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新型CDI 開発製作記

考案中のCDI1です　さあ　上手く行きますかどうか。
電源AC100V商用電源AC100Vは　整流すると　DC141Vになります。
それを必要な時にスイッチングすれば、周波数に関係なく 出来るのではないかと言う考えが基本になっています。
  メリット
直流でCDIを　動作可能にすれば、周波数にあまり関係なく使える。
昇圧は単なるトランスで可能
商用電源でも大丈夫
市販のインバータも可能です市販のインバータも可能ですが。
100V側をアースにしてはいけないという事です。 
市販のインバータはバッテリのアースと　出力側の100Vの片側を共通に　することを、想定して設計していない様です。
したがって　バッテリ側のアースを浮かすか、インバータと　CDIの間に絶縁トランスを挟む必要があります。
バッテリーのマイナスと　出力100V片側を共通にするような使い方をした場合、壊れる可能性があるそうです。
(2007/12/06)補足

インバータ特有の発信音がしない。
幅広く　取り付け可能ではないか　
いろんな場合で使いやすい装置になるのでは、
コンデンサC1が不要なため、コンデンサC1 コンデンサC2の関係も気にしなくて良い。



この　AC100V入力タイプに変更した回路は　テストしていませんので、完璧に動く保障はありません。
製作テストするつもりですが、結果が出るまでには　しばらくかかりそうです。
回路の説明
 
SCRの保持分残ればいけないので、Tr2の保護回路で　100mA制限してあります。
フォトカプラ1に接続してあるLEDのため、フォトカプラ2よりフォトカプラ1の方がタイミング的に遅れさせます。


予備実験中  ：10月23日(月)
  バラック作りで電圧をAC40Vで机上実験してみました。
負荷は100V 電球です。
新しく追加したところの　部分実験です。　多分図面通りで　動作しそうですが　まだなにが飛び出してくるか不明です。
Tr3のトランジスタをOFFにすれば、出力は0.15Vに　落ちていますので、動作可能なように思っています。
次は電圧を上げて、テストする予定です。

全回路を組み立て実験  ：10月24日(火)
  バラック状態 全回路を組み立て実験。
電源AC100V商用電源　　 ピックアップ信号　AC5V サイン波 60Hzでバラック状態で机上テストしました。
テストは成功です。　見事　スパークプラク゛は　連続スパークです。
次は、周波数を上げてテストをしてみようと思います。
まだ、机上テストの段階なので、搭載して上手くいくかどうか不明ですか゜ご期待ください。

エンジンは掛かったけれど  ：10月26日(木)
  バラック状態 全回路を組み立てエンジンを掛けてみました。
色々抵抗値、コンデンサC2の値を換えて、やっとかかりました。
基本的には掛かる事が確認取れ　空吹かしで9000rpmまでは何とか回りましたが
トルク感が無く、ミスファイヤの連続のような感じです。
白い煙も多めです。
どこに問題があるのか　調べようと思います。
オシロが無いため、勘や簡単な装置を作ってやっています。
オシロが欲しい。
電源AC100V商用電源での、テストなので、直流電圧がDC141V固定です。
電圧が足らないのか　または、ノイズか　他に原因があるのか・・・
まだまだ、道は険しそうです。
2200uFのコンデンサは　470uFに変更 ５オームの抵抗は　３オームに変更
ピックアップ　フォトカブラ間の抵抗は　５００オーム　コンデンサＣ２は　1uFに変更。
キックのとき、プラグを外しスパークの状態を目視した所では、自作CDI　HT-ROCKET に比べて　若干弱いように思います。
ノイズを対策してみました。  ：10月27日(金)
  バラック状態 エンジンを掛けてみました。
先日のテストでは　ミスファイヤの連続でしたので
対策として、まずはノイズを対策してみました。
SCRが　誤動作する確立が高いように思えたからです。 コンデンサ　0.1uFを　電源⑱とアース間　SCRのゲート⑳とアース間に入れ基盤　ピックアップ間⑤⑥はシールドを使用しました。
空吹かしで9000rpmまでは　スムース゛に回りました。
自作CDI　HT-ROCKET に比べて　大人しくなった感じです。ノーマルに近いか?
ノイズ対策が良かったのか　良くわかりませんが　先日よりすごく良くなっているのは確かです。
すこし、道が開けた感じです。
次は電源AC100V商用電源を　市販のDC12V - AC100V　カ－インバータにして見ようと思います。　

変更図
カーインバータから電源を取り実験。  ：11月02日木)
  バラック状態 カーインバータから電源を取りエンジンを掛けてみました。
カーインバータを調べると
入力　DC12V 出力波形は調整矩形波　電圧AC100V 60Hz
全波整流すれば　DC125Vなりました。行けそうな気がします。
配線をカーインバータよりに繋ぎ換え　エンジン始動 エンジンは　かかりましたが、しばらく回していると　エンストしました。電力不足のような感じです。
200から300Vで使用するところを　100Vで使用しているのですから　仕方ないことですが、
確認のため、コンデンサを　1uFを0.47uFにしてみるとエンジンはかかりません。
1.47uFに　増やして見ると　回転が安定しました。　
結果から推測してみて　100Vでは絶対的エネルギが足らないような感じです。　
また　コードがいっぱい付いて走行テストできませんので 空ぶかしの状態でエンジンを回した後　プラグを調べてみると　かぶった状態でした　これは　どう言うことでしょうか?　ミスファイヤが多いと言う状態ですか・・・
分かる人がいれば　教えてください。

動作確認が出来ましたので　正式に基板を作って実験しようと思います。
正式基板製作テスト ：12月09日金)　：12月10日　日)
  高電圧用の部品も揃ったので １ヶ月間　ほって置いた 新型DC-CDIの開発　再び開始しました。
バラック状態だったものを　基板上に配線し 机上での　部分テスト中です。
今のところ　部分的には　上手く動作しています。
部分テストできましたので　DC280Vで　通電チェック
以前DC140Vでは絶対的エネルギが足らないような感じですので　DC280Vにして　机上テストしました。すると　トランジスタとフォトカプラが　パンと破裂 (爆笑) 配線　耐圧を見直して　早速　新品の部品に交換
テスト再開　力強くスパーク開始　机上テストは成功です。DC140VとDC280Vでは歴然に　スパークの力強さが違います。


左下が　新しいCDI 基板
左上の　黒いものが　テスト用の　AC200Vのトランス
右下が　整流回路電源基板

変更箇所
  • Tr3の　2SC867を　2SC3890
  • Tr3べ－スの抵抗　30を60K
  • フォトカプラを　PC817C
  • 470uFのコンデンサの　出たところに　0.5Aのヒューズ追加

 

放熱板の付いていてるのが　Tr3の　2SC3890
水色のコンデンサ手前のが　SCR
中央のトランジスタの様なものが　5Vレギュレータ
左下の黒い物が　フォトカプラ
奥の　白い物が　３オーム抵抗　
DC280Vでエンジンは掛かった  12月15日(金)
  DC280Vでエンジンは簡単に掛かった。
DC141Vで　1uF必要だった物が　０．４７uFでかかりました。
しかしトルク感が無く、ミスファイヤの連続　吹き上がりも悪いし白い煙も多めです。
しかも　いろいろテストをしていると、トランジスタとフォトカプラ、抵抗が　パンと２度目の破裂 (爆笑)
原因は　多分ノイズで　タイミング以外にSCRが　ONして、過電流が流れるのではないかと思います。
設計段階で　SCRがノイズでONするかも知れない懸念がありましたが、見事的中　電流制限回路も役立たず
トランジスタとフォトカプラ、抵抗が破損、安全回路をもっと研究しなければ、実用にはほど遠い物です。

基本の私のオリジナルCDI (HT-ROCKET)に付け替えでエンジンを掛ければ違いは歴然
白い煙も少なく　力強く回転の良さ
改めて自分ながら　自作CDI(HT-ROCKET)に　感動しました。自画自賛やで(笑)
シンプルで　そしてノイズで仮に誤動作しても破損することも無く　実用的です。
実用化するには　これでなければ　なりませんね。
またしばらく　回路練り直します。
基本構想は間違いないと思うのですが
インターロック取り合いして　電流制限回路を強化するまでは
テストはお預けです。　多分来年になります。
問題点 12月17日(日)
  DC280Vでは　DC141Vで　1uF必要だった物が　0.47uFでエンジンがかかり、
DC280Vにしての効果が確認できましたが　肝心のトルク感が無く　ミスファイヤの連続　吹き上がりも悪いし白い煙も多めです。
改善なし。
しかも　トランジスタと　フォトカプラ　抵抗が　パンと２度目の破裂 といった　DC140Vでは無かった障害が発生
原因は　ノイズで　タイミング以外にSCRが　ONして　過電流が流れると　同時　その反対も起こり　電力供給に支障をきたしていると予想されます。
DC280Vではメリットも半減しますので、基本方針に戻り　AC100Vで使えるように改良しようと思います。

メリット
直流でCDIを　動作可能にすれば、周波数にあまり関係なく使える。
昇圧は単なるトランスで可能
商用電源でも大丈夫。
市販のインバータも可能です。DC12V-AC100V
ですので　AC100Vの方が　使いやすく安全と言う事です。
インバータ特有の発信音がしない。
幅広く　取り付け可能ではないか。　
いろんな場合で使いやすい装置になるのでは、
コンデンサC1が不要なため　コンデンサC1 コンデンサC2の関係も　気にしなくて良い。

問題の電力不足はコンデンサの容量増しで対応できそうです。

ノイズを抑え込めば、何とか成りそうです。
倍電圧回路 2007年4月25日
 
今度の　変更点は　AC100Vを　倍電圧回路で　約DC280V迄上げて見ようかなと思っています。
それなら、市販のシガータイプのカーインバータだけ外付けで可能だし
(たぶん　DC280Vより　低くなると思います。)
倍電圧回路のコンデンサが　電流制限するので　異常電流で　素子を壊すこともないかな　一石二鳥やなと思っています。
倍電圧回路のコンデンサに　電解コンデンサ　10uFを用いてDC280Vに昇圧します。
エネルギ不足も解消できるのではないかと、思っています。
やってみないと、分りませんが。
回路は　まだ幾分変更は必要と思っています。

2007年4月29日
上記の実験失敗　
倍電圧回路を使用して昇圧しようと、もくろんだのですが、見事失敗　スパークさせるには成功しましたが、今度はコンデンサ破裂
まだまだ　問題山積みです。
倍電圧回路に、電解コンデンサを使用したのが、間違いかもしれません
しかし、ネットで調べると　そのような回路もありましたので。
http://www.mizunaga.jp/rectify.html
よく分りません。
また、バルサからの信号で　高圧回路が完全に0Vにならないことが、原因のショートによるものかも知れません。

電解コンデンサの破裂結構　すごいですよ、びっくりしました。
また　液が飛び散り　煙もくもく、メガネを掛けていたので、被害はなかったのですが　メガネは白くにごり何も見えません。(笑
この実験のまねを　しないでください。危険です。


回路変更 2007　5　03
 

回路を変更してみました
変更箇所は　
  1. 制限抵抗で　100mAに　制限　(電流制限回路)
  2. フォトカブラを通して　漏れ電流があり　完全に　0Vに　ならなかったので　Tr2を設け　Tr3のベースを0Vにするように変更
  3. ダイオード　D3を儲け　フォトカプラ2が故障しても　大丈夫なように　信号をTr2に　いれる。
  4. C2のコンデンサを　0.47 X 3で　1.41uFに変更
テスト結果　大成功　
アイドリング　吹き上がり　問題なし　トルク感もあるみたい　ミスファイヤもなく白い煙も　HT-ROCKETと変わらず。
トランジスタと　フォトカプラ　破損はいまのところなし
以前の失敗の原因は　多分ノイズで　と思っていたのですが　
もれ電流が発生　スイッチングの悪さで　ミスファイヤや　過電流による素子の破損の原因になった思います。
だいぶ実用には　近づいた感じがします。

　新型　DC-CDI　AC100Vで空ぶかしテスト結果
C2のコンデンサ　0.47uFでは　エンジンかかりません。
0.94uFでは　6000回転ぐらいで　かぶりそれ以上回らない。
1.41uFにすれば　レッドゾ－ンをすんなりオーバです。

基本の私のオリジナルCDI (HT-ROCKET)に付け替えでエンジンを掛けても　同じような感じ　C2のコンデンサの容量が多いせいか　吹き上がりは
HT-ROCKETに　比べこちらのほうが　良いみたいです。
後は　倍電圧回路で試したいのですが、トランジスタの耐圧が現在ぎりぎりで　素子を変更しなければ出来ません。

電解コンデンサの破裂の原因を　いろいろ　調べていきますと
倍電圧整流回路に　電解コンデンサを使用は問題ないようです。
http://bbradio.hp.infoseek.co.jp/psupply05/psupply05.html
原因は
倍電圧整流回路に使用したダイオードが壊れていて　双方向状態(ただの電線)になってしまったため、電解コンデンサに　もろに交流が　かかり破裂したものであると　思っています。
したがって、ダイオードが壊れると危険と言う事になるので　大き目のダイオードにしなければ　いけないと言う結論です。





新型　DC-CDI　AC100Vの試作テスト装置です
　　
オシロスコープのスケッチです




-倍電圧回路でテスト(倍電圧新型　DC-CDI)：2007年 6月 9日

変更箇所は
制限抵抗1.5Kを5Kに変更で　280Vにおいて　56mAに制限　(電流制限回路)
Tr3を　2SC3890 に変更　500V 14A(ピーク)に変更
倍電圧回路を　追加　350V 10uFの　電解コンデンサ　2個
C2のコンデンサを　0.47 X 2で　0.94uFに変更

空ぶかしテスト結果　成功か・・・・?
アイドリング問題なし
ゆっくりアクセルを開けると　吹き上がりは　4000rpmで　少しもたつく　5000rpm以上はすごい吹き上がり　レッドを軽くオーバ　ミスファイヤもなく白い煙も　HT-ROCKETと変わらず。
トランジスタと　フォトカプラ　破損はいまのところなし

コンデンサなどを　変更して倍電圧新型　DC-CDI　AC100Vで空ぶかしテスト結果
C2のコンデンサ　0.47uFでは　ミスファイヤが多くエンジンが非常に不安定。
0.94uFでは　10000回転ぐらい楽に回る。
1.41uFは　0.91uFと　余り変わらない。
2.7uF だと　6000rpm 以上　回らない。

空ぶかしテストでは　これっと言った　成果はなし
倍電圧回路追加で　コンデンサ　2個追加　C2のコンデンサの容量を減らせても　倍電圧の為に追加している様では　メリットなし
また倍電圧回路の　コンデンサ　2個と　C2のコンデンサの容量の関係が発生する。
調整が必要。

倍電圧回路のコンデンサ2個とも　20uFにしたら、4000rpmでの少しもたつきは少し改善
走行してみないと分らない。
原因発見(倍電圧新型　DC-CDI)：2007年 6月 9日

(倍電圧新型　DC-CDI)

問題は制限抵抗でした。
10000回転で　１回転0.006秒 掛かるのに　5Kでは　0.005秒も　コンデンサを充電時間に使っていたためでした。
制限抵抗を3kに変更、変更によって　0.003秒になったため
十分充電ができ　力強く回りました。

大成功です
アイドリング問題なし
ゆっくりアクセルを開けると　スムーズに回転上昇
吹き上がりも　問題なし、レッドを軽くオーバ、ミスファイヤもなく白い煙も　HT-ROCKETと変わらず。
倍電圧回路のコンデンサ2個とも　10uFにもどしても　変わらず　元気が良く回る
後は　走行テストするのみ。




この　スケッチは　　約6000rpmあたりです。
回転が上がっても　コンデンサの充電カーブはそのままで
１回転の時間が短縮されるため
制限抵抗を大きくすれば　充電時間が延び電圧が十分に
上がらない間に放電を繰り返しエネルギ不足になります。

左の端子台に倍電圧回路
　右が　新型DC-CDIです。
左端の抵抗は　制限抵抗です。
見ての通り　工作が下手糞ですね。(笑

使用部品は
# 基盤　1枚　取り付ける場所を考えて選択
# ＳＣＲ 　東芝 ＳＦ８ＪＺ４７　１個
# トランジスタ　２ＳＣ１０００ 　または　２ＳＣ１８１５  Ｔｒ-1 用１個　
# トランジスタ　２ＳＣ３８９０ 　  Ｔｒ-２　Ｔｒ-３ 用　２個
# コンデンサ 　Ｃ２　６３０Ｖ 　１uＦ 1個　又は　０．４７uＦｘ２　を使用
# セラミックコンデンサ　２５ V 以上　０.１uＦ ３個
# フォトカプラ　1個　シャープ　ＰＣ８１７  ２個
# フォトカプラ用　ＩＣソケット　８Ｐ　１個
# ＬＥＤ　４個　安いもの
# ダイオード　１０００V 　２Ａ以上物　Ｄ２ Ｄ４ Ｄ６用　３個
# ダイオード　５０V 　０.１Ａ以上物　Ｄ５ Ｄ３用　２個
# 三端子レギュレータ　７８０５　５V用　１個　メーカによってＸＸ７８０５などがあります。
# 抵抗　１／４Ｗ 　５００オーム　２個　　１．２Kオーム ５個　３Kオーム２個
# 抵抗　１／４Ｗ 　１０Kオーム１個　　３０Kオーム１個　　６０Kオーム １個　
# 制限抵抗　５W 　３Kオーム１個　　１個　ホーロ抵抗　
# プラッチックケース
#　ヒューズ　０．５Ａ
# 電解コンデンサ　１０ｕＦ　３５０V以上　３個　

問題点
市販のインバータも可能ですが　。
100V側をアースにしてはいけないという事です。 
インバータはバッテリのアースと　出力側の　100Vの　片側を共通に　することを　想定して設計していない様です
したがって　バッテリ側のアースを浮かすか　インバータと　CDIの間に絶縁トランスを挟む必要があります。
バッテリーのマイナスと　出力100V片側を共通にするような　使い方をした場合　壊れる可能性があるそうです。
(2007/12/06)補足
　　　　　
　自作CDIの製作へ


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完成度を高めていきたいと思っていますのでどんどん　書き込んでください。


免責
自己責任でお願いします。
私の実験結果ですので　全てにおいて上手くいく保証されるものではありません。
間違いもあるかもしれません。　　　 たぶん有ります(笑
この情報に基づいて被ったいかなる損害についても、
当方は　一切責任を負いかねます。