Есть мысль собрать CDI зажигание для авто. Суть устройства: Разряд конденсатора 1,5 мкФ, заряженного до 350В, на катушку зажигния с помощью тиристора за один период колебания (то есть возможен частичный разряд конденсатора). Существующие схемы, как правило, времен великой страны советов, и собраны по соответствующей тем временам схемотехнике. Что в них не устраивает, так это автогенераторный преобразователь 12-350В без обратной связи и с низким кпд. А потому требуется спроектировать устройство заряда конденсатора с параметрами:
- напряжение питания 10...15, а лучше 8...15 Вольт
- напряжение заряда конденсатора 350В +/- 5В
- время заряда конденсатора 5 мс
- желательно гальваническая развязка высоковольтного выхода (нельзя соединять земли, т.к. катушка зажигания коммутируется именно по минусу, но возможны варианты)
- некритичность к длительному КЗ на выходе
- доступность элементной базы (на распространенных копонентах)
- ну и само собой высокая надежнось и живучесть схемы.

Если у кого есть мысли какую топологию выбрать и как реализовать - предлагайте.
К чему пришел на данный момент:
- обратноход на UC384Х, с обратной связью по напряжению. Недостаток - датчик тока с падением 1В, что при питании 12В съест ~10% КПД от итак не самой лучшей в этом плане схемы. Возможно как датчик тока поставить токовый трансформатор, но не уверен.
- двухтактник типа push-pull 12В-200В + флайбэк на той же UC384X, но слишком много деталей и сомнительный выигрыш в кпд.
- двухтактник на IR2153 или любом другом ШИМ + реактивный балласт (индуктивность) по первичке. Из минусов - неоптимальная кривая заряда, в идеале нужен источник тока. Ограничение заряда - компаратор, отключающий преобразователь.
- однотактник прямоход (впринципе можно и двухтактник), пусть даже на 555 таймере в ШИМ режиме, с положительной обратной связью по выходному напряжению. То есть ноль на выходе - ширина импульса минимальна, по мере заряда конденсаора ширина импульса увеличивается, не давая сильно спадать зарядному току. Отключение как и в предыдущем случае отдельным компаратором (для надежности компаратор можно сделать с некоторым гистерезисом). Недостаток - отсутствие непосредсвенной ОС по току, необходимость настройки.
- двухтактник с ОС по току через оптопару, либо по первичке токовый транс с поцикловым ограничением. Для меня самый сложный в реализации, мало опыта с токовыми трансформаторами + двухтактный контроллер с поцикловым ограничением.

из всего перечисленного реальным видится только обратноход на UC3843/3845 с трансформатором тока в качестве датчика.
в советское время я делал зажигание для контактной системы (с прерывателем). там накопление энергии шло два раза: при размыкании прерывателя и при замыкании. дроссель, соответственно, был не маленький. дроссели делал из телевизионных ТВЗ - выходных трансформаторов звука.
разряд конденсатора шел через тиристор по затухающему колебательному процессу, то есть получалось несколько искр. нагар со свечей выгорал буквально за 3-4 часа поездки.
стабилизации выходного напряжения на конденсаторе не было, да она и не нужна вовсе.

Рискну несогласиться с Вами по некоторым моментам. Стабилизация напряжения поддерживает строго определенную энергию искры, причем энергия зависит квадратично от напряжения на емкости. Кроме того, во время заводки нужна энергия никак не меньше чем в рабочем режиме, а в режиме просевшего питания без стабилизации напряжение на конденсаторе, а соотв. и мощность будет снижена. Многоискровой колебательный режим для очищения электродов хорош, но опять же смысл всех этих заморочек - получение короткой мощной искры, без задержки для накопления энергии как в стандартном зажигании. Да и времени в одноискровом режиме для заряда конденсатора остатся куда больше. Да и нагар на электродах в стандартном моторе в исправном состоянии практически не обрауется. Еще один плюс мощного зажигания - возможность некоторого обеднения смеси, что улучшит экономичность и выбросы СО. Делается это все для карбюраторного мотора, а потому может оказаться весьма актуально.

я тоже позволю себе не согласиться с вами.
на низких оборотах там получалось больше время между размыканиями и замыканиями прерывателя. поэтому больше накапливалось энергии в дросселе, поэтому при пуске получалось большое напряжение на конденсаторе. а на высокоих оборотах напряжение и, соответственно, энергия снижались.

Да, наверное в вашем случае так оно и было, но у меня задача другая и подход несколько другой, тем более зажигание бесконтактное, с датчиком холла, по фронту сигнала с которого должна выдаваться искра. Но суть даже не в этом, тему создал для решения конкретной задачи - заряд конденсатора. Вы рекомендуете делать флайбэк с токовым трансформатором, тогда вопрос - какой реальный кпд, хотя бы примерно, можно ожидать от него с коэффициентом трансформации K=35, и при максимальной мощности до 20 Вт?

вы хотите заряжать 1,5 мкФ до напряжения 350 Вольт. получается энергия 0,091875 Дж.
какие у вашего двигателя максимальные обороты?
например, если возьмем 9000 об/мин. это 150 об/с, или 300 импульсов (искр) за секунду. то есть, время заряда емкости следует делать не более 3 мс (а не за 5 мс).
теперь умножим энергию на число импульсов: 0,091875 * 300 = 27,5625 Ватта.
то есть, мощности преобразователя 20 Ватт вам уже не хватит.
а лучше сделать с запасом, скажем, 30 Ватт. такая мощность понадобилась бы, если бы обратноход работал в стационарном режиме на обычную нагрузку.
но при накоплении конденсатором энергии в обратноходе обратная связь еще не работает, и контроллер пытается держать максимальную ширину импульса. и для UC3843 окончание импульса определится связью на 3 ногу.
далее.
накопление энергии идет по нелинейному закону. и чтобы зарядить конденсатор за 3 мс, понадобится в 2 или даже более раз выше мощность.
итого переходной режим (заряд выходной емкости) обратнохода нужно считать на 60-70 Ватт.
а вы просите скромно всего 20 Ватт...
какой кпд можно получить в обратноходе - на вскидку не скажу. но примерно процентов 80% можно ожидать.
откуда родился коэф-т трансформации 35? в обратноходе можно сделать в 2-3 раза меньше.

Расчетные обороты 6000 в минуту, это 200Гц частота искр, 5мс период, разряд вроде как не более 100 мкс, точно не помню источник информации указать не могу, но по величине индуктивности катушки и емкости прикинуть можно. Если заряд постоянным током, то и мощность постоянна во время заряда. Но даже 50Вт обратноход сделать не проблема, тем более опыт с сетевым обратноходом имеется. Да, спасибо что напомнили про коэффициент трансформации в обратноходе, действительно можно отраженное напряжение и повыше сделать, забылся я, признаюсь. Ну что, раз остальные пока молчат, прислушаюсь к вашему мнению и попробую 50 ваттный обратноход для начала, а еще наверное можно и на двухтактном ШИМ контроллере с встроенным поцикловым ограничением тока, но это уже сложнее..

Ещё раз. Аккуратнее с цитированием! Для того, чтобы ответить оппоненту, совсем не обязательно бездумно жать на кнопку "Reply".

В прошлом веке увлекался зажиганием.
Обратноходовый преобразователь 12В -> 300В на колечке, электролитический накопительный конденсатор, полумост, нагруженный резонансной ёмкостью и катушкой зажигания.
На выходе полумоста импульс единицы миллисекунд, что приводит к возникновению 2 серий разрядов.

А для апгрейда контактного зажигания использовал простой IRFP360 с парой трансилов, с прерывателем в цепи истока.
И контакты самоочищаются, и потерь на дугообразование нет !

Herz, приму во внимание, просто привычка цитировать сообщение на которое отвечаю..

НЕХ, почему именно полумост? Почему не тиристор? Может лучше и мне применить такое решение?

искр больше в 2 раза.
лучше - купить современное авто.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла


Последняя более менее нормальная модель авто - VW гольф1 дизель

Лучше то оно лучше, только в нашей стране с автомобилями вообще проблема, цены завышены в 1,5.. 2 раза, и это на новые. И вообще мечтаю о мерседесе w123, восстановить и ездить - ретро, классика, настоящий дизайн..
По теме, поразмыслил, действительно полумост в этом плане эффективнее, да и преобразователь 12в>350в будет работать в более равномерном режиме. Таким образом, по топологии вопрос решен, о результатах отпишусь как только будет реализовано в железе, думаю еще много кому пригодится.

perfect, интересное решение и простое, но мне страшно от того, что через резистор 0,02 Ома будут броски тока до 0,7В/0,02Ом=35А(!).

Одно нажатие на педаль газа расходует несравнимо большее энергии

Такой вот ток, источник ватт 80 всё-таки.

Можно попробовать уменьшить потери на резисторе:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Так прикинул... Очень приблизительно, заполнение 1/2 периода, треугольная форма тока, действующее значение 9А, резистор не более 2 Вт мощности требуется.. Что наверное очень даже неплохо для 80-ти ватт в данном случае. Надеюсь схемка не только в SwCad работает По трансформатору все стандартно считается?
Есть тут еще одна мысль, на 555 кмоп таймере в ШИМ режиме преобразовывать 12в в 350в постоянки на приличной емкости 100-200 мкФ, и с нее уже полумостом коммутировать как тут ранее было написано.

Вот схемка повышающего преобразователя, путем нехитрых манипуляций лего переделать в прямоход или обратноход. Только защит нет никаких, но можно добавить, например по падению на полевом транзисторе, правда тогда еще и компаратор пропишется в схеме. Ну и выход таймера повторителем усилить.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Надо чтоб глянули более опытные.

Да что там глядеть, бери да собирай. Я то из тех соображений писал, что может ее уже в железе реализовывали. По опыту, почти все работающее в симуляторе, собранное на правильных моделях, пусть и примитивных, в жизни тоже работает. Иначе какой смысл был бы у этих симуляторов...

Вобщем информации для размышления набрал, буду пробовать различные варианты, по компонентам доступнее некуда.

Для зарядки конденсатора от ОХ стоит использовать ЧШИМ с контролем размагничивания сердечника.


даже интерес пробил, на чем сами ездите, НЕХ ?

После некоторых раздумий решил делать ПН на UC3843 с токовым трансформатором. В свзяи с этим хотелось бы уточнить некоторые моменты. ТТ я так понимаю надо включать в исток транзистора вместо токосъемного резистора, тогда при закрытии мосфета ток разрядки емкости затвор-исток будет его размагничивать, я правильно понимаю?
По конструкции трансформатора. Есть возможность сделать пропил в кольце, но не меньше 1мм, и мотать на нем - первый слой - вторичка, второй слой - первичка, либо секциями. Или лучше на Ш или EI сердечнике?
В качестве изоляции пока не знаю что применить. Попробую на днях достать тонкую мелкоячеистую стеклоткань. Пропитку лучше чем сделать, цапон-лаком или эпоксидкой? Есть еще цианакрилатовый клей, но он как камень становится и легко рвет лак с провода.

Здесь где-то уже очень обсуждался заряд конденсатора.
А ещё может поможет пример на UC3843 325V 150W.


Это похоже на обычный блокинг в простейшем случае?

Пример очень в тему. Монтаж выглядит, конечно, сурово Но более-менее понятно к чему стремиться. Не пойму только почему токовый трансформаор в цепи стока, а не в цепи истока, и вообще - есть ли разница куда его включать, в сток или в исток?
По расчету токового трансформатора - провод, пропущенный через центр кольца считается как 1 полный виток или как 1/4 витка?

Как это не прискорбно, небольшая поправочка: –300...+60 В. Читайте ГОСТ на электронику бортсетей, ну или хотя бы соответствующий раздел данного форума.


Лавсановая плёнка — в которую заворачивают цветы и прочие подарки.

Трансформатор тока в цепи стока чтобы длина цепи истока была нулевая .
Провод сквозь кольцо - это один виток, а то что он не как альфа в греческом алфавите а как омега - уже про коэффициент связи.

Вы меня прямо ошарашили такими цифрами. Ну ГОСТ это дело хорошее (когда его правильно понимаешь), как руководство для разработки серийных изделий, а тут для себя делаю, в конкретный автомобиль. Хотя, честно говоря не представляю, откуда взяться 60В и, в особенности, -300В в бортсети гражданского легкового авто... Если это кратковременные мощные выбросы (от чего?) - то как-нибудь будут сглаживаться входным LC фильтром по питанию, который итак считаю обязательным к применению в моем устройстве.
ГОСТ или соответстующий раздел почитал бы, если бы видел в этом необходимость, уж извините, но мне кажется, в моей ситуации - это излишество. К тому же мало ли какие в Германии в 1985 году были стандарты бортсетей

По лавсановой пленке, спасибо за совет, буду иметь в виду.


С какой же целью? Настолько критична индуктивность в истоке, подозреваю, из-за образования паразитного контура с емкостью затвор-исток? Или что-то еще?

Наверное, не знаю, у меня пока что с трансформатором тока желание пропало после бабаха, я пока с шунтом вот:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Искал по форуму тему про токовый трансформатор в импульсных блоках питания, особенности его расчета и конструктива - не нашел. Может кто ткнет носом если такая тема есть? Иначе вижу смысл создать новую. Интересует расчет коэффициента трансформации, применение разных типов сердечников, с зазором и без, их расположение на ПП, и т.д.

Гуглите Current Sensing Solutions for Power Supply Designers

Такая необходимость обычно возникает, когда нагорает ведёрко электронного лома. На тот случай:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

+1. У Вас как там в подписи о главной задаче сказано?

ГОСТ для ознакомления взял. Наверное, это не истина в последней инстанции, но меры по подавлению выбросов приму. Думаю LC фильтр+супрессор+обратный диод должны справиться с задачей, да и вообще лишними не будут. А какие меры обычно принимаются, в тех же магнитолах, в частности?

И еще вопрос, есть такая вещь как Current mode push-pull (конкретно имеется в виду LM5030), так вот, имел счастье помучать блок питания, на очень кривой печатной плате, но тем не менее работающий кое-как. Я думал что сигнал с выхода сравнивается с сигналом с датчика тока, но при закороченном на земле входе CS на выходе все равно присутствует напряжение, да еще и стабилизированное как положено. Неужели current mode тут заключается в поцикловой защите по току? Думал что current mode это режим, где пила берется с датчика тока, а никак не с внутреннего опорного генератора.

Называется это Voltage Mode с поцикловым ограничением тока. В режиме Current Mode сигнал с выхода EA сравнивается либо с чистой "пилой" с датчика тока (редко), либо с "пилой" тока с добавкой еще какой-нибудь пилы (чаще всего - с генератора).

При расчете токового трансформатора необходимо выяснить два вопроса.
Вопрос первый - какая будет нагрузка обмотки токового трансформатора.
Вопрос второй - какое будет напряжение на этой нагрузке.

Из первого вопроса вытекает коэф. трансформации токового трансформатора (первичная обмотка принимается как 1 виток).
Из второго - размер сердечника при заданных витках, напряжении на нагрузке вторичной обмотки и рабочей частоте, чтобы сердечник не входил в насыщение.
Чем больше витков, тем меньше ток ХХ трансформатора, тем точнее измерение. Как-то так.

Integrator1983, значит все так, как я и думал. Но почему тогда LM5030 работает с замкнутым на землю CS входом и при том еще стабилизирует (!) напряжение на нагрузке 100 Ом, да и на холостом ходу тоже? Неужели за счет встроенного slope comp generator происходит классическая ШИМ-модуляция? Или имеет место быть некорректная терминология в даташите (в чем я сильно сомневаюсь) и микросхема не работает в токовом режиме?

Oxygen Power, мне непонятно:
1) Провод пропущенный через кольцо = 1 виток, при это коэффициент связи будет близок хотя бы к 0,9? что будет если намотать полный один виток именно вокруг магнитопровода?
2) Размагничивание трансформатора, особенно в схемах типа пуш-пулл, где он стоит в общей шине по плюсу питания, как оно происходит? Нужен ли зазор, какой вред от введедния зазора? На ток 30-40 ампер колечко получается весьма немаленьких размеров, если без зазора, иначе будет насыщаться.
3) Выпрямительный диод, падение напряжения на нем не критично вообще или он будет съедать часть сигнала? Предполагаю, что токовый трансформатор все таки источник тока и падение на диоде никак не будет мешать, разве что коэффициент трансформации придется поднимать.

Про индуктивность намагничивания понятно, что она будет вносить погрешность.

Для работы петли ОС по напряжению и ШИМ-модулятора, по большому счету, все равно, откуда берется пила - с датчика тока или с генератора. Только если CS сидит на земле - защиты по току у Вас нет, и проживет такой источник весьма недолго.



В даташите все корректно - практически любой Current Mode контроллер может работать в Voltage Mode, но не наоборот.




Вы бы все-таки Current Sensing Solutions for Power Supply Designers нагуглили и прочитали.

Вывод CS запаивал на землю исключительно ради эксперимента, проектировать источник питания без защиты стоит только в тех случаях, когда ее отстутсвие обосновано некими требованиями, но таких не встречал пока. Защита по току, кстати, работает. Но картинка на токовом трансформаторе не пила, а затухающие колебания, что меня вообще повергает в ступор и пропадает желание возиться с этим чудом техники. Схему проектировал человек, который меня убеждал, что вход CS исключительно для защиты предназначен, спор был... Вобщем пока не знаю что с этим делать. Как я понял, нормального расчета не проводилось, все было сделано на глаз по картинкам с даташита.
И все же, микросхема переходит в режим Voltage Mode за счет внутреннего генератора пилы для slope comp?

В "однополярном" режиме зазор конечно нужен, чтобы избежать насыщения. Расчетная формула от этого не изменится. При расчетах необходимо учитывать падение напряжения на диоде. Провод пропущенный через сердечник считайте как 1 виток. Специально заворачивать до визуального витка нет необходимости. Это и есть виток с плохим коэф. связи.
На 40 Ампер я использовал кольцо К20х12х6 М2000НМ для удобства протянуть сквозь него толстые провода. Не такой уж и большой сердечник.

Фазировка ТТ правильная?


Ага. Только она в Voltage Mode не переходит - она в нем живет.


Крайне опасное и вредное заблуждение. Замагнитить правильно посчитаный ТТ практически невозможно (во всяком случае, очень постараться нужно), а на точности зазор скажется катастрофически.

Немного о Current Mode Control:

Теория
Практика

И понятно, что не встречали. Ибо требований таких быть не может в природе. Другое дело, что защита может быть организована другими средствами.

Уже хорошо, что с даташита. Затухающие колебания с ТТ могут свидетельствовать о том, что он выполнен неправильно и насыщается. Тут проверка нужна, отражает ли он действительность.


Обоснуйте! (с) Как и почему зазор ухудшает точность, да катастрофически?
"Правильно посчитанный" - неубойный аргумент, но на практике... пожалел размер колечка и - того... Я, кстати, в пуш-пулле, прежде чем соединить концы полуобмоток, пропускаю их через колечко ТТ (с разных сторон, разумеется), и получается вполне гарантированное перемагничивание.

Век воли не видать! (с)
Погрешность ТТ обусловлена, в основном, отношением током намагничивания обмотки, определяемым как Imag = (Vout + Vvd)*ton / Lmag, к Vout/Rcs.
Как влияет зазор на Lmag Вам, надеюсь, объяснять не нужно. Не зря же ТТ мотают в основном на сердечниках с высокой проницаемостью.



Как-то сильно жалеть нужно. По опыту (эмпирически), размер кольца, в который нормально ложиться вторичная обмотка в 1 слой, достаточен. Да и посчитать если (Vout + Vvd)*ton/(Ns*Ae) - величина достаточно малая при разумных Vout и Ns.

Озадачили Вы меня. Проницаемость - это плюс, конечно. Но зазор не только на Lmag влияет. Тут подумать нужно.

Высокая проницаемость сердечника нужна только для уменьшения тока холостого хода ТТ.

Integrator1983,
это понятно что образовавшаяся LR цепочка сильно подпортит картину, но в некоторых частных случаях вполне работоспособно.
Попробуйте заставить работать ТТ без зазора в средней точке пуш-пула без перемагничивания сердечника.

При 2*D < 0.96 - легко. Выше - труднее, но кому такое заполнение нужно?

Пардон что пишу не о трансформаторе тока, но раз речь зашла про пуш-пулл, - попробовал нарисовать простейший. А не получается . Страшно всё звенит, тяжело набирает обороты, симулятор тормозит, и я тоже. Но вот так вот заработало вроде.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Но, почему гоняет токи через ключи туда-сюда, что с этом делать?

А, вот так лучше:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

эээээ......., так понимаю, набрать в гугле "расчет трансформатора тока" пока еще никому в голову не пришло


Поддержу perfect, на тему сравнительно простых схем, тем паче, когда они уже есть
красный -выходное напряжение
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

ЗЫ. схема не загрузилась ... "Неудачная загрузка. Вам запрещено загружать такой тип файлов"

Что обозначает D? Поясните неравенство.

P.S. В студии подсказывают заглянуть в гугл. Вот ссылка на расчет трансформатора тока: http://gyrator.ru/current-transformer
Написано в неудобной форме, но разобраться можно.

Фазировку проверял. А почему Current Mode микросхема "живет" в Voltage Mode? Схема включения из даташита. Или требуется иная схема включения? Я так и не понял в чем именно в данной микросхеме проявляется current mode... Или просто к опорной пиле примешивается сигнал с датчика тока? Или внутренняя пила исключительно как slope comp работает. Объясните, если несложно, как вы работу схемы из даташита на LM5030 понимаете?

_gari , спасибо! Изучаю.

Загрузить файл можно если его заархивировать.

Э... А в чём смысл? Конкурс с условием потратить на постройку пуш-пулла минимум деталей? Так автогенераторные пуш-пуллы строили наши деды, что тут изобретать?

Скорее нужно для дипломной работы.

очень одиозное название сайта - я аж вздрогнул.
push-pull может быть современным -
http://ele-tech.com/html/cant-harm-and-buf...-passively.html

Добавлю свое мнение по токовым трансформаторам. Вот примерно так я пытался произвести расчет (приблизительный, на сверхточность не претендую):
Имеем:
1) Токовый вход микросхемы с защитой по уровню 0,5В.
2) Ток срабатывания защиты по первичной цепи 20А
3) Рабочая частота 250 кГц
4) Схема включения - с плюса питания на общую точку пуш-пула (LM5030)
Считаем:
1) Напряжение на вторичной обмотке трансформатора = падение на диоде+падение на резисторе = 0,7+0,5=1,2В
2) Абсолютно без объяснений возьмем Ктр = 50, тогда напряжение на первичке составит 1,2/50=0,024В
3) При токе 20А и напряжении 24 мВ, в токовом трансформаторе будет потребление мощности 0,48Вт. Что соответствует току во вторичке 0,4А при 1,2В.
Для практической реализации возьмем магнитопровод EFD-15 с зазором 0,17 мм, материал N87 Epcos. Я пользовался программой Денисенко Владимира (справка о программе выдает его авторство) по расчету дросселей, не знаю насколько это корректно, но можно быстро прикинуть ток насыщения и т.д. Итак, для одного витка на этом сердечнике получаем индуктивность примерно 80 нГн и уровень индукции 0,13 Тл (насыщение происходит выше 0,3 Тл).
! Если я правильно понял, таким образом мы получили значение Lm индуктивность намагничивания первичной обмотки, и узнали, что при токе 20А трансформатор с такой обмоткой не войдет в насыщение.
4) Величина индуктивности 80 нГн, на частоте 250 кГц, соответствует реактивному сопротивлению величиной 0,125 Ом. Вносимое сопротивление трансформатора тока составляет 24мВ/20А=1,2 мОм. То есть разница на 2 порядка и косвенно можно сделать вывод о низкой погрешности ТТ из-за влияния индуктивности намагничивания.
5) Моделирование показало результат, что ток намагничивания при Кзап 90% и частоте 250 кГц, составил 0,5А, или 2,5% от общего тока. Не знаю, насколько это хороший или плохой результат.

На том же сердечнике с зазором 0,08 мм, значение индукции 0,24 Тл при 1 витке и 20А. А это уже на пределе. Без зазора вообще выше 5-6 Ампер не получится прогнать через один виток.