Автомобільні системи запалювання зараз в основному побудовані на тиристорах [1], тим не менш, транзисторні системи не втратили своєї актуальності [2, 3]. Останнім часом випускається багато потужних, в тому числі складових, транзисторів з характеристиками, що дозволяють використовувати їх для автомобільних систем запалювання.
Пропонована схема автомобільного електронного блоку запалювання розроблена і випробувана автором в автомобілі "Жигулі 2108" тощо, в яких застосовуються комутатори транзисторні (3620-3734) з безконтактним датчиком Холла (53.013706).
Відмінністю даної конструкції від штатної [2] є те, що для формування імпульсів переривання використовується мікросхема К561ЛА8, включена по схемі тригера Шмітта.
Технічні характеристики практично не відрізняються від штатного блоку запалювання, але із застосуванням тригера Шмітта імпульси переривання формуються з більш крутим заднім фронтом, що дозволяє практично миттєво вимкнути джерело струму від котушки запалювання, тим самим підвищуючи висока напруга на її вторинній обмотці.
Застосування конденсатора С2 забезпечує відключення котушки запалювання від джерела струму при зупинці двигуна автомобіля, тим самим запобігаючи даремний нагрів котушки.
Схема блоку електронного запалювання, зображена на рис.1, містить:
- схему формування імпульсів з регульованою шпаруватістю на мікросхемі DD1. зібрану по схемі тригера Шмітта;
- потужний ключ на транзисторах VT1 і VT3 з активним обмежувачем струму на транзисторі VT2,дільником напруги на резистора R8, R9 і токоизмерительным резистором R10;
- стабілізатор напруги для живлення мікросхеми DD1 на стабілітроні VD4, конденсаторі СЗ і резисторі R3;
- схему захисту від перевищення імпульсного напруги в бортовій мережі на стабілітроні VD6, конденсаторі С4 і резисторі R11;
- схему захисту блока від невірного приєднання акумуляторної батареї на діод VD7;
- схему захисту транзистора VT3 від імпульсних перевантажень при роботі котушки запалювання на діод VD5. резистора R12, R13.
Працює схема наступним чином. При включенні запалювання напруга від акумуляторної батареї подається на схему через діод VD7 і резистор R 11. На котушку запалювання напруга в початковий момент не надходить, так як стартер не обертає вал двигуна, і на вході мікросхеми DD1.2 відсутні імпульси. На виході DD1 присутня напруга низького рівня, яке утримує транзистор VT1 в закритому стані, тому закритий і транзистор VT3.
Коли стартер повертає вал двигуна, на виході датчика виникають імпульси, що надходять через С2 на вхід елемента DD1.1. Останній перемикається, і на виході DD1.2 з'являється імпульс, який відкриває транзистори VT1 і VT3. Через котушку запалювання проходить струм, і в магнітному полі котушки накопичується електрична енергія. В наступний момент, коли з виходу датчика зникає імпульс позитивної полярності, тригер Шмітта різко перемикається в протилежне стан, на виході елемента DD1.2 з'являється низький рівень, що надходить на базу транзистора VT1. Транзистори VT1 і VT3 швидко закриваються, і струм, що проходить через котушку запалювання, також швидко зникає. При цьому в первинній обмотці котушки індукується ЕРС самоіндукції напругою 400 В, а у вторинній обмотці котушки запалювання виникає імпульс високої напруги - 23000...25000 У.
У потужному ключі на транзисторах VT1 і VT3 застосована схема активного обмеження струму в котушці запалювання, яка захищає транзистор VT3 від перевантаження і стабілізує величину струму"розриву"при коливаннях напруги бортової мережі автомобіля, тим самим забезпечуючи незмінність вихідних характеристик системи запалювання [З].
При відмиканні транзистора VT1 вихідний транзистор VT3 насичується, забезпечуючи низьку величину залишкової напруги на виході блоку електронного запалювання. Поки струм, що протікає через вихідний транзистор VT3 і токоизме-рительный резистор R10, включений у його емітерний ланцюг, нижче допустимого рівня обмеження, транзистор VT2 закритий.
При досягненні вихідним струмом граничного рівня,починає відкриватися транзистор VT2, і потенціал на його колекторі зменшується, що призводить до зменшення величини струму управління. Транзистор VT3 при цьому виходить з режиму насичення в активний режим, напруга на виході зростає до рівня, при якому підтримується заданий режим обмеження струму. У разі перевищення імпульсного напруги в котушці запалювання, воно через дільник R12-R13 подається на стабілітрон VD5, який, відкриваючись, замикає транзистор VT3. Ланцюжок C5-R14, включена паралельно вихідному транзистору, є елементом коливального контуру ударного збудження, тобто визначає величину і швидкість наростання вторинної напруги, развиваемого системою запалювання. Резистор R14 обмежує ємнісний струм через транзистор VT3 в момент відмикання останнього, якщо конденсатор С5 розряджений. Конструктивно блок електронного запалювання виконаний на друкованій платі (рис.2) з одностороннього фольгиро-ного склотекстоліти розміром 95х75 мм, на якій змонтовані елементи схеми. Плата встановлюється в штатний корпус від комутатора 3620-3734.
В електронному блоці запалювання використана мікросхема К561ЛА8 і резистори МЛТ. Резистор R10 - типу С5-16 потужністю не менше 1 Вт. Конденсатори - К73-11 на напругу не менше 63 Ст. Діоди VD2, VD3 - КД521А або будь-які малопотужні кремнієві. Стабілітрон VD1 - на напругу стабілізації 8, типу Д814А або КС182А. Стабілітрон VD4 - на напругу стабілізації 9, типу Д814Б або КС191А. Стабілітрон VD5 - КС518А або КС508Г. Діод VD7 - типу КД209А, можна замінити діодом КД226Г. Транзистори VT1, VT2 - КТ972А; VT3 - КТ898А або КТ890А (КТ8109А). VT3 встановлюється на штатний радіатор з алюмінієвої пластини товщиною 4 мм, ізольований від корпусу подвійний слюдяної прокладкою з термопроводной пастою.
Для налагодження блоку використовується звуковий генератор з частотою від 30 до 400 Гц, що імітує роботу датчика переривника. Для отримання вихідного сигналу напругою 7...9, У разі необхідності, до нього потрібно виготовити підсилювач потужності на транзисторі КТ815 [4]. Для перегляду імпульсів годиться будь-осцилограф, краще двопроміневий. Крім того, необхідний блок живлення з регулюванням напруги від 8 до 18 В з струмом не менше 10 А.
На момент налаштування схеми можна обійтися без котушки запалювання, накинувши колектор транзистора VT3 на дросель з магнітопроводом із пластин електротехнічної сталі індуктивністю 3,8 мГн, опором 0,5 Ом. Для цього можна використовувати уніфікований низькочастотний дросель типу Д 179-0,01-6,3. Генератор-імітатор датчика імпульсів підключають на вхід схеми і спостерігають на осцилографі форму і амплітуду вихідних імпульсів.
Зміною опорів у колах VD2-R4 і VD3-R5 можна регулювати шпаруватість імпульсів, що дозволяє регулювати час замикання і розмикання котушки запалювання.
Для встановлення необхідного струму обмеження осцилограф підключають до емітера транзистора VT2. При цьому в емітерний ланцюг транзистора VT2 необхідно тимчасово підключити резистор опором 0,1 Ом. Змінюючи напругу на блоці живлення, спостерігають появу сигналу на емітері. Регулювання рівня обмеження струму виробляється резисторами R12 і R13. Після попередньої настройки схему встановлюють в автомобілі у відповідності зі схемою підключення [2] і виробляють її остаточне налаштування.
Література:
1. Ломакін Л. Електроніка за кермом. - Радіо, 1996, N8, С. 58,
2. Старков Ст. Транзисторні системи запалювання - Радіо, 1991, N9. С. 26-29.
3. Бела Буна. Електроніка на автомобілі. - М: Транспорт,1979.
4. Автомобілі "Жигулі 2108" та їх модифікації. Пристрій і ремонт. - М: Транспорт,1987.
5. Ютт Ст. Е. Електроустаткування автомобілів: Підручник. - М: Транспорт,1989, 175с.
6. Сидорчук Ст. Електронний октан-коректор. - Радіо, 1991, № 11, С. 26.
Автор: Р. Скобелєв, р. Курган; Публікація: М. Большаков, rf.atnn.ru