Thiết bị bảo vệ mạch điện ô tô – Thoong Motors
Mục lục bài viết
Thiết bị bảo vệ mạch điện ô tô
Save
Saved
Removed
0
Trong mạch điện ô tô, thiết bị bảo vệ sẽ đảm bảo mạch an toàn khi có sự cố trong mạch điện. Chúng gồm: Cầu chì, công tắc lưỡi gà, dây cầu chì, rơ-le,…
Bài viết này sẽ đề cập đến các nội dung sau:
- Phân loại các thiết bị bảo vệ mạch điện
- Đặc điểm thiết kế các thiết bị bảo vệ
- Cách chọn cầu chì khi thiết kế mạch điện
1. Tại sao cần phải có thiết bị bảo vệ mạch điện trên ô tô?
Nếu không có các thiết bị bảo vệ mạch điện thì khi có sự cố về điện xảy ra làm cho dòng diện tăng mạnh, gây cháy dây điện và các tải, đôi khi còn có thể gây cháy xe.
Và chúng ta cần biết 2 thông số quan trọng của các thiết bị bảo vệ mạch điện: Dòng điện định mức và điện áp định mức
Dòng điện định mức (Current Rating): Là giá trị ghi trên cầu chì, là cường độ dòng điện tối đa mà cầu chì chịu được trước khi bị đứt.
Điện áp định mức (Voltage Rating): Thông số này ít ai nhắc đến nhưng nó khá là quan trọng, thông số này nhằm đảm bảo rằng sau khi cầu chì đứt sẽ không có hiện tượng phóng điện giữa chúng. Hầu hết các hệ thống điện 12 và 24V trên xe thì đều dùng cầu chì có Voltage Rating là 32V. Đối với các xe Hybrid thì nguồn điện là 48V sẽ dùng các cầu chì có định mức điện áp là 58V
2. Bố trí của chúng trên xe
Các thiết bị bảo vệ tốt nhất nên đặt càng gần cực dương ắc quy càng tốt. Lúc này, nếu xảy ra sự cố thì các thiết bị sau nó vẫn được bảo vệ(kể cả dây dẫn).
3. Các loại thiết bị bảo vệ mạch điện trên các dòng xe cũ
Cầu chì đầu gốm(kiểu cũ)
Hiện nay đã đổi thành đầu nhựa. Có ghi dòng điện định mức trên thân cầu chì. Nhược điểm của chúng là dễ bị sụt áp, đặc biệt là khi sử dụng trong các ứng dụng sử dụng dòng điện lớn.
Cầu chì ống
Có ghi mức độ dòng điện ở đầu kim loại. Chúng cũng dễ bị sụt áp nhưng không bằng loại đầu gốm.
Công tắc lưỡi gà(circuit breaker)
Bộ này có một miếng kim loại, khi dòng điện tăng cao, làm cho miếng kim loại nóng lên, nó sẽ bị cong làm hở mạch, khi nguội thì trở về vị trí ban đầu. Thường được dùng cho mạch đèn pha.
4. Các loại thiết bị bảo vệ mạch điện trên các dòng xe mới
Cầu chì loại lưỡi
Khá phổ biến trên các dòng ô tô hiện nay, hộp cầu chì này thường được bố trí bên dưới nắp ca-pô, hoặc dưới bảng tablo. Loại này có rất nhiều kích cỡ và dòng điện định mức khác nhau. Kích cỡ càng nhỏ thì dòng điện định mức càng nhỏ.
Chúng được chia theo mã màu và ghi dòng điện định mức trên nó.
Khi kiểm tra cầu trì loại này chúng ta có thể nhìn bằng mắt thường để kiểm tra nó còn dùng được không, hoặc có để dùng đồng hồ để đo xem nó có đứt hay không.
Cầu chì lưỡi được phân loại như sau:
+ Loại 2 chân và loại 3 chân.
+ Loại MINI và MAXI: Loại MINI thì có định mức dòng điện là 2-30A, loại MAXI thì là 20-80A
Khi kiểm tra điện áp rơi ở cầu chì, chúng ta sẽ kiểm tra điện áp ở giắc gắn cầu chì, bởi vì sẽ không có điện áp rơi trên cầu chì. Cầu chì lưỡi không có gặp vấn đề gì về điện áp rơi trên chúng như loại gốm hay ống.
Cầu chì dây(Fusible link)
Cầu chì dây (fusible link) là những sợi dây được bọc trong lớp vỏ chống cháy, nó cũng hoạt động giống như cầu chì. Một số hệ thống trên ô tô yêu cầu dòng điện cao hơn bình thường (chẳng hạn như máy khởi động), cho nên nếu dùng cầu chì thì không hợp lý(nó không thể chịu dòng lớn lâu được). Cầu chì dây có thể chịu được dòng lớn lâu hơn, nhưng vẫn đảm bảo mạch điện an toàn.
Các dây điện có 1 thông số gọi là AWG(America Wire Gauge) để quy định kích thước, thường được nói là “gauge”. Khi số “gauge” này lớn có nghĩa là kích thước dây dẫn nhỏ và ngược lại.
Khi sử dụng, ta sử dụng cầu chì dây có “gauge” lớn hơn của bó dây ta nối(Cầu chì dây sẽ có kích thước nhỏ hơn bó dây). Khi xảy ra chập thì cầu chì dây sẽ cháy trước, giúp bảo vệ mạch điện sau nó.
Ví dụ: Ta chọn cầu chì dây có số “gauge” là 10 khi nối với bó dây có “gauge” là 14.
Hiện nay, thì cầu chì dây được làm giống như cái hộp, nhìn sẽ như cầu chì nhưng trên sơ đồ mạch thì sẽ được ghi là Fusible link. Nó này có thể gắn(loại cái) hoặc bắt vít(loại đực). Được phân loại theo mã màu, duy chỉ có loại 25A thì có 2 màu khác nhau.
Loại này có định mức dòng điện khác nhau phụ thuộc vào thiết kế và vị trí gắn của nó(có gần nguồn điện không).
Cầu chì chịu dòng điện cao
Loại này thường thấy gắn ở ắc-quy để bảo vệ máy khởi động
5. Đặc điểm của các thiết bị bảo vệ mạch
Các loại thiết bị bảo vệ mạch sẽ có một độ trễ nhất định, tùy thuộc vào mỗi loại. Đây là do thiết kế của chúng, bởi vì khi ta bật công tắc sẽ xuất một dòng điện cao hơn bình thường trong một thời gian ngắn (có thể lên đến hơn 140A), sau đó sẽ giảm nhanh về bình thường. Nếu cầu chì không có độ trễ thì ngay khi bật công tắt thì nó đã đứt rồi.
Độ trễ dài hay ngắn phụ thuộc vào dòng điện và thiết kế của cầu chì.
+ Khi dòng điện càng lớn thì độ trễ sẽ nhỏ đi. Khi dòng điện có cường độ khoảng vài trăm ampe thì độ trễ để cầu chì đứt là 10s, còn khi tăng lên 1000A thì độ trễ chỉ còn khoảng 0,08s.
+ Phụ thuộc vào thiết kế: Cầu chì MAXI sẽ có độ trễ cao hơn MINI(cùng định mức dòng điện)
6. Chọn thông số cầu chì khi thiết kế mạch
Khi nhiệt độ thay đổi, sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc của cầu chì. Nhiệt độ tăng sẽ giảm hiệu quả làm việc xuống. Ta có đồ thị đặc tính hiệu suất/nhiệt độ làm việc của cầu chì: Hiệu suất làm việc của cầu chì đạt 100% ở nhiệt độ khoảng 25oC và còn khoảng 90% khi nhiệt độ là 100oC. Lưu ý: Mỗi loại cầu chì có đồ thị đặc tính nhiệt độ khác nhau
Làm sao có thể chọn được đúng loại cầu chì khi thiết kế?
Chúng ta có công thức:
Dòng điện định mức=Dòng điện hoạt động trong mạch/(0,75 x Hiệu suất làm việc)
Ví dụ: Cầu chì có dòng điện hoạt động bình thường là 16A, làm việc ở môi trường có nhiệt độ 120oC, thì ta tính như sau:
Từ 120 oC, ta tra đồ thị, thì suy ra hiệu suất là 86%
Dòng điện định mức=16/(0,75 x 0,86)=25A
** Lưu ý: Khi thay thế cầu chì, phải đảm bảo cùng màu, cùng dòng điện định mức.
Trên đây là nội dung của thiết bị bảo vệ mạch điện ô tô, hy vọng nó sẽ giúp ích trên con đường sự nghiệp, học tập của bạn. Nếu bạn có vấn đề gì thắc mắc thì đừng ngần ngại mà liên hệ với ThoongMotor ngay nhé, chúng mình sẽ luôn sẵn sàng giải đáp mọi thắc mắc của bạn.
Nếu bạn hứng thú với bộ môn điện ô tô, bạn có thể tham khảo thêm một số bài viết về điện ô tô cơ bản bên dưới nhé:
