4123摩托车自动进角直流电子点火器制作电路.doc

FM4213 摩托车点火进角控制集成电路，1999 年 11 月 10 日由上海复旦微电子股份有限公司生产，适用于四冲程摩托车电容放电式电子点火器的专用集成电路，它由磁电机上的传感器发出的 PC 脉冲控制，输出一个相位随转速变化的正脉冲，从而触发可控硅产生高压，实现可变进角的点火功能 用 FM4213 可以制作以电瓶供电的直流电子点火器，也可制作用磁电机供电的交流电子点火器制作的直流电子点火器的价格比现在使用分离元件制作模拟电子点火器成本高出 5 元左右，但是在性能上远远高于现在普遍使用的模拟电子点火器的性能笔者从因特网上查到，上海复旦微电子公司提供的 FM4213 集成块各个脚的技术数据，典型电路 笔者通过提供的技术资料，了解到 FM4213 和日本 MB4213 完全兼容，寻找到使用 MB4213制作的点火器，以及与它想配套的日本本田 AX-2、250 型单缸公路、越野两用型摩托车通过对 AX-2 点火器的点火原理，以及发动机触发电路分析，发现用 FM4213 集成电路完全可以制作出超出我国现有的任何直流和交流的 CDI 电容放电点火器，它的触发信号对应发动机磁电机上 3cm 长的触发条凸台，可以产生 33°点火提前角，提前角转速范围可达 5000 转/ 分，即在发动机 2300 转/分到 5000 转/分的转速范围内，点火器能产生六个固定提前角点火点与之相对应。

国内的模拟点火器，虽然性能可靠，但结构简单，点火提前角，最大只有 25°，提前角对应转速范围只有 3600 转/分，而且国产模拟电子点火器在发动机 2300 转/分－3600 转/ 分的提前角转速范围内，点火器只能产生二个固定提前角点火点与之相对应即低速点火点和高速点火点），所以，就像许多摩托车骑手说的；“国产摩托车没有像日本摩托车那样，就像自己身体的一部分，随心所欲，在任何档位加速都有非常流畅的感觉，”这与国产电子点火器低性能有很大的关系 AX-2 型电子点火器，它采用大灯线圈提供 12 伏交流电给点火器供电，在点火器内部通过 D8整流变成直流，直流电经过振荡器产生 180V 自举高电压，给电容 C15 充电，由 MB4213 集成块控制点火进角，通过可控硅控制电容器放电，达到可进角点火的目的下面对 AX－1 型点火器的工作原理进行详细分析，（电路原理图 1－1） 此电路由振荡器电路、控制电路、电容放电电路、提前角控制电路、触发信号处理电路等五部分组成下面介绍不同电路的组成和功能 振荡电路部分 组成；三极管 Q1、电阻 R1、R2、R3 、R4、二极管 D1、D2、电容 C1、高频变压器（磁心为铁氧体），组成一个高频振荡器，频率为 300KHz 左右。

原理； 12V 交流电通过二极管 D8 整流到振荡器，通过高频振荡器产生 450 伏左右的交流电压，通过高频二极管 D6 给电容 C15 充电到 180V 控制电路 组成；由二极管 Q2、电阻 R5、R6、R7 、整流二极管 D3、D4 原理；当 Q2 基极有电压，Q2 导通，变压器激励信号对地，振荡器停振，当 Q2 基极无电压，Q2 截至，振荡器又开始工作，控制振荡器停振的信号有四个方面， （1）、控制端的接地和悬空来控制点火器的工作 控制端经 R20、D5、Q3 发射极到 Q2 的发射极 原理；当有 12V 交流电通过二极管 D8 整流到振荡器时，由 R8、D5、R9 组成 Q3 的基极分压电路，使 Q3 导通，使振荡器激励极信号对地，振荡器停振，当控制端接地时，由R8、D5、R9 和 R20，组成 Q3 新的基极分压电路，使 Q3 截至，振荡器工作 （2）、触发器有脉冲信号时，振荡器停振 触发信号经 R24、Q7 于集成块 7 脚接通，通过 Q4 经 R11 到达 Q2 基极 原理；当触发器脉冲信号通过 7 脚进入 FM4213 时，10 脚输出点火信号，到可控硅控制极，可控硅导通，电容 C15 通过高压包初级对地放电，这时变压器输出端对地，输出功率增大，容易烧坏 Q1，所以，当触发器产生脉冲信号的同时，振荡器也停止振荡。

当触发信号为零时振荡器又开始工作，在这期间点火器完成一次点火 （3）、当电容 C15 充电电压达到 180 伏时，振荡器停振 由变压器输出端，经 D3 和稳压二极管 D4，到 Q2 基极，电阻 R6、C7 组成分压电路 原理；当变压器给电容 C15 充电到达 180 伏时，电阻 R7 上的电压也上升超过 7.8 伏，使稳压二极管 D4 导通， Q2 导通，振荡器停振，C15 上的电能又通过 D3、R6、R7 对地放电，当C15 上电压小于 180 伏时，R7 上电压降低，D4 不导通，Q2 截至，振荡器工作，变压器又给电容充电，当 C15 充电达到 180 伏时，振荡器停振，这样可以使振荡器间歇工作，工作时间是T/10，目的保护 Q1 不至于连续工作而烧坏 （4）、对点火器电压保护作用 电源电压经过 R8、D5 、R9、D11、R20 组成 Q3 分压电路， 原理；当电源电压上升到某一极限值时，稳压二极管 D5 导通， Q3 导通，振荡器停振，点火器无输出点火电压，发动机熄火，保护点火器由于电源电压继续升高而烧坏 电容放电电路 原理；振荡器使 C15 保持 180V 稳定电压，当 FM4213 的 10 脚产生一个点火信号，通过 R10到可控硅的控制极，使可控硅导通，C15 通过高压包初极线圈和可控硅对地放电，在高压包的次级产生 2 万伏的高压，点燃发动机气缸内的可燃气体，使发动机工作。

提前角控制电路 组成；由 FM4213 集成块和 11、12、13、14 脚外围元件 Q5、C6、C7 、C8、R13、R 14、R 15、 R16、R18 、组成， 原理；11、12 、是提前角曲线产生电路，13 脚是转速曲线产生电路， 14 脚是内部稳压电路及低压点火角锁定电路，通过对外围元件的不同组合，可以对应于发动机磁电机上凸台的不同长度，通过触发器时产生的不同频率的信号，在 10 脚输出不同的点火信号 触发信号处理电路 组成；由 Q6、Q7 、R24、R23、R22、R21、C14、C14、C13、C12、C11、D10、D9 组成，原理；在由于磁电机上的凸台通过触发器时，触发器感应出两个正、负尖型脉冲电信号，通过信号处理电路，整形出矩形正、负脉冲信号，便于提前角控制电路的对脉冲信号的处理 印刷电路板(附图 1－2)为 AX-2 型点火器实物图，电阻 R12 为 1/2W、R2、R3、R4 、R6 为1/4W，其他电阻为 1/8W， 笔者改进电路，把 12V 交流电直接用 12V 电瓶供电，用 FM4213 代替 MB4213，省去二极管D8，滤波电容 C10、补偿电容 C2、其他就不用改动了，对 Q5 的破解，花了两个月的时间，做了大量的试验，了解到 Q5 的作用非常大，也同时了解到 FM4213 提前的工作原理，FM4213 是通过计算磁电机上凸台通过触发器时，凸台的前沿和后沿产生两个触发脉冲信号的时间间隔的长短，来控制 10 脚输出点火时间，如果不用 Q5，此点火器只适用于磁电机上 2cm长触发凸台的发动机，11、12、13、14 脚的电阻和电容的数据与上海复旦微电子公司提供的典型电路完全相同，点火提前角只能在 10 度到 25 度的范围变化，提前角转速范围在 2300 转/分－3600 转/分。

加上 Q5，它就可以适用磁电机上凸台为 3cm 的单缸任何发动机（如单缸铃木 125 和 250、雅马哈 250 系列），可以延长输出点火时间，点火提前角可以在 10 度到 33 度的范围变化，而且提前角转速范围提高到 5000 转/分 笔者邮购了 10 块 FM4213，制作了六个点火器，在自己“云羽”125 顶杆式摩托车进行改装，首先把磁电机上原来 2cm 的凸台切掉，磨平，在原凸台的位置上，焊上 3cm 的铁条，与原凸台后沿的位置对齐,修理打磨与原来的高度和弧度一样，这样凸台变成了 3cm 长通过上路试骑，发现节油和加速效果非常明显，行驶中旋转加油器角度比以前小的多，而且在低速度加速时加大一点油门，随着车速逐渐提高，象以前车速到达某个速度时，速度就不再增加而保持匀速，现在必须还得回一些，不然车速越跑越快，转速越来越高并且启动非常容易，发动机转动一两个压缩行程就可启动，与日本车不相上下，怠速低且很稳，尤其在冬天，零下十几度，拉上分门只启动一次，即可着车同时，还给朋友的嘉陵 125 越野摩托车进行同样的改进，启动性能得到非常明显的改善，用手压启动杆都能启动，以前至少启动两三次，有时启动需要六、七次是常事，而且还要用力踩，有时还会出现反冲现象，改进后的摩托车，完全变了样，加油提速很快、流畅。

原嘉陵车队宁夏籍专业车手王兵试车后认为，车的功率有所增加，加速起步，车有抬头的感觉，启动性能的改善最为明显还给几辆点火器烧坏的铃木 125 型越野车和雅马哈 250 型改装，都达到了原来的性能 笔者通过动态模拟试验，使用双踪示波器，对 AX-2 点火器和我制作的点火器相同点的电压信号进行比较，发现两者的信号幅值、宽度以及 10 脚输出的点火信号的时间完全相同，装配到AX-2 原车上路试验，自己制作的点火器与原装点火器无任何区别，达到了原装的水平 用 FM4213 制作的直流点火器与现在使用的模拟点火器相比有许多的优点， 加速性能得到了改善 如前面介绍的，提前角超前了 8°，提前角转速范围提高到了 5000 转/ 分，而且，在 2300 转/分到 5000 转/分的范围内，提前角均匀输出，这样，使得国产摩托车点火时间更加准确，加速流畅，同时减少油耗 2，启动性能得到改善 直流点火器的最低点火转速是 150 转/分，比国产模拟点火器的最低点火转速是 300 转/ 分低一倍，这由点火器的供电方式决定，直流的电能由电瓶直接提供，点火能量强而稳定而模拟点火器的电能是由磁电机的点火线圈提供电能，只有磁电机转速达到 300 转/分以上时才能给点火器提供足够的点火能量，所以，电瓶有时亏电或冬天机油比较粘的情况下，用电马达启动比较难，尤其在北方的冬天，早晨起来启动女式踏板车，是许多有车女士非常头疼的事。

能使磁电机输出更大电能 采用直流点火器，不需要磁电机内部安装点火线圈，剩下的空间，可以安装三相对称发电线圈，输出的电能比现在的单相发电机高 3 倍，这样，电瓶不容易亏电，寿命可以大幅度延长，大灯的功率可以加大，提高照明，增加夜间行驶安全 以上种种优点，可以使我国的摩托车性能得到很大的提高，增加国产摩托车在国际市场的竞争力 (附；AX-2 型点火器原理图 1－1，及印刷电路板元件图 1－2) 。