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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Leistungstransistor für Zündspulen


Autor: Oliver F. (rocky)
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Hi Leute,

ich habe mir mal wieder ein Klotz ans Bein gebunden ... ich muss mit 
einem AVR µC zwei Zündspulen (KFZ, Motorrad) ansteuern. Das bedeutet 
natürlich relativ hoher Ladestrom und eine Collector Emitterspannung von 
ungefähr 13 Volt. Könnt ihr mir einen passenden Logic Level 
Leistungstransistor nennen? Ich wollte dabei gerne ohne Treiber arbeiten 
und den Transistor direkt ansteuern.

Was noch sehr wichtig wäre ist, dass ich den Transistor auch bei 
Reichelt erhalte ... also am besten eine genaue Bezeichnung.

Ich kenn mich einfach nicht gut genug mit der Thematik aus, und sehe auf 
der Seite bei Reichelt nicht durch, ich kenne die ganzen Unterschiede 
dieser einzelnen Transistoren nicht, ich weiß auch net was diese 
komischen Buchstaben immer bedeuten sollen nach dem diese Sortiert sind 
:)

Danke für eure Hilfe.

Autor: THM (Gast)
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Könnte den IRF1404 empfehlen, UDS=30V, RdsON= 4mOhm, 202A Spitze, 60A 
(glaub' ich) Dauer.
Aber ohne Treiber würde ich das nicht machen, lieber mit Halbbrücke 
ansteuern, damit die Flankensteilheit gewährleistet ist (wenig 
Verlustleistung beim Schalten).

Autor: Oliver F. (rocky)
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Hört sich gut an der Transistor ... und noch bezahlbar :)

Aber was meinst du mit Halbbrücke, habe ich schon wieder bei einer 
Vorlesung gepennt ;)

Autor: Oliver F. (rocky)
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Ok, nun habe ich schnell im Buch nachgeschalgen, aber da steht das nur 
für ein Motor zum ansteuern ... aber was hat die Halbbrücke mit dem 
Transistor zu tun? Oder meinst du ich soll die Zündspule mit der 
Halbbrücke, bestehend aus zwei Transistoren ansteuern?

Autor: THM (Gast)
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Nee, ich meinte, dass du das Gate des MOSFET mit der Halbbrücke (oder 
Gegentakt-Endstufe, oder Push-Pull) ansteuern solltest. Da beim MOSFET 
das Gate ja kapazitiv arbeitet (einige nF) fließt beim Schalten ein 
nicht zu verachtender Strom von einigen 'zig mA. Darum sollte bei 
höheren Frequenzen (ca. >10Hz) ein Treiber vorgeschaltet werden, um ein 
Verschleifen der Flanken zu vermeiden. Sonst arbeitet der MOSFET im 
nicht durchgeschalteten Bereich und verbrät mächtig Leistung.
Es gibt auch eigens dafür konzipierte ICs wie den LTC1155.

Autor: THM (Gast)
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Ach ja: schalte über den MOSFET eine BYV79/200. Iste eine superschnelle 
Diode im TO220-Gehäuse und kann 16A. Diese schützt den MOSFET vor 
Induktionsspannung.

Autor: BerndB (Gast)
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Hallo,

bei dem genannten MOSFET is die Uds aber deutlicht zu gering.

Gruß BerndB

Autor: THM (Gast)
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30V sollten doch reichen, oder?
Ich betreibe den bei 24V zur Ansteuerung kräftiger Motoren, hatte noch 
nie Probleme.

Zündspulen habe ich damit allerdings noch nicht angesteuert, gegen die 
Induktionsspannung sollten meines Wissens aber auf jeden Fall 
Schutzmaßnahmen getroffen werden (wenn nicht schon im MOSFET vorhanden). 
Darum auch die BYV79/200.

Autor: M. Beffa (m_beffa)
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Die Freilaufdiode kommt aber nicht über den MOSFET, sondern über die 
Spule.

http://de.wikipedia.org/wiki/Freilaufdiode

Ich sehe es immer wider, das Leute meinen sie müssen die Freilaufdiode 
über den Transistor oder das schaltende elektronische Bauelement 
schalten, dies ist jedoch nicht richtig.

Die Freilaufdiode wird richtigerweise antiparallel über das Element 
geschaltet, weleches die zu hohe Induktionsspannung erzeugt.

MFG

Autor: THM (Gast)
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@ Marco:
Kenne ich schon auch so, bin mir grade aber nicht sicher inwieweit diese 
Maßnahme die Induktionsspannung auf der Sekundärseit der Zündspule 
beeinflusst.
Zum Schutz des MOSFET ist diese Maßnahme jedenfalls korrekt.
In den Alten Motoren war dafür ja ein Kondensator zuständig.

Autor: karadur (Gast)
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Hallo

du brauchst in jedem Fall einen Treiber für den Transistor. Wichtig bei 
einer Zündung ist das schnelle Abschalten.

Autor: Björn Wieck (bwieck)
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Marco Beffa wrote:
> Die Freilaufdiode kommt aber nicht über den MOSFET, sondern über die
> Spule.
>
> http://de.wikipedia.org/wiki/Freilaufdiode
>
> Ich sehe es immer wider, das Leute meinen sie müssen die Freilaufdiode
> über den Transistor oder das schaltende elektronische Bauelement
> schalten, dies ist jedoch nicht richtig.

Aber nicht bei einer "Zündspule"... Die Zündspule muß das hochlaufen der 
Spannung bei Abschaltung haben, sonst kommt nix HV dabei raus.

Sinningerweise werden FET oder Bipolare Transistoren mit hoher Uds oder 
Uce genommen damit diese nicht gleich sterben wenn die Spannung 
hochläuft.

Der Überspannungsfall kann dann mit Z-Dioden begrenzt werden.

Siehe hier:
http://www.mikrocontroller.net/attachment/23731/tr...

Grüße
Björn

Autor: Pölzleithner Reinhard (Gast)
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Der Fet soll eine hohe Sperrspannug haben, denn man will ja möglichst 
viel Energie zur Zündkerze jagen. Wie oben schon beschrieben wurde fällt 
dadurch die Freilaufdiode flach.
Zehnerdioden sind nicht so gut geeignet da sie meistens die hohen 
Impulslasten nicht vertragen. Besser: Suppressordioden.
Weiters kann man sich mit einem RC-Snubber abhelfen.

IGBT's sind übrigens nicht schlecht dafür geeignet.

Schau dir mal auf www.mosfetkiller.de die Zündspule 2 an. Das könnte dir 
weiterhelfen.

Autor: Oliver F. (rocky)
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Hi Leute,

habe gestern abend mal ein wenig bei Bosch nachgelesen ... also nun weiß 
ich schonmal ein wenig mehr. Ihr hattet Recht damit, dass ich einen 
Leistungstransistor benötige mit einer hohen Uds/Uce und zwar zwischen 
300-400 Volt. Ansonsten funktioniert das Prinzip einer Zündspule nicht 
mehr :)

Laut Empfehlung sollte ich einen Ladestrom von 15 Ampere nehmen, mit 
Sicherheitsfaktor sagen wir mal lieber 30A :)

Zusätzlich sollte ich einen Schutzkreis aufbauen der verhindert, dass 
die Spannung am Schalter (Leistungstransistor) über 300 Volt steigt. Die 
Zenerdioden oder Suppressordioden wären da schon eine gute Idee, obwohl 
ich nicht verstehe warum die zwischen Collector und Basis gepackt sind 
(zumindest auf dem gezeigten Schaltplan), müssten die nicht parallel zu 
Uce?

Ein RC-Snubber ist aber wohl die beste möglichkeit, zumindest laut der 
Beschreibung einiger KFZ-Bücher ... und sollte auch direkt über den 
Schalter sein, im KFZ ist dieser meistens im Verteiler integriert ... 
was man doch alles so dazu lernt wenn man nach Informationen stöbert und 
Bücher liest ;)

Naja egal, zurück zum Thema ... kann mir jemand ein solchen 
Leistungstransistor nennen, welche die gewünschten Faktoren besitzt und 
auch noch bei Reichelt erhältlich ist. Vielleicht kennt auch jemand 
einen guten RC-Snubber Baustein den ich auch gleich bei Reichelt 
bestellen kann. Habe gelesen, dass die meistens in einem Gehäuse sind 
(also Kondensator und Widerstand).

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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zunächst mal muß man wissen, nach welchem Prinzip die Zündspule 
funktionieren soll. Die meisten Zündspulen arbeiten nach dem 
Sperrwandlerprinzip. D.h. die Spule wird zunächst "aufgeladen", indem 
sie an die Betriebsspannung geschaltet wird. Zum Zündzeitpunkt wird sie 
dann abgeschaltet, sodass eine hohe Induktionsspannung entstehen kann, 
die den primärseitigen Schalter mit der 10- bis 50-fachen 
Betriebsspannung beaufschlagt. Wie bereits beschrieben wurde, muß die 
Spannung an der Primärspule zum Schutz des Schalters begrenzt werden.
Weiterhin können Zündspulen auch nach dem Flußwandlerprinzip arbeiten. 
Dabei wird die Betriebsspannung direkt hochtransformiert. Die 
Aufladephase entfällt dabei. Der Vorteil ist, dass keine hohen 
Induktionsspannungen am Transistor auftreten. Nachteil ist ein relativ 
großer primärer Zündstrom. Moderne MOSFETs kommen damit aber gut 
zurecht.

Jörg

Autor: Björn Wieck (bwieck)
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Oliver F. wrote:
> Hi Leute,

> Laut Empfehlung sollte ich einen Ladestrom von 15 Ampere nehmen, mit
> Sicherheitsfaktor sagen wir mal lieber 30A :)

Kommt auf die Zündspule an... die meinige ist in einem KFZ drin und 
zieht 6A

>
> Zusätzlich sollte ich einen Schutzkreis aufbauen der verhindert, dass
> die Spannung am Schalter (Leistungstransistor) über 300 Volt steigt. Die
> Zenerdioden oder Suppressordioden wären da schon eine gute Idee, obwohl
> ich nicht verstehe warum die zwischen Collector und Basis gepackt sind
> (zumindest auf dem gezeigten Schaltplan), müssten die nicht parallel zu
> Uce?

Die sind deswegen zwischen C und B weil die Überspannung dann den 
Transistor leiten lässt und die Spannung abgebaut wird.



> Ein RC-Snubber ist aber wohl die beste möglichkeit, zumindest laut der
> Beschreibung einiger KFZ-Bücher ... und sollte auch direkt über den
> Schalter sein, im KFZ ist dieser meistens im Verteiler integriert ...
> was man doch alles so dazu lernt wenn man nach Informationen stöbert und
> Bücher liest ;)

Für Kontaktzündung mag das gelten.

>
> Naja egal, zurück zum Thema ... kann mir jemand ein solchen
> Leistungstransistor nennen, welche die gewünschten Faktoren besitzt und
> auch noch bei Reichelt erhältlich ist. Vielleicht kennt auch jemand
> einen guten RC-Snubber Baustein den ich auch gleich bei Reichelt
> bestellen kann. Habe gelesen, dass die meistens in einem Gehäuse sind
> (also Kondensator und Widerstand).

Den Snubber brauchst Du nicht.
Wenn Du tatsächlich einen Kontakt als Geber nimmst sollte darüber etwas 
Strom fließen damit der Kontakt beim Schalten sauber bleibt.

Also hier der passende Thread:
Beitrag "Transistoren für Zündung"


Grüße
Björn

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