采用HC05/HC088位微控制器的数字电容放电点火系统
发布时间:2007/9/11 0:00:00 访问次数:548
引言
两化机动车:低座小摩托、摩托车、机动脚踏两用车,普遍使用电容放电点火(CDI)一种基于电容放电技术的引擎点火系统。点火系统将能量从磁电机转移到存储电容,然后通过升压变压器在火花塞处以高压脉冲形式释放出来,将汽缸中的混合烧油点烧。
目前,考虑到效率更高引擎设计的要求和污染控制中新的管理规定,变定时CDI已成为最经济实用的选择。在变定时CDI解决方案中,以监测引擎速度来提供火花的最佳定时。在空转速度状态,点火定时在压缩冲程中较迟产生,因此当活塞开始动和冲程时有充分时间完成烧烧;在高速状态,点火则在压缩冲程中较早产生。变定时可用MCU实现,如Motorola的廉价MC68HC705P6A。该MCU配置了带独立输入捕捉和输出比较功能的16位定时器。MCU监测引擎的速度并提供精确的火花定时。使用MCU的另一个优点是,对特定的引擎速度,点火火花可在任意时刻产生。因而对不同的引擎设计,点火角可以完全实现定制化。理想的点火定时将提高效率,节省能量、减少污染。
CDI主要部件
CDI也称为晶闸管点水系统。带感应型脉冲发生器的CDI系统包括一个触发箱、一个脉冲整形电路、一个充电部件以及点火变压器。主要组件如下:
磁电机
一个小型二冲程或四冲程单/以缸引擎,有一个飞轮,还设计了一个永久磁铁。铜线圈组成的转子产生100V~400V之间的AC电压,其频率与引擎的速度成比例。经过整流,该DC高压加到电容部分。磁电机也称交流发电机,如图1所示。
脉冲发生器
脉冲发生器是安装在磁电机上的一个小型线圈,引擎转动时产生一个交变脉冲。磁电机的框架上安装了一块磁板,磁电机转动时经过脉冲器线圈,这些脉冲就是由磁板的两极(N极和S极)感应的。N极与S极分别感应出一个正及脉冲,紧跟着一个负脉冲,两者典型的间隔为25度。25度是由磁板的长度固定的。负脉冲的峰点作为参考点,即活塞的上止点。这样,正脉冲领先于负脉冲25度。
点火线圈
点火线圈(图2)是一个升压变压器,它向火花塞提供高压。高压的幅度在5kV~20kV之间,视工作条件而定。
火花塞
火花塞(图3)是点火链中最后一个元件。高引擎效率和完全气体燃烧是与高质量火花密切相关的。通常,在火花塞产生足够的火花估计至少需要20毫焦尔能量。
数字CDI模块
图4是典型的数字CDI模块的方框图。定时控制电路的核心是MCU,监测引擎的速度并计算火花的定时。
数字CDI模块分为下列几个控制块:
·模拟点火控制
·电源
·信号整形(滤波)
·高级定时控制(MCU)
·点火电路
下面描述每个块的功能。
模拟点火控制
由于在引擎冷启动阶段,向MCU供电的5V
DC还未准备就绪,此模拟点火控制就是为引擎启动阶段设计的。在此启动阶段,点火定时取自脉冲发生器的信号。在图5中,R2限制到点火电路的电流,二极管D1和D2防止MCU与模拟点火控制之间的相互干扰。
引言
两化机动车:低座小摩托、摩托车、机动脚踏两用车,普遍使用电容放电点火(CDI)一种基于电容放电技术的引擎点火系统。点火系统将能量从磁电机转移到存储电容,然后通过升压变压器在火花塞处以高压脉冲形式释放出来,将汽缸中的混合烧油点烧。
目前,考虑到效率更高引擎设计的要求和污染控制中新的管理规定,变定时CDI已成为最经济实用的选择。在变定时CDI解决方案中,以监测引擎速度来提供火花的最佳定时。在空转速度状态,点火定时在压缩冲程中较迟产生,因此当活塞开始动和冲程时有充分时间完成烧烧;在高速状态,点火则在压缩冲程中较早产生。变定时可用MCU实现,如Motorola的廉价MC68HC705P6A。该MCU配置了带独立输入捕捉和输出比较功能的16位定时器。MCU监测引擎的速度并提供精确的火花定时。使用MCU的另一个优点是,对特定的引擎速度,点火火花可在任意时刻产生。因而对不同的引擎设计,点火角可以完全实现定制化。理想的点火定时将提高效率,节省能量、减少污染。
CDI主要部件
CDI也称为晶闸管点水系统。带感应型脉冲发生器的CDI系统包括一个触发箱、一个脉冲整形电路、一个充电部件以及点火变压器。主要组件如下:
磁电机
一个小型二冲程或四冲程单/以缸引擎,有一个飞轮,还设计了一个永久磁铁。铜线圈组成的转子产生100V~400V之间的AC电压,其频率与引擎的速度成比例。经过整流,该DC高压加到电容部分。磁电机也称交流发电机,如图1所示。
脉冲发生器
脉冲发生器是安装在磁电机上的一个小型线圈,引擎转动时产生一个交变脉冲。磁电机的框架上安装了一块磁板,磁电机转动时经过脉冲器线圈,这些脉冲就是由磁板的两极(N极和S极)感应的。N极与S极分别感应出一个正及脉冲,紧跟着一个负脉冲,两者典型的间隔为25度。25度是由磁板的长度固定的。负脉冲的峰点作为参考点,即活塞的上止点。这样,正脉冲领先于负脉冲25度。
点火线圈
点火线圈(图2)是一个升压变压器,它向火花塞提供高压。高压的幅度在5kV~20kV之间,视工作条件而定。
火花塞
火花塞(图3)是点火链中最后一个元件。高引擎效率和完全气体燃烧是与高质量火花密切相关的。通常,在火花塞产生足够的火花估计至少需要20毫焦尔能量。
数字CDI模块
图4是典型的数字CDI模块的方框图。定时控制电路的核心是MCU,监测引擎的速度并计算火花的定时。
数字CDI模块分为下列几个控制块:
·模拟点火控制
·电源
·信号整形(滤波)
·高级定时控制(MCU)
·点火电路
下面描述每个块的功能。
模拟点火控制
由于在引擎冷启动阶段,向MCU供电的5V
DC还未准备就绪,此模拟点火控制就是为引擎启动阶段设计的。在此启动阶段,点火定时取自脉冲发生器的信号。在图5中,R2限制到点火电路的电流,二极管D1和D2防止MCU与模拟点火控制之间的相互干扰。
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