O post explica um circuito CDI multi-faísca aprimorado que é universalmente adequado para todos os tipos de automóveis. A unidade pode ser construída em casa e instalada em um veículo específico para alcançar maior velocidade de eficiência de combustível.
O Conceito de Circuito
O diagrama a seguir ilustra uma versão aprimorada de um circuito CDI multifaísca. Fundamentalmente, pode bifurcar-se em dois estágios discretos.
Ambos os estágios incorporam o driver IC IR2155 MOSFET com oscilador de ciclo de trabalho de 50%.
O estágio superior que consiste em Q1, Q2 é configurado para gerar 300 Vcc a partir da fonte de bateria de entrada de 12 Vcc disponível.
O IC2 junto com os mosfets Q6/Q7 conectados formam um circuito de bomba tipo push pull para carregar e descarregar alternadamente um capacitor de alta tensão através da bobina de ignição conectada.
Operação do Circuito
O IC1 está conectado para oscilar em cerca de 22kHz conforme a seleção do resistor de 33k e do capacitor de 102 nos pinos 2/3 e pino 3/terra, respectivamente.
Isso resulta na produção de comutação alternada de seus mosfets Q1/Q2 de saída conectados nos pinos 5/7.
A comutação acima realiza uma reação push-pull sobre o transformador conectado, em que as duas metades do enrolamento são saturadas alternadamente com a condução do mosfet, o que resulta no bombeamento de todo o 12V DC através das duas metades do enrolamento do transformador.
Essa ação resulta em uma indução intensificada no enrolamento secundário do transformador, dando origem aos 300 V AC necessários comutados na taxa de 22 kHz.
Os mosfets têm seu próprio sistema interno de proteção contra transientes embutido na forma de diodos zener de 60V que limitam os picos internos a 60V protegendo-os dos perigos relevantes, também os resistores de porta externa de 10 ohm garantem uma carga e descarga relativamente exponencial do mosfet interno capacitância reduzindo assim o ruído e a perturbação que poderiam influenciar negativamente o veículo elétrico.
Alguns capacitores metalizados classificados em 10uF são instalados para desacoplar DC de T1 para que Tr1 receba a comutação de 12V de maneira ideal em seu enrolamento.
A tensão aumentada na saída do TR1 é retificada pelos 4 diodos do tipo recuperação rápida configurados como retificador em ponte.
As ondulações são filtradas ainda mais pelo capacitor metalizado de alta tensão avaliado em 1uF/275V
Mesmo com todos os circuitos protegidos e de alta eficiência acima, o estágio IC1 não tem capacidade de controlar a tensão de saída em resposta ao aumento e queda da entrada de 12V DC que normalmente não seria estável devido às velocidades do veículo e RPM do alternador variações.
Para resolver isso, um recurso inovador de correção de tensão de saída do transformador é incorporado aqui usando um circuito de realimentação de tensão envolvendo ZD1—ZD4 junto com Q3 e alguns componentes passivos.
Os quatro zeners de 75V começam a conduzir assim que a voltagem começa a flutuar acima da marca de 300V, o que, por sua vez, resulta na condução de Q3. Esta ação do Q3 resulta em arrastar a tensão do pino1 do IC1 de 12V para gradualmente 6V.
Usando a opção Desligar
Pin1 sendo a pinagem de desligamento do IC1 alerta o IC para acionar seu recurso de corte de subtensão interno, resultando em um desligamento instantâneo de seus pulsos de saída que, por sua vez, desliga os mosfets para esse instante específico.
Os mosfets sendo desligados significam que não há tensão de saída e Q3 incapaz de conduzir o que novamente restaura o circuito ao seu modo funcional original, e as operações se repetem e giram mantendo a tensão de saída bastante estabilizada na marca de 300V especificada.
Outra técnica de aprimoramento inteligente empregada aqui é o uso de três circuitos de feedback de resistores de 33k da saída de TR1 para a pinagem de alimentação IC1.
Este loop garante que o circuito permaneça funcional mesmo quando o veículo não está funcionando em velocidades ideais ou a tensão de alimentação cai consideravelmente abaixo do nível necessário de 12V.
Durante tais situações, o loop de feedback 33kx3 discutido mantém o nível de tensão para IC1 bem acima de 12V, garantindo uma resposta ideal mesmo sob condições com quedas de tensão acentuadas.
O 300V do TR1 também é aplicado ao IC2, que é configurado especificamente como um driver de mosfet de lado alto, porque aqui sua saída não está conectada a um transformador de derivação central, e sim a uma única bobina que precisa de um acionamento completo em seu enrolamento no método reverso para frente durante cada pulso alternado de IC2.
Graças ao IC IR2155 que possui todos os recursos necessários integrados e efetivamente começa a funcionar como um driver de lado alto com a ajuda de apenas algumas peças passivas externas C1, C6, D7.
Função do Transformador de Ferrite
A condução de Q6/Q7 bombeia os 300V volts de TR1 dentro do primário da bobina de ignição conectada através do capacitor de 1uF/275V.
A configuração calculada de vários componentes nos pinos 2 e 3 do IC2 constitui as multifaíscas pretendidas na bobina conectada devido às interações entre esses componentes. Mais precisamente, as peças formam um projeto de temporizador com a ajuda do resistor de 180k no pino2 junto com o capacitor de 0,0047uF no pino3 do IC2.
O resistor de 10k e o capacitor de 0,0047uF entre o pino3 restringe a sobrecorrente enquanto está sendo acionado pelo circuito MMV.
A saída de Q5 facilita uma saída de baixa tensão para integrar um tacômetro para fornecer leituras válidas no medidor em vez de conectar diretamente à vela de ignição.
Se o recurso multifaísca não parecer tão útil ou por alguns motivos inadequado, ele poderá ser desabilitado com sucesso eliminando C3, D10, D11 e o par de resistores de 180k junto com os resistores de 33k e 13k. Também substituindo o resistor de 33k por um resistor de 180k e um link curto no lugar de D10.
Os mods acima forçarão o IC2 a gerar apenas pulsos únicos de 0,5 ms assim que o Q7 for acionado. A bobina de ignição agora dispara apenas em uma direção enquanto Q7 está LIGADO e uma vez na direção oposta quando Q6 está LIGADO.
O MOV associado neutraliza qualquer possibilidade de transientes de alta tensão caso a saída da bobina de ignição fique aberta.
O par de resistores de 680k em C2 fornece um caminho de descarga seguro para C2 sempre que a bobina é desconectada do circuito.
Isso protege o circuito e o usuário de descargas de alta tensão desagradáveis de C2.
Diagrama de circuito
Detalhes do enrolamento TR1:
Comece no pino 7 (lado esquerdo) usando fio de cobre esmaltado super esmaltado de 0,25 mm conforme mostrado no diagrama e termine no pino 8 (lado esquerdo) com 360 voltas.
Isso completa o enrolamento secundário.
Para o lado primário, enrole de maneira bifilar, ou seja, enrole ambos os enrolamentos juntos, começando no pino2 e pino4 (lado direito) e terminando após 13 voltas no pino11 e pino9 respectivamente (lado esquerdo) usando fio de 0,63 mm.
A bobina utilizada é adequada para N27 Ferrite Core
L1 são 12 voltas de fio de 1 mm em um Neosid Ringcore 17-732-22
Projeto de Transformador
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FONTE
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