Etude d`un relais statique de démarreur 50

Etude d’un relais statique de démarreur 50-100Amp
Pour scooters équipés moteur GY6
G.TREELS 11/2010
Ce document est libre de droit. L’auteur souhaiterait simplement être cité, en cas de reproduction.
Monsieur Georges Cauwenbergh est, une fois de plus, chaudement remercié, pour sa participation.
Préambule.
Les relais de démarrage sont globalement peu coûteux, en version électro-mécanique, mais, revers de la
médaille, ils sont peu fiables.
Résistance de contact, qui augmente au fil du temps, bobine coupée (vibrations), voir, parfois, soudage pur et
simple des contacts puissance.
La solution idéale, est le remplacement par un relais statique. En mode CC, du MOS-FET s’impose.
Oui, mais … Comme souvent, dans les systèmes « automotive », le moins alim est à la masse.
* Première contrainte, obligation d’utilisation de FET canal P.
* Le courrant : Relativement important (de 55 à 100A, suivant cylindrée, et compression).
* Un très faible Rds, et un Ids important.
* Troisième souci, le démarreur est un moteur CC, à balais, générant pas mal de pic’s de tensions assez
destructeurs, pour l’organe de commande. D’ou, nécessité de bien protéger le tout.
* Quatrième problème, la commande, qui doit être « Plug & Play », avec le connecteur d’origine.
Là, l’examen des schémas de diverses machines est assez déconcertant :
-
La sécurité frein (à enclencher d’abord) nous délivre du + 12.
Le contacteur de démarrage (à enclencher ensuite) nous délivre de la masse.
Dans ces conditions, une seule solution : La séparation galvanique de la commande.
Notons, au passage, que cette technique, permettra d’utiliser cette étude pour une foule d’autres applications.
* Enfin, dernier souci, la réalisation d’un PCB susceptible « d’encaisser » ces intensités, sous un encombrement
raisonnable.
Schéma de l’électronique retenue.
La partie gauche (sous pointillés) correspond au câblage d’origine de la plupart des scooters chinois.
R1 fixe le courrant de la led du coupleur optique 4N28 autours de 25 mA.
Le collecteur du phototransistor, incorporé, au 4N28, est directement connecté au gate de T2.
En fait, AUX gates. En effet, T2 est constitué de deux MOSFET SUP03-07 en parallèle.
C1, D1, C2, D2 et D3 protège le montage, contre les « méchancetés », d’une charge, tout sauf ohmique.
Aspects mécanique de la réalisation.
Problème crucial : Passer 50 à 100 ampères, sur du PCB classique (0.35µ cuivre), de façon propre, et sous un
encombrement réduit.
La solution, passe par l’élaboration d’un PCB double face, avec des pistes aussi larges que possible, et de
nombreuses traversées soudées recto-verso.
La connectique de raccordement du démrarreur se limitte à deux boulons de 6, inox (si vous disposez de boulons
cuivre, c’est mieux), et du connecteur de commande, d’origine (fils vert/jaune, et rouge/jaune).
Typons.
Coté composants :
L’autre coté :
Câblé dessus :
Câblé dessous :
Toujours pour la robustesse, de l’électronique embarquée, les collages :
Et dessous :
Enfin, vue de la chose, implantée dans un JMSTAR CJ12M :
Un peu de mousse, et un simple rilsan, suffisent a assurer une bonne fixation.
Liste des composants :
R1 : 470
R2 : 100K
R3 : 1K
Opto-coupleur : 4N28
C1 : 1000µ25V
C2 : 0.1µ
D1 : Zener 20V 0.5W
D2 D3 : FE6D (Fast recovery 3A)
T1 T2 : MOSFET CP SUP75P03-07-E3 (dispo’s chez Farnell)
Bonne réalisation.