[VladimirBSKB 0]

Есть мысль собрать CDI зажигание для авто. Суть устройства: Разряд конденсатора 1,5 мкФ, заряженного до 350В, на катушку зажигния с помощью тиристора за один период колебания (то есть возможен частичный разряд конденсатора). Существующие схемы, как правило, времен великой страны советов, и собраны по соответствующей тем временам схемотехнике. Что в них не устраивает, так это автогенераторный преобразователь 12-350В без обратной связи и с низким кпд. А потому требуется спроектировать устройство заряда конденсатора с параметрами:

- напряжение питания 10...15, а лучше 8...15 Вольт

- напряжение заряда конденсатора 350В +/- 5В

- время заряда конденсатора 5 мс

- желательно гальваническая развязка высоковольтного выхода (нельзя соединять земли, т.к. катушка зажигания коммутируется именно по минусу, но возможны варианты)

- некритичность к длительному КЗ на выходе

- доступность элементной базы (на распространенных копонентах)

- ну и само собой высокая надежнось и живучесть схемы.

 

Если у кого есть мысли какую топологию выбрать и как реализовать - предлагайте.

К чему пришел на данный момент:

- обратноход на UC384Х, с обратной связью по напряжению. Недостаток - датчик тока с падением 1В, что при питании 12В съест ~10% КПД от итак не самой лучшей в этом плане схемы. Возможно как датчик тока поставить токовый трансформатор, но не уверен.

- двухтактник типа push-pull 12В-200В + флайбэк на той же UC384X, но слишком много деталей и сомнительный выигрыш в кпд.

- двухтактник на IR2153 или любом другом ШИМ + реактивный балласт (индуктивность) по первичке. Из минусов - неоптимальная кривая заряда, в идеале нужен источник тока. Ограничение заряда - компаратор, отключающий преобразователь.

- однотактник прямоход (впринципе можно и двухтактник), пусть даже на 555 таймере в ШИМ режиме, с положительной обратной связью по выходному напряжению. То есть ноль на выходе - ширина импульса минимальна, по мере заряда конденсаора ширина импульса увеличивается, не давая сильно спадать зарядному току. Отключение как и в предыдущем случае отдельным компаратором (для надежности компаратор можно сделать с некоторым гистерезисом). Недостаток - отсутствие непосредсвенной ОС по току, необходимость настройки.

- двухтактник с ОС по току через оптопару, либо по первичке токовый транс с поцикловым ограничением. Для меня самый сложный в реализации, мало опыта с токовыми трансформаторами + двухтактный контроллер с поцикловым ограничением.

 

 

[Starichok51 0]

из всего перечисленного реальным видится только обратноход на UC3843/3845 с трансформатором тока в качестве датчика.

в советское время я делал зажигание для контактной системы (с прерывателем). там накопление энергии шло два раза: при размыкании прерывателя и при замыкании. дроссель, соответственно, был не маленький. дроссели делал из телевизионных ТВЗ - выходных трансформаторов звука.

разряд конденсатора шел через тиристор по затухающему колебательному процессу, то есть получалось несколько искр. нагар со свечей выгорал буквально за 3-4 часа поездки.

стабилизации выходного напряжения на конденсаторе не было, да она и не нужна вовсе.

[VladimirBSKB 0]

Рискну несогласиться с Вами по некоторым моментам. Стабилизация напряжения поддерживает строго определенную энергию искры, причем энергия зависит квадратично от напряжения на емкости. Кроме того, во время заводки нужна энергия никак не меньше чем в рабочем режиме, а в режиме просевшего питания без стабилизации напряжение на конденсаторе, а соотв. и мощность будет снижена. Многоискровой колебательный режим для очищения электродов хорош, но опять же смысл всех этих заморочек - получение короткой мощной искры, без задержки для накопления энергии как в стандартном зажигании. Да и времени в одноискровом режиме для заряда конденсатора остатся куда больше. Да и нагар на электродах в стандартном моторе в исправном состоянии практически не обрауется. Еще один плюс мощного зажигания - возможность некоторого обеднения смеси, что улучшит экономичность и выбросы СО. Делается это все для карбюраторного мотора, а потому может оказаться весьма актуально.

Изменено 20 декабря, 2013 пользователем Herz
Избыточное цитирование

[Starichok51 0]

я тоже позволю себе не согласиться с вами.

на низких оборотах там получалось больше время между размыканиями и замыканиями прерывателя. поэтому больше накапливалось энергии в дросселе, поэтому при пуске получалось большое напряжение на конденсаторе. а на высокоих оборотах напряжение и, соответственно, энергия снижались.

 

[VladimirBSKB 0]

Да, наверное в вашем случае так оно и было, но у меня задача другая и подход несколько другой, тем более зажигание бесконтактное, с датчиком холла, по фронту сигнала с которого должна выдаваться искра. Но суть даже не в этом, тему создал для решения конкретной задачи - заряд конденсатора. Вы рекомендуете делать флайбэк с токовым трансформатором, тогда вопрос - какой реальный кпд, хотя бы примерно, можно ожидать от него с коэффициентом трансформации K=35, и при максимальной мощности до 20 Вт?

Изменено 20 декабря, 2013 пользователем Herz
Избыточное цитирование

[Starichok51 0]

вы хотите заряжать 1,5 мкФ до напряжения 350 Вольт. получается энергия 0,091875 Дж.

какие у вашего двигателя максимальные обороты?

например, если возьмем 9000 об/мин. это 150 об/с, или 300 импульсов (искр) за секунду. то есть, время заряда емкости следует делать не более 3 мс (а не за 5 мс).

теперь умножим энергию на число импульсов: 0,091875 * 300 = 27,5625 Ватта.

то есть, мощности преобразователя 20 Ватт вам уже не хватит.

а лучше сделать с запасом, скажем, 30 Ватт. такая мощность понадобилась бы, если бы обратноход работал в стационарном режиме на обычную нагрузку.

но при накоплении конденсатором энергии в обратноходе обратная связь еще не работает, и контроллер пытается держать максимальную ширину импульса. и для UC3843 окончание импульса определится связью на 3 ногу.

далее.

накопление энергии идет по нелинейному закону. и чтобы зарядить конденсатор за 3 мс, понадобится в 2 или даже более раз выше мощность.

итого переходной режим (заряд выходной емкости) обратнохода нужно считать на 60-70 Ватт.

а вы просите скромно всего 20 Ватт...

какой кпд можно получить в обратноходе - на вскидку не скажу. но примерно процентов 80% можно ожидать.

откуда родился коэф-т трансформации 35? в обратноходе можно сделать в 2-3 раза меньше.

 

 

[VladimirBSKB 0]

Расчетные обороты 6000 в минуту, это 200Гц частота искр, 5мс период, разряд вроде как не более 100 мкс, точно не помню источник информации указать не могу, но по величине индуктивности катушки и емкости прикинуть можно. Если заряд постоянным током, то и мощность постоянна во время заряда. Но даже 50Вт обратноход сделать не проблема, тем более опыт с сетевым обратноходом имеется. Да, спасибо что напомнили про коэффициент трансформации в обратноходе, действительно можно отраженное напряжение и повыше сделать, забылся я, признаюсь. Ну что, раз остальные пока молчат, прислушаюсь к вашему мнению и попробую 50 ваттный обратноход для начала, а еще наверное можно и на двухтактном ШИМ контроллере с встроенным поцикловым ограничением тока, но это уже сложнее..

 

Ещё раз. Аккуратнее с цитированием! Для того, чтобы ответить оппоненту, совсем не обязательно бездумно жать на кнопку "Reply".

Изменено 20 декабря, 2013 пользователем Herz
Избыточное цитирование

[НЕХ 4]

В прошлом веке увлекался зажиганием.

Обратноходовый преобразователь 12В -> 300В на колечке, электролитический накопительный конденсатор, полумост, нагруженный резонансной ёмкостью и катушкой зажигания.

На выходе полумоста импульс единицы миллисекунд, что приводит к возникновению 2 серий разрядов.

 

А для апгрейда контактного зажигания использовал простой IRFP360 с парой трансилов, с прерывателем в цепи истока.

И контакты самоочищаются, и потерь на дугообразование нет ! :disco:

Изменено 20 декабря, 2013 пользователем НЕХ

[VladimirBSKB 0]

Herz, приму во внимание, просто привычка цитировать сообщение на которое отвечаю..

 

НЕХ, почему именно полумост? Почему не тиристор? Может лучше и мне применить такое решение?

[НЕХ 4]

НЕХ, почему именно полумост? Почему не тиристор? Может лучше и мне применить такое решение?

искр больше в 2 раза.

лучше - купить современное авто.

 

[perfect 0]

 

лучше - купить современное авто.

Последняя более менее нормальная модель авто - VW гольф1 дизель :)

Изменено 20 декабря, 2013 пользователем perfect

[VladimirBSKB 0]

Лучше то оно лучше, только в нашей стране с автомобилями вообще проблема, цены завышены в 1,5.. 2 раза, и это на новые. И вообще мечтаю о мерседесе w123, восстановить и ездить - ретро, классика, настоящий дизайн..

По теме, поразмыслил, действительно полумост в этом плане эффективнее, да и преобразователь 12в>350в будет работать в более равномерном режиме. Таким образом, по топологии вопрос решен, о результатах отпишусь как только будет реализовано в железе, думаю еще много кому пригодится.

 

perfect, интересное решение и простое, но мне страшно от того, что через резистор 0,02 Ома будут броски тока до 0,7В/0,02Ом=35А(!).

Изменено 21 декабря, 2013 пользователем Егоров
Флуд

[perfect 0]

perfect, интересное решение и простое, но мне страшно от того, что через резистор 0,02 Ома будут броски тока до 0,7В/0,02Ом=35А(!).

Одно нажатие на педаль газа расходует несравнимо большее энергии :)

 

Такой вот ток, источник ватт 80 всё-таки.

 

Можно попробовать уменьшить потери на резисторе:

Изменено 20 декабря, 2013 пользователем perfect

[VladimirBSKB 0]

Так прикинул... Очень приблизительно, заполнение 1/2 периода, треугольная форма тока, действующее значение 9А, резистор не более 2 Вт мощности требуется.. Что наверное очень даже неплохо для 80-ти ватт в данном случае. Надеюсь схемка не только в SwCad работает По трансформатору все стандартно считается?

Есть тут еще одна мысль, на 555 кмоп таймере в ШИМ режиме преобразовывать 12в в 350в постоянки на приличной емкости 100-200 мкФ, и с нее уже полумостом коммутировать как тут ранее было написано.

 

Вот схемка повышающего преобразователя, путем нехитрых манипуляций лего переделать в прямоход или обратноход. Только защит нет никаких, но можно добавить, например по падению на полевом транзисторе, правда тогда еще и компаратор пропишется в схеме. Ну и выход таймера повторителем усилить.

[perfect 0]

Надеюсь схемка не только в SwCad работает По трансформатору все стандартно считается?

Надо чтоб глянули более опытные.