Расчет резисторов реле БСК под светодиоды

В продолжение статьи о реле контроля исправности ламп я решил разъяснить, как работает реле БСК, и как рассчитываются резисторы для него. Эта информация для понимающих и желающих вникнуть в суть схемы. Информация не претендует на безупречную правильность, любые здравые поправки схемотехников и разбирающихся людей приветствуются.

"Реле БСК" - обиходное название реле контроля исправности ламп. Вся его задача - включать лампочку в БСК при неисправности ламп габаритов или стоп-сигнала. В комментариях к вышеуказанной статье возникали вопросы из-за непонимания сути работы реле. Некоторые комментаторы путали шунтирующие резисторы с добавочными, которые иногда применяются в реле поворотов при установке светодиодов. В реле используются именно шунты - низкоомные сопротивления, стоящие последовательно с нагрузкой.Рассмотрим схему и принцип работы компаратора на примере стоп-сигналов:

Ток на лампы идет с контакта 5 через R8 на контакт 4 (показано оранжевым), через микросхему этот ток не проходит. Заметьте, R8 включен не параллельно, он не увеличивает потребляемый ток. При прохождении тока получаются 2 точки с разными напряжениями - входы 1 и 2 микросхемы. Эти напряжения через делители и стабилизаторы (внутри микросхемы) подаются на входы компаратора (показано зелёным), который оценивает разницу напряжений между входами.
Если заглянем в даташит ASXP194P (для сравнения даташит УР1101ХП34), то увидим, что порог срабатывания компаратора стоп-сигнала лежит в пределах 39-64.5 мВ (при 25 градусах и 13.5В).

Проведем расчеты:

• штатный режим работы. Штатные лампы стоп-сигнала потребляют 42Вт или 42/13.5=3.11А. Тогда падение напряжения на R8 (разность напряжений) будет 3.11*0.02Ом=0.063В или 63мВ, т.е. лежит в верхней границе срабатывания компаратора.
• режим со светодиодами. Скажем, наши светодиоды потребляют 10Вт или 10/13.5=0.74А. Падение напряжение будет составлять всего 0.74*0.02Ом=0.015В или 15мВ, что выходит за пределы, и как результат срабатывает реле и включается индикатор неисправности ламп стоп-сигналов.

Что же делать?

Мы выяснили, что наши светодиоды потребляют (для примера) 0.74А. Нам нужно, чтобы разница напряжения на компараторе составляла ~0.063В, рассчитаем номинал шунта: 0.063/0.74=0.085Ом и его мощность 0.74*0.74*0.085=0.046Вт. Можно взять ближайший по сопротивлению и больший по мощности резистор. После этого разумно уменьшить номинал предохранителей. Габариты питаются через 2 предохранителя - по одному на борт, причем предохранитель правого борта питает еще и другие потребители, такие как подсветка приборов и т.п. В принципе, если мы поставим, например, в "стопы" резистор 1Ом 0.125Вт, то при КЗ лампы ток составит 12А, что должно вырубить и предохранитель. Но на всякий случай можно поставить дополнительный самовосстанавливающийся предохранитель прямо в реле последовательно с шунтом. Но даже если этого не сделать, при КЗ ток сожжёт шунтирующий резистор - это неприятно, но не опасно и быстро, таким образом резистор послужит предохранителем.

Расчет резистора для габаритов

Теперь посмотрим пример для обычного светодиода с потреблением 20мА в габаритах. Возьмем ток 0.018А - с запасом по надежности.
Штатная передняя габаритная лампа потребляет 5Вт или 5/13.5=0.37А. Тогда падение напряжения на R8 (разность напряжений) будет 0.37*0.05Ом=0.018В Сопротивление шунта будет 0.018/0.018=1Ом, а его мощность 0.018*0.018*1=0.0003Вт.

Приведенные здесь расчеты - теория, которую нужно обязательно тестировать на практике. Реальность может несколько отличаться. Эта информация приведена для понимания принципа работы, и чтобы не было заблуждений в комментариях.

Не забывайте, что все эксперименты вы делаете на свой страх и риск;).