Snuber za injektor goriva

[sonata]

Trebam savjet oko zaštite upravljačkog tranzistora niskoohmskog injektora goriva (benzin, plin). Na netu postoje razne varijante sa zener diodama prema masi, prema +Vcc, ali postoje i neke "aktivne sheme" sa dodatnim mosfet-om kojeg otvara zener dioda i štajaznam...

Kako se radi o niskoohmskom injektoru (cca 1 ohm) i velikom induktivitetu (cca 3-4 mH), a pored toga se upravlja peak&hold-om (prelazak iz full napona na pwm nakon 1-2 ms), treba mi neki snuber koji će odrezati naponski skok na prijelazu iz peak u hols i koji će što je moguće brže zatvoriti injektor (na razini <1ms) nakon isključenja PWM-a, dakle, obična dioda kakva se koristi za releje ne dolazi u obzir, jer je brzina (preciznost doziranja goriva) od presudne važnosti.

Nisam siguran ni koju frekvenciju da koristim za PWM, neki na netu navode 1-2 kHz, drugi pak 15 kHz...

Naravno, cilj je izbjeći i elektromagneske smetnje.

Unaprije hvala na svim teoretsko-praktičnim savjetima.

[arcom]

Pogledaj na PROFET seriju high-side switcheva od Infineona. Projektirani su za induktivna i kapacitivna trosila, imaju sve moguce zastite u sebi i slope control tako da ti je i EMC pokriven. Ima i nekoliko visekanalnih verzija namjenjenih upravo kontroli injektora.

[sonata]

Hvala arcomu na odgovoru.

'Ajde još jedno teoretsko pitanje. Ako na svoj sklop dodam "balans" kondenzator za napajanje injektora (recimo 4700 ili 10000 uF), a znam da se on napaja iz izvora koji se šeće u rasponu 13.5-14V (automobil), koliki nazivni napon tog kondenzatora treba biti?

Naime, korištenjem snubera u vidu zener diode (1.5kE39, npr) koja reže indukcijske vrhove preko 39V i prazni energiju induktiviteta prema izvoru (masa), treba li dimenzionirati i kondenzator za takav napon ili se mogu pouzdati u "integracijsko" svojstvo kondenzatora koji će "pojesti" taj šiljak u trajanju < 1ms bez da napon na njemu zaista poraste?

Drugimi riječima, treba li koristiti kondenzator 4700uF/63V (10€) ili je dozvoljeno koristiti kondenzator 4700uF/25V ili čak 4700uF/16V (< 1€)?

Mislim da ne treba, jer energija induktiviteta ne može (značajno) povećati napon kondenzatora, ali ipak sam nekako "praznovjeran"...

[pedja089]

Ako je zener spojena na masu, kojom magijom da napuni kondezator?
Ako je jedan kraj kalema vezan na + a drugi kraj kalema na zener, EMS moze samo da pokusa da spusti napon na kondezatoru.
A tranzistor kada je zatvoren moze opet samo da sruzi napon.
Jedini nacin da se digne napon na konezatoru je da se na kalemu indukuje negativan napon, sto je u toj konfiguraciji skoro nemoguce.
Ako prekidas + onda moze da se indukuje negativan napon, ali to se resava jednom diodom na kalemu. Tako da kako god da je spojeno, nema sanse da se indukuje veci napon...
Ne znam sta pravis, i gde je to spojeno, ali ako je to u automobilu, racunaj da imas jako prljav napon za bilo koji mikro kontroler.
Za filtriranje tog naponanajsigurnija varijanta koju ja znam je kontezator, pa otpornik reda 10tak oma, pa opet kondezator, pa onda buck konverter, pa neki ldo, sve to okiceno sa gomilom low esr kondezatora, 100nF, 10nF, 1nF. I onda si siguran da ti nikakvo smece tim putem ence uci u uC.
EDIT:
E da, ako prekidas - zasto ici sa tako nekom zenericom? RDC izmedju + i kraja kalema ce najlepse da odrade posao.

[sonata]

Istina, moja greška . Vrtim u glavi dvije opcije, zener na masu i zener sa kontradiodom prema plusu. Pitanje se tiče zenera sa kontradiodom prema plusu, to je "brža" opcija jer prazni induktivitet sa većim naponom, napon zenera + napon napajanja, dakle, 39+14=53V. Zato sam i naveo kondenzator za 63V.

[sonata]

Ako je zener spojena na masu, kojom magijom da napuni kondezator?
Ako je jedan kraj kalema vezan na + a drugi kraj kalema na zener, EMS moze samo da pokusa da spusti napon na kondezatoru.
A tranzistor kada je zatvoren moze opet samo da sruzi napon.
Jedini nacin da se digne napon na konezatoru je da se na kalemu indukuje negativan napon, sto je u toj konfiguraciji skoro nemoguce.
Ako prekidas + onda moze da se indukuje negativan napon, ali to se resava jednom diodom na kalemu. Tako da kako god da je spojeno, nema sanse da se indukuje veci napon...
Ne znam sta pravis, i gde je to spojeno, ali ako je to u automobilu, racunaj da imas jako prljav napon za bilo koji mikro kontroler.
Za filtriranje tog naponanajsigurnija varijanta koju ja znam je kontezator, pa otpornik reda 10tak oma, pa opet kondezator, pa onda buck konverter, pa neki ldo, sve to okiceno sa gomilom low esr kondezatora, 100nF, 10nF, 1nF. I onda si siguran da ti nikakvo smece tim putem ence uci u uC.

Sad sam vidio da si dopisao još toga.

Je, poanta je u korištenju mikrokontrolera i svjestan sam potrebe filtriranja napajanja, ali "do toga još nisam došao"

Što se tiče kontradiode na zavojnici, a prekida se plus (plus ide na injektor, a injektor se N-Mosfetom uzemljuje), ta opcija ne dolazi u obzir jer to nije relej za ukapčanje žarulje ili grijača nego injektor kod kojeg je od presudne važnosti precizna kontrola količine goriva, a time je brzina zatvaranja iznimno važna pa se injektori redovito "snubiraju" zenerima visokih napona (33, 36, 39 pa čak i do 50V), a sve u cilju da se postigne nastavak toka struje kroz induktivitet na što većem naponu radi što bržeg "trošenja" magnetske energije i što bržeg zatvaranja injektora. Ako je vrijeme injektiranja 3 ms, onda je nedopustivo da zatvaranje injektora traje 3, 4 ili 5 ms koliko bi trajalo sa "klasičnom" kontradiodom pri 0.7V.

Za filtriranje napajanja i korištenje mikrokontrolera ću se još raspitivati, vjerujem i ovdje. Ipak sam se elektronikom zadnje ozbiljno bavio još u školi, prije 25 godina

Napajanje mikrokontrolera planiram izvesti "odvojeno", preko nekog regulatora kojim ću smanjiti 14V na 8-9V (Arduino 328, savršeno za "početnike" kao što sam ja), recimo, nekikm 7809, a filtriranje za sad nisam razmatrao iako sam svjestan problema i taj dio tek trebam "proučiti" (tj. ponoviti gradivo). Injektor će se napajati "preko druge grane" sa akumulatora i preko balast kondenzatora, možda i pokojeg filtera da ne napravim srajne ostatku elektronike u autu.

[arcom]

16V kondenzator je dosta blizu naponu u autu tako da bi ja ipak isao na 25V kondenzator i to specificiran za 105C. Umjesto jedne mrcine od 10k uF bolje je staviti vise manjih, npr. 5x 2200uF ili cak 10x 1000uF. Jeftiniji su od ovog jednog i smanjuje se ukupni ESR pa mozes vise vrsne struje izvuc iz njih. Ne znam koliko treba tim injektorima koje koristis, ali po onome sta sam ja vidio po ECU-ima, nema bas previse tih balastnih kondenzatora unutra. Eventualno 1000uF raspodijeljeno na 2-3 kondenzatora.

[sonata]

Radim za sad upravljanje "petim" injektorom za tuning, ali kasnije ću riješiti i sistem za 4 plinska injektora. Svi su niskoohmski, oko 1-1.2 ohma. Benzinski injektori su mahom visokoohmski, cca 15 ohma, tako da ECU benzina nije strujno jako opterećen. Istina, ovi low-Z traže peak&hold da se ne pregriju, ali peak jednog injektora je 200W pa kondenzator mora biti malo veći. Svakako ide niz manjih, ako ništa, a ono zbog cijene