Stap 3: Driver Circuit
Alles wat nodig is te gebruiken van de spoel voor het genereren van bogen voor experimenten en display is een circuit dat schakelt een schakelaar aan en uit te onderbreken van de primaire stroom van de Bobine. Zorgen zoals aanpassingen aan de timing te ontbranden van de brandstof in de cilinder op het juiste moment niet van toepassing voor de toepassing van een beeldscherm.
Het onderstaande diagram toont de fundamentele blokken van een systeem dat wordt gebruikt voor het genereren van acrs met behulp van een Bobine. Het circuit van algemene station bestaat uit een puls generator die een halfgeleider-switch verandert (een transistor, FET, of in het circuit presenteerde later een amps) in- en uitschakelen in een gewenste tempo. De voeding kunnen een batterij of DC-voeding van een passende spanning, kunnen genoeg huidige voeden.
De functie van elke sectie van het systeem wordt vervolgens in detail beschreven. Zie ook de gedetailleerde schema.
+ 5V geregeld levering
Een LM7805 regulator, VR1, biedt de + 5V geregeld spanning voor de puls generator circuits. Diode D1 in serie met de ingang aan de regulerende instantie is gewend om schade te voorkomen als de krachtbron achteruit is aangesloten. Er zijn elektrolytische en keramische condensatoren (C1, C2, C3 en C4) op zowel de input en de output van de regulator voor het filteren.
Pulse Generator
Zoals eerder beschreven, worden de energie wordt verspild als de schakeloptie blijft op langs de tijd de huidige van de primaire spoel steady state is bereikt, zodat het pulse generator circuit moet worden ontworpen en met dit in gedachten aangepast. Nogmaals, de tijdconstante van het primaire circuit zal bepalen hoe lang het duurt voor de primaire huidige te bereiken van de stationaire toestand. De zelfinductie en de weerstand van de primaire zal variëren tussen verschillende rollen, dus het maximum op tijd van de schakelaar moet enige aanpassing afhankelijk van de kenmerken van de spoel die u gebruikt. Sommige spoelen zijn bedoeld om te werken met extra weerstand in serie met de primaire spoel, en dit verzet zal moeten worden toegevoegd aan de andere weerstand in het primaire circuit bij het berekenen van de huidige steady-state en tijdconstante.
Twee uitvoeringen van de pulse generator worden beschreven in de volgende stappen. Een is gebaseerd op een PIC microprocessor, en anderzijds op basis van een 555 timer.
Pulse Generator op basis van de Microprocessor
Een PIC microcontroller gebaseerd pulse generator circuit wordt gebruikt voor het genereren van het signaal gebruikt om te schakelen van de IGBT in- en uitschakelen. Met behulp van een microcontroller biedt de flexibiliteit om te bepalen zowel de frequentie als het op tijd onafhankelijk. De software maakt de vonk herhaling frequentie worden ingesteld tussen 10Hz en 400Hz, en het laat het op tijd van de pols moet worden ingesteld tussen de 0,5 en 2 milliseconden.
De maximale stroom kan worden beperkt door aanpassing van de op tijd. Als het op tijd is ingesteld op minder dan ongeveer vier keer-constanten zijn, dan is de stroom in de primaire nooit zal bereiken de stationaire toestand.
Het circuit gebruikt twee potentiometers, R3 en R7. Wordt gebruikt om het op tijd, en anderzijds om de frequentie van de herhaling. De potentiometers worden gelezen door de microprocessoren A/D converter. R6 en R4 en C5 en C6 worden gebruikt als low-pass filters op deze analoge ingangen. De software genereert de pulsen van de output op basis van de op tijd en frequentie lezingen.
Één processor-ingang wordt gebruikt om te lezen een switch inschakelen. Wanneer de schakelaar is ingedrukt, de ingang laag wordt gebracht, en de microprocessor genereert pulsen op de uitgang met het op tijd en frequentie zoals bepaald door de potentiometers. Wanneer de schakelaar wordt vrijgegeven R1 trekt de hoge input en de output is uitgeschakeld.
Het programma stroomschema diagram *.asm broncode bestand, en *.hex bestand voor de programmering zijn opgenomen.
Alternatieve Pulse Generator gebaseerd op 555 Timer
Dit circuit 555 timer kan ook worden gebruikt voor de puls generator, maar het kan niet in het algemeen kunt u het op tijd en frequentie onafhankelijk beheren. Verwijs naar het afzonderlijke schema voor de versie van de 555 timer van de pulse generator.
Het schema toont een 555 timer circuit dat gebruikmaakt van diodes om afzonderlijke lading en geen kwijting paden maken. Het op tijd wordt bepaald door hoe lang C1 neemt om op te laden via R1 en R2 potentiometer diode D1. De off tijd wordt bepaald door hoe lang C1 neemt te vervullen door middel van R3, R4 potentiometer en diode D2. Door het scheiden van de lading en geen kwijting paden, de in- en uitschakelen keer beheersbaar zijn onafhankelijk van elkaar, waardoor de gebruiker kan het op tijd zo ingesteld dat het niet zo lang dat het resulteert in energie verspilde. Merk echter op dat wijzigingen in het op tijd of de af tijd in een verandering op de pols herhaling frequentie, in tegenstelling tot de versie van de microprocessor op basis van de pulse generator resulteren zal.
De ON-tijd, uit tijd en frequentie van de output wordt als volgt bepaald:
Ton = 0.693 * (R1 + R2) * C1
Toff = 0.693 * (R3 + R4) * C1
Frequentie = 1 / (Ton + Toff) = 1,44 / [C1 * (R1 + R2 + R3 + R4)]
Drukknop schakelaar SW1 verbindt de reset-lijn van de timer hoog, waardoor de puls generator-uitvoer. De output gaat laag wanneer SW1 wordt vrijgegeven, het uitschakelen van de HV-output.
Schakelaar
De schakeloptie hier gebruikt om de stroom in de primaire is een internationale gelijkrichter IRGB14C40LPBF amps. Deze IGBT is speciaal ontworpen voor automotive ontsteking-systeemtoepassingen.
Wanneer de schakelaar in een ontstekingssysteem opent voor het verstoren van de stroom in de primaire, stijgt de spanning overheen tot honderden volt. Deze IGBT is gewaardeerd voor het afhandelen van deze spanning. Het bevat ook interne klemmen dioden ter bescherming tegen overspanning. Verwijzen naar het interne diagram van het gedeelte hieronder om te zien hoe de interne bescherming ten uitvoer wordt gelegd.
Goede heatsinking is nodig voor uw switch. Dit is vooral waar als u ooit van plan uw spoel met een hogere netspanningsvoltage overdriving. Exacte heatsinking moet vereisen sommige berekening van de werkelijke macht in uw switch verdwenen. Om het zekere voor het onzekere voorzichtigheid monteren aan een stuk aluminium en ook het gebruik van sommige gedwongen lucht, zoals van een kleine fan. In het systeem dat is afgebeeld hier, wordt de heatsinking verzorgd door een grote koperen oppervlakte van de PCB.
Afzekering
Het is gunstig voor het bieden van bescherming aan het driver circuit om te voorkomen dat schade als gevolg van tijdelijke overspanning "spikes". MOV1 is geplaatst over het ingangsvermogen van de levering tegen spanningspieken. MOVs (metaaloxide varistor) zijn bescherming apparaten die zijn ontworpen om te worden uitgeschakeld wanneer de spanning over hen hieronder hun klemmen spanning is, maar vervolgens inschakelen en uitvoeren zodra dat spanning wordt overschreden. Wanneer het voert, is de spanningsval overheen relatief constant. De MOV daarom klemmen"" de spanning over de macht levering bus naar een veilig niveau, zodat het stijgt niet hoog genoeg om de schade van het driver circuit.
De MOV moet worden geselecteerd met een klemmen spanning die groter is dan het netspanningsvoltage; anders de MOV zullen altijd uitvoeren en het zal oververhit raken. Bijvoorbeeld, klemmen de MOV koos ik voor gebruik met een 14 volt voeding op ongeveer 20 volt. Voorbijgaande spikes groter is dan 20 volt zal vervolgens worden geklemd zodat de voeding bus ziet niet een groter zijn dan die spanning.
Het is ook handig om te hebben een grotere van condensator (C7) op het ingangsvermogen van de levering. Een paar duizend microfarads waard van elektrolytische condensatoren werkt goed. De condensatoren bieden een lage impedantie pad naar hoge frequentie spikes op de voeding. Zorg ervoor dat de ratings van de spanning van de condensators die u groter is dan de voedingsspanning en groter is dan de MOV klemmen van spanning.
