Снижение энергопотребления предпускового подогревателя Webasto

Автомобильные предпусковые подогреватели сильно облегчают жизнь автолюбителей зимой, позволяя прогреть и салон, и двигатель автомобиля перед пуском. Но при их установке и использовании нужно учитывать, что потребление ими электроэнергии от штатной АКБ автомобиля достаточно велико. Это может создать проблемы, если батарея близка к окончанию своего ресурса и её ёмкость понижена, или поездки на автомобиле слишком коротки, чтобы восполнять заряд батареи.

Как известно, при работе подогревателя задействуется вентилятор штатной «печки» автомобиля, и он же является основным потребителем электроэнергии. Для её экономии, а также для повышения КПД подогревателя, его мощность ограничивают на уровне 30-40% от полной. Для этого используется либо штатный балластный резистор «печки», либо добавочный балласт — мощный керамический резистор сопротивлением 0,9 Ом, поставляемый производителями подогревателей. Оба этих варианта неэффективны с точки зрения экономии, т.к. резисторы превращают в бесполезное тепло значительную (20-30 Вт) мощность, расходуя на это энергию аккумулятора. Других решений производители, к сожалению, не предлагают.

Гораздо эффективнее организовать импульсное ограничение мощности вентилятора. При размещении такого электронного балласта в корпусе обычного автомобильного реле «1240» не потребуется никаких переделок электропроводки — нужно будет лишь заменить стандартное реле включения вентилятора в «вебастовской» колодке на самодельный электронный балласт. В моём случае средний ток, потребляемый мотором вентилятора "печки" 2110 понизился с 5,8 ампера с резистором 0,9 Ом до 3,1 ампера с электронным балластом, т.е. я сэкономил более 2,5 драгоценных ампер/часов в аккумуляторе. Принципиальная схема балласта получилась такой:

На таймере D1 построен генератор прямоугольных импульсов скважностью 30-35% и частотой около 400 Гц. Транзистор VT1 — любой мощный ключевой p-канальный полевой транзистор с возможно меньшим сопротивлением открытого канала. Диод VD1 — демпферный, служит для гашения ЭДС самоиндукции обмоток электродвигателя. Им может служить любой мощный диод, рассчитанный на прямой ток не менее 5 ампер. Можно применить диод в корпусе ТО-220, например КД641 - в этом случае будет смысл устроить небольшой радиатор из медной или алюминиевой пластинки, общий для диода и транзистора, поскольку катод диода и сток транзистора электрически соединены. Это облегчит их тепловые режимы, хотя даже без радиатора температура диода и транзистора не превышает 60-70 градусов. Контакты миниатюрного реле К1 должны выдерживать ток не менее 20 ампер, поскольку они будут коммутировать силовые цепи электродвигателя вентилятора. Я применил реле NV23KCS0.55

Когда предпусковой подогреватель выключен, вентилятор подключен к штатной цепи автомобиля через Н.З. контакты реле К1. Когда же подогреватель даст команду на включение вентилятора, он подаст на контакт «85» колодки реле положительный 12-вольтовый потенциал. От него заработает генератор импульсов, сработает реле К1 и переключит нагрузку на транзисторный ключ.

На следующем рисунке слева показана типовая схема подключения предпускового подогревателя к цепи вентилятора "печки"; жёлтым цветом показана "вебастовская" колодка реле управления "печкой". Производитель предлагает использовать штатное управление вентилятором, оставляя переключатель скорости в положении "1" или "2"; при этом задействуется штатный балластный резистор. В правой части рисунка - тот же вариант подключения, но уже с использованием электронного ограничителя вместо обычного реле. Переключатель скорости вентилятора в этом случае ставится в положение максимальной скорости (нижнее по схеме), исключая бесполезные потери мощности на резисторе.

Наиболее удобны для использования конструктива различные «хитрые» реле с беспроводным управлением от сигнализаций и иммобилайзеров, предназначенные для скрытой блокировки двигателя. Пригодны любые, имеющие 5 контактов (в некоторых реле контакт 87а отсутствует). Аккуратно вынув внутренности, вы получите готовый корпус с контактной площадкой и возможностью размещения печатной платы, а также сможете применить уже имеющееся в нём миниатюрное реле.

В моём распоряжении оказалось реле «Magic Relay» фирмы Exellent с достаточно просторным корпусом, поэтому проблема компоновки в заданных габаритах практически отсутствовала. Но при должных усилиях можно уместить схему даже в корпус обычного реле «1240», хотя для этого, вероятно, придётся бОльшую часть схемы выполнить на SMD-компонентах, а миниатюрное реле установить над платой навесным монтажом.

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• ШИМ
• 555