Κύκλωμα απλής χωρητικότητας εκφόρτισης (CDI)

Σε αυτήν την ανάρτηση συζητάμε το κύκλωμα για ένα απλό, γενικό κύκλωμα ανάφλεξης χωρητικής εκφόρτισης ή ένα κύκλωμα CDI χρησιμοποιώντας ένα τυπικό πηνίο ανάφλεξης και ένα κύκλωμα βασισμένο σε σταθερή κατάσταση SCR.

Πώς λειτουργεί το σύστημα ανάφλεξης στα οχήματα

Η διαδικασία ανάφλεξης σε οποιοδήποτε όχημα γίνεται η καρδιά ολόκληρου του συστήματος, καθώς χωρίς αυτό το στάδιο το όχημα δεν θα ξεκινήσει.

Για να ξεκινήσουμε τη διαδικασία, νωρίτερα είχαμε τη μονάδα διακόπτη κυκλώματος για τις απαιτούμενες ενέργειες.

Σήμερα ο διακόπτης επαφής αντικαθίσταται με ένα πιο αποτελεσματικό και μακροχρόνιο ηλεκτρονικό σύστημα ανάφλεξης, το οποίο ονομάζεται σύστημα ανάφλεξης εκκένωσης πυκνωτή.

Βασική αρχή εργασίας

Η βασική λειτουργία μιας μονάδας CDI εκτελείται με τα ακόλουθα βήματα:

1. Δύο είσοδοι τάσης τροφοδοτούνται στο ηλεκτρονικό σύστημα CDI, η μία είναι υψηλή τάση από τον εναλλάκτη στην περιοχή από 100 V έως 200 V AC, άλλη είναι μια τάση χαμηλού παλμού από ένα πηνίο παραλαβής στην περιοχή από 10 V έως 12 V AC.
2. Η υψηλή τάση διορθώνεται και το προκύπτον DC φορτίζει έναν πυκνωτή υψηλής τάσης.
3. Ο βραχυπρόθεσμος παλμός χαμηλής τάσης οδηγεί ένα SCR το οποίο εκφορτώνει ή απορρίπτει την αποθηκευμένη τάση του πυκνωτή στην πρωτεύουσα ενός μετασχηματιστή ανάφλεξης ή πηνίου.
4. Ο μετασχηματιστής ανάφλεξης αυξάνει αυτήν την τάση σε πολλά κιλοβάτ και τροφοδοτεί την τάση στο μπουζί για τη δημιουργία σπινθήρων, η οποία τελικά ανάβει τον κινητήρα καύσης.

Περιγραφή κυκλώματος

Τώρα ας μάθουμε λεπτομερώς τις λειτουργίες κυκλώματος CDI με τα ακόλουθα σημεία:

Βασικά όπως υποδηλώνει το όνομα, το σύστημα ανάφλεξης στα οχήματα αναφέρεται στη διαδικασία κατά την οποία το μείγμα καυσίμου αναφλέγεται για την εκκίνηση του κινητήρα και των μηχανισμών κίνησης. Αυτή η ανάφλεξη γίνεται μέσω ηλεκτρικής διαδικασίας δημιουργώντας ηλεκτρικά τόξα υψηλής τάσης.

Το παραπάνω ηλεκτρικό τόξο δημιουργείται μέσω ακραίας διέλευσης υψηλής τάσης σε δύο δυνητικά αντίθετους αγωγούς μέσω του κλειστού διακένου αέρα.

Όπως όλοι γνωρίζουμε ότι για την παραγωγή υψηλών τάσεων απαιτούμε κάποιο είδος διαδικασίας ενίσχυσης, που γίνεται γενικά μέσω μετασχηματιστών.

Καθώς η τάση πηγής που διατίθεται σε δίτροχα οχήματα προέρχεται από εναλλάκτη, ενδέχεται να μην είναι αρκετά ισχυρή για τις λειτουργίες.

Επομένως, η τάση πρέπει να αυξηθεί πολλές χιλιάδες φορές για να φτάσει στο επιθυμητό επίπεδο τόξου.

Το πηνίο ανάφλεξης, το οποίο είναι πολύ δημοφιλές και όλοι τους έχουμε δει στα οχήματά μας, είναι ειδικά σχεδιασμένο για την παραπάνω αύξηση της τάσης της πηγής εισόδου.

Ωστόσο, η τάση από τον εναλλάκτη δεν μπορεί να τροφοδοτηθεί απευθείας στο πηνίο ανάφλεξης επειδή η πηγή μπορεί να είναι χαμηλή στο ρεύμα, επομένως χρησιμοποιούμε μια μονάδα CDI ή μια χωρητική μονάδα εκφόρτισης για τη συλλογή και απελευθέρωση της εναλλακτικής ισχύος διαδοχικά για να κάνουμε την έξοδο συμπαγή και υψηλή με ρεύμα.

Σχεδιασμός PCB

Κύκλωμα CDI με χρήση SCR, μερικών αντιστάσεων και διόδων

Αναφερόμενος στο παραπάνω διάγραμμα κυκλώματος ανάφλεξης εκκένωσης πυκνωτή, βλέπουμε μια απλή διαμόρφωση που αποτελείται από μερικές διόδους, αντιστάσεις, ένα SCR και έναν μόνο πυκνωτή υψηλής τάσης.

Η είσοδος στη μονάδα CDI προέρχεται από δύο πηγές του εναλλάκτη. Η μία πηγή είναι χαμηλή τάση περίπου 12 βολτ, ενώ η άλλη είσοδος λαμβάνεται από τη βρύση σχετικά υψηλής τάσης του εναλλάκτη, δημιουργώντας περίπου 100 βολτ.

Η είσοδος 100 βολτ διορθώνεται καταλλήλως από τις διόδους και μετατρέπεται σε 100 βολτ DC.

Αυτή η τάση αποθηκεύεται μέσα στον πυκνωτή υψηλής τάσης ακαριαία. Το σήμα χαμηλής τάσης 12 εφαρμόζεται στο στάδιο ενεργοποίησης και χρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση του SCR.

Το SCR ανταποκρίνεται στην διορθωμένη τάση μισού κύματος και ανάβει και κλείνει τους πυκνωτές εναλλακτικά.

Τώρα, καθώς το SCR είναι ενσωματωμένο στο πρωτεύον πηνίο ανάφλεξης, η απελευθερούμενη ενέργεια από τον πυκνωτή απορρίπτεται βίαια στην πρωτεύουσα περιέλιξη του πηνίου.

Η δράση δημιουργεί μια μαγνητική επαγωγή μέσα στο πηνίο και η είσοδος από το CDI που είναι υψηλή σε ρεύμα και η τάση αυξάνεται περαιτέρω σε εξαιρετικά υψηλά επίπεδα στη δευτερεύουσα περιέλιξη του πηνίου.

Η παραγόμενη τάση στο δευτερεύον πηνίο μπορεί να αυξηθεί στο επίπεδο πολλών δεκάδων χιλιάδων βολτ. Αυτή η έξοδος είναι κατάλληλα διατεταγμένη σε δύο κλειστούς μεταλλικούς αγωγούς μέσα στο μπουζί.

Η τάση που είναι πολύ υψηλή πιθανότητα αρχίζει να σχηματίζει τόξα στα σημεία του μπουζί, δημιουργώντας τους απαιτούμενους σπινθήρες ανάφλεξης για τη διαδικασία ανάφλεξης.

Λίστα ανταλλακτικών για το Διάγραμμα ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ

R4 = 56 Ωμ,
R5 = 100 Ohms,
C4 = 1uF / 250V
Συνιστάται SCR = BT151.
Όλες οι δίοδοι = 1N4007
Coil = Τυποποιημένο πηνίο ανάφλεξης δύο τροχών

Το παρακάτω βίντεο κλιπ δείχνει τη βασική διαδικασία λειτουργίας του παραπάνω εξηγημένου κυκλώματος CDI. Η ρύθμιση δοκιμάστηκε στο τραπέζι και, συνεπώς, η τάση ενεργοποίησης αποκτάται από 12V 50Hz AC. Δεδομένου ότι η σκανδάλη προέρχεται από μια πηγή 50Hz, οι σπινθήρες φαίνονται να σχηματίζουν τόξο με ρυθμό 50Hz.