A tranzisztor és az előtét-ellenállás: Két kulcselem az elektronikus szabályozásban

Mindenki hallott már az autóban lévő előtét-ellenállásról, azonban kevesen tudják, hogy pontosan mi a feladata, és hogyan működik. Most eláruljuk, hogy mire való ez az alkatrész, milyen részekből áll, hol helyezkedik el, és honnan lehet tudni, hogy meghibásodott. Az "Egyszerű elektronika" témák közt sokminden megtalálható, ahol az előtét-ellenállás és a tranzisztorok szerepe is alapvető fontosságú.

Az előtét-ellenállás az autóban: Feladat és működés

Az előtét-ellenállás egy elektronikus alkatrész, amely a ventilátor sebességének szabályozásához járul hozzá. Ez történhet elektronikusan, a légkondicionáló rendszeren keresztül, továbbá mechanikus módon is hozzájárulhat a szabályozáshoz, méghozzá egy forgókar segítségével. Ezáltal az előtét-ellenállás az autóvillamossági rendszerek biztonságos működéséhez járul hozzá.

Általában a műszerfal alatt, középen, a fűtőventilátor mellett található ez az elektronikus alkatrész. A fűtőmotor előtét-ellenállása pár ellenállásból, elektronikus vezérlőegységből és egy házból áll. A hűtőventilátor előtét ellenállás kocsink fűtő- és klímarendszerének oszlopos tagja. Ennek köszönhetően tudjuk az utastér levegőellátásának mértékét szabályozni.

Hogyan működik az előtét-ellenállás az autóban? Ha elindul a motor, áram halad keresztül rajta. Mivel sorba van kötve a motor az előtét-ellenállással, ugyanaz az áram megy át rajtuk, amit az említett elektronikus alkatrész szabályoz.

Az előtét ellenállás anyaga és felépítése gyártmányonként eltérő. Van például a ledes verzió, de léteznek úgynevezett fémréteg- vagy huzalellenállások is. Egy berendezéshez csak egy adott típusú és kapacitású előtét ellenállás alkalmazható.

Hűtőventilátor előtét ellenállás hibái Suzuki modellekben

Az előtét-ellenállás meghibásodásának jelei és okai

Honnan lehet tudni, hogy meghibásodott az előtét-ellenállás? Szabályozhatatlanná válik a ventilátor működése. Ez jelentheti azt, hogy egyáltalán nem működik a ventilátor, valamint azt is, hogy csupán a legmagasabb fokozatban használható az alkatrész.

A meghibásodás leggyakoribb oka a forrasztóón megolvadása. Ekkor az összeforrasztott elektródákon hő hatására megolvad a forrasztóón és ennek következtében szétválnak az érintkezők. Ennek a folyamatnak az eredményeként megszakad az áramkör és meghibásodik az előtét-ellenállás.

Gyakran okozhat gondot, hogy túl magas hőmérséklet mellett üzemel az előtét ellenállás. Tipikusan ilyen eset lehet, ha nem cserélik időben a pollenszűrőt, vagy folyamatos a kánikula, netán alacsony fordulatszámon dolgozik a hűtőventilátor. Bármelyik helyzet is álljon fenn, az előtét ellenállás túl fog melegedni. A hűtőventilátor más meghibásodást is eredményezhet, például, ha elakadnak a lapátjai, s emiatt kiég az előtét ellenállás.

A különböző szennyeződések és nedvesség sem tesznek jót neki, de főleg az előtét ellenállás nyomtatott áramköreinek. Korróziót indíthat be, ha túl magas az utastér levegőjének páratartalma, s emiatt az alkatrészben is nő a páratartalom. Ilyen esetben szinte mindig oxidálódnak az érintkezők. Korrózió okozó tényező lehet még az alkatrész házának sérülése. Amennyiben túlfeszültség keletkezik a kocsi áramkörében, netán valamilyen oknál fogva járó motornál csatlakoztatjuk le az akkumulátort, akkor megolvadhatnak az érintkezők. Ennek egyértelmű jele, hogy képtelenség kikapcsolni a ventilátort, csak akkor áll le, ha a kocsit is leállítja.

Mivel az előtét-ellenállás folyamatos terhelésnek van kitéve, gondos körültekintést igényel a beszerzése. Olyan alkatrészt érdemes vásárolni, amely tartós, ellenálló és bírja a folyamatos terhelést. Cseréje szakembert igényel, ára természetesen típusonként és gyártmányonként eltérő. Az előtét ellenállás ár azonban általában nem olyan magas, hogy megérje rosszabb minőséget választani. Ha meghibásodik az előtét ellenállás, mindenképp cseréltetni kell, mégpedig egy jó minőségű alkatrészre. Ez különösen fontos az élettartam szempontjából. Egyesek házilag kísérleteznek az előtét ellenállás javításával, ám az előtét ellenállás javítás általában ilyenkor nem jár sikerrel.

Hűtő előtét ellenállás probléma a Citroen Xsara Picassoban?

Az előtét-ellenállás alapelve: LED-ek védelme

Az előtét-ellenállás elve nem csupán az autókban, hanem az alapvető elektronikai áramkörökben is kulcsszerepet játszik, például a LED-ek (fénykibocsátó diódák) meghajtásánál.

Az alacsony fogyasztású LED-ek alkalmazásánál különösen fontos az áram korlátozása. Sematikus rajzként a LED ugyanúgy kerül ábrázolásra, mint egy dióda: nyílként jelenik meg, és a kijövő fény külön van feltüntetve a rajzon.

Miért kell ellenállás a LED elé?

Ha csak egyetlen LED-et kell csatlakoztatni, akkor az a legegyszerűbb, ha egy ellenállással sorosan kötjük. A LED-et reprezentáló, rajzolt nyílnak pozitív saroktól a negatív felé kell mutatnia, hogy működjön. Hiszen a LED is egy dióda: ez azt jelenti, hogy az ellentétes irányban az áramot „blokkolja” (nem folyik az áram, így nem is történik semmi). A rajzot megnézve látszik, hogy a LED bekötése sorosan történt egy ellenállással - azaz a sorba kapcsolás miatt nem számít a sorrendjük. Az áramnak ígyis-úgyis egyetlen útja van csak. Az egyetlen kikötés, hogy a LED pozitív és negatív oldala megfelelően legyen bekötve.

De akkor mit keres ott az az ellenállás? Nos, a LED-ek (mint minden dióda) nagyon különösen viselkednek a feszültség és áram tekintetében. Ábrázolva az átfolyó áramot a rákapcsolt feszültség függvényében, a görbén azt látjuk, hogy egy bizonyos feszültség alatt semmi sem történik, azaz nem folyik áram. Ha nem folyik áram, akkor az ellenállás mintha ott sem lenne (U = I x R, azaz 0 x bármi még mindig 0!). Egy bizonyos küszöb felett a LED elkezd vezetni és áram folyik át rajta - és megindul a fény kibocsátása is. Ennek a küszöbértéke a működési grafikonról leolvasható. A LED csak a küszöb felett bocsát ki fényt. A LED fényerejét a rajta keresztül folyó áram erőssége határozza meg - de a LED-ek is csak bizonyos mennyiségű áram átbocsátásáig képesek működni: a túl nagy áram illetve a keletkező hő miatt a szerkezete megsérül. A víz-analógia szerint a LED olyan, mint egy gát, amely nem engedi át a vizet, amíg el nem ér egy bizonyos szintet a víz magassága. Amint ez megtörténik, minden rohamosan megváltozik.

A vezetési küszöb a LED típusától függ: piros LED-ek esetén 1,4V körül, kék LED-ekkel inkább 3V a működési limit. Ezért nem csatlakoztatható a LED közvetlenül az áramforráshoz. Más szóval: ha a feszültség túl alacsony, semmi sem fog történni. És ha túl magas, akkor a diódán átfolyó áram hatalmas lesz (és elpusztítja a LED-et, azaz önmagát).

Gyakorlati LED ellenállás útmutató

Megoldás lehet, hogy a LED meghajtófeszültségét beállítjuk és azon a fix feszültségen használjuk. Csakhogy a gyártási szórásból adódóan van kb. 20% fényerősség-szórás a LED-ek fényerősségében, és a félvezető hőmérséklete is befolyásolja a görbét. A működés során meg nem igazán van mód arra, hogy folyamatosan állítgatni lehessen a működési feszültséget. De sok esetben nem is szabályozható a rendelkezésre álló feszültség - például egy akkumulátor esetén. Nos, itt jön be a képbe az emlegetett ellenállás. Ez egy nagyon jó példa az ellenállások egyik nagy felhasználási területére: az áramkorlátozásra.

Ohm törvénye és az előtét-ellenállás kiszámítása

És itt jön képbe az Ohm törvény, azaz U = I x R. De mit is mond ki az Ohm törvény? Minél több áram folyik keresztül az ellenálláson, annál nagyobb feszültség mérhető rajta. Vagy egy ezzel egyenértékű kijelentés: minél nagyobb az ellenállásra kapcsolt feszültség, annál több áram folyik keresztül rajta. Fontos! Az eszközre jutó feszültséget szabályozzuk és ennek következménye az átfolyó áram! A beépített ellenállás miatt feszültségnek az áramra gyakorolt hatása ebben az LED-ből plusz ellenállásból álló áramkörben az alábbi módon változik: Az eredeti LED-grafikon függőleges „ága” kevésbé meredekké változott a beépített soros ellenállás miatt. Ahogy többletfeszültség jut az ellenállásra, fokozatosan nő az átfolyó áram is. Ez a hatás teljesen lineáris: következménye, hogy az 1,7V-os küszöbfeszültségű LED fényesebben világít 4,9V-os tápegységgel, mint a 3,3V-os tápegységgel.

Most már pontosan ki is lehet számítani, hogy mekkora ellenállásra van szükség. Tegyük fel például, hogy 3,3V-os tápegységgel szeretnénk meghajtani egy LED-et, és LED adatlapjából a görbesereg segítségével vagy a tapasztalataink alapján 10 mA (0,01A) áramot akarunk átfolyni rajta (a normál LED-ek esetén 5…20mA áramerősséggel lehet számolni). A LED nyitófeszültsége 1,7V (korábban már megállapítottuk), így a 3.3V betáp esetén az ellenálláson 1.6V lesz mérhető, ha azon 10 mA áram folyik át. Minthogy az ellenállás és a LED sorosan kapcsolódik egymáshoz az áramkörben - azonos az áram erőssége mindenütt. Mint a víz analógia esetén: ami befolyik, az a túloldalt ki is kell, hogy folyjon. Az ellenállás értéke így a már megismert Ohm törvényből: U = I x R írható így is: R = E / U formátumra is (ugyanaz a törvény, eltérő használat) tehát R = 1,6V / 0,010A = 160 Ω. Azaz az előtét-ellenállásnak a vázolt esetben 160 Ω-nak kell lennie.

Vegyünk elő egy LED-et, és kössünk vele sorba 160 Ω értékű ellenállást: a LED nagyszerűen működik a 3.3V-os tápegységgel. Azonban a 150 Ω-os ellenállás könnyebben beszerezhető - az áramkör ezzel is jól fog működni, mivel az ezzel korlátozott áram erőssége majdnem azonos (10,7mA). De mi a helyzet akkor, ha nincs 150 Ω-os ellenállásunk sem, csak 1 kΩ-os van hirtelen a fiókban? Nem okoz ez sem problémát, a LED-en keresztül átfolyó áram ekkor kisebb lesz: I = U/R, azaz 1,6V / 1000Ω = 1,6 mA. Ez a kis áramerősség általában még elég ahhoz, hogy a LED világítson (bár nem annyira fényesen, mint az előző esetben (150Ω esetén).

Tranzisztorok a szabályozásban és gyakori meghibásodások

A komplexebb elektronikus szabályozásokban, mint például az autó ventilátor vezérlésében, az előtét-ellenállások mellett vagy helyett gyakran tranzisztorok is szerepet kapnak. Ezek az aktív alkatrészek lehetővé teszik a precízebb és dinamikusabb szabályozást.

Ventilátor vezérlés tranzisztorokkal

A kapcsolás az LM317T típusú IC-re épül, amely rövidzár és termikus túlmelegedés ellen egyaránt védett. A kimeneti feszültséget a trimmer potival állíthatjuk be, a kimeneti áram pedig több amper lehet. Az áram nagy részét BD242 tranzisztor adja, amit (esetleg az IC-t is) hűteni kell! A kapcsolás rövid idejű kimeneti zárlatot is elvisel. Ha a bemenetre egyenfeszültséget adunk, pl. akkuról, azt közvetlenül a 4700 mikrós kondenzátorra kapcsolhatjuk, a 4 db BY359F dióda ekkor felesleges. A bemenő feszültség legalább 3V-al magasabb legyen, mint a kimenő. A LED fényereje kis mértékben arányos a kimenő feszültséggel. A kimenő feszültség az IC szabályozó és a kimeneti lába közé kötött 150 ohmos ellenállás csökkentésével max. 33V-ig növelhető. (Uki 24V esetén: R=100R/1W, a transzformátor 24V-os, az kondenzátorok 35V-os, a LED előtét ellenállása pedig 3,3k lesz.) Az áteresztő tranzisztor ( BD242 ) és az IC lehet közös hűtőbordán, házuk azonos feszültségen van. A kimenő áramot korlátozza a BC179-es tranzisztor és az Rf figyelő ellenállás. (pl. Rf=0,22 ohm esetén a kimenő maximális áram 3A-re lesz korlátozva.) Az áramkör némi átalakítással 10 A áram leadására is képes.

Gyakori hibák és diagnosztika

A fűtőszabályzó elektronika új ára kb huszonvalamennyi. Bontottat nekem sem javasolták. A régi néha javítható (talán tranzisztor cserével), de nálam nem jött be ez a művelet. Én újat vettem. Pl. vagy az előtét ellenállás vagy a tranzisztor/ok a ventilátor vezérlésében feladták... Ha klíma nélküli, vagy manual klímás akkor előtétellenállás van. Ha auto klímás akkor elektronikus szabályozású.

Tipikus hibajelenségek: Olyan hiba, hogy a fűtőventi nem áll le, csak egy fordulaton megy beállítástól függetlenül, az minek lehet a hibája Xsara I-nél? Olvastam tranzisztor, előtét ellenállás, vezérlő elektronika hibát külföldi fórumokon, de az autó típusa nem egyértelmű a hozzászólásokban. Szia. Köszönöm! Kettes és hármas fokozaton működik, csak egyesen nem, eddig azt olvastam, hogy tranzisztor hiba esetén csak négyesen egy. Az anyósülésnél a műszerfal alatt van a fűtőventilátor. Típushiba a Xsarákban. Keress rá a "tranzisztor" illetve "előtét ellenállás" kulcsszavakra! ...valószínű a szokásos tranzisztor betegség...bár lehet előtét ellenállás is kisebb eséllyel... Szia ! Szerintem a fűtőmotor vezérlő tranzisztorai adták meg magukat. Nálam pl. állandó maxon kezdett fújni és semmit sem lehetett kezdeni vele a cseréig.

Tranzisztor csere után sem változott a helyzet, ugyan úgy egy fokozatra sem reagál a ventillátor, régebben mikor tranzisztor hibás volt akkor max fokozatra állítva ment csak a venti, most semmi. Sziasztok, Utastér ventilátor tranzisztor csere után sem reagál a fokozatkapcsoló egyik állására sem, nem megy a venti. A ventilátor 4 eres csatlakozó kábelén kitudom mérni valahogy, hogy a fokozat állító lehet-e a hibás, tehát ha állítom a kapcsolót kéne változni a feszültségnek valamelyik kábelen?

A fűtőmotoron lévő elektronikán megadta magát a két tranzisztor. Nem nagy tétel és cserélni is egyszerű. Előzmény: Pongor J. Kapott 1-1 csapágyat, és egy barátom a munkahelyén műanyagból esztergált csapágy házat. Annyira passzentos és jó minden :) Ki lett cserélve a 2 tranzisztor is, mert rosszalkodott picit... Hézagolás is jó lett és végre szép csöndes. Ez a tranzisztor 120V;30 A; 200w -os típus ha jó a ventillátor vidáman el kell viselnie a rá jutó terhelést. Ha neked ismét elszállt vagy veszel nagyobbat bele, vagy megkeresed az elszállás okát.

Az alábbi táblázat összefoglalja az előtét-ellenállás és a tranzisztorok szerepét a ventilátor vezérlésében:

tags: #transistor #elotet #ellenallas

• Skoda Octavia 3 gyűjtői információk
• A CB650R E-Clutch: megújult sornégyes élmény
• Hol kapható Simson S51 kuplunglamella és mennyibe kerül?
• útmutató a Golf 4 fűtéskonzol világítás javításához
• Biztonságos elektromos hálózat: kismegszakító vs. olvadóbiztosíték