牟重陽

（上海汽車集團(tuán)股份有限公司商用車技術(shù)中心，上海 200438 ）

一種起動繼電器觸點(diǎn)的電路保護(hù)措施

牟重陽

（上海汽車集團(tuán)股份有限公司商用車技術(shù)中心，上海 200438 ）

1 背景介紹

由于起動電機(jī)的控制電磁閥為電機(jī)類感性負(fù)載，在斷開瞬間，因起動電機(jī)的控制線圈電感的特性，會產(chǎn)生較大的反向電壓（一般為額定電壓的2～3倍），此反向電壓對控制起動機(jī)電磁閥的觸點(diǎn)存在一定的危害，影響其壽命。為提高起動繼電器的可靠性，抑制起動繼電器的負(fù)載觸點(diǎn)在斷開瞬間因起動電機(jī)線圈產(chǎn)生的反向電壓對繼電器觸點(diǎn)引起的傷害作用，需要相應(yīng)的繼電器觸點(diǎn)保護(hù)措施。為此，本文詳細(xì)介紹了一種簡單、高效的保護(hù)措施。

2 常規(guī)起動繼電器的控制電路

在一般的汽車起動電路中，由于采用12 V低壓系統(tǒng)，起動電機(jī)斷開瞬間產(chǎn)生的瞬態(tài)能量還不至于嚴(yán)重影響負(fù)載觸點(diǎn)的壽命，同時，只要繼電器的觸點(diǎn)負(fù)載能力留足一定余量（一般做法是電機(jī)類負(fù)載不超過額定容量的1/2），繼電器觸點(diǎn)的壽命依然可以達(dá)到10萬次的標(biāo)準(zhǔn)，因此在一般的汽車電路中，并未在起動電機(jī)驅(qū)動電路中采用二極管泄流的措施。但隨著低成本高可靠性的壓力越來越大，需要考慮：在盡量減少繼電器觸點(diǎn)負(fù)載能力余量的同時，依然能滿足10萬次可靠性壽命的要求。為此，必須在起動機(jī)電路中采用一種低成本、能抑制反向電壓的措施。線束上附帶反向INLINE泄流二極管就是這樣的一種措施。

一般的起動控制電路圖如圖1所示。主要是由控制器（ECU）、起動繼電器以及起動電機(jī)組成。當(dāng)需要起動發(fā)動機(jī)時，ECU控制起動繼電器觸點(diǎn)端結(jié)合，電流流到起動電機(jī)的吸引線圈電磁閥線圈中，起動電機(jī)功率觸點(diǎn)閉合，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)起動。

3 一種新型起動繼電器觸點(diǎn)的保護(hù)措施

圖1 常規(guī)起動控制電路圖

1）保護(hù)措施電路介紹 一種新型的起動繼電器觸點(diǎn)保護(hù)措施，是在上述常規(guī)起動控制電路線束中增加一個反向泄流二極管，如圖2所示的紅色部分。增加泄流反向INLINE二極管以后，在起動繼電器斷開瞬間產(chǎn)生的瞬態(tài)反向電壓幾乎被完全過濾掉。感性負(fù)載的起動繼電器電磁閥基本可以等效于電阻負(fù)載，保證同樣壽命的前提下，繼電器額定容量規(guī)格可以降低接近一半，從而可以起到降低成本的作用。

圖2 起動繼電器觸點(diǎn)電路保護(hù)措施示意

2）反向電壓實(shí)測 采用此措施后，經(jīng)過實(shí)測，斷開瞬間的反向電壓被大大抑制，如圖3所示。其中圖3a為采用措施前，圖3a為采用措施后?？梢园l(fā)現(xiàn)右側(cè)的關(guān)斷電壓不再有脈沖電壓。

圖3 采用措施前后的反向電壓測試結(jié)果對比

4 收益估計(jì)

采用這種新型的起動繼電器觸點(diǎn)保護(hù)措施后，在成本方面以及起動繼電器的可靠性方面都有較為可觀的收益，具體分析如下。

1）成本方面 這種新型的起動繼電器觸點(diǎn)保護(hù)措施僅增加了一個二極管成本，大約不足1元。在保證達(dá)到相同壽命指標(biāo)前提下，采用此措施后繼電器可以由常規(guī)的40 A降低為20 A規(guī)格或30 A規(guī)格，成本降低近1元以上。綜合下來每輛車可節(jié)省幾毛錢，但是因?yàn)槠饎永^電器是每臺車的標(biāo)配，以商用車車型項(xiàng)目常規(guī)按5萬/年的銷量估算，每年可節(jié)省數(shù)萬元。

2）可靠性方面 此新型的起動繼電器觸點(diǎn)保護(hù)措施的應(yīng)用，可以徹底抑制起動繼電器觸點(diǎn)斷開瞬間產(chǎn)生的高脈沖電壓，進(jìn)而大大提高起動繼電器的可靠性壽命指標(biāo)。經(jīng)過可靠性試驗(yàn)測試，相同的起動繼電器規(guī)格下，采用此措施后，起動繼電器的可靠性壽命指標(biāo)可以提高一倍以上。

（編輯凌 波）

U463.6

A

1003-8639（2017）08-0016-02

2017-01-25；

2017-06-22

牟重陽（1980-），男，工程師，主要從事汽車電子電器的電氣原理以及線束方面設(shè)計(jì)開發(fā)工作。