Autor: Krešo Horvatić

TRANZISTORSKO AUTOMOBILSKO ELEKTRONSKO PALJENJE

Proizvođači automobila u svojim modelima sve više koriste dostignuća moderne elektronike. Jedan od karakterističnih primera je elektronsko paljenje, koje sve više potiskuje klasično rešenje automehanike u sistemu paljenja, odnosno proizvođenju visokog napona i konačno varnice na svećicama motora. To je razumljivo, jer klasično paljenje svojom tromošću daleko zaostaje u odnosu na ostala tehnološka rešenja u automobilu.

Osnovni sastavni delovi klasičnog paljenja su bobina i mehanički prekidač paljenja (platine). Bobina je identična visokonaponskom transformatoru, a u njenom niskonaponskom primarnom kolu nalaze se platine. Mehaničkim putem između radilice motora i grebenastog rotatora u razvodniku paljenja vrši se otvaranje odnosno zatvaranje platina. Ovaj ciklus se ponavlja u veoma kratkim vremenskim razmacima i sinhronizovan je sa radom kompletnog automobilskog motora. Jedan obrtaj radilice prouzrokuje broj ciklusa jednak broju cilindara konkretnog motora. Prelazne pojave prilikom svakog otvaranja platina izazivaju pojavu visokonaponskih impulsa na sekundaru bobine. Ovi impulsi, koji dostižu napon do 20kV, se u tačno određenim vremenskim razmacima distribuiraju preko razvodnika paljenja na svećice koje u odgovarajućem momentu svojom iskrom pale benzinsku smešu u cilindru motora. Stvaranje naponskih šiljaka u sekundaru bobine izaziva u njenom primarnom kolu povratni indukovani napon od 250 do 300V. Ovaj napon bi izazvao pojavu varnice na kontaktima platina i njihovo oštećenje tako da bi se iste relativno često morale menjati novim. U cilju zaštite platina od opisane pojave, paralelno kontaktima vezuje se kondenzator. Nedostaci klasičnog paljenja mogu se sažeti u sledećih nekoliko rečenica: Velika struja (do 8 ampera) i povratni indukovani naponi uzrokuju varničenje, što dovodi do nagorevanja kontakata platina, čime se vremenom menja podešeni razmak kontakata.

U praktičnoj primeni se koriste najraznovrsniji tipovi elektronskih paljenja, sa različitim performansama u pogledu poboljšanja rada motora. U opticaju su uglavnom tranzistorski i tiristorski sistemi, a izbor zavisi od efekata koji se žele postići kod automobila, ali i od ekonomičnosti kako izrade tako i kompletnog projekta ugradnje. Proizvodači poluprovodničkih komponenata proizveli su specijalne tipove tranzistora za potrebe tranzistorskog paljenja.

Opis tranzistorskog paljenja

Klasični prekidač paljenja (platine) kod elektronskog paljenja služi samo za pobuđivanje tranzistorskog sklopa i kroz njegove kontakte teče vrlo mala struja od nekoliko desetina mA.

Slika 2. Bočni izgled celog uređaja	Ulogu mehaničkog prekidača preuzima snažni tranzistor koji, u trenutku otvaranja platina, momentalno blokira protok struje kroz primarni namotaj bobine čime se stvaraju uslovi za pojavu visokonaponskog impulsa na njenom sekundaru, odnosno varnice na svećici. Vidimo da u ovakvom rešenju kroz platine prolazi samo minimalna pobudna struja, a protok velike impulsne struje (od nekoliko ampera), potreban za funkcionisanje bobine, preuzima tranzistor.Mala struja ne oštećuje platine, a takođe ih više ne ugrožava ni povratni indukovani napon. Kontakti ne nagorevaju, pošto više nema varničenja, a (podešeni) razmak ostaje stalan
Slika 3a. Pogled odozgo	Za izradu elektronskog paljenja predlažemo vam vrlo kvalitetan tranzistorski sklop, koji je u praksi pokazao izvanredne rezultate. Pored relativno jednostavne i ekonomične gradnje, ovaj uređaj pri ugradnji u automobil ne zahteva gotovo nikakva dodatna ulaganja u smislu zamene već postojećih delova u sistemu paljenja. Ovo napominjemo zbog činjenice da se ugradnjom nekih tipova tranzistorskih paljenja klasična bobina mora zameniti specijalnom.
Slika 3b. Pogled odozdo	U pogonskom stepenu radi PNP tranzistor 2N4033, dok je u izlazu specijalni darlington tranzistor NPN tipa BOSCH1012 sa integrisanom inverznom zaštitnom diodom. Kada su platine zatvorene, kroz izlazni darlington, odnosno bobinu, teče struja. U trenutku otvaranja platina, pogonski tranzistor se tako polariše da momentalno blokira izlazni tranzistor, a istovremeno se na sekundaru bobine proizvede visokonaponski impuls.

Električna šema

Pored inverzne diode u samom kućištu tranzistora T2, za njegovu zaštitu od indukovanih povratnih impulsa služe i dve redno spojene zener diode Z1 i Z2 (sa ukupnim zenerovim naponom od oko 250V) i tri paralelno spojena blok kondenzatora (ukupnog kapaciteta oko 150nF). Brza dioda BYX84, zajedno sa L-C kombinacijom 100mH i 10nF u istom smislu štiti pogonski tranzistor T1.

Slika 4. Električna šema

Izrada uređaja

Posmatrajući nacrt štampane pločice i montažnu šemu uređaja možemo primetiti da je bakarna folija prikazana identično, odnosno da ona na montažnoj šemi nije preokrenuta, kao što je to inače uobičajeno. Ne radi se o grešci, već je primenjen postupak postavljanja i zalemljavanja elemenata sa iste strane pločice na kojoj je i bakarna folija. Jedina dva elementa, za koje se buše rupice, a postavljaju se na standardan način, su izlazni darlington tranzistor T2 i otpornik 120W/4W (smešten u kućIštu četvrtastog preseka). Debljina otpornika ujedno određuje i rastojanje između pločice i aluminijumskog hladnjaka tranzistora T2.Pre nego što pristupimo montiranju i zalemljavaju sastavnih komponenata, načinićemo hladnjak od aluminijumske ploče površine najmanje 80 kvadratnih santimetara i debljine 1 mm. VodećI računa o mestu koje tranzistor zauzima na štampanoj pločici, na aluminijumskoj ploči treba izbušiti odgovarajuće otvore i na nju zavrtnjima ili pop-nitnama pričvrstiti tranzistor T2.

Pošto se podrazumeva smeštanje čitavog uređaja u plastičnu kutiju, nije neophodno postavljati liskunski podmetač i plastične podloške, već samo premazati dodirne površine tranzistora i hladnjaka tankim slojem silikonske paste. Zatim se postavlja i zalemljava otpornik 120W/4W, a onda se nožice tranzistora T2 provlače kroz štampanu pločicu sve do trenutka dok aluminijumski hladnjak ne dodirne površinu otpornika. Tada se nožice izlaznog darlingtona zalemljavaju na štampanu pločicu, pri čemu treba voditi računa o očuvanju paralelnosti između štampane pločice i hladnjaka. Dalja montaža i lemljenje, uz ponovljenu napomenu da se elementi postavljaju sa strane bakarne folije pločice, vrši se po ustaljenom rasporedu. Prvo se montiraju pasivne komponente: otpornici, blok kondenzatori i zavojnica 100mH, posle toga dioda i zenerke, a za sam kraj predviđen je pobudni tranzistor T1. Poželjno je da se na ovaj tranzistor navuče zvezdasti hladnjak.

SledećI potez je da na priključna mesta štampane pločice: 1, +B, Pt i Masa zalemimo provodnike dužine od oko 60cm. Najpodesniji bi bio deblji četvorožilni trakasti kabl, ali mogu poslužiti i bilo koji drugi licnasti provodnici. Ovime je projekat izrade tranzistorskog paljenja priveden kraju. Ostaje još montaža kompletnog sklopa u odgovarajuću plastičnu kutiju i ugradnja u automobil. Ali o tome i još ponečemu - u idućem nastavku.

Slika 5. Štampana pločica - pogled sa strane bakarne folije

Slika 6. Montažna šema - pogled sa strane bakarne folije

Pročitajte više o ovoj temi

Izlazni audio pojačavač 100/140W Regulator brzine jednosmernog motora Audio predpojačalo Tranzistorsko automobilsko elektronsko paljenje II deo Stabilisani ispravljač sa kontinualnim podešavanjem napona i struje Audio razglasni sistemi

C o p y r i g h t  1998 mikroElektronika. All Right Reserved. Za sva pitanja obratite se redakciji