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.
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 (klikněte pro plné rozlišení)
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).