Proiectul isi propune realizarea unui montaj electronic care sa inlocuiasca in parte sistemul de aprindere clasic al automobilului.
Schema electrica clasica a aprinderii:
Ruptorul cu platina prezinta anumite dezavantaje. Prin el circuland un curent de cca. 5A, in momentul cand platinele sunt foarte apropiate, atat la inchidere cat mai ales la deschiderea lor, apare un fenomen de tunelare, o scanteie care in timp duce la topirea suprafetelor contactului si la sudarea lor. Din punct de vedere electric aceasta tunelare duce la o inchidere prematura a circuitului electric, la un curent mai mic, lucru ce impiedica obtinerea unui front abrupt, si deci a unei variatii bruste a tensiunii in secundar, fapt ce se reflecta in intensitate scazuta a scanteii.
Este de dorit sa inlocuim acest mecanic cu un comutator electronic, in speta cu un tranzistor bipolar de comutatie. Acest tranzistor necesita un circuit de comutare specific. Un astfel de circuit este prezentat in figura nr. 2
Frecventa maxima de comutare a circuitului este de 200Hz, frecventa ce corespunde turatiei de 6000 ture/min.
Acestei turatii ii corespunde o frecventa de 400Hz. La motorul cu 4 timpi arborele motorului face doua turatii pentru fiecare explozie. Deci aceasta frecventa se imparte la 2 rezultand 200Hz.
Cunoastem curentul maxim ce trece prin bobina de inductie. Acesta are o valoare de 5A. Trebuie sa cautam un tranzistor care sa aiba curentul nominal de colector de valoare mai mare. Alegem tranzistorul de comutatie MJE13007. acesta are Ic=8A. Valoare suficient de mare, care asigura o marja de siguranta suficienta. Valoarea tensiunii colector emitor maxime este de 400V, mai mult decat suficienta, chiar pentru varfurile de tensiune date de circuitul oscilant format din primarul bobinei de inductie si condensatorul C2. Nu este necesara deci montarea unei diode de protectie antiparalel cu tranzistorul.
Pentru calculul puterii disipate de catre componentele circuitului trebuie sa avem in vedere factorul de umplere al semnalului de comanda. Acesta este egal cu Ungiul Dwell. Acesta reprezina procentul din timp in care ruptorul sta deschis. Are uzual valoarea de 63%. Tranzistorul este comandat pe restul timpului, deci pentru 37% din timp.
Deci componentele ce functioneaza pentru comanda tranzistorului de comutatie vor disipa puterea numai pentru 37% din timp. Acesta se traduce prin un factor de demultiplicare a puterii nominale al componentelor de 37%.
La curentul de colector de 5A puterea disipata de tranzistorul de comutatie este de:
Aceasta putere este disipata numai pentru perioada in care ruptorul este inchis, deci puterea medie disipata este de:
Pm=15W*37%=3.7W
Tranzistorul va necesita un radiator de racire.
Din foaia de catalog a tranzistorului MJE13007 aflam factorul de amplificate la un curent direct de 5A ca fiind de 10.
Deci curentul de baza este de 0.5A. Acesta este comandat de tranzistorul T2. Acesta trebuie deci sa aiba curentul de colector de minim 0.5A. Din catalog alegem BD237 cu Ic=2A si Vcesat=0,6V.
Circuitul de comanda al bazei este format din R4, T2, C1 si Dz conform figurii nr. 3:
In regim stationar condensatorul C1 este incarcat deci nu influenteaza curentul prin circuit. Rezistenta R4 se calculeaza conform relatiei:
Curentul de varf prin circuitul bazei va fi mai mare, condensatorul C1 eliminand caderea de tensiune pe dioda zenner.
