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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Zünd-/Hochspannungstrafo


Autor: Harald Horn (harald_horn)
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Hallo,

ich hab hier gerade die Beschreibung eines Zündtrafos, der normalerweise 
für Zentrheizungsbrenner verwendet wird, auf den Schreibtisch bekommen.
Hier soll das Ding verwendet werden, um eine Versuchsbrennkammer zu 
zünden; der Zündvorgang ist dabei einigermaßen zeitkritisch.
Der Beschreibung nach ist das einfach nur ein Trafo mit entsprechender 
Bewicklung und Isolation.
Die Frage ist nun, wie steuert man solch einen Trafo an? Von einem der 
Techniker hier kam der Vorschlag, ihn Unterspannungsseitig einfach für 
5ms ans Netz zu schalten. Das wäre 1/4-Periode, und müsste dann, 
abhängig vom Einschaltzeitpunkt, unterschiedliche zeitliche Verläufe von 
Strom und Spannung
an der Zündkerze ergeben und damit auch abweichende Zündzeitpunkte.
Meine Eigene Idee wäre es, den Trafo primärseitig mit einer 
Gleichspannung zu beaufschlagen und diese zum Zündzeitpunkt zu 
unterbrechen.
Was mich nun interessieren würde, ist folgendes:

Sind meine Vermutungen betreffend der Probleme beim simplen Einschalten 
des Trrafos zutreffend?
Wie werden solche Trafos nomalerweise angesteuert?
Würde das mit der Unterbrechung funktionieren?

Und, falls es hier einige Systemtheorie-Cracks gibt:
Wie sieht eigentlich die Sprungantwort bzw. die Impulsantwort eines 
Trafos aus?

TIA,
Harald

Autor: Willi Wacker (williwacker)
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Wenn Du hier gerade den Nulldurchgang erwischst - Pech. Nix mit 
Genauigkeit.

Genauigkeit erreichst Du nur dann, wenn Du mit Gleichstrom arbeitest. Im 
Auto fließt ein dauerhafter Gleichstrom durch die Zündspule, der Strom 
wird unterbrochen (primärseitig) und in dem Moment entsteht der Funke. 
Das sollte steuerbar sein und auch der Zeitpunkt sollte exakt bestimmbar 
sein.

Autor: Chrisi (Gast)
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Systemtheroie-Profi bin ich nicht gerade.

Das kurzzeitige Anschalten an das Netz kannst Du aber verbessern, indem 
Du mit dem Nulldurchgang der Netzspannung synchronisierst.

Wäre nicht die Zündspule eines Benziners die geeignetere Wahl?

Autor: Zünder (Gast)
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Einfach eine Kondensatorbank mit einigen hundet Volt aufladen und wenn 
der Blitz benötigt wird z.B: mit einem IGTB oder Thyristor auf die Spule 
durchschalten.
Das unterbrechen einer Gleichspannung dürfte nicht das gewünschte 
Ergebnis haben.

Autor: JÜrgen Grieshofer (Firma: 4CKnowLedge) (psicom) Benutzerseite
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In den Verbrennungsmotoren wird es so gemacht, das man die Zündspule mit 
DC "aufläd" und dann zum Zündzeitpunkt unterbricht...

Der Strom durch die Spule steigt nach einer E-Potenz!


Zur Synchronisation ans Netz: Es lässt sich mit einfacher Elektronik 
doch eine relativ brauchbare Nullspannungsdetektion bauen.

Die Frage ist eben wie genau das für die Anwendung sein sollte!

Autor: Frank (Gast)
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Gleichstrom primärseitig unterbrechen sollte schon gehen. Das ist dann 
im Prinzip ein Sperrwandler. Wird im Fahrzeugbereich auch so gemacht.

Autor: Chrisi (Gast)
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Korrekterweise sollte man erwähnen, dass der Strom in einer Spule linear 
steigt, wenn man eine konstante Spannung anlegt. Wenn  der Kern 
allerdings in die Sättigung geht, steigt der Strom ab dann doch wieder 
steil an, aber das ist dann ausserhalb des Arbeitspunktes.

Zusammenfassung:

Zündspule per MOSFET für eine definierte Zeit (Monoflop,äh 
Mikrocontroller) an Gleichspannung hängen. Mit der hinteren Flanke/dem 
Abschalten des MOSFET des Monoflops funkt es dann.

Welchen Maximalstrom verträgt eigenlich so eine Kfz-Zündspule und welche 
Primärinduktivität weisst eine solche auf?

Autor: Thomas O. (kosmos)
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wichtig ist das die die Spule nicht zulange lädst sonst könnte dein 
Transistor abrauchen.

Wenn du eine Kondensatorbank mit z.b. 400V über die Spule entladen 
willst brauchst du eine Induktionsarme Spule sind meistens sehr klein 
weil die keine Energie speichern sollen sondern diese gleich umsetzen. 
Du erzeugst also einen kurzen 400V Impuls, mach ihn aber nicht zu lange 
wenn das Teil nur 1µF hat dann ist ja die Zeit ziemlich kurz wenn du da 
aber was richtig dickes dahinterhängst muss du den Impuls kurz halten.

Ansonsten gäne es auch die einfache Lösung ne Diode und einen 
Kondensaotor zu nehmen damit die negative Halbwelle ausgeblendet wird 
und das ganze etwas geglättet wird.

Was ist für dich der richtige Zündzeitpunkt, beim Auto hat man ja ne 
bestimmte KW-Stellung bei der gezündet werden soll. Bei dir geht es doch 
warscheinlich nur darum den Brenner zu entzünden, da wird es reichen 
wenn du einfach mehrmals drauflos zündest oder sogar mit ein paar kHz 
dauerzündest, könntest ja ne Platinkerze die fast keinen Verschleiß hat.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Chrisi wrote:
> Korrekterweise sollte man erwähnen, dass der Strom in einer Spule linear
> steigt, wenn man eine konstante Spannung anlegt.

Theoretisch ja, praktisch nein: Denn es liegt immer noch ein Widerstand 
(nämlich der der Spule) in Reihe zur Induktivität.

> Welchen Maximalstrom verträgt eigenlich so eine Kfz-Zündspule und welche
> Primärinduktivität weisst eine solche auf?

Keine Ahnung wie das bei aktuellen Spulen ist, aber früher (als die 
Zündung noch nicht DSP gesteuert war) lag der Strom bei etwa 5A oder 
sowas in der Richtung. Die Induktivität liegt bei wenigen mH.

Autor: Harald Horn (harald_horn)
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Hallo,

erstmal vielend Dank für all die Ratschläge.
Zu sagen wäre noch folgendes:

Der Trafo ist schon beschafft - insofern sind wir jetzt an das Gerät 
gebunden.
Mehrfachzündversuche sind bei der Versuchsanordnung nicht möglich bzw. 
nicht zweckdienlich, das ist kein Brenner sondern nur eine Brennkammer, 
in der Verbrennungsvorgänge im Bereich einiger Millisekunden untersucht 
werden.
(Daher ist das auch zeitkritisch: Es soll nach einer relativ zum 
Zündzeitpunkt genau definierten Zeitspanne ein Messlaser getriggert 
werden).

Gruß,
Harald

Autor: chris (guest) (Gast)
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Hinweis:

ich hatte mal mit den
Probleme einer Zündung einer CX500 zu tun.
Da gibt es im Internet komplette Beschreibungen.
(Nicht nachgebaut - anders gelöst &
 ist eine Zeit her)

Vermutl. auch für andere Motoren.

Damit hat man eine Vorlage für
einen funktionierenden Umbau.


C.

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Hallo Harald,

> ich hab hier gerade die Beschreibung eines Zündtrafos, der normalerweise
> für Zentrheizungsbrenner verwendet wird, auf den Schreibtisch bekommen.
> Hier soll das Ding verwendet werden, um eine Versuchsbrennkammer zu
> zünden; der Zündvorgang ist dabei einigermaßen zeitkritisch.
> Der Beschreibung nach ist das einfach nur ein Trafo mit entsprechender
> Bewicklung und Isolation.

Du mußt schon genau wissen, welcher Bauart der Trafo ist, z.B. 50-Hz-, 
HF- oder Impulstrafo. Mit oder ohne Luftspalt.

> Die Frage ist nun, wie steuert man solch einen Trafo an?

Das kommt ganz wesentlich auf die Bauart und die Daten an. Er wurde ja 
für eine ganz bestimmte Beschaltung dimensioniert.

> Von einem der
> Techniker hier kam der Vorschlag, ihn Unterspannungsseitig einfach für
> 5ms ans Netz zu schalten. Das wäre 1/4-Periode, und müsste dann,
> abhängig vom Einschaltzeitpunkt, unterschiedliche zeitliche Verläufe von
> Strom und Spannung
> an der Zündkerze ergeben und damit auch abweichende Zündzeitpunkte.
> Meine Eigene Idee wäre es, den Trafo primärseitig mit einer
> Gleichspannung zu beaufschlagen und diese zum Zündzeitpunkt zu
> unterbrechen.

Das geht nicht bei Eisenkernen ohne Luftspalt.

> Was mich nun interessieren würde, ist folgendes:
>
> Sind meine Vermutungen betreffend der Probleme beim simplen Einschalten
> des Trrafos zutreffend?
> Wie werden solche Trafos nomalerweise angesteuert?
> Würde das mit der Unterbrechung funktionieren?

Je nachdem...

> Und, falls es hier einige Systemtheorie-Cracks gibt:
> Wie sieht eigentlich die Sprungantwort bzw. die Impulsantwort eines
> Trafos aus?

Wie gesagt, das hängt ganz wesentlich von seiner Bauart und seinen Daten 
ab.

Jörg

Autor: eProfi (Gast)
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Weitere Möglichkeit: den Trafo dauernd einschalten (max.ED beachten, 
liegt bei den OBITs (Oil Burner Ignition Trafo) nur im Minutenbereich 
-), Ausgang gleichrichten und puffern, dann z.B. mit getriggerter 
Funkenstrecke (TSG = Triggered Spark Gap) auslösen. Geht auf µs genau, 
und die Zündenergie kannst Du über die Kapazität sehr genau dosieren.

Suche mal nach Tesla-Freunden oder anderen HV / HE-Enthusiasten, da gibt 
es genug zu lesen und lernen.

Viel Erfolg!

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