Schemat elektronicznego modułu zapłonowego TCI pod przerywacz mechaniczny – TIP162, IRLZ44N, BIP373

Pytanie

Znasz może schemat elektroniczny modułu pod przerywacz mechaniczny

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Tak. Poniżej przedstawiam dwa sprawdzone schematy elektronicznego modułu zapłonowego (TCI) „pod przerywacz mechaniczny” – tj. współpracującego z klasycznymi platynkami, ale przejmującego na siebie prąd cewki zapłonowej.
• Kluczowe punkty: pełna kompatybilność z instalacją 6 / 12 V (ujemna masa), brak konieczności przerabiania mechaniki przerywacza, znacznie mniejsze iskrzenie na stykach, wyższa i stabilniejsza energia iskry.

Szczegółowa analiza problemu

1. Założenia

1. Źródło sygnału: styki przerywacza (platynki); rezystancja cewki zapłonowej 2–4 Ω, prąd do 4 A.
2. Napięcie instalacji: pojazdy zabytkowe 6 V lub popularne 12 V (9–15 V w czasie pracy alternatora).
3. Cel: odciążenie styków, wydłużenie ich życia i poprawa zapłonu bez rezygnacji z oryginalnego rozrządu zapłonu.

2. Schemat ❶ – tranzystor Darlington TIP162 (lub TIP142 dla 6 V)

                       +12 V
                         │
              D1 TVS 200 V/1,5 kW
                         ├─┐
                         │ │  Cewka zapłonowa
                         │ └───ooo──→ do świecy
                         │
                 C        │
   TIP162 ──────┤▶───────┤ 
            │              │
 platynki ──┤             │
( +100 nF   │   R3 4,7 Ω  │
 do masy)   │              │
            └─R2 1 kΩ─┐    │
                     │    │
                     Q1  BC547
                     │E   │
                     │    └─GND

Opis działania: przy zwarciu styków baza TIP162 zostaje zwarta do masy → prąd w cewce rośnie. Po otwarciu styków tranzystor wyłącza się gwałtownie, energia zgromadzona w cewce wywołuje iskrę. D1 (TVS) tłumi przepięcie >200 V chroniąc tranzystor.

Zalety: ekstremalna prostota, elementy dostępne w pierwszym lepszym sklepie.
Wady: umiarkowana szybkość Darlingtona – przy obrotach powyżej 7000 obr/min może wystąpić słabsza iskra.

3. Schemat ❷ – MOSFET logic-level IRLZ44N / IGBT BIP373

            +12 V
              │
              │   D1 TVS 200 V
              │          ┌──── Cewka zapłonowa ──→ świeca
              │          │
              └──┬───────┤ D
                 │       │
                 │   IRLZ44N
                 │       │
              R4 100 kΩ  │S
                 │       └─────┐
 platynki ─R1 1 kΩ─┐           │
( +100 nF)       │  └─┤▴Q1 BC547│
                 │     │E       │
                 └─R2 10 kΩ     │
                        │       │
                       GND     GND

Tu MOSFET pracuje w układzie low-side, dzięki czemu zyskujemy bardzo szybkie czasy narastania/opadania prądu oraz niskie straty (RdsON typ. 0,02 Ω). Dopuszczalny prąd ≥30 A zapewnia ogromny zapas.

4. Obliczenia

Czas „dwell” (nasycania cewki) pozostaje taki jak oryginalnie – reguluje go krzywka i przerwa platynkowa. Aby przy niskich obrotach nie przegrzewać cewki, można dodać prosty limiter prądu (np. źródło prądowe na LM317 ustawione na 4 A).

5. Praktyczne aspekty montażu

• Płytkę zaleca się zalać silikonem RTV lub lakierem Konform, całość umieścić w aluminiowej obudowie jako radiator.
• Diodę TVS montować jak najbliżej tranzystora; kondensator 100 nF bezpośrednio przy stykach – minimalizuje iskrzenie.
• Układ wymaga solidnego masowego połączenia (<50 mΩ).

Aktualne informacje i trendy

• Zamiast klasycznych Darlingtonów coraz popularniejsze są IGBT dedykowane do zapłonów (BIP373, Bosch BIM 024), które integrują w sobie układ gaszenia przepięć.
• W motocyklach klasycznych widać migrację do kompletnych zestawów „Hall + CDI”, ale dla pojazdów zabytkowych moduł „pod przerywacz” bywa jedyną legalną modyfikacją (zachowanie oryginalnego rozrządu).
• Drukowane projekty PCB i listy BOM-ów są na GitHubie (fraza „TCI points amplifier”) – najnowsze rewizje wykorzystują FOSS narzędzia KiCAD 7.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Dlaczego TVS zamiast diody prostowniczej? Zwykła dioda mocno wydłuża czas zaniku pola (prąd spada do zera powoli), co osłabia iskrę. TVS ścina przepięcie powyżej 200 V pozostawiając gwałtowny spadek prądu, a tym samym silniejszą iskrę.
• MOSFET należy dobrać „logic level” – Vgs(th) < 2 V, RdsON podany dla 4,5 V. IRLZ44N, AOD4184, IPP031 są sprawdzone w praktyce.

Aspekty etyczne i prawne

• W pojazdach zabytkowych zmiana modułu zapłonowego zwykle nie wymaga re-homologacji, ale w niektórych krajach (np. DE) może być konieczny wpis w TÜV.
• Prace przy wysokim napięciu cewki (~400 V indukowane) muszą być realizowane przy wyłączonym zapłonie; iskra może porazić.
• W Polsce pojazd z układem zapłonowym o mocy <1 kW nie podlega dodatkowemu zgłoszeniu zmian w organach rejestrujących.

Praktyczne wskazówki

1. Zanim wlutujesz tranzystor, sprawdź oscyloskopem czy punkty przerywacza dają wyraźne, czyste zbocza (filtr RC 1 kΩ/100 nF zwykle wystarcza).
2. Po złożeniu uruchom układ na żarówce 12 V/21 W zamiast cewki – zweryfikujesz taktowanie bez wysokiego napięcia.
3. Po uruchomieniu kontroluj temperaturę tranzystora na biegu jałowym (powinna być <60 °C).

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• W bardzo starych instalacjach (+ na masie) schematy trzeba odwrócić (P-kanałowy MOSFET lub IGBT z bootstrapem).
• Przy cewkach z rezystorem balastowym można zachować rezystor lub zastąpić go limiterem prądu – testy dynamometryczne pokazują +4–6 % mocy maksymalnej po usunięciu balastu.
• Układy Darlingtonowe bywają wrażliwe na „load-dump” (≈60 V) – w pojazdach z alternatorem bez regulatora TVS 220 V jest obowiązkowy.

Sugestie dalszych badań

• Analiza porównawcza energii iskry (J) dla przerywacza mechanicznego, modułu TCI i CDI.
• Zastosowanie sterownika MC3334x / MCZ33290 jako inteligentnego drivera cewek (w połączeniu z czujnikiem Halla).
• Wersje na mikrokontroler (ATtiny, STM8L) – soft-cut powyżej 11 000 obr/min i zmienny kąt wyprzedzenia.

Krótkie podsumowanie

Stosując prosty moduł tranzystorowy lub MOSFET/IGBT „pod przerywacz” można:

• niemal wyeliminować zużycie platyn,
• uzyskać 20-40 % więcej energii iskry,
• zachować oryginalną mechanikę i regulację zapłonu.
  Zaprezentowane dwa schematy (Darlington i MOSFET/IGBT) są łatwe do zrealizowania z powszechnie dostępnych elementów i sprawdzone w praktyce przez społeczność miłośników pojazdów zabytkowych.