.
X    

VN zdroj - budič zapalovací cívky s TL494 a MOSFETem


Tento obvod pracuje s nebezpečnými napětími. Neberu žádnou odpovědnost za případné škody (poškození majetku, zranění, úmrtí...). Vše děláte na vlastní riziko. Schéma neobsahuje výkonovou část, ta je popsaná v textu.


Cílem bylo sestavit budič zapalovací cívky s regulovatelným výkonem (regulovaným střídou) a frekvencí. Integrovaný obvod TL494 je stále jednoduše dostupný, levný a má všechny potřebné funkce. Výkonové MOSFETy jako IRFP460 jsou také dobře dostupné. Lze použít i IGBT, ale nejsou zde ideální díky jejich saturačnímu napětí.


Popis

Schéma (řídící elektronika)
Schéma (řídící elektronika) (klikněte pro plné rozlišení)

Tento obvod je relativně jednoduchý. Je napájen ze 12V (11...15V testováno) zdroje. S úpravou ze použít i jiné napětí podle použitých součástek (viz jejich datasheety). Cívka L1 chrání obvod proti špičkám z výkonové části. Není zde žádná zpětná vazba, střída a frekvence jsou nastaveny pomocí dvou potenciometrů (10 kΩ pro střídu, připojen ke konektoru P3 a 50 kΩ pro frekvenci, připojen k P2). Frekvence lze měnit v rozmezí cca 200-700 Hz, obvod TL494 generuje signál s příslušnou střídou a frekvencí. Frekvence závisí na poloze potenciometru, rezistorech R1 a R4 a kondenzátoru C4. První chybový zesilovač v TL494 není využit, druhý je využit k vypínání či zapínání zařízení. Je připojen ke konektoru P5 (pin 1 = napájení, pin 2 = signál, pin 3 = zem). Vstup P5 je nadzvednut na napájecí napětí pomocí rezistoru, snížení jeho napětí pod 5V povolí běh zařízení. Přizemnil jsem ho propojkou. Zatím je zde jen pro pozdější využití pro tepelnou a podpěťovou ochranu. Budič výkonového MOSFETu se skládá z R2, tranzistorů v U1 a D1 (nabíjení) a R3, Q1 (vybíjení). Tento signál je vyveden na P4 a připojen ke vstupu (gate) výkonového MOSFETu. Tento MOSFET je již připojen na zapalovací cívku. Místo diody 1N4007 je lepší použít ultrarychlou nebo Schottkyho.

Výkonový MOSFET má připojený source na zem a drain na jeden z kontaktů primáru zapalovací cívky (druhý je připojen na napájení). Napájení musí být řádně filtrováno (například ≥4700 µF elektrolytickým Low ESR kondenzátorem a ještě 1µF foliovým kondenzátorem paralelně). Zdroj může dostávat zpětně nějaké špičky, toto lze omezit tlumivkou ve vstupu.

MOSFET by měl mít mezi gate a source připojenou Zenerovu diodu (18V, katodu na gate). K primáru zapalovací cívky je vhodné připojit cca 1µF kondenzátor (musí být kvalitní, foliový na ≥400V). Toto omezí špičkové napětí na MOSFETu (s 1 µF jsem dosáhl špiček okolo 300 V), také s cívkou vytvoří rezonanční obvod a vrátí část nevyužité energie přes diodu v MOSFETu zpět do filtrační kapacity. Je také vhodné mírně zpomalit sepnutí MOSFETu, toho jsem docílil zapojením rezistoru 1 kΩ (záleží na konkrétním MOSFETu) před gate a přemostěním rezistoru Schottkyho diodou (anoda na gate, zachová rychlé vypnutí MOSFETu). Nyní tam mám dva kusy IGBT GF10NC60KD paralelně na chladiči z PC zdroje. Výkonové prvky je nutno chladit!

Hotové zařízení - dosti zprasené, dočasná konstrukce, ale funguje
Hotové zařízení - dosti zprasené, dočasná konstrukce, ale funguje (klikněte pro plné rozlišení)


Úpravy

Doplněno 3.2.2017

Dále lze výkon zvýšit snížením frekvence - cívka se bude magneticky "nabíjet" delší dobu. Poměrně slušné výsledky jsem získal s časovacím kondenzátorem (C4) o hodnotě 330 nF, MOSFETem IRFP460 a kapacitou na primáru 2 µF (napětí na MOSFETu už ale přesahovalo špičkově 400 V).

 


 
Reklama (od webhostingu):