Untitled
А. Зыбайло, , В. Воробьев,
Высоковольтные ключи
для систем зажигания
Москва,
Тел./факс (095) 417-5245, 417-8645,
Постепенный подъём Российской автомобильной
промышленности сопровождается естественным ростом технического уровня выпускаемых автомобилей. В отношении системы зажигания это приводит к замене контактной системы (с прерывателем, как на “классике”) на бесконтактную систему (с датчиком Холла, как на 08-09 моделях ВАЗ) и внедрение микропроцессорных систем (10 модель ВАЗ и Волги с впрыском).
Как бесконтактные, так и микропроцессорные системы имеют повышенную энергию искрообразования для улучшения процесса сгорания и облегчения пуска. Для увеличения энергии искры увеличивают энергию, запасаемую в катушке зажигания, что приводит к необходимости увеличить ток первичной обмотки. Традиционно это достигается уменьшением сопротивления первичной обмотки катушки зажигания до величины менее 1 Ом. При напряжении бортовой сети 12 В включение катушки без ограничения тока (или времени включения) вызывает быстрый перегрев и выход её из строя. С другой стороны, транзистор, управляющий током в первичной обмотке, стремятся использовать в ключевом режиме, так как линейный режим ведёт к быстрому росту рассеиваемой на транзисторе мощности и усложнению схемы. Единственным относительно безболезненным способом ограничения тока через транзистор (и катушку, соответственно) в настоящее время принят способ ограничения длительности импульса тока в первичной обмотке. Для правильной организации этого процесса и компенсации конструктивных особенностей конкретных применяемых элементов эмиттер управляющего транзистора обычно подключают “на землю” через резистор около 0,1 Ом и мощностью 3–5 Вт. По напряжению на этом резисторе определяют ток в первичной обмотке.
Дальнейший рост требований к искрообразованию и применение микропроцессоров привели к необходимости повысить рабочее напряжение и рабочую температуру ключевого транзистора, исключить мощный измерительный резистор и совместить катушку зажигания и высоковольтную часть системы в моноблоке для исключения распределения высокого напряжения. Примером является система впрыска GM на ВАЗ010.
В данный момент в отечественных системах электронного зажигания в качестве высоковольтного транзистора в основном применяют транзистор фирмы ST-Microelectronics BU941ZPFI, который представляет собой n-p-n биполярный транзистор Дарлингтона с защитой и внутренним ограничением напряжения К-Э. Коммутаторы на основе этого транзистора и микросхемы этой же фирмы L497 выпускаются многие годы.
Ведущие зарубежные фирмы приступили к выпуску так называемых Smart-приборов, в которых за счёт внутренней структуры организован участок на кристалле, напряжение на котором пропорционально протекающему току. После усиления этого сигнала встроенной схемой он может быть измерен АЦП микропроцессора. Примерами каких ключей могут служить схемы VB027ASP фирмы ST-Microelectronics и IGBT-прибор BTS2145 фирмы Infineon Technologies (Siemens Semicon-ductor).
Наряду со Smart-ключами предлагаются улучшенные варианты BU941ZPFI. Это, в первую очередь, VB922 и VB921ZVFI фирмы ST-Microelectronics.
Приборы International Rectifier IRG4BC40W и фирмы Intersil (Harris) HGTP14N40F3VL выполнены по IGBT-технологии. При этом, HGTP14N40F3VL специально аттестован для автомобильных применений в системе зажигания и может быть сблокирован с катушкой.
Целью настоящего сообщения является систематизация технической информации для облегчения задачи выбора элементной базы в новых разработоках систем электронного зажигания. Но после исследования технических параметров наступает самое интересное в нашей отечественной действительности — это экономико-политический фактор. Не секрет, что часто при выборе комплектации определяющими являются не только совокупность технических параметров, но также:
· доступность и надёжность поставок как в больших, так и в малых количествах на начальном этапе применения прибора;
· соотношение конечных цен доставленного до заказчика компонента;
· сроки поставки;
· надёжность поставщика компонентов;
· политика фирмы производителя.
В той или иной степени, ПЛАТАН поставляет компоненты любой из вышеперечисленных фирм:
· с Infineon в августе 1999 года подписано дистрибьюторское соглашение;
· сформирован представительный склад компонентов International Rectifier;
· производятся закупки приборов Intersil;
· в то же время, по нашему мнению, высокая функциофункциональность и достойные технические характеристики микросхем ST-Microelectronics иногда блекнут в связи со сложностью прямых поставок и пассивностью этой фирмы по отношению к российскому рынку.
О проекте
