Блок электронного зажигания
|
Автомобильные системы зажигания сейчас в основном построены на тиристорах [1], тем не менее, транзисторные системы не потеряли своей актуальности [2, З]. В последнее время выпускается много мощных, в том числе составных транзисторов с характеристиками, позволяющими использовать их для автомобильных систем зажигания. Предлагаемая схема автомобильного электронного блока зажигания разработана и испытана автором в автомобиле "Жигули 2108" и др., в которых применяются транзисторные коммутаторы (3620-3734) с бесконтактным датчиком Холла (53.013706). Отличием данной конструкции от штатной [2] является то, что для формирования импульсов прерывания используется микросхема К561ЛА8, включенная по схеме триггера Шмитта. Технические характеристики практически не отличаются от штатного блока зажигания, но с применением триггера Шмитта импульсы прерывания формируются с более крутым задним фронтом, что позволяет практически мгновенно отключать источник тока от катушки зажигания, тем самым повышая высокое напряжение на ее вторичной обмотке. ;Применение конденсатора С2 обеспечивает отключение катушки зажигания от источника тока при остановке двигателя автомобиля, тем самым предотвращая бесполезный нагрев катушки. 
Схема блока электронного зажигания, изображенная на рис.1,
содержит: Работает схема следующим образом. При включении зажигания напряжение от аккумуляторной батареи подается на схему через диод VD7 и резистор R11. На катушку зажигания напряжение в начальный момент не поступает, так как стартер не вращает вал двигателя, и на входе микросхемы DD1.2 отсутствуют импульсы. На выходе DD1 присутствует напряжение низкого уровня, которое удерживает транзистор VT1 в закрытом состоянии, поэтому закрыт и транзистор VT3. Когда стартер поворачивает вал двигателя, на выходе датчика возникают импульсы, поступающие через С2 на вход элемента DD1.1. Последний переключается, и на выходе DD1.2 появляется импульс, который открывает транзисторы VT1 и VT3. Через катушку зажигания проходит ток, и в магнитном поле катушки накапливается электрическая энергия. В следующий момент, когда с выхода датчика исчезает импульс положительной полярности, триггер Шмитта резко переключается в обратное состояние, на выходе элемента DD1.2 появляется низкий уровень, поступающий на базу транзистора VT1. Транзисторы VT1 и VT3 быстро закрываются, и ток, проходящий через катушку зажигания, также быстро исчезает. При этом в первичной обмотке катушки индуцируется ЭДС самоиндукции напряжением 400 В, а во вторичной обмотке катушки зажигания возникает импульс высокого напряжения — 23000...25000 В. В мощном ключе на транзисторах VT1 и VT3 применена схема активного ограничения тока в катушке зажигания, которая защищает транзистор VT3 от перегрузки и стабилизирует величину тока "разрыва" при колебаниях питающего напряжения бортовой сети автомобиля, тем самым обеспечивая неизменность выходных характеристик системы зажигания [З]. При отпирании транзистора VT1 выходной транзистор VT3 насыщается, обеспечивая низкую величину остаточного напряжения на выходе блока электронного зажигания. Пока ток, протекающий через выходной транзистор VT3 и токоизмерительный резистор R10, включенный в его эмиттерную цепь, ниже допустимого уровня ограничения, транзистор VT2 заперт. При достижении выходным током предельного уровня, транзистор VT2 начинает открываться, и потенциал на его коллекторе понижается, что приводит к уменьшению величины тока управления. Транзистор VT3 при этом выходит из режима насыщения в активный режим, напряжение на выходе возрастает до уровня, при котором поддерживается заданный режим тока ограничения. В случае превышения импульсного напряжения в катушке зажигания, оно через делитель R12-R13 подается на стабилитрон VD5, который, открываясь, запирает транзистор VT3. Цепочка C5-R14, включенная параллельно выходному транзистору, является элементом колебательного контура ударного возбуждения, т.е. определяет величину и скорость нарастания вторичного напряжения, развиваемого системой зажигания. Резистор R14 ограничивает емкостный ток через транзистор VT3 в момент отпирания последнего, если конденсатор С5 разряжен. Конструктивно блок электронного зажигания выполнен на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размером 95х75 мм, на которой смонтированы элементы схемы. Плата устанавливается в штатный корпус от коммутатора 3620-3734. В электронном блоке зажигания использована микросхема К561ЛА8 и резисторы МЛТ. Резистор R10 — типа С5-16 мощностью не менее 1 Вт. Конденсаторы — К73-11 на напряжение не менее 63 В. Диоды VD2, VD3 — КД521А или любые кремниевые маломощные. Стабилитрон VD1 — на напряжение стабилизации 8 В, типа Д814А или КС182А. Стабилитрон VD4 — на напряжение стабилизации 9 В, типа Д814Б или КС191А. Стабилитрон VD5 — КС518А или КС508Г. Диод VD7 — типа КД209А, можно заменить диодом КД226Г. Транзисторы VT1, VT2 — КТ972А; VT3 — КТ898А или КТ890А (КТ8109А). VT3 устанавливается на штатный радиатор из алюминиевой пластины толщиной 4 мм, изолированный от корпуса двойной слюдяной прокладкой с термопроводной пастой. Для налаживания блока применяется звуковой генератор с частотой от 30 до 400 Гц, имитирующий работу датчика прерывателя. Для получения выходного сигнала напряжением 7...9 В, в случае необходимости, к нему нужно изготовить усилитель мощности на транзисторе КТ815 [4]. Для просмотра импульсов годится любой осциллограф, лучше двухлучевой. Кроме того, необходим блок питания с регулировкой напряжения от 8 до 18 В с током не менее 10 А. На момент настройки схемы можно обойтись без катушки зажигания, нагрузив коллектор транзистора VT3 на дроссель с магнитопроводом из пластин электротехнической стали индуктивностью 3,8 мГн, сопротивлением 0,5 Ом. Для этого можно использовать унифицированный низкочастотный дроссель типа Д 179-0,01-6,3. Генератор-имитатор датчика импульсов подключают на вход схемы и наблюдают на осциллографе форму и амплитуду выходных импульсов. Изменением сопротивлений в цепях VD2-R4 и VD3-R5 можно регулировать скважность импульсов, что позволяет регулировать время замыкания и размыкания катушки зажигания. Для установки необходимого тока ограничения осциллограф подключают к эмиттеру транзистора VT2. При этом в эмиттерную цепь транзистора VT2 необходимо временно подключить резистор сопротивлением 0,1 Ом. Изменяя напряжение на блоке питания, наблюдают появление сигнала на эмиттере. Регулировка уровня ограничения тока производится резисторами R12 и R13. После предварительной настройки схему устанавливают в автомобиле в соответствии со схемой подключения [2] и производят ее окончательную настройку. Литература: Г. СКОБЕЛЕВ |