Paso 3: Circuito del conductor
Todo lo que se necesita para utilizar la bobina para generar arcos de experimentación y exhibición es un circuito que convierte un interruptor de encendido y apagado para interrumpir la corriente del primario de la bobina de encendido. Preocupaciones como los ajustes a tiempo para encender el combustible en el cilindro en el momento adecuado no se aplican para una aplicación de visualización.
El siguiente diagrama muestra los bloques básicos de un sistema utilizado para generar acrs usando una bobina de encendido. El circuito de impulsión general consiste en un generador de pulso que convierte a un interruptor semiconductor (un transistor, FET, o en el circuito presentado más adelante, un IGBT) y a una velocidad deseada. La fuente de alimentación puede ser cualquier batería o fuente de alimentación de un voltaje apropiado, capaz de suministrar suficiente corriente.
La función de cada sección del sistema se describe en detalle a continuación. Véase también el esquema detallado.
+ Fuente regulada de 5V
Un regulador LM7805, VR1, proporciona los + 5V regulada de voltaje para el circuito de generador de pulso. D1 diodo en serie con la entrada al regulador se utiliza para prevenir daños si la fuente de alimentación está conectada al revés. Hay condensadores electrolíticos y cerámicos (C1, C2, C3 y C4) en la entrada y la salida del regulador para el filtrado.
Generador de pulso
Como se describió anteriormente, la energía se pierde si el interruptor permanece en el tiempo de la corriente de la bobina primaria de estado estacionario se alcanza, el circuito del generador de pulso debe ser diseñado y ajustado con esto en mente. Una vez más, la constante de tiempo del circuito primario determinará cuánto tiempo tarda la primaria actual para alcanzar su estado estable. La inductancia y la resistencia del primario varía entre diferentes bobinas, el máximo de tiempo del interruptor va a necesitar algunos ajustes dependiendo de las características de la bobina que está utilizando. Algunas bobinas se pretenden operar con resistencia adicional en serie con la bobina primaria, y esta resistencia tendrá que añadirse a la otra resistencia en el circuito primario en el cálculo de la corriente de estado estacionario y la constante de tiempo.
Dos diseños diferentes del generador de impulsos se describen en los siguientes pasos. Uno se basa en un microprocesador PIC, y el otro basado en un temporizador 555.
Generador de pulso basado en microprocesador
Un circuito de generador de pulso PIC microcontrolador basado se utiliza para generar la señal se utiliza para encender y apagar el IGBT. Utilizando un microcontrolador proporciona la flexibilidad para controlar la frecuencia y el tiempo en forma independiente. El software permite la frecuencia de repetición de chispa que se fijará entre 10Hz y 400Hz, y permite el tiempo on de pulso que se fijará entre 0,5 y 2 milisegundos.
La corriente máxima se puede limitar por el ajuste del tiempo en. Si el tiempo de encendido se establece en menos de cuatro constantes de tiempo, la corriente en el primario nunca alcanzará su estado estacionario.
El circuito usa dos potenciómetros R3 y R7. Uno se utiliza para establecer el tiempo de encendido y el otro para ajustar la frecuencia de repetición. Los potenciómetros son leídos por el convertidor A/D de microprocesadores. R4 y R6, C5 y C6 se utilizan como filtros paso bajo en las entradas analógicas. El software genera los pulsos de salida basados en las lecturas de tiempo y frecuencia.
Una entrada de procesador se utiliza para leer un interruptor de activación. Cuando se presiona el interruptor, la entrada es presentada bajo, y el microprocesador genera pulsos en la salida con el tiempo y frecuencia según lo establecido por el potenciómetro. Cuando se suelta el interruptor R1 tira la entrada alta y la salida se desactiva.
El diagrama de diagrama de flujo de programa, archivo de código fuente *.asm y archivo *.hex para la programación se incluyen.
Generador de pulso alternativo basado en Temporizador 555
Este circuito 555 temporizador se puede utilizar también para el generador de impulsos, pero generalmente no permiten controlar el tiempo y la frecuencia en forma independiente. Consulte el esquema separado para la versión de 555 temporizador del generador de impulsos.
El esquema muestra un circuito 555 temporizador que utiliza diodos para crear trazados separados de la carga y descarga. El tiempo en es determinado por cómo largo C1 toma para cargar a través de R1, el potenciómetro R2 y el diodo D1. El tiempo apagado es determinado por cómo largo C1 lleva a la descarga a través de R3, el potenciómetro R4 y el diodo D2. Mediante la separación de los caminos de carga y descarga, el encendido y apagado veces puede controlarse independientemente, permitiendo al usuario fijar la hora en que es no por lo largo que resulta desperdiciado energía. Tenga en cuenta que los cambios en el tiempo en o el tiempo de apagado resultará en un cambio a la frecuencia de repetición del pulso, a diferencia de la versión del microprocesador del generador de pulso.
ON time, tiempo y frecuencia de la salida se determina como sigue:
Tonelada = 0,693 * (R1 + R2) * C1
TOff = 0,693 * (R3 + R4) * C1
Frecuencia = 1 / (Ton + Toff) = 1,44 / [C1 * (R1 + R2 + R3 + R4)]
Interruptor pulsador SW1 conecta la línea de reset del temporizador alta, lo que permite la salida del generador de pulso. La salida baja soltando SW1, desactivación de la salida de alto voltaje.
Interruptor
El conmutador se usa aquí para controlar la corriente en el primario es un rectificador internacional IRGB14C40LPBF IGBT. Este IGBT está diseñado específicamente para aplicaciones de sistemas de encendido del automóvil.
Cuando el interruptor en un sistema de encendido se abre para interrumpir la corriente en el primario, el voltaje a través de ella eleva hasta cientos de voltios. Este IGBT está preparada para manejar este voltaje. También incluye diodos de fijación internos para proteger contra sobretensiones. Consulte el diagrama interno de la parte que se muestra a continuación para ver cómo se implementa la protección interna.
Caja apropiada es necesaria para su cambio. Esto es especialmente cierto si usted nunca planea saturen su bobina con una tensión de alimentación superior. Caja exacta sea necesario algún cálculo de la potencia real disipada en el conmutador. Para pecar de precaución montaje una pieza de aluminio y también utilizar aire a presión, como de un pequeño ventilador. En el sistema que se muestra a continuación, la caja es proporcionada por una amplia zona de cobre del PCB.
Protección de circuito
Es beneficioso proteger el circuito driver para evitar daños por sobretensión transitoria "picos". MOV1 se coloca a través de la entrada de alimentación a picos de tensión. MOV (varistor de óxido metálico) es dispositivos de protección que están diseñados para ser apagado cuando el voltaje a través de ellas está por debajo de su voltaje, pero entonces encienda y llevar a cabo una vez que el voltaje se excede. Cuando se está realizando, la caída de voltaje a través de ella es relativamente constante. El MOV por lo tanto "abrazaderas" el voltaje a través del bus de suministro de energía a un nivel seguro, por lo que no se levanta lo suficientemente alta como para dañar el circuito del controlador.
Los movimientos se deben seleccionar con un voltaje que es mayor que la tensión de alimentación; de lo contrario el MOV a llevar a cabo todo el tiempo y se recalienta. Por ejemplo, el MOV eligió para su uso con una fuente de alimentación de 14 v abrazaderas alrededor de 20 voltios. Transitorios picos de más de 20 voltios entonces ser fijadas para que la fuente de alimentación bus no verán un voltaje mayor que.
También es útil tener un más grande del condensador (C7) en la entrada de alimentación. Unos mil microfaradios digno de condensadores electrolíticos funciona bien. Los condensadores proporcionan una ruta de baja impedancia para picos de alta frecuencia en la alimentación. Asegúrese de que la clasificación de la tensión de los condensadores que utiliza es mayor que la tensión de alimentación y mayores que el MOV voltaje de sujeción.
