轉向信號閃光器在汽車上的應用

蔡偉學

（肇慶科技職業技術學院汽車工程系，廣東肇慶 526110）

0 引 言

在轉向信號系統或危急報警信號系統中，控制信號燈和指示燈閃爍發光的裝置稱為閃光繼電器，簡稱閃光器。為了指示車輛的行駛方向，便于交通指揮，汽車上都裝有轉向信號燈。當汽車轉向時，通過閃光器使左邊或右邊的前、后轉向信號燈閃爍發光。如遇危險情況，前、后、左、右轉向燈同時發出閃光，作為危險警報信號。所以，研究汽車閃光器在汽車上的應用就顯得尤為重要。

1 汽車用閃光器類型

汽車轉向燈的閃爍是通過閃光器來實現的，通常按照結構的不同和工作原理分為電熱絲式、電容式、翼片式、水銀式、晶體管式、集成電路式等。電熱絲式閃光器結構簡單，制造成本低，但閃光頻率不夠穩定，使用壽命短，信號燈的亮暗不夠明顯;電容式閃光器閃光頻率穩定;翼片式閃光器結構簡單、體積小、閃光頻率穩定、監控作用明顯、工作時伴有響聲;電子式閃光器具有性能穩定、可靠等優點。國產汽車目前使用較多的有電熱式和電子式兩種。

2 閃光器的結構與工作原理

2.1 電容式閃光器

2.1.1 電容式閃光器結構

電容式閃光器結構包括觸點、彈簧片、串聯線圈、并聯線圈、滅弧電阻、貼心、電解電容器、轉向燈開關、左轉向信號燈和指示燈、右轉向信號燈和指示燈及電源開關，如圖1所示[1]。

圖1 電容式閃光器

2.1.2 電容式閃光器工作原理

當汽車向左轉彎接通轉向燈開關8時，電流便從蓄電池正極、電源開關11、線圈3、觸點1、轉向燈開關8、左轉向信號燈及指示燈9、搭鐵、蓄電池負極構成回路，電流通過線圈3產生的電磁吸力大于彈簧片2的作用力，觸點1被打開，轉向燈處于暗的狀態。此時，蓄電池向電容器7充電，充電電流由蓄電池正極、電源開關11、線圈3和線圈4、電容器7、轉向燈開關8、左轉向信號燈及指示燈9、搭鐵、蓄電池負極構成回路。由于線圈4電阻較大，充電電流很小，轉向燈仍處于暗的狀態。同時，充電電流通過線圈3和線圈4產生的電磁吸力方向相同，使觸點繼續打開，隨著電容器兩端電壓的逐漸升高，其充電電流逐漸減小，線圈3和線圈4的電磁吸力減小，使觸點1重新閉合，轉向燈處于亮的狀態。此時，電容器7通過線圈4和觸點1放電，使線圈3和線圈4產生的電磁吸力方向相反，電磁吸力減小，故觸點1仍保持閉合，轉向燈繼續發亮。隨著電容器的放電，其兩端電壓逐漸下降，電流減小，在線圈3的電磁吸力作用下，觸點1重又打開，燈變暗。

2.2 電熱式閃光器

2.2.1 熱絲式閃光器

2.2.1.1 熱絲式閃光器結構

熱絲式閃光器結構主要由電磁鐵、觸點、觸點臂、電熱絲及附加電阻組成，如圖2所示。

2.2.1.2 熱絲式閃光器工作原理

熱絲式閃光器工作原理:觸點臂的一端用彈片鉚在支架上，另一端用和支架絕緣的電熱絲拉緊。平時由于電熱絲的拉力大于彈片的彈力，觸點保持在張開狀態[2]。在轉向時，當把開關撥至所要轉向的一方，電流經過附加電阻、電熱絲和轉向燈泡構成回路。由于電熱絲通過電流后，受熱膨脹而伸長，就放松了對觸點臂的拉力，觸點在彈片的作用下閉合，使附加電阻和電熱絲短路，電流經觸點和電磁鐵線圈構成回路。因電熱絲被短路，便冷卻收縮，又重新拉開觸點，電流流過電熱絲和附加電阻，如此反復循環。當附加電阻串聯電路時，流過的電流很小，燈泡亮度很弱，當附加電阻被短路后，電流增大，燈泡亮度增強，轉向燈變為一明一暗地閃爍。

2.2.2 翼片式閃光器

2.2.2.1 翼片式閃光器的結構

翼片式閃光器的結構由翼片、熱脹條、動觸點、靜觸點及支架等組成，如圖3所示。

翼片2為彈性鋼片，平時靠熱脹條3繃緊成弓形。熱脹條由膨脹系數較大的合金鋼帶制成[3]。

2.2.2.2 翼片式閃光器工作原理

翼片式閃光器是利用電流的熱效應，以熱脹條的熱脹冷縮為動力，使翼片產生突變動作，接通和斷開觸點，使轉向信號燈閃爍。

圖3 翼片式閃光器

1）當汽車左轉向時即接通轉向燈開關7，電流由蓄電池的正極→接線柱B→支架1→翼片2→熱脹條3→動觸點4→靜觸點5→支架8→接線柱L→轉向燈開關7→轉向信號燈9和指示燈8→搭鐵→蓄電池負極，形成回路，轉向信號燈9立即發亮。

2）熱脹條3因通過電流而發熱伸長，翼片2突然繃直，動觸點4和靜觸點5分開，切斷電源，于是轉向信號燈9熄滅。

3）當通過轉向信號燈的電流被切斷后，熱脹條開始冷卻收縮，又使翼片2突然彎成弓形，動觸點4和靜觸點5再次接觸，接通電路，轉向信號燈再次發光，如此反復變化使轉向信號燈一亮一暗地閃爍。

注意:電熱式閃光器的閃光頻率隨轉向燈的功率大小而變化。

2.3 電子閃光器

電子閃光器分為有觸點和無觸點、集成電路和晶體管等多種形式。

2.3.1 晶體管式閃光器

2.3.1.1 有觸點晶體管式閃光器

有觸點晶體管式閃光器的電路如圖4所示。

圖4 有觸點晶體管式閃光器的電路

當汽車向右轉彎時，接通電源開關SW和轉向燈開關K，電流路徑為:蓄電池正極→電源開關SW→接線柱“B”→電阻R1→繼電器J的常閉觸點P→接線柱“S”→轉向燈開關K→右轉信號燈→搭鐵→蓄電池負極，則右轉向信號燈亮。當電流通過R1時，在R1上產生電壓降，晶體管VT因正向偏壓而導通，集電極電流Ic通過繼電器J的線圈，使繼電器常閉觸點立即斷開，右轉向信號燈熄滅[4]。

晶體管VT導通的同時，VT的基極電流向電容器C充電。充電電路電流路徑為:蓄電池正極→電源開關SW→接線柱“B”→VT的發射極e、基極b→電容器C→電阻R3→接線柱S→轉向燈開關K→右轉向信號燈→搭鐵→蓄電池負極。在充電過程中，隨著電容器電荷的積累，充電電流Ib逐漸減小，晶體管VT的集電極電流Ic也隨之減小，當此電流不足以維持銜鐵的吸合而釋放時，繼電器J的常閉觸點J又重新閉合，轉向信號燈再次發亮。這時電容器C通過電阻R2、繼電器的常閉觸點J和電阻R3放電。放電電流在R2上產生的電壓降為VT提供反向偏壓，加速了VT的截止，使繼電器J的常閉觸點J迅速斷開[5]。當放電電流接近零時，R1上的電壓降又為VT提供正向偏壓使其導通。這樣，電容器C不斷地充電和放電，晶體管VT也就不斷地導通與截止，控制繼電器的觸點反復地閉合、斷開，使轉向信號燈發出閃光。

2.3.1.2 無觸點晶體管式閃光器

無觸點晶體管式閃光器的電路如圖5所示。

圖5 無觸點晶體管式閃光器的電路

當接通轉向開關后，晶體管VT1的基極電流由兩路提供，一路經電阻R2，另一路經R1和C，使VT1導通。VT1導通時，VT2，VT3組成的復合管處于截止狀態。由于VT1的導通電流很小，僅60 mA左右，故轉向信號燈暗[6]。與此同時，電源對電容器C充電，隨著C兩端電壓的升高，充電電流減小，VT1的基極電流減小，使VT1由導通變為截止。這時A點電位升高，當其電位達到1.4 V時，VT2，VT3導通，于是轉向信號燈亮。此時電容器C經過R1，R2放電，放電時間為燈亮時間。C放完電，接著又充電，VT1再次導通，使VT2，VT3截止，轉向信號燈又熄滅，C的充電時間為燈滅的時間。如此反復，使轉向信號燈發出閃光。改變R1，R2的電阻值和C的大小，以及VT1的β值，即可改變閃光頻率。

2.3.2 集成電路閃光器

上海桑塔納轎車裝用的電子閃光器的核心器件ICU243B是一塊低功耗、高精度的汽車電子閃光器專用集成電路[7]。U243B的標稱電壓為12 V，實際工作電壓范圍為9～18 V，采用雙列8腳直插塑料封裝，桑塔納轎車電子閃光器引腳及電路原理如圖6所示。

圖6 集成電路閃光器

內部電路主要由輸入檢測器SR、電壓檢測器D、振蕩器Z及功率輸出級4部分組成。

3 汽車閃光器常見故障的排除[8]

汽車閃光器很容易出現故障，特別是24 V汽車閃光器常出現閃光燈不亮或常亮的故障。其實只要打開閃光器的塑料外罩，就很容易排除故障繼續使用。閃光器原理很簡單，主要器件就是控制閃光燈閃爍的繼電器和控制繼電器工作的電子元件。繼電器都是嚴格按標準生產，出現故障的幾率很小，易壞的就是電子控制部分。大部分閃光器電路如圖7所示。

圖7 大部分閃光器的電路圖

電路設計要求R4電阻值小（約為 100～200 Ω），但R4承受電壓高，這樣功率就必須大。而現有閃光器R4的功率多為0.25 W，所以極易被燒毀，從而導致閃光器出現故障[9]。當閃光器出現故障時，只要把其塑料外罩打開，便能看見或聞到電阻R4有無燒毀。只要把燒毀的電阻R4取下，換上200 Ω，0.5 W的電阻，閃光器的故障便能排除。

閃光器的注意事項如下:

1）必須按規定的燈泡功率選用燈泡;

2）接線必須正確，B接蓄電池，L接轉向燈開關;

3）閃光器的閃爍頻率一般與燈泡功率有關，不得隨意配用。

4 結 語

目前，市場上還出現了一些設計有新型電路的閃光器，它具有良好的自動保護功能，在電路發生短路故障時，能自動停止閃光器和燈泡工作，駕駛員通過閃光器上裝有的故障指示直觀閃光器工作狀況，能隨時發現和排除故障。

[1] 李世清.電容式閃光器[J].汽車電器，1981（2）:56-57.

[2] 劉玉武.汽車轉向信號閃光器[J].汽車電器，2007（8）:8-13.

[3] 鐘顯南.汽車方向燈閃光器[N].電子報，2002-06-12（3）.

[4] 曾志銘.一種新型汽車LED燈閃光控制器[J].汽車電器，2009（4）:12-14.

[5] 李洪湖.一種車用電子閃光器的設計[J].汽車電器，2009（1）:13-14.

[6] 朱軍.伏爾加牌嘎斯24型小客車晶體管閃光器電路淺析[J].汽車電器，1983（2）:17-18.

[7] 李穎，程鋼，閆智義.一種自動閉口閃點儀閃光檢測電路[J].長春工業大學學報:自然科學版，2009，30（6）:718-720.

[8] 張興安.切諾基越野車轉向信號裝置工作原理與故障排除[J].汽車維修，2004（6）:50-52.

[9] 李振濤，王照兵.555時基電路閃光器在24 V汽車上的應用[N].電子報，2002-06-12（1）.