Univerzální budič flyback VN transformátorů a zapalovacích cívek

POZOR! Experimenty s vysokým napětím jsou nebezpečné. Neberu žádnou zodpovědnost za jakékoliv následky (zranění, legální problémy či cokoliv jiného) stavby tohoto zařízení. Vše je BEZ ZÁRUKY A NA VAŠE VLASTNÍ RIZIKO.

Popis

Cílem této konstrukce bylo vytvořit jednoduchý budič VN traf a zapalovacích cívek s přepínatelným rozsahem frekvence.

Schéma zapojení (klikněte pro plné rozlišení)

Tato konstrukce je založena na integrovaném obvodu IR2153. Ačkoliv pravděpodobně existují i vhodnější integrované obvody pro toto použití, tento jsem měl zrovna dostupný. Jedná se o samokmitací budič polomůstku, využívám zde pouze výstup pro spodní tranzistor. Místo jednoho časovacího rezistoru jsou zde potenciometry s diodami, aby bylo možné nezávisle regulovat čas zapnutí i vypnutí. U potenciometru RV1 (regulace času vypnutí) je přidaný 3,3kΩ rezistor, který nastavuje minimální čas. Kondenzátor Cx je připojen přes přepínač (který ho v druhé poloze vybije) a má hodnotu 1 µF. Takto jsem dosáhl rozsahu frekvence cca 60-300 Hz pro spodní rozsah (zapalovací cívky) a cca 12-60 kHz pro horní rozsah (Cx odpojen, flyback trafo). Spínač SW1 vypne výstup - pokud je napětí na pinu CT u obvodu IR2153 nižší než 1/6V_CC, tak se vypne jeho výstup.

Kondenzátory C1, C4, C5, C6, C7, C9, C10 slouží k filtrování napájení (či jako blokovací přímo u IO). Tyto kondenzátory by měly být co nejblíže součástkám, ke kterým patří. Tlumivka L1 s kondenzátorem C6 filtrují napájení pro citlivější část obvodu. Zde zvolená tlumivka má indukčnost 100 µH a odpor 1 Ω (pro mez aperiodicity platí R=2*sqrt(L/C), volte R_ser cca 1 až 2 Ω). Mezi C7, C10, Q1, C8 by měly být dostatečně dimenzované a krátké vodiče. Obecně je zde vhodné dodržovat co nejkratší délku vodičů.

MOSFET IRFP460N byl použit kvůli jeho relativně vysokým mezním hodnotám. Zde je přímo namáhán špičkami z primární cívky připojeného trafa. Také je namáhán vysokými proudy. Je nutné ho chladit! Pro alespoň nějaké omezení špiček je mezi drain a source umístěn kondenzátor C8 - pro zapalovací cívku přidávám ještě 1 µF přímo k cívce. Nabíjení a vybíjení gate je zde nesymetrické (zapnutí je pomalejší díky R2, D1, aby se kondenzátor nevybíjel do kanálu FETu natvrdo). Rezistor R5 zajišťuje vybití gate MOSFETu v případě, že je z nějakého důvodu výstup obvodu IR2153 odpojen.

Propojkou JP1 se volí napájecí napětí. Pro 12 V (pozice 1-2, <14 V) je stabilizátor U2 nevyužit, pro druhou pozici sráží napětí pro obvod U1. Není vhodné přesahovat napájecí napětí 24 V. Mezi +12V a zem lze (a je vhodné) připojit ventilátor. Odběr proudu dosahuje vyšších jednotek A s typickým flybackem při max. délce výboje a počtem primárních závitů okolo šesti.

Podstatná nevýhoda této konstrukce je absence jakékoliv proudové ochrany, takže např. pokus o provoz flyback trafa na rozsahu 60-300 Hz pravděpodobně povede k poškození MOSFETu. Tato ochrana bude časem pravděpodobně dokončena.

Tuto konstrukci jsem stavěl na univerzální DPS.

Fotky

Přední panel (klikněte pro plné rozlišení)

Vnitřek (klikněte pro plné rozlišení)

Výboj ze zapalovací cívky (klikněte pro plné rozlišení)

Výboj z flyback VN trafa (klikněte pro plné rozlišení)