мая 19

СПРАВОЧНИК
ПО УСТРОЙСТВУ И РЕМОНТУ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ АВТОМОБИЛЕЙ
ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ
Настоящий справочник содержит данные о различных устройсжах, исполь­зуемых в автомобильной технике. Материал систематизирован таким образом, чтобы читатель мог обеспечить грамотную эксплуатацию, применение, ремонт и даже изготовление автомобильного электрооборудования в домашп» условиях.
Помимо этого приводится информация об отечественных и импортных микросхемах, транзисторах и диодах, применяемых в приборах для автомо­билей, указаны возможные замены этих элементов. В книге также представле­но множество принципиальных схем и печатных плат коммутаторов и других электронных изделий используемых в автомобиле.
Рассмотрены вопросы модернизации и оригинального использования описы­ваемых приборов. т
Книга будет полезна широкому кругу автомобилистов и радиолюбителей, а также работникам ремонтных служб и заводов изготавливающих > i мрообору-дование для автомобилей.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение………………………………………………………………………………………………….5
Система обозначений приборов электрооборудования
применяемая в автомобильной промышленности…………………………………………………………….6
Сокращения, принятые в справочнике……………………………………………………………………………..7
1. Система зажигания…………………………………………………………………………………………………………8
1.1. Общие сведения…………………………………………………………………………………………………….8
1.2. Основные элементы системы зажигания………………………………………………………………..8
1.3. Классификация батарейных систем зажигания………………………………………………………9
1.4. Требования к системам зажигания. Основные параметры……………………………………..11
2. Классическая система зажигания………………………………………………………………………………..14
2.1. Принцип работы классической системы зажигания………………………………………………14
2.2. Рабочий процес батарейной системы зажигания…………………………………………………..16
2.2.1. Первый этап. Замыкание контактов прерывателя………………………………………16
2.2.2. Второй этап. Размыкание контактов прерывателя…………………………………….18
2.2.3. Третий этап. Пробой искрового промежутка………………………………………….. 19
2.3. Характеристики классической системы зажигания………………………………………………20
2.3.1. Максимальное вторичное напряжение, развиваемое системой заясигания … 20
2.3.2. Энергия искрового разряда………………………………………………………………………23
Read the rest of this entry »

мая 19

Внутри этих двух классов системы отличаются как конструктивными схемными решениями, так и применяемыми электронными коммутирующими приборами, датчиками, способами накопления энергии, регулирования угла опережения зажигания, распределением импульсов высокого напряжения по цилиндрам.
В более простых системах зажигания для регулирования угла опережения используются механические центробежный и вакуумный автоматы, которые реализуют весьма простые зави­симости.
Механические автоматы со временем изнашиваются, что приводит к погрешности момен­та искрообразования и ухудшению процесса сгорания рабочей смеси. Дополнительные пог­решности возникают также и в результате использования механической понижающей передачи от коленчатого вала двигателя к распределителю.
В последнее время благодаря большим достижениям в области электроники и микро­электроники создаются системы зажигания, в которых полностью отсутствуют механические устройства управления, а следовательно, и ограничения, свойственные им. Эти системы, осу­ществляющие управление моментом зажигания по большому числу параметров, приближая угол опережения к оптимальному, получили общее название – системы с электронным регулированием угла опережения зажигания. Среди способов реализации этих систем можно выделить два: аналоговый и цифровой. В настоящее время цифровые системы зажигания, благодаря развитию технологии производства цифровых интегральных схем средней и большой степени интеграции, являются наиболее совершенными. Одним из последних достижений в этой области являются микропроцессорные системы.
Применение электроники позволяет полностью исключить механические узлы, например вращающийся высоковольтный распределитель энергии. Функцию распределителя выполняют многовыводные (2~ 4" 6"" – выводные) кагушки зажигания или катушечные модули, управляемые контроллером. В системах со статическим распределением энергии, благодаря отсутствию вра­щающегося бегунка и связанного с ним искрения, значительно ниже уровень электромагнитных помех.
В ряде случаев, например, на автомобилях высокого класса, требуется максимальное сни­жение уровня помех радиоприему, телевидению и средствам связи, как на самом автомобиле, так и на внешних объектах. С этой целью высоковольтные детали и провода, а также сами узлы сис­темы зажигания экранируют. Такие системы зажигания называются экранированными.
Все системы зажигания разделяются также на две группы, отличающиеся способами на­копления энергии (в индуктивности или емкости) и способами размыкания первичной цепи ка­тушки зажигания (типом силового реле). На автомобильных двигателях широкое применение нашли системы зажигания с накоплением электромагнитной энергии в магнитном поле катушки, использующие контактные или транзисторные прерыватели. В тиристорных системах зажигания энергия для искрового разряда накапливается в конденсаторе, а в качестве силового реле при­меняется тиристор. В этих системах катушка зажигания не накапливает энергию, а лишь преоб­разует напряжение. Характерной особенностью тиристорных систем зажигания является высокая скорость нарастания вторичного напряжения, поэтому пробой искрового промежутка свечи на­дежно обеспечивается даже при загрязненном и покрытом нагаром изоляторе свечи. Кроме того, в тиристорных системах величина вторичного напряжения может быть практически постоянной при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя до максимальной, так как конден­сатор успевает полностью зарядиться на всех режимах работы двигателя. Однако тиристорные системы зажигания имеют сравнительно малую продолжительность индуктивной составляющей искрового разряда (не более 300 мкс), что приводит к ухудшению воспламеняемости и сгорания рабочей смеси в цилиндрах двигателя на режимах частичных нагрузок. Многочисленными ис­следованиями установлено, что в режимах частных нагрузок и при работе двигателя на сильно обедненных рабочих смесях требуется продолжительность индуктивной составляющей искрового разряда не менее 1,5 + 2 мс, что достаточно просто реализуется в системах зажигания к с накоплением энергии в индуктивности. Последние достижения в области создания транзис­торных систем зажигания, такие, как использование высоковольтных транзисторов Дарлингтона, применение принципа нормирования времени накопления энергии, позволили практически устранить такие недостатки индуктивных систем, как большая зависимость вторичного нап­ряжения от шунтирующего сопротивления на изоляторе свечи и от частоты вращения коленчато­го вала. Перечисленные достоинства и простота реализации предопределили широкое исполь­зование систем зажигания с накоплением энергии в индуктивности на автомобильных двигателях.
Системы зажигания с накоплением энергии в емкости нашли широкое применение на газовых и высокооборотных мотоциклетных двигателях, которые не критичны к длительности искрового разряда.
Батарейные системы зажигания с индукционной катушкой
По способу управления (синхфнизации) системой зажигания
Контактные
Бесконтактные
По способу регулирования угла опережения
С механическими автоматами С электронным регулированием
По способу накопления энергии
С накоплением в индуктивности
С накоплением в емкости
Механические (классические) Транзисторные Тиристорные
особу распределения импульсов высокого напря
С механическим распределением
Со статическим распределением
По типу защиты от радиопомех
Не экранированные
Экранированные
Рис. 1.2. Классификационная схема батарейных систем зажигания автомобильных двигателей
В соответствии с классификационной схемой (рис. 1.2) различают следующие системы зажигания, которые серийно выпускаются в настоящее время у нас в стране и за рубежом;
Read the rest of this entry »

мая 19



n3 >n2>nl
800 1600 2400 3200
Рис. 1.6. Зависимость угла опережения зажигания от частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Рис. 1.7. Зависимость угла опережения зажигания от нагрузки при различной частоте вращения.
Кроме обеспечения наивыгоднейшего угла опережения, система зажигания должна обес­печивать очередность подачи высокого напряжения на свечи соответствующих цилиндров дви­гателя в соответствии с порядком работы.
Одним из важных требований эксплуатации к системам зажигания является сохранение ее исходных характеристик без изменений в течение всего срока службы двигателя при мини­муме ухода.
2. КЛАССИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ
2.1. ПРИНЦИП РАБОТЫ КЛАССИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ
Классическая система батарейного зажигания с одной катушкой и многоискровым меха­ническим распределителем до сих пор широко распространена на современных автомобилях.
Главным достоинством этой системы является ее простота, обеспечиваемая двойной функцией механизма распределителя: прерывание цепи постоянного тока для генерирования высокого напряжения и синхронное распределение высокого напряжения по цилиндрам дви­гателя.
Рис. 2.1. Принципиальная схема классической системы зажигания


Схема состоит из следующих элементов:
– источника тока – аккумуляторной батареи 1;
-катушки зажигания (индукционной катушки) 2, которая преобразует ток низкого напря­жения в ток высокого напряжения. Между первичной и вторичной обмотками имеет место авто­трансформаторная связь;
– прерывателя 3, содержащего рычажок 4 с подушечкой 5 из текстолита, поворачивающий­ся около оси;
– контактов прерывателя 6;
– кулачка 7, имеющего число граней, равное числу цилиндров.
Неподвижный контакт прерывателя присоединен к "массе"; подвижной контакт укреплен на конце рычажка Если подушечка не касается кулачка, контакты замкнуты под действием пру­жины. Когда подушечка находит на грань кулачка, контакты размыкаются. Прерыватель управ­ляет размыканием и замыканием контактов и моментом подачи искры;
– конденсатора первичной цепи 8 (С1), подключенного параллельно контактам 6, который является составным элементом колебательного контура в первичной цепи после размыкания контактов;
– распределителя 9, включающего в себя бегунок 10, крышку 11, на шторой расположены неподвижные боковые электроды 12 (число которых равно числу цилиндров двигателя) и не­подвижный центральный электрод, который подключается через высоковольтный провод к ка­тушке зажигания. Боковые электроды через высоковольтные провода соединяются с соответству­ющими свечами зажигания. Высокое напряжение к бегунку 10 подается через центральный электрод с помощью скользящего угольного контакта. На бегунке имеется электрод 13, который отделен воздушным зазором от боковых электродов 12. Бегунок 10 распределителя и кулачок 7 прерывателя находятся на одном валу, который приводится во вращение зубчатой передачей от распределительного вала двигателя с частотой вдвое меньшей частоты вращения коленчатого вала. Прерыватель и распределитель расположены в одном аппарате, называемом распределите­лем зажигания;
– свечей зажигания 15, число которых равно числу цилиндров двигателя;
– выключателя зажигания 16;
Read the rest of this entry »

мая 19


L1>L1′>L1"
U2m, кВ 20

*-1-1-1-1—i i —►
1 2 3 4 5*10 n, об/мин
Рис. 2.7. Кривые нарастания первиччного тока при различных значениях индуктивности первичной цепи.
Рис. 2.8. Типовые рабочие характеристики классической системы зажигания для 4 х и 6_Т1,-цилиндровых двигателей.
На рис.2.8 приведены характеристики максимального вторичного напряжения и тока разрыва в функции частоты вращения коленчатого вала двигателя и числа цилиндров двигателя. Характеристики носят монотонный убывающий характер, причем закон убывания жестко детерминирован параметрами первичной цепи (XI – L1/R1) и величиной угла замкнутого состояния контактов.
Уменьшение величины U2m на низких частотах вращения связано с дугообразованием на контактах прерывателя.
Увеличения тока разрыва можно добиться за счет увеличения угла замкнутого состояния контактов, что достигается соответствующим профилированием кулачка. Однако по механичес­ким соображениям увеличить время замкнутого состояния контактов прерывателя больше чем до 60 + 65 % времени полного периода (Тз=0,60+0,65) практически невозможно.
На некоторых зарубежных двигателях применяют две независимые схемы с двумя прерывателями и катушкой, работающими на один распределитель. При этом относительная замкнутость может достигать 0,85.
Величина первичного тока и скорость его нарастания зависят от постоянной времени первичного контура XI = L1/R1 (рис. 2.7). Чем меньше эта величина, тем быстрее нарастает ток до установившегося значения. Скорость нарастания тока обратно пропорциональна индуктивности
LL ‘ dli U6 _~&U ♦ a , dli4 U6
dt Ll 9 r ,v dt ‘t=0 Ll
Однако уменьшение индуктивности целесообразно лишь до определенного значения, ниже которого начинает уменьшаться запас электромагнитной энергии, определяющий величину вторичного напряжения. Уменьшение индуктивности также сильно уменьшает значение вторичного напряжения при низких частотах, вследствие чего ухудшаются условия пуска.
При неизменной индуктивности первичной цепи величина тока разрыва увеличивается с уменьшением сопротивления R1, так как увеличивается установившееся значение тока. При различных значениях сопротивления первичной цепи скорость нарастания тока в начальный момент одинакова, т. е. dll/dt = U6/L1. Однако чем меньше сопротивление R1, тем выше идет кривая тока (рис. 2.9).
Таким образом, для увеличения максимального вторичного напряжения необходимо уменьшать сопротивление первичной цепи. Однако чрезмерное уменьшение R1, приводит к увеличению установившегося тока, что ухудшает работу контактов при низких частотах враще­ния и приводит к перегреву катушки.
Зависимость U2m от величины емкости первичного конденсатора С1. С уменьшением емкости конденсатора С1 вторичное напряжение должно увеличиваться и при С1 = 0 оно дости­гает максимального значения. Такой характер изменения U2m имеет место лишь при больших значениях С1. В диапазоне малых емкостей по мере их уменьшения вторичное напряжение также уменьшается. Это явление объясняется тем, что при малой величине емкости не устраняется дугообразование на контактах, вызывающее значительные потери энергии. Характер зависимос­ти вторичного напряжения от емкости конденсатора первичной цепи (рис. 2.10) показывает, что существует оптимальное значение С1, определяемое условиями гашения дуги на контактах. На практике С1 выбирается в пределах 0,15 + 0,35 мкФ.
Зависимость U2m от величины вторичной емкости. Значение максимального вторич­ного напряжения также зависит от емкости вторичной цепи. Величина С2 зависит от длины и расположения высоковольтных проводов, от емкости свечи зажигания, собственной емкости вторичной обмотки катушки зажигания и практически не может быть меньше 40 + 75 пкФ. В случае экранирования системы зажигания емкость вторичной цепи увеличивается до 150 пкФ. Следовательно, экранирование, применяемое для существенного снижения радиопомех, значи­тельно уменьшает значение вторичного напряжения.
Зависимость U2m от величины шунтирующего сопротивления. В процессе работы дви­гателя изолятор свечи нередко покрывается нагаром, который создает проводящий мостик между электродами свечи. Этот проводящий слой нагара можно представить в виде резистора Rm, шунтирующего воздушный зазор. В результате наличия Rm нарастающее после размыкания контактов вторичное напряжение создает во вторичной цепи ток, называемый током утечки, который, циркулируя во вторичной цепи до пробоя искрового промежутка, вызывает падение напряжения во вторичной обмотке и уменьшение подводимого к свече напряжения.
При малой величине шунтирующего сопротивления ток утечки возрастает и вторичное напряжение может понизиться до величины, меньшей пробивного напряжения, т е. искра не возникнет.

R1>R1′>R1

0 0,25 0,5 0,75 1,0 С1,мкФ
Read the rest of this entry »

мая 19

4*1.1. Особенности рабочего процесса транзисторной системы зажигания
Первый этап – отпирание транзистора. После подачи тока управления на базу выходного транзистора, последний отпирается и через проводящий участок коллектор – эмиттер подключает первичную обмотку КЗ к источнику постоянного тока. Начинается процесс нарастания первичного тока и запасания энергии в магнитном поле КЗ. Первичный ток нарастает по экспоненциальному закону:
где Шэ нас – падение напряжения на участке коллектор – эмиттер насыщенного транзистора. Обычно составляет 0,5+0,7 В для германиевых и 1 + 1,5 для кремниевых транзисторов.
Величина тока разрыва Ip в момент выключения выходного транзистора зависит от параметров первичной цепи КЗ, R1 и L1, и от времени его включенного состояния:
= 4f-UloHac. (1-е"ТГ
Для контактно-транзисторной системы и бесконтактной системы зажигания с постоянным
углом накопления энергии аналитичеаское выражение тока разрыва примет вид:
it* it Rl Тэ-120 т Uб-U кэ нас /л "Тт—__
Р"-Rl–(
В системах зажигания с нормированием времени накопления энергии величина тока разрыва определяется амплитудой тока ограничения, если tH > tH min, где ш min – время нарастания первичного тока до амплитудного значения тока ограничения. При tH < tH min величина тока разрыва 1р.может бытьопределена из выше приведенного выражения.
Второй этап запирание и отсечка транзистора. 4 Характерной особенностью переходных процессов в транзисторной системе зажигания является их зависимость от электрических характеристик и инерционных свойств транзистора. Процессы запирания и отсечки (полное запирание) транзистора могут влиять на вторичное напряжение катушки зажигания. В зависимости от характера нагрузки транзистора (активная,емкостная,индуктивная или смешанная) движение его рабочей точки в процессе запирания имеет различный характер. Рабочая точка характеризует изменение мгновенного значения тока коллектора 1к и напряжение Uio транзистора.
После запирания транзистор переходит в режим отсечки, начинается процесс обмена шергии между магнитным и электрическим полями катушки зажигания и в первичной обмотке возникают затухающие колебания с максимальной амплитудой Ulm.
Потери энергии в транзисторе приводят к снижению рабочих и пусковых характеристик катушки зажигания и определяются из выражения:
ten ten ten
Wrp = Wrp э + Wrp к = I Ufe(i>l6(u)-dt +1 UK6(i>Iic(u>dt * I Uio(i>b(u>dt,
где Wtp э и W-гр к – энергия, рассеиваемая соответственно на эмиттерном и коллекторном пере­ходах транзистора в режиме запирания; u, i – мгновенное значение напряжения и тока в режиме запирания транзистора; ten – время, за которое соответствующий ток (базы, коллектора или эмиттера) изменяется от I=Ip до I=0.
Для 1к и Ь время ten – характеризует длительность запирания транзистора.
Процессы, происходящие в первичной и вторичной цепях, обычно рассматриваются в предположении, что за время запирания транзистора потери энергии в нем не превышают 2 + 6%
энергии, запасенной в магнитном поле катушки зажигания. Пренебрегая этими потерями, тран­зистор можно считать идеальным коммутирующим ключом.
При таком условии и отсутствии цепи защиты транзистора, рабочие процессы в первичной и вторичной цепях протекают аналогично процессам в классической батарейной системе.
Однако следует иметь в виду, что преимущества транзисторной СЗ могут быть реализова­ны лишь при применении специальной КЗ, имеющей низкоомную первичную обмотку, с малой индуктивностью и большой коэффициент трансформации. В этом случае необходимые энергия искрообразования, вторичное напряжение достигаются соответствующим увеличением тока раз­рыва и коэффициентом трансформации.
Применять же транзисторную СЗ с обыкновенной катушкой нецелесообразно, т. к. при этом, кроме увеличения срока службы контактов прерывателя, никаких преимуществ получить не удается. Более того, в результате неизбежного падения напряжения на транзисторе общая энергия искрообразования уменьшится.
4.2. ТИРИСТОРНАЯ (КОНДЕНСАТОРНАЯ) СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ
В тиристорных системах зажигания энергия для искрового разряда накапливается в конден­саторе, поэтому их часто называют конденсаторными. В момент искрообразования конденсатор разряжается через тиристор и первичную обмотку катушки зажигания, и во вторичной обмотке индуктируется высокое напряжение.
Энергия Wc, накапливаемая в конденсаторе С1, зависит от его емкости и напряжения в квадрате (U2), подводимого к конденсатору:Ус = CU2/2.
Поэтому конденсатор заряжают до напряжения 300 + 400 В от бортовой сети 12 + 14 В, или другого источника повышенного напряжения через преобразователь напряжения П и выпрями­тель В (рис. 4.2).
Read the rest of this entry »

мая 19


Рис, 4.4. Принципиальная схема тиристорной системы зажигания с импульсным накоплением энергии.
Схема включает в себя транзистор VT1, который работает в ключевом режиме, повышаю­щий трансформатор Т1, накопительный конденсатор С1, два диода VDt, VD2, тиристор VD3 и катушку зажигания (КЗ).
При замкнутом выключателе зажигания S и в момент размыкания контактов прерывателя (ti), транзистор VTI переходит в состояние насыщения. Ток управления течет от батареи через резисторы Ид, RI и R2, базу и эмиттер транзистора на корпус автомобиля и "-" батареи. Транзис­тор проводит линейно – нарастающий ток первичной обмотки трансформатора Т1. В магнитном поле Tf накапливается энергия. По мере увеличения тока 16 в обмотке (01 увеличивается падение напряжения на резисторе R3. Это напряжение поступает на вход схемы управления и, когда ток достигает заданного значения Ip, ключи VT1 и VD3 по сигналу от схемы управления закрываются. Ток в обмотке 0)1 прекращается (t2, рис. 4.5). Энергия,накопленная в магнитном поле трансфор­матора Т1, равная L1 • I р/2, где L1 индуктивность обмотки (01 трансформа гора Т1, создает в его обмотках импульсы напряжения. Положительный импутьс с конца обмотки (02 (начала обмоток на рис. 4.4 обозначены точками) проходит через диод VD1 и заряжает накопительный конденсатор С1 до высокого напряжения 350 В (Ь, рис. 4.5). Диод VD 1 предотвращает разряд конденсатора С1 через обмотку (02 после окончания действия импульса.
Если считать, что энергия магнитного поля трансформатора Т1 преобразуется в энергию электрического поля конденсатора С1 с коэффициентом полезного действия % то можно написать:
TJ-L1 -I2p = Cl -U2ci, откуда напряжение заряда накопительного конденсатора определится выражением:
Uci^IpWirLl/Cl.
Таким образом, напряжение заряда накопительного конденсатора не зависит от напряже­ния питания, и при постоянных значениях ц, L1 и О определяется лишь током разрыва 1р.
Указанное свойство системы позволяет относительно простыми средствами получить стабилизированное вторичное напряжение. Для этого необходимо иметь схему управления со стабильным порогом срабатывания. Практическая реализация такой схемы не встречает затруд­нений. *
В момент U контакты прерывателя замыкаются, что не оказывает влияния на работу системы.
В момент ts контакты прерывателя снова размыкаются, а ключи VT1 и VD3 открываются. Ключ VT1 подключает обмотку (01 трансформатора Т1 к источнику питания и через нее снова начинает протекать линейно – нарастающий ток. Ключ S2.2 подключает заряженный до напряжения 350 В накопительный конденсатор к первичной обмотке W1 катушки зажигания. Во вторичной обмотке W2 катушки зажигания индуцируется высокое напряжение, которое через распределитель поступает к свечам зажигания. Затем описанные процессы повторяются. В момент U ток в обмотке (01 трансформатора достигает заданного значения Ip, в момент t? накопительный конденсатор снова заряжается. В момент fa контакты прерывателя размыкаются и в свече зажигания происходит искровой разряд.
Между моментами окончания заряда накопительного конденсатора (t3, t7, рис. 4.5) и моментами, когда конденсатор подключается к катушке зажигания (ts, U) проходит интервал времени Ti В течение этого времени накопительный конденсатор разряжается через обратные сопротивления диода VD1, тиристора и свое собственное сопротивление изоляции, и напряжение на нем к моменту искрообразования уменьшается на AU. На рис. 4.5 пунктирной линией показан идеальный случай, когда утечек нет.
Чем ниже частота искрообразования и, следовательно, больше период Ти интервал Ti, тем больше разрядится накопительный конденсатор и тем ниже будет напряжение искрообразования. При значительном токе утечки может случиться, что вторичное напряжение при малых пусковых частотах вращения вала двигателя упадет настолько, что окажется недостаточным для пробоя искрового промежутка свечи зажигания.
Определим допустимый ток утечки во вторичной цепи системы с импульсным накоплени­ем энергии, при котором система остается работоспособной при самых малых пусковых часто­тах вращения вала двигателя, для которых Ti = Т.
Количество электричества, первоначально запасенное в накопительном конденсаторе С1,
С0СТаВЛЯет: Q1=C1-U1,
где С1- емкость накопительного конденсатора; U1 – первоначальное напряжение его заряда. Суммарный ток утечки во вторичной цепи обозначим 1ут.
Тогда количество электричества, потерянное накопительным конденсатором за время Ti * Т, будет равно: AQ = 1ут • Т = 1ут / F,
где F – частота искрообразования.
Количество электричества, оставшееся в накопительном конденсаторе к моменту искро­образования, определим выражением: Q2-Q1 -AQ = C1 ‘Ul -Iyr/F,
а напряжение U1 на накопительном конденсаторе, соответствующее этому количеству электричества, определится как: U2=Q2/C1 == U1 – Iyr/(F • С1),
и, следовательно, уменьшение напряжения к моменту искрообразования будет равно:
AU = Iyr/(F-Cl).
Окончательное выражение для определения допустимого суммарного тока утечки 1ут, мА, для четырехтактного четырехцилиндрового двигателя будет иметь вид:
Iyr<n-Cl -U1 -у/3,
где п – частота вращения вала двигателя, об/мин; у = 100 * AU/U1 – допустимое уменьшение напряжения искрообразования при частоте л, %; U1 – первоначальное напряжение заряда накопительного конденсатора, В; С1 – емкость накопительного конденсатора, мкФ.
Read the rest of this entry »

мая 19

Постоянный ток питания Импульсный ток питания (если постоянная времени затухания tc = 100 ms)
Питающее напряжение
ограничено до Шз
Напряжение управления тахометром, Urpm
Ток коллектора задающего устройства:
постоянный (tREP < 3ms) импульсный
Напряжение коллектора задающего устройства
Вспомогательный стабилитрон
Ток стабилитрона:
постоянный
импульсный tREp(вpeмя цикла^ > 30 ^is tFAiL (время спада) =300ps
Обратное напряжение батареи
Диапазон температур
Рассеиваемая можность Т=+90°С для8016 Т=+90°С лля01Р16

заземление (общий)
заземление (сигнальный общий)
напряжение питания
не используется
вход сигнала датчика холла
выход сигнала на тахометр
дополнительный стабилитрон
восстановления

напряжение питания выходного каскада (вход коллектора задающего устройства)
вход ограничения импульса о x (ограничение перенапряжения)
Read the rest of this entry »

мая 19

Опорное напряжение
Примечание:
1. Коэффициент уменьшения насыщенности td/T расчитывается по формуле: — =–;-
Т 1 + 1пс/ IllD
2. Isense = Icoil, когда выходной транзистор Дарлингтона находится в активной области.
3. HIGH (Н) – высокий уровень сигнала; LOW (L) – низкий уровень сигнала.
ЗАЩИТА ДАМПА
Защита Дампа реализована внешним стабилитроном, если эта функция необходима (рис. 5.4). VDzi защищает выходной каскад, соединение выводов 6 и 7 защищает выходной транзистор на выводе 6. Кроме того VDzi защищает вход источника питания (вывод 3) и датчик Холла. Резистор R4 необходим для ограничения тока VDzi во время перегрузки.

УМЕНЬШЕНИЕ ВРЕМЕНИ НАСЫЩЕННОСТИ ПРИ НИЗКОЙ И ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЕ
При частоте ниже 10 Гц (300 оборотов в минуту для 4 цилиндрового двигателя) время выключения достигает предельного значения (50 мс) и затем схема постепенно теряет управление длительностью замкнутого состояния контактов прерывателя потому, что D – Т – 50 мс.
При 200 Гц (6000 оборотов в минуту для 4 цилиндрового двигателя) полезное время для проводимости – меньше чем 3,5 мс.
Если используемая катушка зажигания имеет параметры – 6 мГн, 6 А, время выключения уменьшается, чтобы установиться на нуль, и схема теряет управление длительностью замкнутого состояния контактов прерывателя. *
УМЕНЬШЕНИЕ ВРЕМЕНИ НАСЫЩЕННОСТИ В СТАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
В статических условиях при Ст = Cw, как рекомендуется и если используются значения схемы (рис.5.4).
Т 1 -н Iuc / IllD
ПЕРЕХОДНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Система зажигания должна поддерживать энергию постоянной даже в условиях ускорения и уменьшения оборотов двигателя ниже 80 Гц. Эти состояния могут моделироваться посредством сигналов генератора с линейно модулируемой частотой между 1 Гц и 200 Гц (это соответствует изменению от 30 до 6000 оборотов в минуту для 4 "-цилиндрового двигателя).
УПРАВЛЕНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТЬЮ ЗАМКНУТОГО СОСТОЯНИЯ КОНТАКТОВ ПРЕРЫВАТЕЛЯ
Управляющая цепь длительности замкнутого состояния контактов прерывателя определя­ет время проводимости D выходного транзистора относительно частоты вращения КВ двигателя, питающего напряжения и характеристик катушки зажигания.
На отрицательном крае заднего фронта входного сигнала датчика Холла конденсатор Cw начинает разряжаться с постоянным током Iim. Когда пиковое значение тока катушки зажигания достигнуто, заряды конденсатора с постоянным током 1пс = 13.3 • Iiid, и ток катушки зажигания сохраняется постоянным, за счет уменьшения времени насыщенности блоком управления и силового выходного транзистора.
Конденсатор Ст заряжается на положительном крае переднего фронта входного сигнала датчика Холла с постоянным током hoc. Длительность замкнутого состояния контактов прерыва­теля, и, следовательно, исходная точка проводимости тока катушки зажигайия, определяется отношением междуитиШ.
Положительный гистерезис добавлен к компаратору задержки, чтобы избежать побочного эффекта и Ст быстро разряжается на отрицательном кр^е входного сигнала датчика Холла. Таким образом среднее напряжение на Cw увеличивается, если частота вращения двигателя уменьшает­ся и наоборот увеличивется, чтобы поддерживать постоянным отношение td/T при любой частоте вращения двигателя. td/T сохраняется постоянным, чтобы управлять мощностью рассеивания и иметь достаточное время для устранения низких энергетических искровых разрядов во время ускорения.
ЗАЩИТА от постоянной ПРОВОДИМОСТИ
Схема защиты бт постоянной проводимости контролирует входной сигнал. Зарядка Ср происходит постоянным током, когда сигнал датчика высокого уровня и разряжается, когда сигнал датчика низкого уровня. Если входной итоговый остаток высок в течение времени дольше чем Тр, напряжение на Ср достигает внутреннего фиксированного значения, вынуждающего к медлен­ному уменьшению тока катушки зажигания, чтобы установить его на нуль. Медленное умень­шение необходимо для того, чтобы избежать нежелательных искр. Когда входной сигнал идет снова в низком уровне, то Ср стремительно разряжается и текущий контур управления работает как обычно.
Время запаздывания Тр: Тр (sec) =18* Ср * R7, где R7 – резистор смещения на выводе 12 (в К) и Ср – конденсатор задержки на выводе 9 (в мкФ).
Read the rest of this entry »

мая 19

Напряжение ограничения стабилитрона
1212= 70mA
Входное напряжение с ДХ
Низкий уровень Высокий уровень
Ток на входе
U2-L;Us = 6-h16V
ипит. ДХ Напряжение стабилитрона
Ihz – 10mA
Ток стабилитрона (5 вывод)
t- 10ms; T = 25 °C
UcEsat (Ul4 18)
Напряжение задающего устройства
Io=70mA Io = 150mA
Значение напряжения считывания
С2 Ток разряда С2 Ток заряда
Us = 6-H6V
Напряжение ограничения,защиты от перенапряжений. Напряжение стабилитрона
lovz – 5 15mA Tamb-25 °C
Опорное напряжение
Время защиты от постоянной проводимости (8 вывод) см. рис 5.10
Ui=HIGH О = 1ц0
Время уменьшения насыщенности
Us= 14V;f=40Hz
Ток утечки (вывод 9)
Ток утечки (вывод 6)
Вход уменьшения времени насыщенности (низкий уровень)
Read the rest of this entry »

мая 19

Рис. 5.9. Цоколевка L482 (DIP 16).

Рис. 5.10. Структурная схема L482 с навесными элементами.
выход сигнала на тахометр

выход сигнала управления выходным транзистором (выход задающего каскада)
ограничение перенапряжения
напряжение питания выходного каскада (коллектор задающего устройства)
заземление (общий)
вход сигнала датчика холла
управление задержкой
таймер задержки
напряжение питания датчика холла
сигнал уменьшения времени насыщенности
опорное напряжение
таймер защиты от постоянной проводимости
заземление (общий сигнальный)
источник питания
вход схемы защиты по напряжению (защита дампа)
вход ограничения тока (считывающий вход)
Рис. 5.11. Цоколевка L482D1 (S016).
Примечание. Встречаются микросхемы L482D1 в корпусе SO 16, имеющие такую же цоколевку выводов, как у микросхемы L482 в корпусе типа DIP 16.

Рис. 5.12. Структурная схема L482D1 с навесными элементами.
Табл. 5.5. Максимальные режимы работы.
Напряжение Дампа
Read the rest of this entry »

мая 19

УПРАВЛЕНИЯ
Конденсатор С5, соединенный между этим выводом и землей заряжается, когда сигнал датчика Холла высок и разряжается при переходе сигнала с высокого на низкий. Рекомендуемое значение для С5 ЮОп и 100К для резистора Rl 1 на выводе 7.
ПИТАНИЕ ДАТЧИКА ХОЛЛА
Этот вывод может использоваться, чтобы защитить датчик Холла от переходных процессов напряжения. Резистор Ra ограничивает ток на внутреннем стабилитроне.
СИГНАЛ ВРЕМЕНИ УМЕНЬШЕНИЯ НАСЫЩЕННОСТИ (сигнал размагничивания)
Выходной сигнал с открытого коллектора. Этот сигнал имеет высокий уровень, когда выходной транзистор Дарлингтона находится в состоянии уменьшения насыщенности (текущее ограничение), см. td (рис. 5.13.)
ОПОРНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ
Резистор Rl 1, соединенный между этим выводом и землей, уста­навливает внутренний ток, управляет внешними конденсаторами управления задержкой (С2 и С5) и защитой от постоянной прово­димости (С1). Рекомендуемое значение 100 К.
ТАЙМЕР ЗАЩИТЫ ОТ ПОСТОЯННОЙ ПРОВОДИМОСТИ
Конденсатор С1 соединенный между этим выводом и землей оп­ределяет задержку защиты от постоянной проводимости, tpc (рис. 5.12). ПриС1 = 1 мкФи R11 = 100 К, типичная задержка равна 1 с.
ВЫХОД СИГНАЛА ЗА­ЩИТЫ ОТ постоян­ной ПРОВОДИМОСТИ
Низкий уровень сигнала на этом выходе инициирует защиту от постоянной проводимости, как показано на рис. 5.14. Обычно продолжительность времени tR больше чем 100 мкс.
СЧИТЫВАЮЩИЙ ВХОД
(вход ограничения тока)
Вход ограничения тока катушки зажигания. Ток измеряется на резисторе Rs. Текущее значение ограничения расчитывается по формуле: Isense = Usense * Rl + R2/Rs • R2. /
ЗАЩИТА ДАМПА (вход схемы защиты по напряжению)
С помощью внешнего делителя R8/R9 порог защиты может быть изменен и расчитывается по формуле: (значение резистора R9 должно быть больше чем 4К0) Uoth= 8.5 • (R8+R9/R9) + 5-10*^8.
ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ
Вход питающего напряжения, обычно 7V. Стабилитрон устано­влен на входе. Внешний резистор R7 ограничивает ток через стабилитрон при высоких питающих напряжениях.
ОБЩИЙ (земля)
Этот вывод должен быть соединен с общим проводом.
КОЛЛЕКТОР ЗАДАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА (напряжение питания выходного каскада)
Ток коллектора для внутреннего задающего устройства, которое управляет внешним транзистором Дарлингтона, идет через этот вывод. Внешний резистор R10 ограничивает рассеивание 1с. Значение резистора зависит от используемого транзистора Дарлингтона и ограничения тока в катушке зажигания.
ВХОД ОГРАНИЧЕНИЯ ИМПУЛЬСА ОХ. (ограничение перенапряжения)
Выходной транзистор защищен от перенапряжения с помощью внутреннего стабилитрона, располагаемого на этом выводе Внешний делитель R5/R6 определяет значение ограничения: Uovp = (30/R5 + 5 ■ 10*0 ■ R6 + 30.
(сигнал управления
Read the rest of this entry »

мая 19

ОПИСАНИЕ
L484 – интегральная микросхема, разработанная для использования с п-р-п транзистором Дарлингтона в бесконтактных системах зажигания с магнитными датчиками и высокоэнерге­тическими катушками зажигания.
Главная особенность L484 гибкость. Она может использоваться с широкой разновиднос­тью электромагнитных датчиков по индивидуальному проекту. Имеет два входных контакта; первый – детектор прохождения через нуль для команды зажигания, и второй – используется, чтобы вычислить задержку при замыкании контактов. Кроме того другой контакт используется» чтобы адаптировать L484 к различным типам датчиков.
Другие особенности устройства включают защиту выходного транзистора Дарлингтона от перенапряжения, защита Дампа. Диапазон питающего напряжения 6+28 В.
РАБОТА СХЕМЫ
L484 управляет временной задержкой и пиковым (максимальным) значением тока в первичной цепи катушки зажигания во всем диапазоне условий эксплуатации. Ток катушки зажигания ограничен определенным уровнем с помощью схемы с отрицательной обратной связью, включающий считывающий резистор, компаратор, каскад возбуждения и выключатель питания.
Схема управления временной задержки держит выходной каскад в активной области в течении действия ограничения. Время действия выходного каскада в активной области (время уменьшения насыщенности), является достаточным чтобы компенсировать возможное изменение энергии, находящейся в резерве для ускорения двигателя, кроме того это время ограничено, что­бы избежать чрезмерного рассеивания мощности.
Табл. 5.7. Электрические характеристики (Us = 14.4V, – 40 °С < Tj < +125 °С, если иначе не определено).
Символ
Параметр
Условйе испытаний
Минимум
Обычно
Максимум
Единица
Напряжение питания
Напряжение входного каскада (вывод 2 соединен с резистором 10К.)
Напряжение при низких оборотах (низкий уровень RPM) (вывод2)
Напряжение считывания (вывод 1)
Us = 6+ 16V
Напряжение на выводе 8
Гистерезисное напряжение (вывод8)
Сс well Ток заряда Си well Ток разряда * Примечание 1
обороты низкие Upick-up * 0.5V вывод 6 не подключен
Сс well Ток заряда Cdwell Ток разряда *Примечание 2
обороты высокие Upick-up * 9V
Read the rest of this entry »

мая 19

(*) Примечание: . «
1. td / Т рассчитывается по формуле: =—.
F * F 3 Т 1 + I?c / I7D
2. —–;-, величина К зависит от используемого датчика, обычно К – 0 1.
Т 1 + I7C / I7D
3. Защита от постоянной проводимости гарантируется по всему температурному диапазону Табл. 5.8. Максимальные режимы работы.
Обратное напряжение батареи
Напряжение Дампа
Рассеиваемая мощность при Тамв = +90 °С
Диапазон температуры работы и хранения
ЦОКОЛЕВКА
вход ограничения тока (ток считывания)
вход сигнала датчика
конденсатор постоянной времени схемы защиты
вход сигнала блокировки схемы защиты
выход сигнала на тахометр

выход сигнала управления внешним транзистором (выход задающего каскада)
вход ограничения импульса о x (предел перенапряжения)
напряжение питания выходного каскада
заземление (общий)
вход схемы защиты по напряжению (защита дампа)
источник питания (внутренний стабилитрон)
заземление (общий сигнальный)
вход сигнала включения
коррекция задержки при замыкании контактов
Read the rest of this entry »

мая 19

ТАЙМЕР УПРАВЛЕНИЯ ВРЕМЕННОЙ ЗАДЕРЖКОЙ
Конденсатор С2 связанный между этим выводом и землей уста­навливает синхронизацию для управления временем задержки. Рекомендуемая величина 100п. Резисторы Rb, Rc образуют гисте­резис, чтобы подтвердить состояние "ВКЛЮЧЕНО" и избежать побочных искр.
ДЕТЕКТОРА НУЛЯ
Нулевой сигнал электромагнитного датчика подается на вход детектора нуля для приведения в действие зажигания. При большой частоте вращения, внешний резистор R12 может использовагься, чтобы изменить временную задержку, для приспособления L484 к различным формам сигнала датчиков. Уменьшение сопротивления резистора увеличивает задержку. Обычно диапазон величин для резистора R12 = 50 + 150 кОм.
Низкий уровень сигнала на этом выводе вынуждает внешний транзистор открываться. Эта функция особенно полезна в анти-детонирующей системе, потому, что обеспечивает искровую задержку. Так или иначе ограничение тока и другие защиты работают даже, когда сигнал на выводе 9 – в низком уровне. Если эта функция не используется, вывод должен быть отключен.
ЗАЗЕМЛЕНИЕ (сигнальный общий)
Этот вывод должен быть связан с землей.
ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ (внутренний стабилитрон
Кремниевый стабилитрон ограничивает напряжение питания на входе до 7V. Внешний резистор R9 ограничивает его ток.
ЗАЩИТА ПО НАПРЯЖЕНИЮ (защита Дампа)
Защита Дампа создает условия для внутренней линии, и осно­вана на использовании кремниевого стабилитрона. Посредством внешнего делителя R8/R9 порог защиты может быть изменен :
UDth= 8.5 • (R8+R9/R9) + 5-Ю"4- R8. (величина резистора R9 должна быть выше чем 4 кОм).
ЗАЗЕМЛЕНИЕ (общий)
Этот вывод должен быть связан с землей.
НАПРЯЖЕНИЕ ПИТАНИЯ
Ток коллектора для внутреннего задающего устройства, которое управляет внешним транзистором, задается через этот вывод.
ВЫХОДНОГО КАСКАДА
Внешний резистор R10 ограничивает рассеивание 1с Величина этого резистора зависит от используемого транзистора и тока ограничения в катушке.
ОРГАНИЧЕНИЯ ИМПУЛЬСА ОХ. (ограничение перенапряжения)
Внешний транзистор защищен от перенапряжения с помощью внутреннего стабилитрона подключенного к этому выводу. Внешний делитель R5/R6 определяет величину ограничения, равную:
Uovp = (30/R5 + 5- 10"3)-R6+30.
ВЫХОД ЗАДАЮЩЕГО КАСКАДА (сигнал управления внешним транзистором)
Формирует сигнал для внешнего транзистора. Конденсатор ограничения СЗ гарантирует стабильность выходного сигнала Емкость СЗ обычно 2п2, эта величина зависит от используемого транзистора. СЗ должен быть связан между этим выводом и считывающим входом (вывод 1).
УПРАВЛЕНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТЬЮ ЗАМКНУТОГО СОСТОЯНИЯ КОНТАКТОВ ПРЕРЫВАТЕЛЯ
Схема управления длительности замкнутого состояния контактов прерывателя определяет зависимость времени проводимости выходного транзистора от частоты вращения КВ двигателя, питающего напряжения и характеристик катушки зажигания.
В каждом цикле время функционирования транзистора в активной области сравнима с моментом времени в справочнике и сигналом рассогласования, усиленным, чтобы опережать или задержать проводимость в следующем цикле. Чтобы ограничить рассеивание мощности – умень­шите время, обычно 10 % периода Т.
Read the rest of this entry »

мая 19

Ucm, Напряжение смещения нуля. мВ
±7,5
Ubux мах, Максимальное выходное напряжение. В
± 12
1вх, Входной ток. нА
1пот, Ток потребления. мА
Л1вх, Разность входных токов. нА (Rbx, кОм)
Ку.и Коэффициент усиления напряжения
>50 000
> 25 000
Кос.сф, Коэффициент ослабления. дБ
f, Полоса пропускания. МГц
VUbux, В/мкс
a Ucm, МКВ/°С
5. МИКРОСХЕМА КР1006ВИ1 (аналог LM555)
Времязадающая схема (таймер), формирующая импульсы напряжения длительностью от нескольких микросекунд до десятков минут. Предназначена для использования в стабильных датчиках времени, генераторах-импульсов, широтно-импульсных и фазовых модуляторах, пре­образователях напряжения, ключевых схемах, преобразователях сигналов, исполнительных устройствах.
Назначение выводов:
1 – общий; 2 – запуск; 3 – выход; 4 – сброс; 5 – контроль делителя; 6 – срабатывание; 7 – цепь разряда; 8 – питание (+ иип).

l£0 >8
UnopO Uo6pO
U3an О^"
Рис. 5.19. Тип корпуса 2101.8-1.
Рис. 5.20. Структурная схема КР1006ВИ1.
УКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ
1.Запуск микросхемы происходит при U°bx < Шп/З. Для устранения нестабильности запуска, создаваемой пульсациями напряжения источника питания, рекомендуется параллельно с источником питания, в непосредственной близости к выводам микросхемы, подключать конденсатор емкостью 1 + ЮмкФ.
Read the rest of this entry »

мая 20

1пот, мА Ток потребления.
1сбр, Ток сигнала сброса. мА
Ьх, Входной ток. мкА
tWBbix, t’*Bu, Время нарастания и время спада выходного импульса, не
Примечание.
Начальная погрешность в генераторном режиме при иип = 15 В ^ 3 %. Нестабильность начальной погрешности в генераторном режиме от напряжения питания при иип = 15 В не более 0,3%.

6 8 10 12 Шит, В Рис. 5.23. Зависимость потребляемого микросхемой тока от напряжения питания.
6. МИКРОСХЕМЫ СЕРИИ К554 К554САЗ (К554СА301, КР554САЗ, К521САЗ – аналог LM311N)
Микросхема представляет собой компаратор напряжения с малыми входными токами и высокой чувствительностью.
Назначение выводов:
11(8) | +Цип1
2(1)- эмиттерный вход; Вход
3 (2) – неинвертирующий вход;
4 (3) – инвертирующий вход;
6 (4) – питание (- 11ип2); Вход
7 (5) – балансировка;
8 (6) – стробирование, балансировка;
(7) – коллекторный выход; 11(8) – питание (+иип1).

-UHn2j6(4) J2(l)
Рис. 5.24. Условное графическое обозначение К554САЗА (Б).
Примечание.
В скобках указана нумерация выводов для микросхем в в^-выводном корпусе (рис. 5.19 • тип корпуса 2101.8-1).
Табл. 5.13. Максимальные режимы работы.
Напряжение между выводами 6 и 11
Read the rest of this entry »

мая 20


Рис. 5.30. Включение двух транзисторов по схеме Дарлингтона.
Примечание. Применение составных транзисторов Дарлингтона всеже не решает полностью проблему надежности электронных блоков зажигания. Многие автолюбители знают, что вывести из строя коммутатор может соскочивший со свечи высоковольтный провод. Оконечный силовой каскад блоков зажигания работает в очень напряженном электрическом и тепловом режиме.
Ни полевые, ни биполярные транзисторы не дают полной гарантии безотказной работы во всех режимах работы, особенно в аварийных.
MOSFET транзисторы, появившиеся в 80-х годах, имели характеристики, близкими к характеристикам идеального ключа и являлись наиболее популярными ключевыми элементами. Однако оказалось, что главным параметром, ограничивающим область их применения, является напряжение стока. Высоковольтных МОП-транзисторов с достаточно хорошими характеристика­ми создать пока не удаётся, так как сопротивление открытого МОП ПТ растёт пропорционально квадрату пробивного напряжения. Кроме того, кристаллы высоковольтных МОП ПТ имеют боль­шую площадь и, соответственно, большую стоимость, чем у биполярных транзисторов. Но мно­гие фирмы продолжают работать над созданием высоковольтных полевых транзисторов.
В частности выпускаются транзисторы по BIMOSFET технологии, рассчитанные на рабо­чее напряжение до 1600 В. Однако напряжение насыщения у них составляет 7 В, соответственно и рассеиваемая на них статическая мощность оказывается недопустимо большой.
9. IGBT ТРАНЗИСТОРЫ
В середине 80-х годов возникла идея создания биполярного транзистора с МОП-управ­лением, названного IGBT – Insulated Gate Bipolar Transistor. В 90 + 91 году они появились в ката­логах ряда фирм. Самыми сильными разработчиками IGBT транзисторов на сегодняшний день являются International Rectifier, IXYS, Siemens, Advanced Power Technology (APT).

Рис, 5.31. Внутренняя принципиальная схема. Рис. 5.32. Условное графическое обозначение.
Структурно IGBT представляет собой P-N-P транзистор (Q), управляемый от низковольт­ного МОП-транзистора с индуцированным каналом (М) через высоковольтный N-канальный полевой транзистор. N-канальный транзистор на структурной схеме (рис. 5.31) показан в виде нелинейного резистора RN (MOD). Такую структуру приводит в своей документации фирма Toshiba. Новая технология позволила соединить в одном элементе достоинства полевых и биполярных транзисторов. У IGBT практически отсутствуют входные токи, они имеют отличные динамические характеристики, не уступающие (на частотах до 20 50 кГц) характеристикам MOSFET. В то же время потери у них растут пропорционально току, а не квадрату тока, как у полевых транзисторов. Максимальное напряжение IGBT ограничено только технологическим пробоем, и уже сегодня выпускаются транзисторы с рабочим напряжением свыше 2000 В. При этом напряжение насыщения у них не превышает 2 + 3 В в рабочих режимах. Основным недостатком IGBT транзисторов пока остаются динамические потери на высоких частотах, обусловленные эффектом так называемого "хвоста" – остаточным током биполярного транзис­тора. Это несколько снижает допустимый ток коллектора на частотах выше 10 кГц. Однако для силовых каскадов блоков электронного зажигания, где рабочие частоты не превышают 200 300 Гц, на сегодняшний день транзисторы IGBT подходят более других элементов. Поскольку напря­жение насыщения IGBT транзисторов ниже в 2 3 раза, то соответственно у них будут меньшие потери мощности, температура перегрева и выше ресурс.
Как правило, энергия в системах электронного зажигания запасается в индуктивности ка­тушки зажигания или накопительном конденсаторе. Первый способ реализован в "классике" и в большинстве современных систем зажигания, например в ВАЗ-2108, 2109. Первичная обмотка катушки зажигания в этих машинах имеет низкое сопротивление (около 0,5 R), и стабилизация тока при колебаниях напряжения аккумулятора не представляет трудности. Энергия, запасённая в индуктивности Eind, выражается следующим соотношением:
Eind = L -12/2,
где L – индуктивность первичной обмотки катушки зажигания, I – ток.
Индуктивность выбирается так, чтобы ток в катушке успевал нарасти до необходимого значения при максимальной частоте вращения коленчатого вала, составляющей 200 Гц при 6000 об/мин. Ток стабилизируется на уровне, обеспечивающем требуемую энергию искры. Описанная система зажигания является наиболее распространённой среди серийных, поскольку имеет возможность интегрального исполнения. Однако она имеет и свои недостатки, главным из которых является неэффективная её работа с высокоомной катушкой и невысокая скорость нарастания напряжения. Кроме того, в подобной системе напряжение на транзисторе опреде­ляется напряжением вторичного пробоя в зазоре свечи, и опасность выхода из строя высоко­вольтного транзистора довольно велика.
В машинах с классической схемой зажигания, где искра формируется за счёт прерывания тока в достаточно высокоомной катушке механическим прерывателем, проблем ещё больше.
Дело в том. что RL параметры катушки должны удовлетворять противоречивым требо­ваниям. Во-первых, активное сопротивление R должно ограничиват ь ток на уровне, достаточном для накопления необходимого количества энергии при пуске, когда напряжение аккумулятора может упасть в 1,5 раза. С другой стороны, слишком большой ток приводит к преждевременному выходу из строя контактной группы. Во-вторых, для увеличения количества запасённой энергии необходимо увеличивать индуктивность катушки. При этом с ростом оборотов ток в катушке не успевает достигнуть номинального значения, и энергия искры, пропорциональная квадрату тока, резко снижается. Например, в системах зажигания ВАЗ-2101 – 2107 при частоте вращения ко­ленчатого вала 6000 об/мин ток разрыва катушки падает в полтора раза, а мощность, соответ­ственно, более чем в два, что приводит к повышенному расходу топлива. Сказанное иллюст­рируется эпюрами, приведенными на рис. 5.33, где (снизу вверх) показаны напряжение на кон­такте прерывателя, ток катушки и запасённая энергия. Все эпюры получены при Моделировании электронных схем систем зажигания с помощью программы PSPICE. Р1з графиков видно, что при увеличении частоты вращения вала с 1500 об/мин до 6000 об/мин (что соответствует частоте искрообразования 50 Гц и 200 Гц) запасенная в катушке энергия падает с 50 мДж до 20 мДж.

Наиболее полно преимущества электронной системы зажигания проявляются в конден­саторной системе с непрерывным накоплением энергии. Подобные устройства отвечают боль­шинству требований, предъявляемых к системе зажигания. Однако их массовому распростране­нию препятствует наличие в схеме высоковольтного импульсного трансформатора, изготовление которого представляет известную сложность.
В схеме с непрерывным накоплением энергии высоковольтный конденсатор постоянно подзаряжается от вспомогательного генератора, силовой транзистор подключает заряженный конденсатор к первичной обмотке катушки зажигания, а катушка используется только как транс­форматор. Энергию, запасённую в конденсаторе Есар, можно определить следующим образом:
Есар – С – U2/2,
где С – емкость, a U – напряжение на конденсаторе, которое выбирается исходя из требований к напряжению вторичного пробоя.
Обычно напряжение на первичной обмотке КЗ нормируется на уровне 350 + 400 В. Наличие высокочастотного генератора и стабилизация напряжения делает величину запасаемой энергии независимой от напряжения аккумулятора и частоты вращения вала. Такая структура получается гораздо более экономичной, чем при накоплении энергии в индуктивности, так как ток через силовой транзистор и первичную обмотку катушки течет только в момент искрообразования. Кроме того, высоковольтное напряжение на транзисторе стабилизировано и не зависит от нап­ряжения вторичного пробоя, как в индуктивных системах, что повышает надежность работы силового транзистора.
На рис. 5.34 приведена принципиальная схема блока электронного зажигания с непре­рывным накоплением энергии и стабилизацией выходного напряжения. Подзарядка накопи­тельного конденсатора С7 производится от импульсного высоковольтного трансформатора ТИ1 (сердечник – 40х25х 12 из электротехнической стали ЭЗ50 с зазором 0,5 мм; обмотки: L1 – 60 витков провода ПЭВ-2, диаметром 0,56 мм; L2 – 600 витков провода ПЭВ-2, диаметром 0,1 мм),

VD7 FR607
Read the rest of this entry »

мая 20

Рис. 5.37. а – внешний вид варистора; б – характеристика варистора. Табл. 5.22. Обозначение варисторов серии FNR.
Фенгхуа Адвансед Технолоджи
Нелинейное сопротивление
Диаметр элемента мм
Диаметр корпуса мм
Точность варистора
Классификационное напряжение В
18 + 82 100 + 470
18×10=180 18+470
33×10=330 18 + 330 360+1100
17,0 17,5 25.0
18×10=1800
18 + 330 360+1100 1800
23,0 24,0 25.0
18×10=1800
18 + 330 360+1100 1800
Табл. 5.23. Технические характеристики варисторов серии FNR.
Наименование
Напряжение варистора икл В
Максимал. доп. напр.
Макс, имп, напр.
Макс, импульсный ток (8/20 мс)
Номинал, мощность
Энергия рассеив. варистором
Типовая емкость
1 кГц пф
Read the rest of this entry »

мая 20

Путь тока в цепи управления VT1: + аккумулятора – дополнительный резистор СЭ107 первичная обмотка КЗ – безымянный зажим коммутатора – переход Э – Б транзистора – первичная обмотка ИТ1 – контакт прерывателя – корпус (масса) – минус АБ. Вследствие прохождения тока управления через переход Б – Э VT1 происходит резкое снижение сопротивления переходов Э – К VT1 с нескольких сотен Ом до нескольких долей Ом, и он открывается (потенциал базы ста­новится ниже потенциала эмиттера), включая цепь тока низкого напряжения.
Цепь тока низкого напряжения: + АБ – СЭ107 – первичная обмотка КЗ – переход Э – К VT1 -корпус (- АБ). Сила тока в первичной цепи при открытом VT1 достигает 8 А при нерабочем дви­гателе и снижается при увеличении частоты вращения до 3 А.
Принцип действия. При включении стартера выключателем зажигания обмотку пускового реле подключают к АБ. Ток, проходящий по обмотке реле, намагничивает сердечник, что вызывает замыкание контактов (4) и первичная обмотка КЗ подключается к АБ, помимо одной половины добавочного резистора СЭ107 (3). Произойдет увеличение силы тока первичной цепи, а вместе с этим увеличится напряжение во вторичной цепи зажигания. Ток, протекая по первичной обмотке КЗ, вызывает намагничивание сердечника катушки. Размыкание контактов прерывателя сопро­вождается прерыванием тока управления, что вызывает резкое повышение сопротивления VT1 и он, закрываясь, выключает цепь тока первичной цепи зажигания. Исчезающее магнитное поле первичной обмотки КЗ создает во вторичной обмотке высокое напряжение, которое через рас­пределитель подводится к свечам зажигания.
Импульсный трансфоматор ИТ1, первичная обмотка (ом = 50 витков, R = 0,14 Ом) которого включена последовательно с контактами прерывателя, обеспечивает активное запирание VT1. В момент прерывания тока управления во вторичной обмотке ((02 =150 витков, R = 7 Ом) ИТ1 индуцируется ЭДС. Импульс ЭДС вторичной обмотки ИТ1 действует в цепи VT1 в направлении противоположном току управления, вследствие чего ускоряется его запирание (потенциал базы в момент запирания становится выше потенциала эмиттера), а поэтому ускоряется прерывание то­ка в первичной обмотке КЗ и быстрей уменьшается магнитный поток. Энергия тока взаимоин­дукции вторичной обмотки ИТ1 расходуется на нагрев R1 (27 Ом). R1 формирует импульс запи­рания VT1. Без R1 время запирания увеличивается в два раза.
В контактно-транзисторных системах зажигания конденсатор параллельно контактам прерывателя не устанавливается, т.к. применение в схеме R1 и ИТ1 обеспечивает необходимую скорость спадания первичного тока.
Во вторичной обмотке КЗ индуцируется ЭДС 17 -5-30 кВ, а в первичной обмотке КЗ – ЭДС самоиндукции величиной до 100 В. ЭДС самоиндукции первичной обмотки КЗ вызывает заряд конденсатора С2. В дальнейшем, при разомкнутых контактах прерывателя, С2 разряжается через первичную обмотку КЗ, затем происходит затухающий колебательный разряд его через первич­ную обмотку КЗ. Этим увеличивается продолжительность искрового разряда между электродами свечей. С2 и R2 обеспечивает снижение потерь мощности VT1 в период его переключения, тем самым уменьшая его нагрев. Для предотвращения перегрева и пробоя VT1 при увеличении ЭДС самоиндукции первичной обмотки КЗ, что имеет место на малой частоте вращения КВ, или обрыве в цепи высокого напряжения (проверке системы зажигания на искру), параллельно С2 включена цепочка, состоящая из стабилитрона VD 1 и диода VD2, включенных встречно.
VD1 – напряжение стабилизации стабилитрона выбрано таким, чтобы оно суммируясь с напряжением питания, не превышало предельно допустимого напряжения участка Э-К VT1.
VD2 – ограничивает ток через VD1 в прямом направлении (чтобы первичная обмотка не шунтировала стабилитрон, включенный в прямом направлении).
При увеличении ЭДС самоиндукции первичной обмотки КЗ выше 80В (напряжение стабилизации) стабилитрон пропускает через себя ток самоиндукции, шунтируя тем самым первичную обмотку КЗ. Благодаря прохождению тока самоиндукции через цепочку VDIh VD1 напряжение на зажимах первичной обмотки снижается, что предотвращает перегрев и пробой VT1. При уменьшении ЭДС самоиндукции ниже 80 В стабилитрон не проводит через себя ток и ЭДС самоиндукции расходуется на заряд С2.
Электролитический конденсатор С1 включен параллельно генератору и защищает VT1 от импульсных перенапряжений, возникающих в цепи: генератор – АБ (работа без АБ, разре­гулировка регулятора напряжения, короткое замыкание в обмотках генератора, ухудшение контакта с "массой" генератора и реле регулятора, резистора Rдl (при закороченном Rju). При импульсе напряжения генератора конденсатор С1 будет заряжаться, что уменьшит напряжение, а следовательно, и импульс силы тока в цепи VT1, тем самым предотвращая перегрев транзистора. Необходимое ограничение первичного тока для предохранения VT1 от перегрузки по току во время пуска двигателя обеспечивается резистором Rдl (при закороченном кдг).
Для снижения температуры VT1 (допустимая +65 °С), коммутатор устанавливают в кабине водителя, а не под капотом двигателя.

Напряжение во вторичной цепи не менее чем на 25% больше, по сравнению с классической системой зажигания, что приводит к увеличению энергии искры разряда. Повышение энергии искры разряда способствует более полному сгоранию даже обедненной рабочей смеси. Облегчен­ный пуск двигагеля и улучшенная приемистость и экономичность двигателя (расход топлива снижается до 2%). Малая сила тока в цепи управления VT1 (0,3 + 0,8 А) разгружает контакты прерывателя и продлевает их срок службы, но при этом предъявляются особые требования к чистоте поверхностных контактов прерывателя. При незначительном увеличении сопротивления контактов прерывателя из-за окисления или загрязнения, сила тока управления VT1 снижается, он не открывается и двигатель не запускается.
2. Коммутатор ТК-102А
Принцип действия. При включенном зажигании и замкнутых контактах прерывателя (рис. 6.1), VT1 коммутатора (рис. 6.3) находится в открытом состоянии, так как его (управляющему электроду) базе через контакты прерывателя подается отрицательный потенциал. Ток будет прохо­дить по первичной цепи: + АБ – Кд – W1 – КЗ – переход Э – К VT1 – минус АБ. При размыкании контактов прерывателя, на базе VT1 исчезает управляющий сигнал и VT1 запирается. Одновре­менно прекращается ток через дроссель Ll (Яобм = 4R2), на его выводах индуктируется импульс самоиндукции положительный полюс которого приложен к базе VT1, а отрицательный – к эмиттеру, что ускоряет (запирание) переход VT1 в закрытое состояние. Запирание VT1 приводит к быстрому уменьшению тока в W1 КЗ, что обуславливает появление импульса высокого нап­ряжения во вторичной обмотке. Путь тока во вторичной цепи: высоковольтный вывод W2 КЗ -центральный высоковольтный провод – распределитель высокого напряжения (трамблер) – свеча зажигания – корпус – W2 КЗ.
ТК102А имеет специальную защиту, состоящую из стабилитрона VD1 и диода VD2, которая предохраняет VT1 от пробоя ЭДС самоиндукции, возникающей в первичной обмотке КЗ при запирании VT1. В случае, когда ЭДС самоиндукции превышает 100 В, происходит пробой стабилитрона и повышенное напряжение гасится на диоде. Кроме того диод препятствует про­теканию тока от батареи к VT1 через стабилитрон, минуя W1 КЗ.
Для снижения мощности тока в цепи стабилитрона предусмотрен конденсатор С2, который заряжается от ЭДС самоиндукции первичной обмотки КЗ, при запирании VT1. В случае когда ЭДС самоиндукции не достигает опасного значения и пробой стабилитрона не происходит, конденсатор С2 уменьшает потери мощности VT1 в период его запирания, что снижает нагрев VT1. Электроли гический конденсатор С1 включен параллельно генератору и АБ, и защищает VT1 от импульсных перенапряжений, которые могут возникнуть в бортовой сети при включении мощных потребителей или отключении АБ при работающем двигателе. В этом случае импульс повышенного напряжения будет заряжать С1, что предотвратит воздействие повышенного нап­ряжения на VT1.

Рис. 6.4. Внешний вид коммутатора: а – ТК- 102; б – ТК- 102А (масштаб 1 : 2)
Добавочные резисторы Кдх и Кдг разгружают КЗ от повышенной тепловой нагрузки. При закорачивании Кдг во время работы стартера улучшается пуск двигателя.
3. Блок электронного зажигания БЭЗ (Томск)
Блок БЭЗ (РБЗ .242.000 ТУ) предназначен для работы в стандартной системе зажигания автомобилей и мотоциклов с номинальным напряжением питания 12 В и "минусом" на массе.
Применение блока зажигания устраняет обгорание контактов прерывателя, облегчает за­пуск двигателя, делает работу двигателя устойчивой на холостых оборотах, снижает токсичность выхлопных газов и упрощает обслуживание системы зажигания.
Для полной реализации положительных свойств блока не рекомендуется применять вык­лючатели массы, в которых в качестве коммутирующего элемента используется тиристор или транзистор.
При установке БЭЗ напряжение на свечах на 30% выше, чем без блока. Не допускается работа блока с катушками зажигания типа Б114.
Основные технические характеристики:
Read the rest of this entry »

мая 20

Автомобили и автобусы
Коммутатор, рекомендуемы» для установки
ГАЗ-24 и модификации.
УАЗ-4523,469 и модификации
13.3734-01
УАЗ-3151.3741 и моди( шкации
ГАЗ-53 и модификации
М-2140, ИЖ-2125, -2715, ГАЗ-3102
ЗИЛ-131В1, Урал -375Д и модифик.
ГАЗ-66 и модификации
ГАЗ-24, "Газель"
ГАЗ-52 и модификации
ГАЗ-53А, -66 и модификации
АЗЛК моделей 2141,2141-01,21412-01
30.3706.01
ВАЗ моделей 2101 – 07, 2121
ВАЗ моделей 2108.2109
ЗИЛ – 431410 и модифик., ЗИЛ -13 ША
АЗЛК моделей2141,2141-01,21412-01

Рис. 6.11. Осциллограммы напряжения и тока на W2 КЗ (электродах разрядника).
На рис. 6.11 приведены осциллограммы напряжения на вторичной обмотке катушки зажи­гания (электродах разрядника), полученные при снятии сигнала с емкостного датчика напряжения в искровом промежутке. Глядя на эти осциллограммы, можно только предполагать, какие процес­сы происходят в искровом промежутке. Наличие горизонтальных участков во втором периоде ко­лебательного процесса, скорее всего, свидетельствует о возникновении достаточно сильной иони­зации и, как следствие, возникновении коронного (или тлеющего) разряда. Как это влияет на про-


Рис. 6.13. Принципиальная схема блока зажигания ОН 427 (вариант 2).
цесс воспламенения, не очень понятно. Но когда эти участки по каким-либо причинам пропа­дают, зажигание превращается в обычное тиристорное. Поэтому, если удастся получить похожую картинку, задачу можно считать выполненной.
Read the rest of this entry »

« Previous Entries


Хостинг

VPS - Хостинг

аренда сервера

Dedicated server

Регистрация доменов

Русские темы для WordPress. Бесплатные шаблоны для блогов WordPress на любой вкус

Май 2018
M T W T F S S
    Jun »
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031