Tyristorové zapalování (BT) DC-CDI v4.0 (6V i 12V)

Autor: Tomáš Brožek („Chong“)
aktualizováno: 13.10.2016

Tato verze DC-CDI vznikla spíše jako alternativní verze k verzi 3.0, která však může pracovat v 12V i 6V zapojení. Jedná se také o jednočinný měnič, tentokrát ale řízený pomocí časovače NE555. Konstrukce je určená pro jednoválcový motor (s rozdělovačem či dvojitou indukční cívkou i pro víceválcový motor), která by se vešla do malé, vodotěsné hliníkové krabičky (KH – 104).

Jedná se o jednočinný blokující měnič a oproti předchozím verzím došlo k dalšímu zjednodušení zapojení. Podklady pro výrobu DPS ve formátu programu Eagle 4.16 a GIF naleznete ZDE. Tranzistor Q2 je nutné při montáži hotového CDI přišroubovat přes izolační podložku ke stěně krabičky aby se mohl chladit. Zapojení pro 6V se pak liší pouze tím, že primární vinutí má oproti 12V verzi polovinu počtu závitů, hodnoty odporů R5, R4, R8 a R9 jsou o polovičním odporu. Odpor R3 v zapojení funguje jako omezovač tvrdých proudových špiček při sepnutí měniče (např. po zážehu), může být nahrazen drátovou propojkou, v případě že proudové špičky neruší chod zapalování. Stabilizované nabíjecí napětí zapalovacího kondenzátoru C1 bylo tradičně zvoleno o velikosti 210 V. V konstrukci je použitý transformátor s feritovým jádrem o průřezu středního sloupku nejméně 25 mm2 (obvykle 5×5 mm) typu EE, nebo EI, bez mezery mezi složeným jádrem. Tato trafa lze získat ze starých televizí a CRT monitorů. Jako první vinutí se navíjí sekundární vinutí 250ti až 280ti závity CuL průměru 0,1 mm (může být i silnějším drátem, ale potom je riziko že se výsledné vinutí nevejde mezi feritové jádro a kostřičku) závit vedle závitu (nevinout „nadivoko“!). Každá vrstva závitů je oddělena od následující izolační elektroinstalační páskou. Primární vinutí je vinuto na hotové sekundární vinutí 11 až 12ti závity jedním drátem průměru 0,5 až 0,7 mm CuL. Tištěný spoj je třeba upravit na rozteč nohou použitého transformátorku.

Teoreticky dosažitelné otáčky podle naměřených průběhů CDI jsou cca 40.000 ot/min. CDI se připojuje k původnímu kladívku zapalování případně k bezkontaktnímu snímači. Jako bezkontaktní snímač doporučuji použít hallovo čidlo od firmy IMFSOFT připojené na vstup „kladivko“ a napájené z palubního napětí. Pouze je vhodné vyrobit stínící clonu ze silnějšího plechu a bez odlehčovacích otvorů. Vlivem vibrací a únavě materiálu hrozí roztržení původní clony.

Naměřené průběhy na anodě tyristoru při 13.500 rpm (měřeno s napěťovou děličkou 1:10)

Při manipulaci se zapnutým CDI je třeba mít na paměti, že na výstupu měniče je 210 V (při spojeném kladívku) a tedy hrozí úraz vysokým napětím. Při provozu je nutné vždy na svorce 15 mít připojenou a ukostřenou indukční cívku, protože se CDI bez zapojené indukční cívky může poškodit.

Jedná se o konstrukci, která dosud neprošla zkouškami na dlouhodobou provozní spolehlivost!!

Oživení

Desku neosadíme celou, ale pouze části podle schématu (viz níže) a odpor R5 nahradíme odporem 100 v sérii s trimrem 4k7. Výstup 15 se spojí s GND. Tranzistor Q2 se musí opařit malým chladičem.

Protože se jedná o jednočinný měnič, je třeba dodržet správně začátky vinutí vůči sobě. Pokud dojde k prohození začátku vinutí u sekundárního vinutí, není měnič funkční. Pro zprovoznění stačí prohodit nohy transformátoru, nebo převinout primární vinutí v opačném směru.

Nyní se nastaví rezonanční kmitočet transformátorku. Paralelně k zátěži a kondenzátoru se připojí voltmetr a na výstup transformátorku se připojí osciloskop. Trimrem se nastaví frekvence aby se kmity na výstupu trafa staly harmonickými, bez zákmitů (viz obr. níže). Pokud není k dispozici osciloskop, tak se ladí na nejvyšší napětí měřené voltmetrem a poslechově tak, aby nebyl zvuk transformátorku chaotický. V této oblasti harmonických kmitů se ladí na nejvyšší dosažitelné napětí. Pozor, měřící zátěžový odpor produkuje značné teplo, hrozí nebezpečí popálení! Pokud naměřené napětí je malé (řádově jednotky V) je třeba převinout primární vinutí (11 závitů) v opačném smyslu než bylo původně navinuté. Následně se změří celková hodnota odporu náhrady R5 a vybere se nejbližší hodnota odporu podle dostupné řady. Zpětnovazební dělička napětí se nastaví tak, aby stabilizované napětí bylo o 15 až 20 % nižší než maximálně naměřené napětí při oživování. Jiného nastavení než 210 V se docílí změnou hodnot R6 a R7. Jedná se odporový dělič, který pro mezní napětí měniče vytváří na děliči napětí svorce odporu R6 napětí cca 0,65 V. Po oživení je vhodné transformátorek napusit epoxidem, aby se zafixovalo jádro i vinutí.

Naměřený průběh na výstupu trafa (měřeno s napěťovou děličkou 1:10)

Po tomto nastavení se osadí zbytek součástek a CDI by mělo bez potíží pracovat.