Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Was macht folgende Schaltung?


von Karli (Gast)


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Hallo zusammen,

ich versuche gerade einen Schaltplan des Selbstbau-Motorsteuergerätes zu 
verstehen. Der Schaltplan befindet sich hier:

http://www.bgsoflex.com/v22/megasquirt_ShemV2.2.pdf

Auf Blatt 3 mit dem Titel "Megasquirt Output" ziemlich in der Mitte des 
Planes sieht man den Endstufenteil, der die Einspitzdüsen ansteuert. 
Hinter dem Mosfettreiber MC34151P hängen zwei Mosfets IRFIZ34N, die 
direkt die Einspritzdüsen bedienen.

Nun weiß ich, dass die Spulen der Einspritzdüsen beim Abschalten der 
Mosfets eine hohe Induktionsspannung erzeugen. Habe die bei meinem Auto 
mit einem Oszi angeschaut und es war geschätzt etwa 60-70V.

Außer dem Mosfettreiber und den Mosfets gibt es in der 
Einspritzdüsenschaltung noch eine 'Unterschaltung' bestehend aus TIP42, 
einer Zenerdiode und einem Widerstand. Ich vermute mal, die hat was mit 
den Induktionspannungen zu tun. Kann mir jemand erklären, wie diese 
'Unterschaltung' funktioniert?

Danke und viele Grüße
Karli

von Z-Diode (Gast)


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Die Z-Diode mit dem Transistor und dem Widerstand bilden eine Z-Diode 
mit großer Leistung (abhängig vom Transistor)

von Anja (Gast)


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Z-Diode schrieb:
> Die Z-Diode mit dem Transistor und dem Widerstand bilden eine Z-Diode
> mit großer Leistung (abhängig vom Transistor)

wobei die "Zener-Spannung" mit ca 38V relativ niedrig liegt.
Wodurch die Abschaltung der Injektoren (Schnell-Löschung) entspechend 
langsamer erfolgt als bei 70V.

Gruß Anja

von Philipp J. (pjtec)


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Hallo Karli,

Beantwortet zwar deine Frage nicht, aber ich hatte MegaSquirt in 
Verwendung, das läuft sehr gut. In unserem Falle lief (bzw. läuft noch 
immer) MegaSquirt auf einem uralten Briggs+Stratton Rasenmähermotor und 
macht dort nicht nur die Einspritzung sondern auch die Zündung. Das 
ganze war ein HTL-Projekt und ist zu einem Motorprüfstand geworden 
(inklusive Netzrückspeisung).

MfG,
Philipp

von Karli (Gast)


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Danke für Eure durchweg sehr guten Antworten.

@Z-Diode
Damit ist geklärt, welchen Zweck der TIP42 hat.

@Anja
Kann man daraus ableiten, dass je höher die Zenerspannung ist, umso 
schneller schließen die Einspritzventile?  Ich muss leider zugeben, dass 
ich bisher nur eine ganz dunkle Ahnung habe, was die ganze Schaltung aus 
Diode, Widerstand und Z-Diode überhaupt soll.

Lasst mich mal laut denken und korrigiert mich, wenn ich etwas falsches 
schreibe:
Beim sperren des Mosfets hört der Stromfluss schlagartig auf. Damit 
bricht das Magnetfeld in der Spule im Injektor schlagartig zusammen und 
erzeugt eine Induktionsspannung, die mehr oder weniger zufällig so hoch 
ist, dass die Stromstärke trotz des gesperrten Mosfets trotzdem weiter 
fließt. Die Hochspannung, die jetzt erzeugt wird, müsste also umso höher 
sein, je höher der Widerstand des sperrenden Mosfets ist. Könnten 
theoretisch also viele Tausend Volt sein.  Das würde aber den Mosfet 
zerstören und auch Funkstörungen verursachen. Man könnte die 
Spannungsspitze kappen, indem man eine Z-Diode parallel zur 
Injektorspule schaltet. Überschreitet die Induktionsspannung die 
Zenerspannung, so fließt der Strom über die Z-Diode ab. Damit muss die 
Spule nicht mehr so eine hohe Induktionsspannung erzeugen, um die 
Stromstärke beim Sperren des Mosfets aufrecht zu erhalten.
Die Stromstärke, die über die Z-Diode abfließen würde, wäre also im 
schlimmsten Fall so hoch, wie die Stromstärke, die man kurz vor dem 
Sperren des Mosfets hatte, was wohl einige wenige Ampere sein dürften.
Das scheint aber zu viel zu sein für die meisten Z-Dioden. Also baut man 
so einer Transistorschaltung wie die in obigem Schaltplan.

Frage:
Könnte man nicht einfach noch einen Widerstand in Reihe mit der Z-Diode 
schalten und dafür eine Z-Diode mit niedrigerer Spannung nehmen?

@Philipp
Interessante Erfahrung, die du da gemacht hast. Ich überlege mir auch, 
eine Megasquirt testweise in mein Experimentierauto zu bauen. Aber die 
ganzen Versionen, Layoutversionen und Softwareversionen zu durchschauen 
ist fast schwieriger, als eine Schaltung von Grund auf selbst zu 
entwerfen. Wenn man im Megasquirt-Forum fragen stellt, wird man oft auf 
FAQs, Manuals und Suchfunktion verwiesen. Aber derzeit habe ich noch zu 
wenig Überblick, um die Puzzlestücke weiter zusammenzusetzen.

von Z-Diode (Gast)


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Man kann auch nur mit 2 Widerständen und einem Transistor eine Z-Diode 
bauen. Ganz ohne z-Diode

von Elena (Gast)


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>Beim sperren des Mosfets hört der Stromfluss schlagartig auf. Damit
>bricht das Magnetfeld in der Spule im Injektor schlagartig zusammen und
>erzeugt eine Induktionsspannung, die mehr oder weniger zufällig so hoch
>ist, dass die Stromstärke trotz des gesperrten Mosfets trotzdem weiter
>fließt.

Die induzierte Spannung ist U = L*dI/dt. Sie steigt theoretisch so weit, 
bis irgendwo ein Durchbruch stattfindet, notfalls ein Funke in der Luft. 
Dadurch kommt es zu einer mehr oder weniger definierten Begrenzung des 
Spannungsanstiegs.

>Die Hochspannung, die jetzt erzeugt wird, müsste also umso höher
>sein, je höher der Widerstand des sperrenden Mosfets ist.

Nein. Siehe oben.

Die Spule versucht den Strom, der vorher durch sie floß, aufrecht zu 
erhalten. Je höher die induzierte Spannung wird, um so mehr Leistung 
verrichtet die Spule beim Abbau ihres Magnetfeldes. Und da die im 
Magnetfeld gespeicherte Energie endlich war, ist das Magnetfeld umso 
schneller abgebaut, je höher die induzierte Spannung dabei ist.

Also ist es sinnvoll, mit einer Z-Diode möglichst hoher Spannung zu 
snubbern, wenn das Magnetfeld schnell abgebaut werden soll.

von Karli (Gast)


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@Z-Diode

Ich war zuerst überrascht, als ich dein Posting gelesen habe, aber jetzt 
habe ich eine dunkle Ahnung, das man die 0,7V, die am Transistor 
abfallen auch irgendwie nutzen kann. Nur muss man durch die 
Drum-Herumbeschaltung irgendwie auch höhere Spannungen hinbekommen, weil 
0,7V meistens sicherlich zu wenig ist. Muss ich mir mal in Ruhe 
angooglen.

@Elena
Wenn ich mir deine sehr gute Erklärung durchlese, scheint es mir so, 
dass ich mit meiner Theorie gar nicht soooo falsch lag. Nur war es mir 
bisher nicht so klar.

Was ich mich nun frage (kleiner Themawechsel):
Zündspulen haben eine Primär und eine Sekundärspule, die zusammen wie 
eine Art Trafo wirken. In der Primärspule werden durch Abschalten des 
Spulenstromes um die 400V erzeugt. Aus welchem Grund kann man nicht 
gleich in der Primärspule die gewünschten 20-30KV erzeugen? Man muss 
doch nur den Widerstand des schaltenden Transistors groß genug machen, 
so dass die Primärspule dazu gezwungen wird, die 20-25KV zu erzeugen. 
Oder gibt es keine Transistoren, die so hohe Spannungen aushalten?

von Anja (Gast)


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Karli schrieb:
> Kann man daraus ableiten, dass je höher die Zenerspannung ist, umso
> schneller schließen die Einspritzventile?

Ja. Dadurch wird im Prinzip der Ausschaltzeitpunkt (und damit die 
Gemischbildung) exakter.

Karli schrieb:
> Oder gibt es keine Transistoren, die so hohe Spannungen aushalten?
Es gibt auch keine bezahlbaren Spulen die so eine hohe Güte haben. Ohne 
große Anstrengungen erreicht man nur so ca die 20-fache Bordnetzspannung 
im Primärkreis.

Gruß Anja

von Karli (Gast)


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Danke Anja! Was bedeutet in dem Zusammenhang 'Güte' Der innere 
Widerstand der Spule? Oder die Durchschlagfestigkeit der Isolierung?

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