Hệ thống đánh lửa bán dẫn doc

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (255.68 KB, 9 trang )

Hệ thống đánh lửa bán dẫn

Hệ thống đánh lửa bán dẫn Phụ thuộc vào thiết bị đóng ngắt dòng sơ cấp. Hệ
thống này được phát triển vào thời kỳ phát triển của công nghệ điện tử.

Phụ thuộc vào thiết bị đóng ngắt dòng sơ cấp. Hệ thống này được phát triển vào
thời kỳ phát triển của công nghệ điện tử. Nó dựa trên nguyên tắc khi nhận tín của
một thiết bị tạo tìn hiệu sau đó truyền tín hiệu làm đóng ngắt dòng sơ cấp, tạo từ
thông biến thiện ở cuộn sơ cấp phát ra dòng điện cao áp.

Sau đây chúng ta sẽ xem xét những hệ thống sử dụng những thiết bị tạo tín hiệu
khác nhau trện hệ thống đánh lửa bán dẫn.
a. Hệ thống đánh lửa bán dẫn có vít điều khiển
Hệ thống đánh lửa bán dẫn có vít điều khiển hiện nay rất ít được sản xuất. Tuy
nhiên, ở Việt Nam vẫn còn nhiều loại xe cũ trước kia có trang bị hệ thống này.Với
hệ thống này vít lửa có nhiệm vụ đóng ngắt dòng tạo tín hiệu đóng mở transistor

Hình 1:Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn có vít điều khiển

Nguyên lý làm việc của sơ đồ như sau:
Khi cam không đội, tiếp điểm K đóng, sẽ xuất hiện dòng điện qua cực gốc của
transistor theo mạch sau: (+) accu ® SW ® Rf ® Wt ® cực E ® cực B ® Rb ® K ®
(-) accu. Khi transistor dẫn dòng qua cuộn sơ cấp đi theo mạch: (+) accu ® SW®
Rf ® Wt ® cực E ® cực C ® mass (âm accu).
Khi cam đội, tiếp điểm K mở, khi đó không có dòng qua không làm cho transistor
nên không có dòng điện, dòng điện ở cuộn sơ cấp mất đột ngột sinh một suất điện
động ở cuộn thứ cấp tạo ra tia lửa điện ở buogie
b. Cảm biến đánh lửa
– Trong hệ thống đánh lửa bán dẫn không vít điều khiển, cảm biến đánh lửa sẽ

thay thế vít điều khiển thời điểm đánh lửa
– Thông thường, trong hệ thống đánh lửa người ta thường dùng cảm biến Hall,
cảm biến điện từ, cảm biến quang, cảm biến từ trở, trong đó, ba loại cảm biến đầu
là phổ biến nhất.
– Cấu tạo, hoạt động của từng loại cảm biến:
+ Cảm biến điện từ:
Có hai loại:
– Loại nam châm đứng yên:

Hình 2: Cảm biến điện từ loại nam châm đứng yên
Cảm biến được đặt trong delco bao gồm một rotor có số răng cảm biến tương ứng
với số xy lanh động cơ, một cuộn dây quấn quanh một lõi sắt từ cạnh một thanh
nam châm vĩnh cữu. Cuộn dây và lõi sắt được đặt đối diện với các răng cảm biến
rotor và được cố định trên vỏ delco. Khi rotor quay, các răng cảm biến sẽ lần lượt
tiến lại gần và lùi ra xa cuộn dây. Khi rotor ở vị trí như hình 3a, điện áp trên cuộn
dây cảm biến bằng 0. Khi răng cảm biến của rotor tiến lại gần cực từ của lõi thép,
khe hở giữa rotor và lõi thép giảm dần và từ trường mạnh dần lên. Sự biến thiên
của từ thông xuyên qua cuộn dây
Khi răng cảm biến của rotor đối diện với lõi thép, độ biến thiên của từ trường bằng
0 và sức điện động trong cuộn cảm biến nhanh chóng giảm về 0 (hình 3c).
Khi rotor đi xa ra lõi thép, từ thông qua lõi thép giảm dần và sức điện động xuất
hiện trong cuộn dây cảm biến có chiều ngược lại (hình 3d). Hiệu điện thế sinh ra ở
hai đầu dây cuộn cảm biến phụ thuộc vào tốc độ của động cơ.

Sự tạo từ trường của cuộn nam châm đứng yên

Cảm biến điện từ loại nam châm đứng yên có ưu điểm là rất bền, xung tín hiệu có
dạng nhọn nên ít ảnh hưởng đến sự sai lệch về thời điểm đánh lửa. Tuy nhiên,
xung điện áp ra ở chế độ khởi động nhỏ, vì vậy ở đầu vào của Igniter phải sử dụng
transistor có độ nhạy cao và phải chống nhiễu cho dây tín hiệu.

Cảm biến điện từ loại nam châm quay:

Hình 4: Cảm biến điện từ loại nam chân quay cho loại động cơ 8 xylanh
Nam châm được gắn trên rotor, còn cuộn dây cảm biến được quấn quanh một lõi
thép và cố định trên vỏ delco. Khi nam châm quay, từ trường xuyên qua cuộn dây
biến thiên tạo nên một sức điện động sinh ra trong cuộn dây. Do từ trường qua
cuộn dây đổi dấu nên sức điện động sinh ra trong cuộn dây lớn.
Hệ thống đánh lửa bán dẫn dùng cảm biến từ điện loại nam châm đứng yên

Hình 5: Hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng điện từ (HONDA)
Hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng cảm biến điện từ được sử dụng phổ biến trên
các loại xe ôtô vì nó có cấu tạo khá đơn giản, dễ chế tạo và ít hư hỏng.
Sơ đồ mạch điện loại này được trình bày trên hình 5
Khi cuộn dây cảm biến không có tín hiệu điện áp hoặc điện áp âm, transistor T1
ngắt nên T2 ngắt, T3 dẫn cho dòng qua cuộn sơ cấp về mass.
Khi răng của rotor cảm biến tiến lại gần cuộn dây cảm biến, trên cuộn dây sẽ xuất
hiện một sức điện động xoay chiều, nửa bán kỳ dương cùng với điện áp rơi trên
điện trở R2 sẽ kích cho transistor T1 dẫn, T2 dẫn theo và T3 sẽ ngắt. Dòng qua
cuộn sơ cấp ở bobine bị ngắt đột ngột tạo nên một sức điện động cảm ứng lên
cuộn thứ cấp một điện áp cao và được đưa đến bộ chia điện.

+ Cảm biến quang:

Cảm biến quang bao gồm hai loại, khác nhau chủ yếu ở phần tử cảm quang:
– Loại sử dụng một cặp LED – photo transistor.
– Loại sử dụng một cặp LED – photo diode.
Phần tử phát quang (LED – Lighting Emision Diode) và phần tử cảm quang (photo
transistor hoặc photo diode) được đặt trong delco có vị trí tương ứng như trong

hình 6. Đĩa cảm biến được gắn vào trục của delco và có số rãnh tương ứng với số
xylanh động cơ.
Điểm đặc biệt của hai loại phần tử cảm quang này là khi có dòng ánh sáng chiếu
vào, nó sẽ trở nên dẫn điện và ngược lại, khi không có dòng ánh sáng, nó sẽ không
dẫn điện. Độ dẫn điện của chúng phụ thuộc vào cường độ dòng ánh sáng và hiệu
điện thế giữa hai đầu của phần tử cảm quang.

Hình 6 : Cảm biến quang
Khi đĩa cảm biến quay, dòng ánh sáng phát ra từ LED sẽ bị ngắt quãng làm phần
tử cảm quang dẫn ngắt liên tục, tạo ra các xung vuông dùng làm tín hiệu điều
khiển đánh lửa.

Hình 7: Sơ đồ nguyên lý làm việc của cảm biến quang
Cảm biến bao gồm ba đầu dây: một đầu dương (Vcc), một đầu tín hiệu (Vout) và
một đầu mass. Khi đĩa cảm biến chắn ánh sáng từ LED qua photo diode D2, D2
không dẫn, điện áp tại ngõ vào (+) sẽ thấp hơn điện áp so sánh Us ở ngõ vào (-
)trên Op-Amp A nên ngõ ra của Op-Amp A không có tín hiệu làm transistor T
ngắt, tức Vout đang ở mức cao. Khi có ánh sáng chiếu vào D2, D2 dẫn, điện áp ở
ngõ vào (+)sẽ lớn hơn điện áp so sánh UsA ở mức cao làm transistor T dẫn, Vout
lập tức chuyển sang mức thấp. Đây chính là thời điểm đánh lửa. Xung điện áp tại
Vout sẽ là xung vuông gởi đến Igniter điều khiển transistor công suất. Do tín hiệu
ra là xung vuông nên thời điểm đánh lửa cũng không bị ảnh hưởng khi thay đổi số
vòng quay của trục khuỷu động cơ.
và điện áp ngõ ra của Op-Amp + Cảm biến Hall:

Cảm biến Hall được đặt trong delco, gồm một rôto bằng thép có các cánh chắn và
các cửa sổ cách đều nhau gắn trên trục của delco. Số cánh chắn sẽ tương ứng với
số xylanh của động cơ. Khi rotor quay, các cánh chắn sẽ lần lượt xen vào khe hở
giữa nam châm và IC Hall (hình 10b).

Hình 10a: Sơ đồ cấu tạo cảm biến Hall

Hình 10b:Cấu tạo delco với cảm biến Hall
Để khảo sát hoạt động của cảm biến Hall, ta xét hai vị trí làm việc của rotor ứng
với khe hở IC Hall (hình 11). Khi cánh chắn ra khỏi khe hở giữa IC Hall và nam
châm, từ trường sẽ xuyên qua khe hở tác dụng lên IC Hall làm xuất hiện điện áp
điều HHHhh khiển transistor Tr, làm cho Tr dẫn. Kết quả là trên đường dây tín
hiệu (cực C), điệp áp sẽ giảm xuống chỉ còn 1V (hình 11). Khi cánh chắn đi vào
khe hở giữa nam châm và IC Hall (hình 11) từ trường bị cánh chắn bằng thép khép
kín, không tác động lên IC Hall, tín hiệu điện áp từ IC Hall mất làm transistor Tr
ngắt. Tín hiệu điện áp ra lúc này bằng điện áp từ Igniter nối với ngõ ra của cảm
biến Hall.

Hình 11: Nguyên lý làm việc của cảm biến Hall
Như vậy, khi làm việc cảm biến Hall sẽ tạo ra một xung vuông làm tín hiệu đánh
lửa. Bề rộng của cánh chắn xác định góc ngậm điện (Dwell Angle) (hình 5-35). Do
xung điều khiển là xung vuông nên không ảnh hưởng đến thời điểm đánh lửa
sửa chữa thay thế vít tinh chỉnh và điều khiển thời gian đánh lửa – Thông thường, trong mạng lưới hệ thống đánh lửa người ta thường dùng cảm ứng Hall, cảm ứng điện từ, cảm ứng quang, cảm ứng từ trở, trong đó, ba loại cảm ứng đầulà thông dụng nhất. – Cấu tạo, hoạt động giải trí của từng loại cảm ứng : + Cảm biến điện từ : Có hai loại : – Loại nam châm hút đứng yên : Hình 2 : Cảm biến điện từ loại nam châm hút đứng yênCảm biến được đặt trong delco gồm có một rotor có số răng cảm ứng tương ứngvới số xy lanh động cơ, một cuộn dây quấn quanh một lõi sắt từ cạnh một thanhnam châm vĩnh cữu. Cuộn dây và lõi sắt được đặt đối lập với những răng cảm biếnrotor và được cố định và thắt chặt trên vỏ delco. Khi rotor quay, những răng cảm ứng sẽ lần lượttiến lại gần và lùi ra xa cuộn dây. Khi rotor ở vị trí như hình 3 a, điện áp trên cuộndây cảm ứng bằng 0. Khi răng cảm ứng của rotor tiến lại gần cực từ của lõi thép, khe hở giữa rotor và lõi thép giảm dần và từ trường mạnh dần lên. Sự biến thiêncủa từ thông xuyên qua cuộn dâyKhi răng cảm ứng của rotor đối lập với lõi thép, độ biến thiên của từ trường bằng0 và sức điện động trong cuộn cảm ứng nhanh gọn giảm về 0 ( hình 3 c ). Khi rotor đi xa ra lõi thép, từ trải qua lõi thép giảm dần và sức điện động xuấthiện trong cuộn dây cảm ứng có chiều ngược lại ( hình 3 d ). Hiệu điện thế sinh ra ởhai đầu dây cuộn cảm ứng nhờ vào vào vận tốc của động cơ. Sự tạo từ trường của cuộn nam châm từ đứng yênCảm biến điện từ loại nam châm từ đứng yên có ưu điểm là rất bền, xung tín hiệu códạng nhọn nên ít tác động ảnh hưởng đến sự rơi lệch về thời gian đánh lửa. Tuy nhiên, xung điện áp ra ở chính sách khởi động nhỏ, thế cho nên ở đầu vào của Igniter phải sử dụngtransistor có độ nhạy cao và phải chống nhiễu cho dây tín hiệu. Cảm biến điện từ loại nam châm từ quay : Hình 4 : Cảm biến điện từ loại nam chân quay cho loại động cơ 8 xylanhNam châm được gắn trên rotor, còn cuộn dây cảm ứng được quấn quanh một lõithép và cố định và thắt chặt trên vỏ delco. Khi nam châm hút quay, từ trường xuyên qua cuộn dâybiến thiên tạo nên một sức điện động sinh ra trong cuộn dây. Do từ trường quacuộn dây đổi dấu nên sức điện động sinh ra trong cuộn dây lớn. Hệ thống đánh lửa bán dẫn dùng cảm ứng từ điện loại nam châm hút đứng yênHình 5 : Hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng điện từ ( HONDA ) Hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng cảm ứng điện từ được sử dụng thông dụng trêncác loại xe ôtô vì nó có cấu trúc khá đơn thuần, dễ sản xuất và ít hư hỏng. Sơ đồ mạch điện loại này được trình diễn trên hình 5K hi cuộn dây cảm ứng không có tín hiệu điện áp hoặc điện áp âm, transistor T1ngắt nên T2 ngắt, T3 dẫn cho dòng qua cuộn sơ cấp về mass. Khi răng của rotor cảm ứng tiến lại gần cuộn dây cảm ứng, trên cuộn dây sẽ xuấthiện một sức điện động xoay chiều, nửa bán kỳ dương cùng với điện áp rơi trênđiện trở R2 sẽ kích cho transistor T1 dẫn, T2 dẫn theo và T3 sẽ ngắt. Dòng quacuộn sơ cấp ở bobine bị ngắt bất thần tạo nên một sức điện động cảm ứng lêncuộn thứ cấp một điện áp cao và được đưa đến bộ chia điện. + Cảm biến quang : Cảm biến quang gồm có hai loại, khác nhau đa phần ở thành phần cảm quang : – Loại sử dụng một cặp LED – photo transistor. – Loại sử dụng một cặp LED – photo diode. Phần tử phát quang ( LED – Lighting Emision Diode ) và thành phần cảm quang ( phototransistor hoặc photo diode ) được đặt trong delco có vị trí tương ứng như tronghình 6. Đĩa cảm ứng được gắn vào trục của delco và có số rãnh tương ứng với sốxylanh động cơ. Điểm đặc biệt quan trọng của hai loại thành phần cảm quang này là khi có dòng ánh sáng chiếuvào, nó sẽ trở nên dẫn điện và ngược lại, khi không có dòng ánh sáng, nó sẽ khôngdẫn điện. Độ dẫn điện của chúng nhờ vào vào cường độ dòng ánh sáng và hiệuđiện thế giữa hai đầu của thành phần cảm quang. Hình 6 : Cảm biến quangKhi đĩa cảm ứng quay, dòng ánh sáng phát ra từ LED sẽ bị ngắt quãng làm phầntử cảm quang dẫn ngắt liên tục, tạo ra những xung vuông dùng làm tín hiệu điềukhiển đánh lửa. Hình 7 : Sơ đồ nguyên tắc thao tác của cảm ứng quangCảm biến gồm có ba đầu dây : một đầu dương ( Vcc ), một đầu tín hiệu ( Vout ) vàmột đầu mass. Khi đĩa cảm ứng chắn ánh sáng từ LED qua photo diode D2, D2không dẫn, điện áp tại ngõ vào ( + ) sẽ thấp hơn điện áp so sánh Us ở ngõ vào ( – ) trên Op-Amp A nên ngõ ra của Op-Amp A không có tín hiệu làm transistor Tngắt, tức Vout đang ở mức cao. Khi có ánh sáng chiếu vào D2, D2 dẫn, điện áp ởngõ vào ( + ) sẽ lớn hơn điện áp so sánh UsA ở mức cao làm transistor T dẫn, Voutlập tức chuyển sang mức thấp. Đây chính là thời gian đánh lửa. Xung điện áp tạiVout sẽ là xung vuông gởi đến Igniter điều khiển và tinh chỉnh transistor hiệu suất. Do tín hiệura là xung vuông nên thời gian đánh lửa cũng không bị ảnh hưởng tác động khi đổi khác sốvòng quay của trục khuỷu động cơ. và điện áp ngõ ra của Op-Amp + Cảm biến Hall : Cảm biến Hall được đặt trong delco, gồm một rôto bằng thép có những cánh chắn vàcác hành lang cửa số cách đều nhau gắn trên trục của delco. Số cánh chắn sẽ tương ứng vớisố xylanh của động cơ. Khi rotor quay, những cánh chắn sẽ lần lượt xen vào khe hởgiữa nam châm từ và IC Hall ( hình 10 b ). Hình 10 a : Sơ đồ cấu trúc cảm ứng HallHình 10 b : Cấu tạo delco với cảm ứng HallĐể khảo sát hoạt động giải trí của cảm ứng Hall, ta xét hai vị trí thao tác của rotor ứngvới khe hở IC Hall ( hình 11 ). Khi cánh chắn ra khỏi khe hở giữa IC Hall và namchâm, từ trường sẽ xuyên qua khe hở công dụng lên IC Hall làm Open điện ápđiều HHHhh khiển transistor Tr, làm cho Tr dẫn. Kết quả là trên đường dây tínhiệu ( cực C ), điệp áp sẽ giảm xuống chỉ còn 1V ( hình 11 ). Khi cánh chắn đi vàokhe hở giữa nam châm hút và IC Hall ( hình 11 ) từ trường bị cánh chắn bằng thép khépkín, không tác động ảnh hưởng lên IC Hall, tín hiệu điện áp từ IC Hall mất làm transistor Trngắt. Tín hiệu điện áp ra lúc này bằng điện áp từ Igniter nối với ngõ ra của cảmbiến Hall. Hình 11 : Nguyên lý thao tác của cảm ứng HallNhư vậy, khi thao tác cảm ứng Hall sẽ tạo ra một xung vuông làm tín hiệu đánhlửa. Bề rộng của cánh chắn xác lập góc ngậm điện ( Dwell Angle ) ( hình 5-35 ). Doxung tinh chỉnh và điều khiển là xung vuông nên không tác động ảnh hưởng đến thời gian đánh lửa

Source: https://baoduongdieuhoa24h.com
Category: Điện Tử