¿PNP BJT como un diodo de retorno de llamada 'conmutable'?

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Tengo una bobina de encendido para automóvil que estoy usando como fuente de encendido para un proyecto en el que estoy trabajando.

Durante el funcionamiento normal, la corriente de la bobina primaria se interrumpirá periódicamente para inducir grandes picos contra-EMF en la primaria (tal como lo hace en un automóvil). Sin embargo, me gustaría evitar que este pico se produzca al apagar.

El circuito de encendido usa un IGBT en el 'lado bajo' de la bobina primaria, por lo que mi idea original era simplemente 'aumentar' el voltaje de la compuerta IGBT usando un circuito RC. Desafortunadamente, las características de transferencia eran demasiado pronunciadas y esto hizo poco para evitar el pico inductivo (sin recurrir a valores prohibitivamente grandes).

Mi siguiente pensamiento es simplemente abreviar el primario durante el apagado. Mientras que otros dispositivos quizás sean más adecuados para este propósito, las restricciones de diseño han reducido mis opciones a un PNP BJT.

He creado un esquema (simplificado) para ilustrar mejor mis intenciones:

En este caso, S1 (utilizado en lugar del IGBT mencionado anteriormente) hará que la corriente entre la bobina se encienda y se apague entre 2 y 200 Hz durante el funcionamiento normal. Al apagarse, S2 (o, más probablemente, el IGBT y un NFET) interrumpirán la corriente a través de la bobina primaria mientras simultáneamente tiran de la base del BJT a un nivel bajo, permitiendo que la corriente fluya entre los terminales de la primaria, “desangrando” el contador. EMF.

¿Es este un enfoque viable y robusto? Me preocupa la capacidad del BJT para soportar el dV / dt repetitivo y profundo. Estoy buscando miles de horas de funcionamiento normal continuo, por lo que un diseño robusto es una necesidad.

Cualquier consejo o idea es, como siempre, muy apreciado.

    
pregunta Chris

2 respuestas

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Según los puntos que se muestran a continuación, parece que S2 podría manejar tanto los voltajes de pico de voltaje primario como la corriente primaria, por lo que simplemente el uso de un contacto S2 y un diodo a través del primario de la bobina parece lograr los resultados deseados. Vea la discusión a continuación.

En su lugar, puede dejar el IGBT apagado después de una chispa prevista y luego encenderlo durante un tiempo suficiente y luego cargarlo cuando se requiera una chispa. Como debe poder cargarse cuando se ejecuta a una velocidad de 200 Hz, el retraso máximo introducido por este método será < = 5 ms.

Si utilizara el método que se muestra, probablemente desviaría y conectaría el transistor de manera ligeramente diferente al circuito mostrado, pero el método es tolerable siempre que el transistor sea capaz de soportar los picos primarios de polaridad inversa repetidos. El tamaño de estos dependerá del diseño de su sistema y, especialmente, del Vspark y la relación de giros. En un diseño de bobina de chispa como este, la relación de giros suele ser < < Vspark / Vdc_in por lo que Vprimary_spike es > a > > Vdc_in x turnos_ración.
por ejemplo, si la relación de giros = 10 y Vspark es 5kV, el Vprimary_spike ~ = Vspark / TR = 5000/10 = 500V. Los transistores capaces de resistir repetitivamente este voltaje están disponibles repetitivamente, pero un método más suave es probablemente deseable. (Se requiere un BJT con una tensión nominal al menos igual a la del IGBT en S1. Dependiendo del tamaño y costo de S1, cualquier cosa que se use allí funcionará para el transistor de sujeción.

El contacto inferior de S2 está expuesto a la tensión de pico principal, y el contacto superior de S2 transporta la corriente de la bobina primaria. Por lo tanto, usar S2 para cambiar el transistor y el diodo solo cuando sea necesario significaría que el transistor nunca estuvo expuesto a picos primarios.

De forma alternativa, dadas las capacidades anteriores de S2, el simple hecho de utilizar un contacto S2 y un diodo a través de la bobina primaria parecería lograr los resultados deseados.

    
respondido por el Russell McMahon
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El primario y el secundario están acoplados magnéticamente. Si desea un "Patada" fuera de la secundaria, espere una "Patada" similar (a través de la escala por turnos) en la primaria. Por "Kick" me refiero a L di / dt.

Deseas un apagado rápido en la parte menos importante de energía de descarga que preferirías haber transferido a la secundaria. Simplemente tendrá que sujetar el voltaje primario a un nivel seguro y vivir con la salida restringida resultante en el secundario.

    
respondido por el robertkondner

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