Mengapa ada begitu banyak relay yang digunakan dalam mobil, bukan transistor?

Baru-baru ini saya melakukan beberapa pekerjaan pada sirkuit listrik mobil saya. Saya melihat banyak relay digunakan di sirkuit mobil. Relay ini digunakan untuk switching sederhana, dan saya ingin tahu mengapa sirkuit ini didasarkan pada relay dan bukan pada transistor atau komponen elektronik lainnya yang dapat digunakan untuk keperluan switching. Saya berpikir bahwa transistor lebih murah, lebih kecil dan lebih dapat diandalkan daripada relay el-mech klasik untuk beralih.

Catatan: Dalam aplikasi mobil, aki mobil 12 V digunakan untuk memberi daya pada koil relay dan daya 12 V yang sama adalah yang diaktifkan oleh relai. Kadang-kadang relay hanya beralih jalur sinyal lain, yaitu tanpa beban daya tinggi di atasnya. Dan tetap saja, saya tidak bisa melihat transistor di sana. Jadi saya percaya ada alasan kuat mengapa hal itu dilakukan dengan cara ini, dan saya pasti kehilangan sesuatu di sini. :-)

Relai jauh lebih stabil dari segi suhu: estafet yang tertutup pada dasarnya memiliki karakteristik yang sama pada -30 ° C dan + 70 ° C, keduanya merupakan suhu yang umum untuk mobil. Transistor bekerja sangat berbeda pada -30 ° C dan + 70 ° C, sehingga skematis harus dirancang untuk memperhitungkan variasi tersebut.

Saya pernah bekerja pada suatu produk dengan kisaran suhu mulai -55 ° C, yang menggunakan perangkat relay dan semikonduktor. Bagian yang lucu tentang desain adalah bahwa di bawah -20 ° C hanya bagian relai yang ditenagai, yang mengaktifkan pemanas udara dan hanya akan menghidupkan bagian semikonduktor begitu suhu mencapai 0 ° C.

Relay juga menawarkan isolasi galvanik, yang secara efektif membatasi kesalahan. Kegagalan umum seperti korsleting biasanya merusak hanya satu relai, sedangkan di sirkuit berbasis transistor beberapa perangkat di sepanjang jalan akan terpengaruh. Saya yakin orang masih ingin motor mobil mereka berjalan walaupun AC atau pengangkat jendela mati.

Mobil adalah (masih, di era modern) lingkungan yang keras secara elektrik. "Pasokan 12V" biasanya 13,5 hingga 15 V, dan kadang-kadang dapat melonjak hingga 80V atau lebih. Mungkin juga ada beberapa sampah frekuensi tinggi pada kabel dari busi.

Relay memasang pelecehan itu agak lebih baik daripada transistor, setidaknya untuk "titik harga yang sama."

Relay hanya dicoba dengan baik. Saya pikir jawabannya sesederhana itu.

Mekanika sering menginginkan solusi sederhana, yang bekerja dengan baik. Hanya ada dalam pikiran orang-orang untuk mengganti sirkuit dengan relay.

Saudaraku memasang beberapa peralatan khusus di truk untuk bekerja. Dia selalu perlu mengganti sesuatu yang dia kemukakan: "Oh, ayo letakkan relay di sana!" Dan dia benar. Kenapa tidak? Ini sering merupakan solusi paling sederhana dan berfungsi dengan baik.

Dalam beberapa situasi, umpan balik akustik dapat digunakan juga. Pikirkan saja indikator Anda.

Tegangan dalam mobil hanya sekitar 12V, yang berarti bahwa komponen yang bertenaga sekalipun dapat menarik arus besar. Dash di mobil saya diterangi oleh empat lampu 12V 2W. Mereka menarik arus 666mA hanya untuk menerangi dasbor! Jika Anda melihat sekering untuk semua sirkuit di mobil Anda, bahkan yang terkecil adalah 5A. Sebagian besar akan berkisar 10-20A dan beberapa bahkan lebih dari itu. Alasan relay sangat populer adalah karena mereka tahan lama, memiliki resistensi kontak yang rendah, dan (kadang-kadang) lebih murah daripada komponen solid state yang dapat menangani arus yang sama. Banyak mobil modern benar-benar menggunakan relay solid state tetapi mereka datang dalam jenis kemasan bata yang sama sehingga tidak membingungkan mekanik.

Relay memiliki beberapa keunggulan dibandingkan transistor.

1. Mereka memiliki resistansi yang sangat rendah. Dalam sistem tegangan rendah daya tinggi ini sangat berharga karena meningkatkan efisiensi dan menghilangkan kebutuhan untuk heatsinking.
2. Mereka memiliki kebocoran yang sangat rendah saat dimatikan. Jadi outputnya dapat dihubungkan ke daya baterai yang tidak diswitch tanpa perlu khawatir menguras baterai.
3. Mereka kuat terhadap paku, lonjakan, variasi suhu dll. Lingkungan mobil adalah tempat yang keras baik secara listrik dan termal dan merancang sirkuit transistor untuk bertahan hidup itu membutuhkan sedikit kerja ekstra yang adil.
4. Mereka menyediakan isolasi. Sementara alasan dalam mobil melakukan semua akhirnya datang bersama-sama isolasi masih berguna untuk mengendalikan di mana arus arus balik.
5. Mereka dapat dengan mudah digunakan untuk switching sisi-tinggi atau sisi-rendah dan inputnya dapat berupa sisi tinggi atau rendah. Menggunakan N-channel fets (tipe yang berkinerja lebih baik) untuk switching sisi-tinggi membutuhkan tegangan drive gerbang di atas tegangan catu daya utama.

Relai juga memiliki beberapa kelemahan dibandingkan transistor.

1. Koil membutuhkan sedikit daya.
2. Siklus hidup terbatas
3. Secara fisik mereka besar

Jadi untuk hal-hal daya tinggi yang jarang beralih biasanya menang. Untuk benda padat dan / atau kontrol kecepatan tinggi, benda padat biasanya menang.

Bisakah saya tetap sederhana ini? Mobil itu memiliki serangkaian kondisi di mana ia banyak beroperasi. Dan seperti yang ditunjukkan oleh orang lain di atas, mereka cukup signifikan. Persyaratan tersebut mencakup pola kinerja yang solid untuk kualitas komponen.

Intinya ... alasan untuk relay atas perangkat solid state diringkas dalam satu kata.

HARGA.

Lebih murah menyediakan relay daripada menyediakan perangkat solid state untuk melakukan fungsi itu. Ketika perangkat solid state turun harganya di bawah relay, maka produsen otomotif akan beralih ke perangkat solid state. Biaya adalah pendorong utama dalam hal keputusan seperti ini.

Sunting:

Relay 10 amp berharga 10 kali lipat MOSFET daya kelas otomotif 10 amp. - Pejalan kaki

Jadi, saya tidak yakin itu perbandingan yang adil. Saya pikir sebagian besar relay otomotif membawa arus lebih dari itu. (25 hingga 60 amp?) Selain itu, ingatlah bahwa kita sepenuhnya terisolasi antara sinyal dan output dengan relai. Asumsikan OEM Otomotif ingin mempertahankan konsep isolasi itu. Berapa biaya mosfet 30 amp opti-terisolasi akan berjalan? Oh, dan lebih baik tempatkan itu ke dalam wadah plug bagus, terbaik jika itu adalah pengganti sempurna untuk relay yang ada.

Selain itu ada satu faktor lagi yang terkait dengan PRICE. Ingat ada pemasok di luar sana di suatu tempat yang telah menginvestasikan jutaan dan jutaan dolar untuk mengotomatisasi dan melengkapi pabrik manufaktur mereka. Selain itu mereka mempekerjakan sejumlah besar orang. Menurut Anda apa yang dikenakan orang-orang itu atas relay? Jawab: Sebanyak yang mereka pikir bisa mereka dapatkan. Tebak apa yang terjadi ketika Produsen Peralatan Asli (OEM) otomotif memberi tahu orang-orang bahwa mereka berpikir untuk beralih ke teknologi Mosfet ... Anda dapat menebaknya, ada penurunan harga yang cepat. Tidak masalah bahwa mereka kehilangan uang, mereka memiliki amortisasi besar dan biaya tetap serta banyak karyawan.

Tidak akan mengejutkan saya bahwa keuntungan harga sebenarnya dari MOSFET atas relay akan tertunda dalam implementasi karena alasan bisnis murni selama periode katakanlah lima tahun. Itu juga tidak akan mengejutkan saya jika beberapa dari bisnis tersebut memiliki kesepakatan yang baik dengan OEM (misalnya saya ingin menginvestasikan banyak uang dalam proses saya untuk mengurangi biaya tenaga kerja saya dan oleh karena itu harga saya untuk Anda, tetapi saya hanya akan melakukannya jika Saya memiliki komitmen kontrak lima tahun untuk produk.)

Relay akan digunakan sebagai pengganti komponen semikonduktor karena alasan berikut

1. Lebih Tahan Lama - rentang suhu operasi yang lebar, paku.
2. tidak perlu heat sink.
3. sangat rendah pada resistensi negara.
4. Isolat dimuat sepenuhnya dalam keadaan off.
5. Biaya rendah bila dibandingkan dengan semikonduktor konduktor arus yang sama.
6. Sudut pandang servis - (kebanyakan relay mobil dan sekering plug and play ...) - yang sulit ketika kita menggunakan semikonduktor (harus dilepas dari PCB)