ALIMENTATOR PENTRU BUJII CU FIR INCANDESCENT

ALIMENTATOR PENTRU BUJII CU FIR INCANDESCENT

Motoarele care servesc la propulsarea modelelor reduse sunt în principal de cinci tipuri electrice, cu combustie externă, cu combustie internă, cu aprindere prin scântei, autoaprindere sau prin fir incandescent.

Singurul inconvenient real al acestui tip de motoare rezidă din necesitatea de a poseda o sursă de energie electrică pentru a încălzi bujia cu fir incandescent în momentul pornirii motorului.

În tabelul 1 sunt prezentate datele tensiune-curent și aspectul filamentului la cinci categorii de bujii cu fir incandescent iar în fig. 2 sunt prezentate graficele tensiune-curent pentru aceleași bujii din care rezultă punctele de funcționare normală.

Sursa de tensiune de 12 V și curent mic trebuie transformată într-o sursă de tensiune mică și curent mare.

Pentru aceasta s-a realizat practic un alimentator prin comutare transformând tensiunea de 12 V a unui acumulator (tensiunea poate varia în limitele 7-15 V) în curent care poate fi reglat în limitele 2-5 A.

Schema simplificată utilizată este prezentată în fig. 3.

Tranzistorul T1 și dioda D5 conectează succesiv inductanța L și rezistența de sarcină Rs la sursa de alimentare și la masă.

Inductanța L este realizată prin bobinarea a 140 spire din trei fire de sârmă cupru email cu 0,45 mm înfășurate pe un miez din material electroizolant cu 10 mm și lungime de 13 mm.

Dioda D5 și tranzistorul T1 sunt semiconductoarele de comutație rapidă. Se recomandă a nu se înlocui tipurile indicate.

Pentru a face să varieze curentul la ieșirea alimentatorului este suficient de a face să varieze timpul de conducție (tc) sau de blocaj (tb) al tranzistorului T1 (fig. 4).

Circuitul care efectuează această operațiune este integratul TL 497 al cărui timp de conducție este constant, iar timpul de blocaj variabil. Când timpul de blocaj este redus, curentul de ieșire crește iar când timpul de blocaj crește, curentul de ieșire scade.

În montaj s-a ales o frecvență ușor superioară lui 20 kHz prin alegerea condensatorului C4 în valoare de 470 pF.

Montajul circuitului integrat TL 497 și al tranzistorului de putere exterioară este realizat urmărind schema din fig. 5. Intrarea BLOCAJ și CONTROL CURENT sunt conectate respectiv la masă și la tensiunea de alimentare pentru a se evita o funcționare aleatorie.

Pentru a crește viteza de răspuns a tranzistorului de putere vom ajuta sistemul cu un dispozitiv destinat să evacueze sarcinile înmagazinate pe baza tranzistorului (fig. 6).

Schema de principiu a buclei de reglaj este prezentată în fig. 7. Un amplificator este destinat măsurării curentului care trece prin bujie și ridică tensiunea la o valoare suficientă pentru a comanda amplificatorul de eroare a circuitului integrat TL 497.

Pentru măsurarea curentului în bujie se utilizează căderea de tensiune de la bornele unei rezistențe de 0,1Ω prin care trece curentul.

Potențiometrul P1 permite de a varia tensiunea aplicată la intrarea amplificatorului și prin urmare de a regla valoarea curentului de ieșire. Rezistența R4 limitează valoarea curentului la o valoare maximă care să evite distrugerea filamentului bujiei.

Cu valorile alese pentru două poziții extreme ale cursei potențiometrului P1 ele corespund valorii minime de 2 A și celei maxime de 4,5 A.

Aceste valori pot varia de la un montaj la altul în funcție de precizia componentelor utilizate. În funcționarea circuitului integrat TL 497 timpul de conducție a tranzistorului este constant (8 μs), iar timpul de blocaj este variabil. În timpul perioadei de conducție, curentul crește liniar pornind de la o valoare minimă.

În condiții normale de funcționare la o bujie în stare bună tensiunea de alimentare este cuprinsă între 1 și 2 V.

Ieșirile celor două amplificatoare A2 și A3 sunt la un nivel mai jos, fapt care menține intrarea plus a amplificatorului A4 practic la potențialul masei (fig. 8).

Ieșirea acestui amplificator este blocată la zero, tranzistorul T2 este blocat și dioda electroluminescență D8 rămâne stinsă.

Se presupune acum că sarcina (bujia) nu este cuplată deoarece bornele (cleștele) de alimentare sunt prost cuplate sau că filamentul bujiei este întrerupt (ars). Tensiunea la intrare minus a amplificatorului A2 este cu mult superioară lui 3,2 V. Tensiunea de ieșire a acestui amplificator rămânând pozitivă. Dioda D6 este blocată și asigură izolarea ieșirii amplificatorului A3.

Intrarea plus a amplificatorului A4 este deci polarizată prin intermediul rezistențelor R9 și R16. Acest amplificator este de fapt cablat ca oscilator și comandă dioda electroluminescență D8 prin intermediul tranzistorului T2 în regim pulsatoriu.

Acest montaj este foarte interesant deoarece cu o singură diodă LED permite să facă direct diferența între un circuit deschis și un scurtcircuit și mai cu seamă de a ști instantaneu dacă conductoarele de alimentare a bujii sunt corect cuplate.

Schema completă a dispozitivului este prezentată în fig. 9.

Conectarea la acumulator se face printr-o punte de diode D1, D2, D3, D4, care asigură acest lucru fără a ține cont de polaritate.

Curba curent-acumulator - curent-bujie este reprezentată în fig. 10.

De exemplu, pentru un curent al bujiei de 4 A, curentul solicitat acumulatorului este de numai 1,2 A.

În fig. 11 este reprezentat desenul circuitului imprimat și în fig. 12 planul de amplasare a componentelor.

Bibliografie Le Haut-Parleur nr. 1640/octombrie 1979

Ing. GHEORGHE STANA

TENSIUNEA LA BORNELE UNEI BUJII ÎN FUNCȚIE DE CURENT (I: 100 mA - 4A)

Tabel 1

100 mA - 0,028 V - 0,027 V - 0,018 V - 0,019 V - 0,066 V - roșu 800 mA - 0,240 V - 0,260 V - 0,144 V - 0,165 V - 0,340 V - roșu 1,5A - 0,470 V - 0,660 V - 0,310 V - 0,300 V - 0,630 V - roșu 3A - 1,15 V - 1,2 V - 0,760 V - 0,720 V - 1,3V - roșu închis 3,5 A - 1,5 V - 1,6V - 0,770 V - 0,950 V - 1,5V - roșu închis 4,5A - 1,7 V - 1,7 V - 0,850 V - 1,14 V - 1,82 V - roșu deschis