Prosty obwód zapłonu pojemnościowego (CDI)

W tym poście omówimy obwód prostego, uniwersalnego pojemnościowego obwodu zapłonowego wyładowczego lub obwód CDI wykorzystujący standardową cewkę zapłonową i półprzewodnikowy obwód SCR.

Jak działa układ zapłonowy w pojazdach

Proces zapłonu w każdym pojeździe staje się sercem całego systemu, ponieważ bez tego etapu pojazd po prostu się nie uruchomi.

Aby zainicjować proces, wcześniej mieliśmy wyłącznik do wymaganych czynności.

Obecnie rozłącznik zastępowany jest wydajniejszym i trwalszym elektronicznym układem zapłonowym, zwanym układem zapłonowym rozładowania kondensatora.

Podstawowa zasada działania

Podstawowa praca jednostki CDI jest wykonywana w następujących krokach:

1. Do elektronicznego układu CDI podawane są dwa wejścia napięciowe, jedno to wysokie napięcie z alternatora w zakresie od 100 V do 200 V AC, drugie to niskie napięcie impulsowe z cewki odbiorczej w zakresie od 10 V do 12 V AC.
2. Wysokie napięcie jest prostowane, a powstały prąd stały ładuje kondensator wysokiego napięcia.
3. Krótki impuls niskiego napięcia napędza tyrystor, który rozładowuje lub zrzuca zmagazynowane napięcie kondensatora do uzwojenia pierwotnego transformatora lub cewki zapłonowej.
4. Transformator zapłonowy podnosi to napięcie do wielu kilowoltów i podaje napięcie do świecy zapłonowej w celu wytworzenia iskier, które w końcu zapalają silnik spalinowy.

Opis obwodu

Teraz zapoznajmy się szczegółowo z operacjami obwodu CDI z następującymi punktami:

Zasadniczo, jak sama nazwa wskazuje, układ zapłonowy w pojazdach odnosi się do procesu zapłonu mieszanki paliwowej w celu uruchomienia silnika i mechanizmów napędowych. Ten zapłon odbywa się w procesie elektrycznym, poprzez wytwarzanie łuków elektrycznych wysokiego napięcia.

Powyższy łuk elektryczny powstaje w wyniku przejścia skrajnie wysokiego napięcia przez dwa potencjalnie przeciwległe przewody przez zamkniętą szczelinę powietrzną.

Jak wszyscy wiemy, do generowania wysokich napięć potrzebujemy pewnego rodzaju procesu przyspieszania, zwykle wykonywanego przez transformatory.

Ponieważ napięcie źródła dostępne w dwukołowych pojazdach pochodzi z alternatora, może nie być wystarczająco mocne dla tych funkcji.

Dlatego napięcie należy zwiększyć wiele tysięcy razy, aby osiągnąć pożądany poziom łuku.

Cewka zapłonowa, która jest bardzo popularna i wszyscy widzieliśmy ją w naszych pojazdach, jest specjalnie zaprojektowana do powyższego podwyższenia napięcia źródła wejściowego.

Jednak napięcie z alternatora nie może być bezpośrednio podawane na cewkę zapłonową, ponieważ źródło może mieć niski prąd, dlatego stosujemy jednostkę CDI lub pojemnościową jednostkę wyładowczą do gromadzenia i kolejno uwalniania mocy alternatora w celu uzyskania zwartej i wysokie z prądem.

Projektowanie PCB

Obwód CDI wykorzystujący SCR, kilka rezystorów i diod

Nawiązując do powyższego schematu obwodu zapłonowego rozładowania kondensatora, widzimy prostą konfigurację składającą się z kilku diod, rezystorów, tyrystora i pojedynczego kondensatora wysokiego napięcia.

Sygnał wejściowy do modułu CDI pochodzi z dwóch źródeł alternatora. Jednym źródłem jest niskie napięcie około 12 woltów, podczas gdy drugie wejście jest pobierane z zaczepu alternatora o stosunkowo wysokim napięciu, generując około 100 woltów.

Wejście 100 woltów jest odpowiednio prostowane przez diody i przekształcane na 100 woltów prądu stałego.

To napięcie jest natychmiast magazynowane wewnątrz kondensatora wysokiego napięcia. Sygnał niskiego napięcia 12 jest doprowadzany do stopnia wyzwalania i używany do wyzwalania tyrystora.

SCR reaguje na wyprostowane napięcie półfalowe i na przemian włącza i wyłącza kondensatory.

Teraz, ponieważ SCR jest zintegrowany z cewką pierwotną zapłonu, energia uwolniona z kondensatora jest siłą odprowadzana do uzwojenia pierwotnego cewki.

Działanie to generuje indukcję magnetyczną wewnątrz cewki, a sygnał wejściowy z CDI, który ma wysoki prąd i napięcie, jest dodatkowo wzmacniany do bardzo wysokich poziomów na uzwojeniu wtórnym cewki.

Generowane napięcie na uzwojeniu wtórnym cewki może wzrosnąć do poziomu kilkudziesięciu tysięcy woltów. To wyjście jest odpowiednio rozmieszczone na dwóch ściśle trzymanych metalowych przewodach wewnątrz świecy zapłonowej.

Napięcie o bardzo wysokim potencjale zaczyna wyskakiwać łukiem w punktach świecy zapłonowej, generując iskry zapłonowe wymagane do procesu zapłonu.

Lista części do SCHEMATU OBWODÓW

R4 = 56 omów,
R5 = 100 omów,
C4 = 1 uF / 250 V.
Zalecany SCR = BT151.
Wszystkie diody = 1N4007
Cewka = standardowa cewka zapłonowa pojazdu dwukołowego

Poniższy klip wideo przedstawia podstawowy proces działania opisanego powyżej obwodu CDI. Zestaw został przetestowany na stole, dlatego napięcie wyzwalania jest pobierane z AC 12V 50Hz. Ponieważ wyzwalanie pochodzi ze źródła 50 Hz, iskry można zobaczyć w postaci łuku elektrycznego z częstotliwością 50 Hz.