности - еще вопрос. Здесь слабое звено - конструктив радиатора, а точнее обеспечение надежной его изоляции от кузова.

[Nitro]

Тут вопрос конструктива. Я не пытаюсь переубедить, просто всегда склонен делать конструкции без "лишних деталей". То есть то что не нужно предпочитаю не ставить. А так всё решает конструктив, например тот-же дистрибъютер не один не удолетворяет серъезным требованиям, только делать самому. Также и здесь - возможно стоит делать в отдельном корпусе с радиатором, а на него и резисторы под крепление к нему предусмотренные ставить, а не лампочку. Также 4-5 шт в паралеь распределив по радиатору в перемшку с транзисторами. Учитывая импульсность работы радиатор нужен не большой, но лучше уж медный, чтоб тепло успело отбежать.

[Lexey]

У лампы есть свои плюсы - большАя мощность при малых габаритах и зависимость сопротивления нити от температуры. Через лампу напряжение на конденсаторе растет не по экспоненте, а ближе к линейному закону, что увеличивает скорость заряда (если сравнивать с резистором сопротивлением соответствующим полному накалу нити). Ну и копеечная стоимость.
А по поводу медного радиатора согласен. Буду делать на медной 3мм пластине. К ней же и наконечник силового кабеля будет крепиться.

Кстати, первый вариант, что я начал на реле, но не доделал был на прямоугольных проволочных резисторах - 10Ом, 10Вт 4 штуки в параллель. В принципе очень удобно они с обратной стороны платы размещались. Может быть я к этому варианту еще вернусь.

[Nitro]

Есть резисторы в корпусе-радиаторе с двумя проушинами под винты и плоскостью под радиатор. Про лампу согласен, но есть вариант тогда поставить лаппы для потолочных автоплафонов в паралель.

[Vic_MSK]

Автоматическую зарядку фарадника можно сделать заметно проще. Посмотри на сайте Клаусмобиля