Hallo, habe mal eine Frage zu einer Zündspule. Diese nimmt ja eine gewisse Energie beim Ladevorgang auf und gerät wenn sie voll ist in die sogenannte Sättigung. Was verseht man jetzt genau darunter. Ich habe mir das so zusammengereihmt, das sie nachdem sie gesättigt ist keinen weitere Energie mehr speichert sondern diese in Wärme umwandelt. Ist das richtig? Ließe sich das Anhand der Stromaufnahme irgendwie feststellen? Steigt er nach der Sättigung an, fällt er sogar ab oder bleibt die Stromaufnahme vielleicht auch gleich.
Schaltet man an einer Spule die Spannung ein, so steigt die Stromstärke von 0A zunächst rasch an. Je größer die Stromstärke durch die Spule bereits ist, desto langsamer wird der weitere Stromanstieg, bis schließlich der Sättigungsstrom erreicht ist und die Stromstärke konstant bleibt. Entnommen aus http://mitglied.lycos.de/Autoelektrik/Eai.htm 1. Link in google bei "Sättigung einer Spule"
Hi vielleicht hilft dir dieser Link weiter... http://www.pulslaser.de/Allgemeines/schaltungen/induktor/induktor.htm
danke für die flotte Antwort, dein Google scheint besser als meins zu sein ;-) wie würdet ihr das messtechn. erfassen, ich müsste doch nur den Spannungsfall messen und wenn er seinen niedrigsten Wert erreicht hat ist die Spule in der Sättigung.
@Daniel: das ist nicht die sog. Sättigung einer Spule! Dein Fall ist der Standardfall: die Stromzunahme ist durch die Induktivität begrenzt, und wird dann geringer, der Maximalstrom ist nicht mehr durch die Induktivität, sondern nur durch den verbleibenden ohmschen Widerstand gegeben. Die Spannung habe ich jetzt mal außen vor gelassen. Bei der Sättigung spricht man hier von der Sättigung des Eisenkerns: Die Induktivität ergibt sich aus der Magnetisierbarkeit des Vakuums, und darauf addiert die des Eisenkerns. Im Kern richten sich lauter kleine Magnetbereiche (Weiß'sche Bezirke) aus, und wenn alle ausgerichtet sind, gibts keine Steigerung und keine weitere Magnetisierbarkeit mehr. Wenn der Kern gesättigt ist, verringert sich also mit zunehmendem Magnetfeld die Induktivität zu der einer Spule OHNE Eisenkern (der vorhandene wirkt nicht mehr). Das führt dazu, dass der Stromanstieg plötzlich zunimmt, vorausgesetzt der Maximalstrom (ohmsch) ist noch weit entfernt. In Marians Link ist das Problem erwähnt und auf den Oszi-Bildern zu sehen. Alternativ gibt's noch: http://www.sprut.de/electronic/switch/parts.html
Ps: vorausgesetzt, der ohmsche Anteil wäre am Sättigungspunkt noch vergleichsweise gering, dann nimmt die Spule schon noch Energie auf (nämlich im Vakuum- bzw. Luft-Magnetfeld). Der Strom wird dann aber schnell den Maximalwert erreichen, und dann ist alles nur noch ohmsch begrenzt, und alles was produziert wird, ist Wärme.
haste Matlab, Scilab oder sowas. Wenn net mit Taschenrechner x=0:0.1:10 plot(x,1*tanh(1*tanh(sin(x)) plot(x,2*tanh(1*tanh(sin(x)) plot(x,3*tanh(1*tanh(sin(x)) plot(x,4*tanh(1*tanh(sin(x)) Hat zwar keine qualitative Aussage, aber es zeigt dir den Einfluss der Sättigung.
Sorry Henning aber wenn mein Fall der Standardfall ist und er nicht von einer Eisenkernspule sprach - was ist dann falsch?? Gibt hier hier immer jemanden der es besser weiß? Ich meine, ich finde es ja gut dass wir uns hier so toll ergänzen aber die einfachen Antworten von Marian und mir haben Thomas wohl ausgereicht so dass wir auf unnötige Verkomplizierungen verzichten konnten. Manchmal habe ich das Gefühl dass hier ab und an Leute unnötig komplizierte Erklärungen abgeben um irgendwas darzustellen... Die Weiß'schen Bezirke kennt jeder E-Technik-Student, nur muss er nicht rumrennen und es allen erzählen. :P Übrigens Thomas, gern geschehen und jeder Zeit wieder. ;)
ups, kleiner fehler trotz doppelposting(warum auch immer das passiert ist) plot(x,tanh(Amplitude*sin(x))) je höher die Amplitude, desto größer ist der konstante Bereich von dem Daniel sprach
@ Daniel: ich wollte Dich nicht angreifen, wenn das so rüberkam, dann tut es mir leid. Du beschreibst die Abnahme des Stromanstiegs, bis der ohmsch begrenzte Maximalstrom I=U/R erreicht ist. Bei Spulen wird aber i.d.R. ein (konstanter) Sättigungsstrom angegeben, dieser ist materialabhängig, aber widerstand- und spannungsunabhängig. Wenn dieser erreicht ist, dann erhöht sich der Stromanstieg wieder sehr schnell - der Sättigungsstrom ist also der Punkt, ab dem der Strom schnell noch viel höher wird. Das beides sind zwei unterschiedliche Phänomene. Das erste von beiden kennen die meisten. Woher das kommt, wollte ich kurz erklären, die Erklärung fehlte bei Marians Link nämlich leider. Dafür bin ich jetzt als Besserwisser abgestempelt. Na danke. Ps: schonmal eine Zündspule ohne Kern gesehen? Ich nicht.
Mir sind komplette Antworten lieber als Halbwarheiten . Was man nicht braucht , kann man ignorieren . Dank an die "Besserwisser" .
Moin Henning...cool bleiben. Ich habe dich nicht abgestempelt..zumindest heute nicht. Ich war Freitag nur etwas (sehr) schlecht gelaunt...sorry dass dir das zum Verhängnis wurde. :) Leider habe ich keine Zeit, mich des Problems weiter und genauer anzunehmen. Daher war meine Antwort nur kurz recherchiert - scheinbar nicht ausreichend. Naja, schönen Tag noch ihr Besserwisser...:P Der Abstempler, Daniel ;)
Hallo, der Unterschied zwischen "ohmscher Sättigung" und "Sättigung" ist klar in der Kurve erkennbar: Bei konstanter Spannung wird durch die "ohmsche Sättigung" der Strom konstant, durch die "Sättigung" hingegen, steigt er umsostärker an. Schließlich bezieht sich das ohmsche auch auf die Windungen und die "Sättigung" (oder "Sättigung des Kernes") auf den Kern - zwei unterschiedliche Ursachen, zwei unterschiedliche Effekte. Diese Effekte lassen sich nicht auf gleiche Weise messen. Schöne Grüße, Clemens
also steigt der Strom nach der Sättigung bei der Zündspule an? Mein Leistungstreiber wird nach einiger Zeit Betrieb sehr warm so das ichs dann wieder unterbrechen muss. Obwohl der Treiber ausreichend stark dimensioniert ist, deswegen denke ich das der Strom nach der Sättigung überproportional steigt bzw. mein Treiber nicht 100% im Schaltbetrieb läuft ich versorge das Gate aber extra mit 12V anstatt mit 5V. Vielleicht sollte ich den Wiederstand gegen Masse durch nen Transistor ersetzten um dann noch schneller gegen Masse ziehen zu können und das Gate noch schneller zu entladen.
Schaltet denn dein MOSFET ("Leistungstreiber") auch schnell genug?
Also ist der Übergang von geperrt zu leitend und von leitend zu
gesperrt schnell genug?
Steuerst du den FET mit einer Push/pull-Stufe an?
Wird die Gatekapazität schnell genug umgeladen?
Oder wird das Gate etwa nur durch einen Widerstand entladen?
Alles Fragen, die nix mit Magnetismus zu tun haben, aber wahrscheinlich
mit deinem Problem...
...
ich verwende eben keine Push/Pull-Anordung von 2 Transistoren sondern nur nen Wiederstand zum entladen. Habe schon vermutet das es daran liegt. Werde meinen ufbau mal dahingehen ändern.
Tröste dich... So schlau war ich auch mal. Einschalten per Transistor, Ausschalten per Widerstand. Bringt aber nix... Also habe ich das Gerät wieder demontiert. Ist halt Lehrgeld. Das Teil hatte 6 P-Kanal- und 6 N-Kanal-MOSFETs gesteuert, sollte zur Stromversorgung einer Gartenbahnanlage dienen. Das war aber noch ohne AVR, noch mit Operationsverstärkern. Ich habe es zum Glück bemerkt, ehe es in Betrieb genommen werden sollte. FETs, (gesteckte) OPVs, Varistoren, Drosseln, Gleichrichter, Elkos und Polyswitch konnte ich retten, auf Widerstände, Kondensatoren und (kleine) Transistoren habe ich freiwillig verzichtet... ...
Angehängte Dateien:
-
Push_Pull.png
1,1 KB
wäre das so ok? Ich würde also mit einem Pin Spannung an den Mosfet geben und wenn ich zünden will nehme ich dort die Spannung weg und geb sie auf den anderen Transistor daduurch fällt am ersten Wiederstand die Spannung ab und das Gate wird zudem kräftig gegen Masse gezogen oder kann da was kaputt gehen? Diese FET-Treiber sind das Teile die das Push/Pull-System integriert haben?
Weiß nicht? Denn dein Schaltbild hat keinerlei Aussagekraft. Böswillig könnte ich jetzt behaupten, dass das Einschalten jetzt über einen (unbekannten!) Widerstand erfolgt, das Ausschalten über den Transistor. ;-) Es gibt keine Informationen darüber, was du unternimmst, damit die Selbstinduktionsspannung der Zündspule (die ja auch primär auftritt und einige hundert Volt erreicht) den Transistor nicht zerstört. Du brauchst einen Baustein, der das Gate zwischen 0V und 12V hin und her schaltet und zwischen dessen Ausgang und dem Gate einen Widerstand von wenigen Ohm. Der Widerstand soll zusammen mit der Gatekapazität für eine definierte Flankensteilheit sorgen. Denn zu flache Flanken erwärmen den FET (er ist zu lange halboffen), zu steile Flanken erzeugen zu viele Störungen, wodurch dein MC abstürzt und/oder dir die RegTP ein Bußgeld abknöpft und dein Gefährt stillegt. Es nützt dir also nix, von einem Extrem zum anderen zu wechseln, du musst den "goldenen Mittelweg" suchen und dieser Grat ist sehr schmal. Dazu gehört etwas mehr, als zu wissen, an welchem Ende der Lötkolben warm wird. Ich würde mir auch nicht zutrauen, mal so aus dem Hut eine funktionierende Transistorzündanlage für meinen Trabbi zusammenzubauen, obwohl viele der benötigten Grundlagen vorhanden sind. Mit den (teuren) FET-Treibern habe ich noch nix gemacht. Da sie aber speziell für diesen Zweck entwickelt wurden, werden sie wohl geeignet sein. AVR (dessen PWM) und hohe Leistungen brauchte ich noch nicht zusammenbringen, daher kann ich nix (von mir erprobtes) empfehlen. Für freilaufende PWM-Erzeugung (also keine Verbindung mit MCs, sondern nur durch ein Poti geteuert) nehme ich gern den 4093 an 8 bis 12 Volt (mit Widerstand, Z-Diode, Elko, Keramik-C aus der Versorgungsspannung der Last abgezweigt) und den BUZ11. Das funktioniert als einfacher Fahrtregler für Gartenbahn oder Niedervolt-Dimmer ganz gut. Allerdings sind da noch einige Varistoren, 'ne schnelle Freilaufdiode und 'ne Entstördrossel mit eingebaut, um den FET vor Überspannung zu schützen. Ohne diese überlebt der Fahrtregler den recht rauhen Einsatz nicht auf die Dauer. Ich habe vor, mal zu testen, ob ich diese Schaltung auch per Optokoppler vom AVR ansteuern kann (Optokoppler sind nicht übermäßig schnell), bin aber noch nicht dazu gekommen, kann also noch keine Aussagen darüber machen. ...
ja ich habe die Schaltung jetzt mal ziemlich einfach dargestellt in Wirklichkeit habe ich da nen Optokoppler zw. FET und µC, Abstürze kommen auch keine vor weil ich die Stromversorgung des µC gut gefiltert habe(Eigenes Netzteil gebaut). Der FET ist für 600V ausgelgt und ich habe ne 400V bidirektionale Überspannungsschutzdiode parallel zur Primärspule so das die Induktionsspannung auf einen unkritischen Wert begrenzt wird. Den Wiederstand habe ich jetzt mal eingezeichnet um den Ausgang des Optokopplers nicht zu überlasten wenn ich den 2ten Transistor auf Masse durchschalten lasse, ansonsten wäre es ja ein Kurzschluss
Also hast du das, worauf es ankommt (die komplette, dimensionierte Schaltung vom Optokoppler bis zum FET) garnicht gezeigt. Daher wird dir auch keiner helfen können. Ich kann dir nur sagen, dass ich die Zeit der ersten elektronischen Zündungen miterlebt habe und dass man da allerhand falsch machen kann. Da steckt jahrelange Forschung drin und eine Menge hochkarätiges Ingenieurwissen. Da bastelt man nicht schnell mal etwas, was die Welt aus den Angeln hebt... Ich halte mich da lieber an kleinere Projekte, die Aussicht auf Erfolg haben. Viel Erfolg noch... ...
musste erstmal ne Schaltung zeichnen wobei es ja funktioniert und jetzt nur die Ansteuerugn des Fets interessant wäre. Wenn ich ein funktionierendes System einfach übernehmen wollte würde ich so ein Zündsteuermodul verwenden das z.b. auch den Schließwinkel regelt.
Na ist das nicht eine Selbstverständlichkeit? Wozu braucht mann denn sonst eine Transistorzündung? Der Schließwinkel muss so geregelt werden, dass die Schließzeit annähernd konstant bleibt, so dass die Zündspule gerade ganz kurz vor der Sättigung steht, wenn zum Zündzeitpunkt der Stromfluss unterbrochen wird. ...
Hallo Thomas, Du hattest auch in "AVR für Zündung geeignet" gefragt. Als Leistungsglied verwende ich 2 SPW47N60C3 MosFets. Angesteuert werden sie über einen MAX7667 MosFet-Treiber mit 12V Gatespannung. Als Schutz vor Überspannungen sind den MosFets 460V Varistoren parallel geschaltet. In der Theorie sollte das Uds unter den zulässigen 600V halten. Obs wirklich funktioniert kann ich nicht sagen, mein Scopemeter steigt aus, sobald ich es an die Endstufe hänge. Aber die MosFets haben meine bisherigen Experimente jedenfalls überlebt ;-). Dafür hab ich Probleme, daß der AVR gelegentlich abschmiert. An der Spannungsversorgung/Siebung muß ich also noch nachbessern. Im Moment ist aber mehr die Software mein Problemkind. Ich hab irgendwie den Überblick verloren, bzw. zuviele Baustellen gleichzeitig angefangen. :-((. Ciao, Werner
das ist mir schon klar mit der Schleißwinkelregelung. Messen die Zündmodule die Sättigung oder wird das einfach drehzahlabhängig linear geregelt? Da ich von letzterem Ausging würde ich dafür ein Kennfeld ablegen um die Möglichkeit zu haben die Zündspulen zu tauschen und den Schleißwinkel dann neu anpassen zu können. Also ich werde mir dann mal einen MOSFET-Treiber zulegen.
Ich habe schon mehrfach auf den Optokoppler TLP250 hingewiesen. Dieser steuert hier einen 300A /1200V IGBT. Da wird nichts warm. Betriebsspannung 120-140V, Arbeitstrom 30-70Ampere.(2x2.5PS Motore) http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-194331.html#194331 den TLP250 gibt es für wenig Geld bei e***y. Steht auch dort mit im Thread. ich habe für 10 Stk. 9Eus bezahlt. AxelR.
Hallo HanneS, hallo Thomas > Der Schließwinkel muss so geregelt werden, dass die Schließzeit > annähernd konstant bleibt, so dass die Zündspule gerade ganz kurz vor > der Sättigung steht, wenn zum Zündzeitpunkt der Stromfluss > unterbrochen wird. Warum sollte man das machen? Bei alten Zündanlagen wird nix geregelt. Der Schließwinkel wird fest so eingestellt, dass bei höchster Drehzahl noch ein genügend starkes Feld für die Zündspannungserzeugung aufgebaut wird. Im Extremfall (z.B. bei Lucas Rita Zündanlagen) wird komplett darauf verzichtet, hier wird die Zündspule direkt nach dem Zündfunken wieder eingeschaltet. Der Nachteil dabei ist, daß die Zündspule ggf. warm und bei niedrigen Drehzahlen unnötig Leistung verbraucht wird. Bei neueren Zündanlagen wird nicht mehr mit einem Schließwinkel gearbeitet. Sie arbeiten mit Schließzeiten. Die Schließzeit entspricht dabei etwa 5x Tau (Tau = L/R; R = Ri_sp + Ri_zündbox), womit sichergestellt ist, das rund 99% der maximal möglichen Energie in der Spule gespeichert ist. Ggf. wird bei niedrigen Drehzahlen die Schließzeit verlängert, aber nicht um mehr Energie in die Spule zu bekommen, sondern weil die Drehzahl sich pro Umdrehung stärker ändern kann. Zu Diskussion über die Sättigung: Nicht der Strom steigt bei erreichen der (Eisen)sättigung an, sondern der Stromanstieg, also di/dt. Der Endwert des Stroms ist mit und ohne Eisensättigung gleich. Spielt in der Praxis aber keine Rolle, da bei einer 12V Zündspule an 12V der Kern i.a. nicht in die Sättigung geht. Ciao, Werner
@Daniel: no Prob, trinken wir ein virtuelles Bier drauf ;)
> Warum sollte man das machen?
Ja warum eigentlich? Tuning? Braucht man Tuning am Auto? (Ich nicht)
Aber du schreibst ja selbst, dass man heute auf die Schließzeit achtet
und nicht mehr auf den (einfacher zu beherrschenden) Schließwinkel. So
in etwa hatte ich das auch gemeint, vielleicht nicht konkret genug
formuliert und mit zuwenig aktuellem Fachwissen in Richtung
KFZ-Technik.
Dass 5 mal Tau (fast) "voll" ist, setze ich übrigens als
Selbstverständlichkeit voraus.
Übrigens ist meine Zündanlage Original vom Hersteller. Das wird auch so
bleiben. Ach habe mich noch nicht mal schlau gemacht, ob es dich um eine
Transistorzündung oder Thyristorzündung handelt, ich tippe aber auf
Thyristorzündung (aufgeladener C wird über Zündspule entladen). Aber ob
ich das weiß, oder in Hamburg fällt 'ne Schaufel um... - Wo ist der
Unterschied?
Gruß...
...HanneS...
Hallo HanneS, ich muß zugeben, ich hatte überlesen, daß Du von "Schließzeit" geschrieben hattest. Thomas scheint das auch durchgegangen zu sein, denn er schreibt in seiner Antrowrt auch wieder Schließwinkel. Worauf ich hinaus wollte war, das man auf die Schließzeit nicht allzuviel Augenmerk legen braucht. Ob nun 5Tau vor dem Zündimpuls eingeschaltet wird oder 6...7 Tau vorher, oder ob man es sich bei hohen Drehzahlen ganz spart, macht kaum etwas aus. Einzig man sollte darauf achten, daß die Schließzeit nicht zu klein wird. Ob man mit 2, 3 o. 4 auch noch hinkommt, hängt von der Zündspule/Zündkerze ab. Ciao, Werner
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