Elektronikus gyújtás modern félvezet?kkel, megszakítós vezérléssel

(Szerző: Nándi (Orosz Nándor), utoljára módosítva: 2009.05.08.)

Tartalom
A megszakítós gyújtás mûködése
Az elektronikus gyújtás előnyei
A kapcsolás mûködése
Megépítési tanácsok
Kivitelezési példa

A megszakítós gyújtás mûködése

A megszakítós gyújtás mûködésének alapelve a következő.
A gyújtótranszformátor primér tekercsén a zárt megszakítón keresztül áram folyik át, ami mágneses teret épít fel. A statikus mágneses tér nem okoz feszültségindukciót, csak energiatárolás történik. A primér körrel sorba kötött mechanikus kapcsoló (megszakító) nyitása esetén az áramkör megszakad. A mágneses tér eltárolt energiája a primér tekercsben feszültséget indukál. A gyújtótranszformátor szekunder tekercse a menetek áttételének arányában nagyfeszültséggé alakítja át a primér feszültségugrást, amit a gyújtógyergyákra vezetünk.
Megszakítós gyújtás esetén a primér áram 4A körüli érték. A primér feszültségugrás 300V körüli, a szekunder impulzus 10kV feletti.
Célunk a szekunder feszültség és ezzel a gyújtási energia növelése:
1. hagyományos gyújtás esetén primer áram növelésének a mechanikus megszakító az akadálya, mert növekvő árammal az élettartama rohamosan csökken, az érintkezők beégnek,
2. ha azonos primer áram mellett nagyobb induktivitású transzformátort használnánk, akkor pedig növekvő fordulattal rohamosan csökkenne a gyújtási energia, mivel a transzformátor két gyújtás között nem tudná felépíteni az energia tárolására szolgáló mágneses teret.
Az elektronikus gyújtások ezért tehermentesítik a megszakítót és ezzel lehetővé teszik a primér áram növelését.

Az elektronikus gyújtás előnyei
1. A megszakítót csak mint jeladót használjuk, ezért a beégés veszélye nem fenyeget, a megszakító élettartama megnövekszik.
2. Az alkalmazott félvezetők kisebb primerköri ellenállású gyújtótranszformátor alkalmazását teszik lehetővé, így a gyújtási energia és feszültség nő.
3. A nagyobb gyújtófeszültség biztosabban gyújtja meg a nem ideális keveréket, pl. indítózás alatt és nem üzemmeleg motornál.

Hátránya: a nagyobb feszültség miatt fokozottan érzékeny a gyújtókábelek és az elosztófedél állapotára, sértetlenségére, gondoljunk itt elsősorban a repedésekre. Az elosztóban lévő zavarszûrő ellenállás élettartama a növekvő terhelés miatt lerövidül.

A kapcsolás mûködése
A kapcsolás a mellékelt ábrán látható.



Zárt megszakító esetén azon csak a 180 ohmos ellenállás árama, 80 mA folyik át. A BD139-es zárva van. A 470 ohmos felhúzóellenálláson keresztül az IRFP460-asok vezérlőelektródája tápfeszültséget kap, így nyitásba vezérelt. A nyitott IRFP460-akon keresztül a GYTR-rel jelzett gyújtótranszformátor primer körében átfolyik a primer áram.

Amint a megszakító nyit, a BD139 is kinyit. Az IRFP460-ok vezérlőelektródáját lehúzza testpotenciálra, így a primér áram megszakad. A primer körben feszültség indukálódik.

Említést érdemelnek még a védelmet biztosító alkatrészek.
Az 1N4003 a BD139 visszfeszültségre érzékeny bázisát védi.
A ZY18 az IRFP460 fetek nyitófeszültségét tartja a biztonságos korlátok között.
A két 200 voltos zener (javasolt típus 1N5388B) az IRFP460-at túlfeszültség ellen védi, a maximális primér feszültséget 400 voltra korlátozva. Természetesen ezt az értéket más értékekből is kirakhatjuk, pl. 3*130V.

Pár szót a kapcsolás lelkét képező IRFP460-ról.
HEXFET struktúrájú teljesítmény MOSFET.
Határértékei: 500V, 20A, 280W. Bekapcsolási ellenállása 0,27 ohm 10 voltos vezérlőfeszültség esetén. A tokozása TO-247, aminek fő előnye, hogy a rögzítő furat szigetelt.

Megépítési tanácsok
Az első tanács: addig ne kezdjünk hozzá a kapcsolás megépítéséhez, amíg nem értjük a mûködését, mert megértés teszi lehetővé a minőségi munkavégzést és az esetleges hibák feltárását.
A minőségi munka pedig azért cél, mert a gyújtás üzembiztossága az egész gépjármû üzembiztosságára kihat. Ezért az áramkört mindenki csak saját felelősségére építheti meg!
Az alkatrészek a Lomex-ben beszerezhetők. Az áramkört áramköri lapra szereljük, olyan fajtára, ami raszterenként elő van fúrva és a forrpontok hármasával össze vannak kötve.
A 180 és a 470 ohmos ellenállás teljesítménye 2 W. A 150 ohmos teljesítménye 0,5 W. Az ellenállásokat ne ültessük le a nyák szintjére, hogy tudjanak hûlni, kb. 3 mm helyet hagyjunk alattuk. A nyákon történő munka befejeztével a nyákot lakkal fújjuk le, hogy a páralecsapódás ne okozzon gondot.
Az IRFP460-ak nem kerülnek fel a nyákra, azt a mintadarabban kimustrált Pentium1 hûtőbordára csavaroztam fel szigetelten és hőkontaktust növelő pasztával megkenve.
A dobozban rögzítsük a hûtőbordát és a nyákot. A nyákot legalább 1 cm távtartóval csavarozzuk fel, hogy elkerüljük a doboz alján összegyûlő nedvesség káros hatását.
Ugyan ezen célból a doboz legmélyebb pontjára fúrjunk egy kis lyukat is, hogy a nedvesség távozni tudjon.
A készülék beszerelésénél, kábelezésénél kerüljük ill. minimalizáljuk a kontaktusok számát. Ahol lehet, használjunk forrasztott kötést! Ha mégis kénytelenek vagyunk csavaros kötést alkalmazni (pl. test kontaktus), akkor használjunk rugós alátétet, ha lehet a körkörösen bemetszett fajtából.
A megszakítótól jövő vezetéket külön vezessük a gyújtótrafóhoz menő vezetéktől, a dobozon belül is! Így elkerülhetjük a kis és nagyjelû vezetékek káros egymásra hatását.
A gyújtótrafóhoz és a földhöz menő vezeték legalább 1,5 négyzetmm keresztmetszetû legyen, mert ezeken folyik a nagy áram. Természetesen ez vonatkozik az IRFP460-hoz menő vezetékekre is.

A gyújtást először a gyárilag bent lévő gyújtótranszformátorral próbáljuk ki. Ha a motor beindul, nagy baj nem lehet. Ha nem, akkor gondoljuk át, mit rontottunk el.
Ezután kerülhet sor a gyújtótranszformátor cseréjére a Szamara vagy Wartburg 1.3 trafóra.

Esetleges hibák és elhárításuk:
k1: A gyújtás a kapcsolás megépítése után Lada trafóval nem mûködik
v1: A kapcsolás rosszul lett megépítve vagy bekötve, javítsuk meg.

k2: A gyújtás Lada trafóval mûködik, Szamara trafó bekötésekor
elszállnak a fetek
v2a: A zenerek helytelenül vannak bekötve, kössük be helyesen.
v2b: A zenerek összfeszültségét (200V+200V) csökkentsük le (200V+180V).
v2c: A fetek nem feleltek meg a gyári specifikációnak, cseréljük ki
azokat.
v2d: Használjunk nagyobb primerköri ellenállású trafót.

k3: A feszültségszabályozó / generátor terhelése nagy
v3: Használjunk nagyobb primerköri ellenállású trafót

k4: Télen mûködik, nyáron az elektronika tönkremegy
v4a: A fetek hûtése elégtelen, korrekt hûtés kialakítandó

k5: Zavarok keletkeznek más elektronikai készülékekben
v5a: Rendszeresen ellenőrizzük a rotor ellenállásának sértetlenségét,
szükség esetén cseréljük.
v5b: Évente ellenőrizzük a gyújtókábelek felületének repedésmentességét,
a saruknak a kábel vezető eréhez történő hibátlan csatlakozását, szükség
esetén cseréljük ki a kábeleket.


A megépítéshez sok sikert kívánok:

Orosz Nándor
2001.01.13.

Egy példa a a kivitelezésre: (még1MbR)



Hozzászólások ehhez a cikkhez:
2009.11.29. - sevenhill
A wartburg1.3 trafót megfelelőnek találom, kb. 6-8A lesz a csúcsáram, ezt a fetek is kibírják, és a szekunder feszültség és a szikrateljesítmény is nagyobb lesz. A Samara trafót én nem javaslom, mert annak a primer ellenállása kb. 0.6-0.7 ohm, így a csúcsáram 20A is lehet. Rajtafelejtett gyújtáskapcsolónál túlmelegedhet a vezeték, és a feteket is kinyírhatja. A Samara gyári gyújtómodulja elektronikus áramhatárolással (8A-nél megfogja az áramot) rendelkezik. A rajtahagyott áramot pedig néhány másodperc után lekapcsolja, ha nem jön a bemenetére a jeladótól impulzus. A zener diódák használata teljesen fölösleges, mivel a fetek üzemszerűen levezetik a túlfeszültséget.Tehát az adott esetben ha a drain feszültség úgy 530V fölé menne (a névleges feszültség fölött van még 5-10% rátartás) a fet átmegy zenerbe. Az adatlapjukban még azt is megadják, mekkora energiát(mJoule) képes az adott típus elnyelni.(irfp460 esetén 28mJ ismétlődő "lavinaimpulzusok" esetén)