Блок контрольный ксенон: контроль и управление автомобильным ксеноном

В последние годы на автомобилях все более широкое распространение получают ксеноновые лампы. Работа этих ламп возможна только благодаря специальным устройствам — контрольным блокам ксенона. Все об этих устройствах, их типах, схемах и функционировании, а также об их подборе и монтаже читайте в статье.

Что такое контрольный блок ксенона?

Блок контрольный ксенона (электронный пускорегулирующий аппарат, ЭПРА, балласт, блок розжига) — компонент автомобильной электрической системы освещения на основе ксеноновых газоразрядных ламп (HID-ламп); электронный блок, обеспечивающий формирование высокого напряжения питания ксеноновых ламп, а также выполняющий функции контроля и управления их работой.

Основная сложность реализации автомобильной системы наружного освещения на основе газоразрядных ксеноновых ламп — необходимость подачи на лампы тока высокого напряжения. Так, для розжига ламп необходим импульсный ток с действующим напряжением до 30 киловольт, а для поддержания загоревшейся дуги нужен постоянный ток с напряжением 80 вольт. Напряжение в автомобильных системах составляет 12 и 24 вольта, поэтому для питания ксенона необходимо применение специального оборудования — блоков розжига и контрольных блоков (или ЭПРА), которые обеспечивают работы высоковольтных источников света при низковольтном питании.

Контрольный блок ксенона выполняет несколько функций:

• Преобразование тока низкого напряжения 12 или 24 вольта в ток высокого напряжения 500 вольт и 23-30 киловольт;
• Первоначальный запуск ксеноновых ламп при включении фар;
• Поддержка стабильной работы ксеноновых ламп после запуска;
• Контроль параметров ксеноновых ламп и другого оборудования;
• Обеспечение безопасности при работе ксенона, аварийное отключение или изменение режима работы оборудования;
• В системах би-ксенон — переключение между лампами в зависимости от выбранного режима освещения (дальний или ближний свет).

Контрольный блок обеспечивает возможность работы ксеноновых ламп на автомобиле, повышая безопасность системы (так как в ней действуют опасные для жизни токи высокого напряжения) и удобство управления ею. Чтобы сделать верный выбор устройства на замену неисправному или для монтажа нового головного света, необходимо разобраться в их типах, конструкции и особенностях.

Типы и характеристики контрольных блоков ксенона

Сегодня всю аппаратуру, которая необходима для работы ксеноновой лампы, называют по-разному — блоками розжига, контрольными блоками, балластом, контроллерами и т.д. Блоки розжига обеспечивают первоначальный запуск ламп, балласт снижает напряжение до рабочего уровня 80 вольт, контрольный блок и контроллер управляет работой системы, и т.д. Обычно эти устройства объединены в единый блок (или в блок с вынесенными модулями), так что нет смысла говорить о них по раздельности. Поэтому в дальнейшем речь будет идти об оборудовании автомобильного ксенона, которое обычно называют контрольными блоками.

Контрольные блоки можно разделить на несколько типов по роду тока питания ламп, наличию «обманок» для обхода встроенной защиты, электрическим характеристикам и конструктивным особенностям.

По роду тока блоки бывают двух типов:

• С питанием ламп постоянным током (DC);
• С питанием ламп переменным током (AC).

Устройства первого типа запускают лампу единичными высоковольтными импульсами, накопленными в конденсаторах или ионисторах, а после розжига питание лампы осуществляется постоянными током напряжением 80 вольт. Устройства второго типа запускают лампу переменным током напряжением до 30 киловольт, а затем питают ее переменным током с действующим напряжением 80 вольт. Блоки обоих типов находят применение за счет своих преимуществ: блоки DC — вследствие невысокой цены и простоты конструкции, блоки AC — благодаря щадящему отношению к лампам (продлевают срок службы в 1,5-2 раза) и лучшему качеству.

Контрольные блоки могут иметь два конструктивных исполнения:

• Раздельное — низковольтные и высоковольтные цепи разделены на отдельные блоки, низковольтная часть выполнена в корпусе балласта, высоковольтная — в корпусе игнитора (стартера), который может совмещаться с патроном лампы;
• Моноблок — все цепи расположены в общем блоке, из которого выходят кабели питания, высоковольтный кабель на лампу и провода цепей управления.

Моноблоки встречаются реже раздельных устройств, так как они менее надежны и представляют определенную опасность при обслуживании. В раздельных блоках высоковольтная часть вынесена и расположена наиболее близко к лампе, что снимает необходимость применения специальных высоковольтных проводов. Также раздельные блоки проще в ремонте, так как их части могут заменяться.

Блоки могут быть нормальной толщины и компактные (slim), что обуславливает возможности их монтажа.

Устройства могут оснащаться выносными «обманками» — устройствами, которые посредством шины CAN подключаются к бортовому компьютеру, и обеспечивают нормальную работу ксеноновых фар. Такие блоки применяются в автомобилях с системой диагностики головного света — ксеноновое оборудование распознается такой системой, как неисправная лампа, и отключается. «Обманка» подает на систему диагностики сигнал об исправности лампы, позволяя нормально эксплуатировать ксенон.

Из электрических характеристик контрольных блоков ксенона следует выделить следующие:

• Напряжение питания — 12 или 24 вольта;
• Мощность ламп — существуют варианты на 35, 50/55 и 75 ватт;
• Напряжение питания ламп — 80 вольт (стандарт для большинства автомобильных газоразрядных ксеноновых ламп);
• Напряжение розжига ламп — 23-30 тысяч вольт.

Также можно указать на потребляемую устройством мощность, но она, как правило, на несколько ватт выше мощности подключаемых к данному блоку ламп.

Конструкция и принцип работы контрольных блоков ксенона

Все контрольные блоки ксенона работают на единых принципах и практически одинаковы конструктивно. Каждое такое устройство разделено на два контура:

Внутреннее устройство контрольного блока ксенона

• Контур низковольтных цепей (балласт или контрольный блок) — часть, в которой происходит преобразование напряжения 12 или 24 вольта в напряжение около 500 вольт с последующим понижением его до 80 вольт;
• Контур высоковольтных цепей (стартер, игнитор) — часть, в которой полученное от низковольтного контура напряжение 500 вольт повышается до 23-30 киловольт для запуска ламп.

В комплектах би-ксенона также присутствует контроллер — выносное устройство, обеспечивающее коммутацию двух ламп (дальнего и ближнего света) без длительного их розжига и выхода на рабочий режим.

Основу устройства составляет высоковольтный преобразователь, который обеспечивает повышение напряжения АКБ или генератора до значений в 500 вольт — именно это напряжение повышается вторым преобразователем до 23-30 киловольт для розжига ксенона, а затем оно балластом понижается до 80 вольт для поддержания горения электрической дуги. Причем в устройствах постоянного тока используются относительно простые схемы формирования одиночных импульсов или серии импульсов высокого напряжения для розжига ламп, а в устройствах переменного тока применяется инвертор, обеспечивающий относительно долговременную (3-5 секунд) подачу на лампы переменного тока высокого напряжения.

Также в контрольный блок встроены схемы управления и контроля, которые отслеживают текущие электрические параметры устройства, обеспечивают своевременное переключение режимов работы (розжиг, питание), защиту от коротких замыканий или перемены полярности компонентов, и т.д.

Работает блок ксенона следующим образом. При включении фар головного света блок формирует импульсное или долговременное переменное напряжение в пределах 23-30 киловольт, которое поступает на лампы — в них происходит разряд и зажигается электрическая дуга. После розжига дуги высоковольтная часть блока отключается, а напряжение понижается до 80 вольт — этого достаточно для стабильного горения дуги. При отключении света с ламп плавно снимается напряжение, и они гаснут, при следующем включении света все описанные процессы повторяются.

Как правильно подобрать и установить контрольный блок ксенона

Монтаж контрольного блока ксенона

Приобретать контрольные блоки ксенона необходимо, исходя из типа света (ксенон или би-ксенон), электрических характеристик бортовой электросистемы и ламп, и конструктивных особенностей автомобиля. Для обычных систем подходят стандартные блоки на напряжение питания 12 или 24 вольта для ламп мощностью 35 или 50/55 ватт. Для систем би-ксенон дополнительно должен присутствовать контроллер либо иной блок управления лампами. Для автомобилей с системой диагностики ламп нужен контрольный блок с «обманкой». А что касается конструкции, то можно брать блоки либо в обычном корпусе, который требует много места для монтажа, либо в тонком, который можно установить в нише фары. Также удобство монтажа в каждом конкретном автомобиле могут обеспечить раздельные устройства или блоки в едином корпусе.

Количество блоков должно соответствовать числу установленных ламп, обычно используется два блока — по одному на фару. Их монтаж необходимо выполнять в соответствии с инструкцией и с соблюдением требований техники безопасности (так как действует высокое напряжение!). При верном монтаже вся система сразу начинает работать и в ближайшее время не потребует обслуживания.