В контактно-транзисторных системах зажигания коммутаторы применяют для увеличения силы тока разрыва в катушке зажигания при одновременном снижении силы тока через контакты прерывателя. В качестве коммутирующего элемента используется мощный транзистор. Транзисторный коммутатор ТКЮ2 включает в себя транзистор V 77, стабилитрон I'D/, диод V D2, специальный (импульсный) двухобмоточный трансформатор Т. конденсаторы С/ и С2, резисторы R1 и R2.

При включенном зажигании после замыкания контактов 10 и 11 прерывателя транзистор открывается и в первичной обмотке катушки зажигания 7 появляется ток. Одновременно от аккумуляторной батареи через резистор R1 заряжается конденсатор С1 до напряжения, равного напряжению на первич ной обмотке После размыкания кон тактов прерывателя транзистор закрывается (переходит в состояние отсечки). Ток в первичной обмотке катушки зажигания резко уменьшается, во вторичной обмотке создается высокое напряжение, распределяемое по свечам Импульсы большого напряжения на первичнои обмотке из-за ЭДС самоиндукции ограничиваются стабилитро ном.

Трансформатор Т предназначен для форсирования процесса запирания транзистора Первичная обмотка этого трансформатора включена последова тельно с контактами прерывателя, а вторичная — параллельно эмиттерному переходу транзистора При размыкании контактов прерывателя уменьшающийся ток в первичной обмотке индуктирует ЭДС в обмотках трансформатора. ЭДС вторичной обмотки приложена к эмиттерному переходу транзистора в запирающем направлении, обеспечивая активное запирание транзистора.

Транзисторный коммутатор ТК102 смонтирован в литом алюминиевом кор пусе, имеющем для увеличения теплоотдачи ребристую наружную поверхность. Внутри корпуса расположены все элементы транзисторного коммутатора, за исключением транзистора, укрепленного снаружи в специальной горловине и залитого для герметичности компаундом. Транзистор установлен непосредственно на корпус коммутатора, что способствует эффективному тетоотводу от транзистора.

Стабилитрон, диод, конденсатор С1 и резисторы R1 и R2 конструктивно объединены в общий блок, также залитый специальным компаундом. Стабилитрон, в котором выделяется значительное количество тепла при ограничении импульсов напряжения от ЭДС самоиндукции в первичной обмотке катушки зажигания, во избежание перегрева установлен на специальном радиаторе.

Применение германиевого транзистора определяет необходимость расположения коммутатора на автомобиле в зоне относительно невысоких температур, например, в кабине водителя

Для унифицированной системы зажигания «Искра» (см. рис 4.4) разработан коммутатор ТК200, предназначенный для совместной работы с бесконтактным магнитоэлектрическим латчиком. Транзисторный коммутатор 1 К200 представляет собой трехкаскадное транзисторное (VT1—VT4) реле с гибкой обратной коллекторной связью (СЗ—R5). На маломощных транзисторах выполнен формирующий каскад (VT4) и каскад предварительного усиления (VT3) Выходной каскад (VTI) выполнен на мощном высоковольтном транзисторе КТ808А. В каскаде согласования (VT2) использован транзистор средней мощности КТ630Б. Защита транзисторов от инверсного включения и переполюсовки осуществляется диодами VD2 и VD1, от сетевого перенапряжения — с помощью цепочки VD7—R9. Выходной транзистор VT1 от коммутационных перенапряжений защищен включением параллельно кол лекторно-эмиттерному переходу цепи VD8—R1.

При вращении коленчатого вала двигателя вращается ротор датчика 20. На выходе датчика появляется сигнал, положительная полуволна которого через однополупериодный выпрямитель VD11 и токоограничивающий резистор R10 открывает транзистор I Т4. На пряжение на коллекторе VT4 уменьша ется, транзисторы VT1—VT3 закрыва ются. Ток в первичной обмотке катушки зажигания резко уменьшается, а во вторичной обмотке индуктируется высокое напряжение Гибкая обратная св^зь СЗ—R5 с коллектора VT1 в базу VT4 ускоряет процесс переключения транзиСТорой, что, с одной сторо ны, ведет *к резкому изменению тока в первичной цепи катушки зажигания, а с другой — к уменьшению мощности, рассеиваемой транзисторами при переключении.

При частотах вращения коленчатого вала менее 500 об/мин (пуск двигателя) сигнал на выходе датчика изменяется медленно и имеет малую амплитуду. В этом случае за время положительной полуволны с помощью обратной связи осуществляется несколько циклов заряда-разряда конденсатора СЗ, т. е. подается серия искр в один цилиндр, что обеспечивает надежный пуск двигателя

При повышении сетевого напряжения до 16—17 В происходит пробой стабилитрона VD7% и транзистор VT4 открывается, а транзисторы VT1—VT3 закрываются В таком состоянии транзисторы находятся постоянно, в течение всего времени действия импульса повышенного напряжения. В результате прекращается процесс новообразования, и двигатель останавливается.

На базе коммутатора ТК200 разработан и серийно выпускается коммутатор 13.3734-01, в схему которого постоянно вносят усовершенствования. Например, введение конденсатора С1 позволяет компенсировать смещение момента искрообразо-вания при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя. Смещение искрообразования обусловлено тем, что при увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя ЭДС в обмотке датчика достигает уровня, при котором открывается транзистор 177 при меньшем угле поворота ротора датчика Следовательно, происходит более раннее закрывание транзйсторов VT2—VT4, что приводит к нежелательному увеличению угла опережения зажигания.

Параметры цепочки R2—С1 подобраны таким образом, что она, с одной стороны, обеспечивает электрические углы смещения момента искрообразо-вауия 1—2°, а с другой — необходимую скважность работы транзисторного реле в цепом, требуемую для обеспечения максимальной частоты вращения, соответствующей бесперебойному искрообразованию (для 4-цилиндровых двигателей наряду с па раметрами цепочки смещение и скважность обеспечены также выбором угловых соотношений статора и ротора датчика)

Конструктивно коммутатор выпол нен на печатной плате, на которой смонтированы маломощные элементы схемы. Плата установлена в оребрен-ном литом дюралюминиевом корпусе. На наружной стенке корпуса смонти рованы два изолированных от него транзистора VT3 и VT4

Транзисторные коммутаторы ТК20001 и 13.3704 01, выполненные на вы соковольтном транзисторе КТ848А или по схеме Дарлингтона, имеют меньшие размеры и массу. Пр именение кремниевых транзисторов позволило во всем диапазоне рабочих температур ( — 40 .. 85 С) обеспечить коэффи циент запаса более 1,5 и размещать коммутатор в непосредственной близости от катушки зажигания.

Коммутатор 36 3734 с нормируемым временем накопления энергии в катушке зажигания высокой энергии применяется на автомобилях ВАЗ с датчиком Холла в датчике-распределителе Как видно из структурной схемы, функцию нормирования времени накоптения энергии реализует

блок времени накопления, состоящий из интегратора и компаратора, выполненных на операционных усилителях DA1.1 и DA1.2 При увеличении частоты вращения коленчатого вала дви гателя, как следует из диаграммы, при различных напряжениях для двух частот вращения датчика-распределителя время накопления энергии остается неизменным, но меняется скважность импульсов выходного тока. При уменьшении напряжения питания время накопления несколько увеличивается, что позволяет стабилизировать ток в первичной ^обмотке катушки зажигани.

Момент искрообразования соот ветствует положительному перепаду на пряжения на выходе инвертора (на коллекторе транзистора VT1), который связан с одним из входов логической схемы И-ИЕ. При появлении высокого уровня на одном из входов И-НЕ на его выходе формируется низкий уровень сигнала, при котором выходной транзистор закрывается. Так как на выходе инвертора напряжение изменяется резко, то происходит резкое закрывание выходного транзистора, т е. формирование импульса высокого напряжения на вторичной обмотке кадушки зажигания

В блоке безыскровой отсечки напряжение на выходе интегратора изменяется медленно, так как постоянная времени интегрирования значительно превышает период .следования искр при минимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя (50— 100 об/мин при пуске). Поэтому при остановке двигателя через 2—5 с напряжение на выходе интегратора достигает высокого уровня, при котором происходит запирание выходного транзистора и безыскровое отключение первичной обмотки катушки зажигания.

При превышении определенной силы тока в первичной обмотке катушки зажигания срабатывает компаратор в блоке ограничения тока. Это вызывает частичное запирание выходного транзистора — переход его в активный режим работы, при котором происходит увеличение сопротивления участка коллектор — эмиттер, что приводит к ограничению тока в первичной обмотке

Коммутатор 36.3734 выполнен на дискретных элементах, смонтированных на печатной плате (кроме выходного транзистора, стабилитрона, конденсатора С10 и резистора R30) и установленных в литом корпусе. Недостатками коммутаторов, выполненных на дискретных элементах, являются их большие габариты и масса. Применение специализированных интегральных схем, выполняющих основные функции коммутаторов, позволяет значительно уменьшить их габариты.

В коммутаторе 36.3734-20  применена микросхема L497, интегрировавшая большую часть дискретных элементов и обеспечивающая выполнений тех же функций, что и коммутатор 36.3734.

Коммутатор 56 3734  выполнен в виде большой гибридной интегральной схемы (БГИС) с использованием толстоплечочной технологии. Микросборочные единицы операционной и си повои частей БГИС смонтированы на медном основании корпчеа из полимерного материал я. Причем корпус ком myта гора выполнен как еди ное целое с семнштырьковым разъемом. Корпус герметизируется прикчейкой крышки.

Коммутаторы 36.3734, 36.3/34-20 и 56.3734 имеют одинаковые присоединительные размеры и полностью взаимозаменяемы.

Коммутатор 42.3734  используется в БСЗ с низкогопьтным распреде1еннем по цилиндрам энергии новообразования. Он выполнен на той же элементном базе, что и коммутатор 36 3734, и содержит те же функциональные узлы. Основное отличие заключается в напичии двух выходных каскадов. vправ-пяюших работой выходных транзисто ров I Т8 и VTp. Выходные каскады, в свою очередь, управляются сигналом ВК  через схему разделении каналов коммхтаюра посредством к i.v чевого каскада .на транзисторе I Г2. В коммутаторе формируется также сигнал управления тахометром элементами цепи VD14, I 0 R53 и 104.

Конструктивно коммутатор 42.3734 выполнен на двух печатных ппатах: плате Л/, на которой размещена операционная часть коммутатора, и пл&-те А2 с выходными каскадами. Выходные транзисторы смонтированы на дополните 1ьном радиаторе. Обе платы установлены в корпусе коммутатора одна над другой.

С 1991 г выпускается двухканальный коммутатор 64.3734-20 на базе интегральных микросхем L497B. Применение микросхем позволило разместить все элементы, включая силовые транзисторы VT2 и I ТЗУ на одной плате. Коммутатор выполняет все те же функции, что и двухканальный коммутатор 42.3734, и полностью с ним взаимозаменяем. Применение в качестве силовых транзисторов VT2 и VT3 составных транзисторов BY931ZPFI с внутренней схемой защиты от перенапряжения позволило в значительной степени повысить надежность коммутаторов 6420.3734.