Vícejiskrový obvod CDI

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





Příspěvek vysvětluje vylepšený vícejiskrový obvod CDI, který je univerzálně vhodný pro všechny typy automobilů. Jednotku lze postavit doma a nainstalovat do konkrétního vozidla, aby se dosáhlo vyšší rychlosti a nižší spotřeby paliva.

Koncept okruhu

Následující diagram ilustruje vylepšenou verzi vícejiskrového obvodu CDI. V zásadě se může rozdělit do dvou samostatných fází.



Obě fáze obsahují ovladač IC IR2155 MOSFET s vestavěným 50% oscilátorem pracovního cyklu.

Horní stupeň skládající se z Q1, Q2 je konfigurován pro generování 300 V DC z dostupného napájecího zdroje 12V DC.



IC2 spolu s připojenými mosfety Q6 / Q7 tvoří obvod čerpadla typu push-pull pro střídavé nabíjení a vybíjení vysokonapěťového kondenzátoru přes připojenou zapalovací cívku.

Obvodový provoz

IC1 je zapojen pro oscilaci na přibližně 22 kHz podle výběru rezistoru 33k a kondenzátoru 102 přes pin2 / 3 a pin3 / zem.

To má za následek produkci střídavého přepínání jeho výstupních mosfetsQ1 / Q2 připojených přes piny 5/7.

Výše uvedené přepínání provádí reakci push push přes připojený transformátor, přičemž obě poloviny vinutí jsou střídavě nasyceny vedením mosfetu, což má za následek čerpání celého 12V DC přes dvě poloviny vinutí transformátoru.

Výsledkem této akce je zesílená indukce napříč sekundárním vinutím transformátoru, která vede k požadovanému napětí 300 V AC přepnutému na frekvenci 22 kHz.

Mosfety mají vlastní vnitřní přechodový ochranný systém zabudovaný ve formě 60V zenerových diod, které omezují vnitřní hroty na 60V a chrání je tak před příslušným nebezpečím. Také vnější hradlové 10 ohmové odpory zajišťují relativně exponenciální náboj a výboj vnitřního mosfetu kapacitní, čímž se snižuje hluk a rušení, které by jinak mohly nepříznivě ovlivnit elektrickou energii vozidla.

Je nainstalováno několik metalizovaných kondenzátorů s jmenovitým výkonem 10 uF, aby se oddělilo stejnosměrné napětí od T1 tak, aby Tr1 optimálně přijímal přepínání 12V přes jeho vinutí.

Zesílené napětí na výstupu TR1 je usměrňováno 4 diodami rychlého zotavení konfigurovanými jako můstkový usměrňovač.

Vlny jsou dále filtrovány metalizovaným vysokonapěťovým kondenzátorem dimenzovaným na 1uF / 275V
Dokonce i se všemi výše uvedenými vysoce účinnými a chráněnými obvody nemá stupeň IC1 schopnost os řídit výstupní napětí v reakci na vzestup a pokles vstupu 12V DC, který by za normálních okolností nebyl stabilní kvůli rychlostem vozidla a otáčkám alternátoru variace.

Abychom to zvládli, je zde začleněna inovativní funkce korekce výstupního napětí transformátoru pomocí obvodů zpětné vazby napětí zahrnujících ZD1 --- ZD4 spolu s Q3 a několika pasivními součástmi.

Čtyři zenery 75V začnou vodit, jakmile se napětí začne pohybovat nad značku 300V, což má za následek vedení Q3. Tato akce od Q3 vede k přetažení napětí pin1 IC1 z 12V na postupně 6V.

Pomocí možnosti Vypnout

Pin1, který je pinoutem vypnutí IC1, varuje IC, aby spustil svou interní funkci odpojení pod napětím, což má za následek okamžité vypnutí jeho výstupních pulzů, které následně vypnou mosfety pro daný konkrétní okamžik.

MOSFETY, které jsou vypnuté, znamenají, že žádné výstupní napětí a Q3 nejsou schopny vedení, což opět obnovuje obvod do původního funkčního režimu, a operace se opakují a otáčejí a udržují výstupní napětí zcela stabilizované na specifikované značce 300V voltů.

Další chytrou technikou zdokonalení, která se zde používá, je použití tří zpětnovazebních smyček rezistorů 33k od výstupu TR1 po napájení IC1.

Tato smyčka zajišťuje, že obvod zůstane funkční, i když vozidlo neprovozuje optimální rychlost nebo napájecí napětí výrazně poklesne pod požadovanou úroveň 12V.

Během takových situací udržuje diskutovaná zpětnovazební smyčka 33kx3 úroveň napětí na IC1 výrazně nad 12V, což zajišťuje optimální odezvu i za podmínek s prudkým poklesem napětí.

300V z TR1 je také aplikováno na IC2, který je specificky konfigurován jako ovladač vysoké úrovně MOSFET, protože zde jeho výstup není spojen se středovým odbočkovým transformátorem, spíše s jedinou cívkou, která potřebuje plný pohon napříč svým vinutím v dopředném směru během alternativní puls z IC2.

Díky IC IR2155, který má všechny potřebné funkce zabudované a efektivně začíná pracovat jako high side driver s pomocí několika externích pasivních dílů C1, C6, D7.

Funkce feritového transformátoru

Vedení Q6 / Q7 pumpuje 300V voltů z TR1 uvnitř připojené primární zapalovací cívky přes kondenzátor 1uF / 275V.

Vypočítaná konfigurace různých komponent přes pin2 a pin3 IC2 představuje zamýšlené vícenásobné jiskry přes připojenou cívku kvůli interakcím mezi těmito komponentami. Přesněji řečeno, součásti tvoří design časovače pomocí odporu 180k na pin2 spolu s kondenzátorem 0,0047uF přes pin3 IC2.

10k rezistor a kondenzátor 0,0047uF mezi pin3 omezuje nadproud, zatímco je spouštěn obvodem MMV.

Výstup z Q5 umožňuje nízkonapěťový výstup pro integraci tachometru, aby bylo možné poskytovat platné hodnoty na měřiči, místo aby se připojoval přímo k zapalovací svíčce.

Pokud se zdá, že funkce vícenásobného jiskření není tak užitečná nebo z nějakého důvodu nevhodná, lze ji úspěšně deaktivovat odstraněním rezistorů C3, D10, D11 a několika 180k rezistorů spolu s rezistory 33k a 13k. Rovněž nahrazením rezistoru 33k rezistorem 180 k a krátkou linkou místo D10.

Výše uvedené mody přinutí IC2 generovat pouze jediné 0,5ms pulsy, jakmile se spustí Q7. Zapalovací cívka nyní vystřeluje pouze v jednom směru, když je Q7 ZAPNUTO, a jednou v opačném směru, když je Q6 ZAPNUTO.

Přidružený MOV neutralizuje jakoukoli možnost přechodů vysokého napětí v případě, že výstup zapalovací cívky zůstane otevřený.

Pár 680k rezistorů napříč C2 poskytuje bezpečnou vybíjecí cestu pro C2, kdykoli je cívka odpojena od obvodu.

To chrání obvod a uživatele před ošklivým vysokonapěťovým výbojem z C2.

Kruhový diagram

IC1 a IC2 jsou oba IR2155 nebo ekvivalentní

Detaily vinutí TR1:

Začněte od kolíku 7 (levá strana) s použitím 0,25 mm smaltovaného super smaltovaného měděného drátu, jak je znázorněno na obrázku, a končíte na kolíku 8 (levá strana) o 360 otáček.

Tím je sekundární vinutí dokončeno.

Pro primární boční vítr bifilárním způsobem, což znamená navíjení obou vinutí společně, počínaje na pin2 a pin4 (pravá strana) a končící po 13 otáčkách na pin11 a pin9, respektive (levá strana), pomocí drátu 0,63 mm.

Použitá cívka je vhodná pro feritové jádro N27

L1 je 12 závitů 1 mm drátu na Neosid Ringcore 17-732-22

Návrh transformátoru




Předchozí: Jednoduchý obvod FM rádia pomocí jediného tranzistoru Další: Obvod jednoduchého televizního vysílače