[kahlo]

(18.03.2025, 07:16 PM)Gucki schrieb: Wie verhält sich eigentlich Powerdown? Keine Probleme durch den späten Funken?

Ich habe vielleicht 6..8 mal ausgemacht. Mir ist dabei nichts aufgefallen. Aber das sind noch nicht genug Abschaltungen, um wirklich eine Aussage machen zu können.

[kahlo]

(18.03.2025, 08:14 PM)kahlo schrieb: Diese Resonanz ist weder gewollt noch dient sie der Funktion. Die Energie soll nicht pendeln. Die Zündspule ist ein Transformator mit einem gesättigtem Eisenkern. Primär sollte nach dem Trennen des Kontaktes idealerweise gar kein Strom mehr fliessen. Der fliesst sekundär, bis der Kern entsättigt ist. Da der Stromfluss nicht "einfach so" zu stoppen ist, braucht es einen Kondensator für die erste Spannungsspitze. Und nur da. Danach fliesst der Strom auf der Sekundärseite, wenn primär nicht irgendwelche Kondensatoren dazwischenkommen und den Stromfluss übernehmen.

@Gucki: Wenn du meine Art der Simulation akzeptieren würdest, könnte ich mit diesen Plots zeigen, wie das mit einem 330n-Kondensator ohne meinen Diodenfirlefanz aussieht. Oben der Primärstrom durch die Spule, in der Mitte der Zündfunkenstrom und unten die Spannung am Mosfet/Primärspule.
   

Man sieht hier deutlich die Schwingungen und Umladungen. Wenn der Stromfluss durch den Schwingkreis negativ wird, hat es sogar ein Anstieg des Sekundärstroms zur Folge. Wegen der Dämpfung ist das nur bei der ersten Schwingung relevant. Im Gegenzug verlischt der Funken fast (oder ganz, je nach Simu), wenn der Stromfluss die Richtung wechselt.

Die tatsächlich relevanten Sachen werden durch die Schwingung verdeckt und zeigen sich erst, wenn man den Schwingkreis unterbricht wie in meiner aktuellen Schaltung. Dann sieht das so aus:
   

Hier wird der Strom primär nach dem ersten Spannungspeak auf 0 gebracht und sämtliche Energie im Kern gleichmässig auf die Sekundärseite gebracht. Dabei hält sich die Primärspannung bei etwas über 60V, bis der Kern entsättigt ist.

[madmoony]

Ich habe das hier sehr gespannt mitverfolgt.
Ich habe auch immer gedacht das es ein Schwingkreis sein muss, weil der Kondensator selbst bei manchen Transistor Zuendungen die selben Werte hatte als der am Kontakt.
Schoen zu sehen ,das es mit dieser Schaltung ohne den grossen (Scheiss) Kondensator laeuft.
In Theorie ist nun die Brennzeit des Funkens laenger, weil keine Schwingung auftritt, die den Funken im Nulldurchgang nach 1 oder 2 Perioden verloeschen laesst.

Kurzum gut gemacht !

gruss Burkhard

[kahlo]

Ich bewege mich argumentativ auf dünnem Eis, aber mit einer astrein funktionierenden Zündung in der Hinterhand .

[Gucki]

Danke für die Erklärungen. Das passt so gar nicht zu dem, was ich bisher annahm. Ich war verunsichert und musste es ausprobieren.

Aufbau:

   

Von links nach rechts: Relais, Entladungslampe, Trafo. Und vorne der Umschwingkondensator.

Der Trafo hat Deiner Zündspule sehr ähnliche Daten. Primär 6V 3A mit fast gleicher Induktivität wie bei Dir. Sekundär eine 220V-Wicklung der die Entladungslampe parallel liegt. Viel Streufeld, lose Kopplung.


Ohne Umschwingkondensator:





Ziemlich unkontrollierte Doppelblitze (auch bei der Kontaktschließung) und erbärmliche Entladung. Zündaussetzer.


Mit Umschwingkondensator:





Zündungen nur beim Öffnen des Kontakts. Starke Entladung.


Meine Entladungsstrecke ist so langsam, dass ich sogar 1.2uF statt 330nF nehmen musste. Es dauert halt seine Zeit, bis die Ionenlawine in die Gänge kommt. Aber wenn die Entladung mal brennt, dann geht sie auch nicht gleich wieder aus. Es verhält sich völlig gleich wie ein Blitz am Himmel. Es ist ja auch nichts anderes.


So. Nun werde ich mal messen.

[Gucki]

In gelb der Spulenstrom, 1A pro cm-

Und in blau die primäre Spulenspannung 50V pro cm mit 1.2uF und mit Entladungslampe. Die Rückspeisediode (normalerweise versteckt als body-Diode im MOS) hab ich noch nicht drin. Sonst hätte es nur eine Halbwelle gegeben.

   

Meine Entladungslampe ist sehr hochohmig, weil man sie direkt an 220V~ anschließen kann.

Ich nehm mal einen Überspannungsableiter. Der kommt einer Zündkerze schon perfekt nahe. Und Rückspeisediode.


------------

BTW: die gelbe Kurve zeigt auch ein schönes Relaisprellen. Gerade beim maximalen Strom. Sowas gibts. Spannung steigt an. Und dann schließt der Kontakt nochmal.

[Gucki]

So. Jetzt mit Rückspeisediode und (fast) richtiger Zündkerze....

Wieder in gelb der Spulenstrom und in blau die primäre Spulenspannung:

   

Die Rückspeisung erfolgt während der negativen blauen 6V-Spannung.



Und nun kommt ein Leckerbissen. In gelb der Spulenstrom und in blau die SEKUNDÄRE Spannung (jaja... ich trau mich was):

   

Sofort nach dem Abschalten des Relais wird die primäre Spannung massiv hochtransformiert. Auf ein paar kV? Wer weiß. Geht oben zum Bildschirm raus. Meine Zündkerze kann das nicht so schnell abfangen.

Erst nach ein paar Mikrosekunden beginnt die Glimmentladung mit 60V Brennspannung.

Und nach weiteren 30us beginnt dann der Lichtbogen zu brennen. Mit 16V und ewig lange. DAS ist der "Zündfunke", den Dein Gas braucht.

----------

Ich habs auch ohne Kondi probiert. Nur kurzer Hochspannungspeak. Nicht mal ne Glimmentladung.

------------

Ich weiß nicht, warum Deine BMW ohne Kondi so grandios läuft. Neben den parasitären Kapazitäten wähne ich einen (leicht) verfrühten Zündzeitpunkt, der super Pflegezustand, gutes Norwegisches Benzin und frische kalte Luft als Ursache. Es ist ein Phänomen.

[kahlo]

Auf dem Basteltisch kann meine Schaltung etwa 1,5cm Funkenlänge erzeugen. Mehr geht mit dem Original (Unterbrecher und Kondensator) auch nicht. Die Funken sind auch nicht irgendwie schwächlich, sondern da steckt Kraft hinter. Es setzt auch nirgendwo irgendwas aus.

Muss ich jetzt echt noch ein zweites Teil zum Messen aufbauen... anscheinend schon.

[Gucki]

Zitat:Muss ich jetzt echt noch ein zweites Teil zum Messen aufbauen... anscheinend schon.

Nein. Musst Du nicht.

Wir stimmen ja völlig überein. In Simulation und Praxis. Der einzige Unterschied liegt m.E. in unserem Verständnis der Zündkerze. Das führt uns im letzten Moment zu unterschiedlichen Ausgestaltungen der Endstufe.

Meine Vorstellung einer "Zündkerze" ist Totzeit, Glimm- und Bogenentladung. Dafür gibt es in LTSpice ein Modell, was ich auch stets benutzt hab.

Du hast Dir was eigenes ausgedacht. Einen Detektor mit etwas RC-Totzeit und Hysteresis parallel zu einem Schalter. Diese von Dir erdachte Vorrichtung ist ein Oszillator, dessen Frequenz vom RC-Glied bestimmt wird. Mach das RC-Glied langsamer und Du wirst sehen, dass Deine Oszillationen langsamer werden.

Ich guck mir Dein Kerzenmodell mal genauer an.

[kahlo]

Es geht nicht um das Kerzenmodell. Es geht darum, dass die Energie in der Zündspule steckt und nicht im Kondensator.

[Gucki]

Ok. Mich hatte das blaue Rauschen in Deinen Simulationen gestört. Deswegen wollte ich erstmal da ansetzen.

Die Energie in den Induktivitäten ist bei Kontaktöffnung

E = 0.5 L I² = 0.5 * 4.8E-3H * (3 A)² = 22 mJ

Aus früheren Messungen erinnere ich, dass ein 0.33uF-Kondi auf 350V kam, also eine Energie von

E = 0.5 C U² = 0.5 * 0.33E-6 F * (350 V)² = 20 mJ

Zum Zeitpunkt maximaler Spannung am Kondi kann also in der Spule kaum noch Energie sein.

Allerdings hatte ich da keine Zündkerze in Betrieb. Und wenn die beim Aufladen des Kondensators zündet, dann übernimmt sie natürlich anteilig die Spulenenergie.

Ja. Ich mess mal, wieviel da abfließt.

[Gucki]

Ich brauch nicht zu messen. Ich kann ja einfach ablesen. Nur den Kondi hab ich genau nachgemessen. Er hat 1.4uF und schaffte es auf 90V mit Zündkerze.

Also E = 0.5 C U² = 0.5 * 1.4E-6 F * (90 V)² = 5.5 mJ

Tatsächlich! Da blieb nur noch 25% der Energie für den Kondi übrig. Der Rest muss in die Zündkerze oder Verluste gewandert sein.

-----------

Aber das messe ich jetzt nochmal mit 330nF nach. Und dann ggfls. noch 100nF.

[Gucki]

Wir sind uns einig geworden, dass die Differenz aus Spulenenergie und Kondensatorenergie die Zündungsenergie begrenzt, weil die bei der Umladung "verlorene" Energie wahrscheinlich in der Zündkerze gelandet ist.

Mit 0.1uF kommen 48% der Spulenenergie in der Zündkerze an.
Mit 0.33uF kommen 57% der Spulenenergie in der Zündkerze an.
Mit 1.4uF kommen 81% der Spulenenergie in der Zündkerze an.

Der Kondensator versorgt die Zündkerze offensichtlich nicht. Er nimmt eher die Energie auf, die die Kerze nicht verbraucht hat. Da hat Kahlo wahrscheinlich völlig recht.

Aber trotzdem wirkt sich der Kondensator positiv auf die Zündenergie aus.

Ich werde jetzt testen, was die Snubber-Schaltung bewirkt.

[kahlo]

Der Widerstand ist übrigens so bemessen, dass der durch die Diode geladene Kondensator schon während der Zündung fast vollständig wieder entladen wird...

[Gucki]

Ok...

BTW: Bei der Messung der Sekundärseite hab ich die von Dir befürchtete Stromumkehr nicht gesehen. Warum eigentlich nicht?

[kahlo]

Weil die Entsättigungsvorgang des Kerns vom Kondensatorstrom nur überlagert und durch den Rückfluss aus dem Kondensator nur geschwächt wird, keinesfalls umgekehrt? Da wird ja nichts wieder aufgeladen. Mh. Unausgegoren...

[Gucki]

Ok... aber ich versteh was Du meinst.

Das ist alles sehr interessant. So weit hatte ich nie gedacht. Respekt, mein Jung!

[Gucki]

Hmmmm.... Snubber drin

   

Oben der Spulenstrom. Unten die primäre Spulenspannung. Steigt also an, aber die Diode verhindert den Rückstrom und die Resonanzfrequenz steigt erheblich.



50% der Kontaktöffnungen versiegen. Die andere Hälfte führt zu blauen  Blitzchen. Und nicht gelblich weiß wie Lichtbogen. Und das hat auch einen Grund.

Sekundärseite:

   

Die Energie reicht nur für eine 60V Glimmentladung. Es fehlt einfach Strom, um den Lichtbogen zu zünden.

Gut. Das kann nun auch an mir liegen. Ich hab primär nur 1.5A zugelassen. Normalerweise fahre ich das doppelte. Und dann hat mein Trafo wahrscheinlich geringere Streukapazitäten. Und meine Überspannungsableiter sind natürlich kein 1:1 Ersatz für eine reale Zündkerze im komprimierten Gas.

Als Ursache sehe ich aber die zu kurze Zeit. Die 100nF bringen es nicht.

Hmmmm....

[kahlo]

Prototyp rausgekramt.
Wieder aufgebaut.
Funkenstrecke auf genau 1cm eingestellt.





Das sind keine absterbenden Fünkchen. Das ist Power. Und zündet auch nicht manchmal, sondern immer.

[Gucki]

Ja. Das sind klar Lichtbögen.

Ich hab im Moment mit dem 24V-Relais noch ne echte Kontaktzündung. Ich rüste morgen auf MOS um. Dann kann ich auch mit 100nF wieder auf 3A gehen ohne Kontaktlichtbögen.