CN101865066B

CN101865066B - 改进型摩托车点火器集成电路

Info

Publication number: CN101865066B
Application number: CN2010101930809A
Authority: CN
Inventors: 范建林; 史训男; 范卫东; 唐伟; 王开
Original assignee: WST (WUXI) MICROELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: Jiangsu aviation integrated circuit technology Co., Ltd.
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2010-06-07
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2030-06-07
Also published as: CN101865066A

Abstract

本发明涉及一种改进型摩托车点火器集成电路。其包括电源正极端，正脉冲输入端，负脉冲输入端，电源负极端，点火控制脉冲端，第一恒流输出端，第二恒流输出端及转速曲线形成端；其中正脉冲输入端，负脉冲输入端及转速曲线形成端为输入端，点火控制脉冲端，第一恒流输出端，第二恒流输出端为输出端；所述电源正极端与电源负极端与对应的直流电源相连；所述点火控制脉冲端的输出能够驱动摩托车点火器安装所需的点火角进行点火；通过调整转速曲线形成端，能够调整摩托车点火器的点火提前角。本发明通过对目前点火器集成电路进行优化，减少了点火器集成电路的管脚，使点火器集成电路的封装成本大大降低，操作使用方便，安全可靠。

Description

改进型摩托车点火器集成电路

技术领域

本发明涉及一种集成电路，尤其是一种改进型摩托车点火器集成电路。

背景技术

摩托车用电装品有三大类，即整流调压器(俗称稳压器)、点火控制器(简称点火器)以及其它电子部件，如音响、闪光器、报警器等。其中点火器是最重要的一类，它是摩托车中的A类部件，对摩托车的质量保证和驾驶员的人身安全都有着重要的意义。

摩托车点火器的点火形式有电容放电和电感放电两种。它们都是利用点火线圈将点火脉冲升压到约14kV后，加到火花塞产生放电火花，点燃混合气体，气体燃烧爆炸产生推力，从而能够对活塞做功，使摩托车运行。在四冲程发动机中，从混合气体进入燃烧室，火花塞跳火开始燃烧到完全燃烧需要一定的时间。因此点火脉冲必须在活塞运动到上止点之前的某一角度形成点火，这个角度就是点火提前角。点火器就是要保证摩托车发动机顺利启动，并且使其在各种转速下的点火提前角按一定的规律变化，使发动机工作在最佳状态。由于各种发动机的结构参数不同，它们都有各自的点火提前角和点火曲线(或称进角曲线)。这样就出现了形形色色的专用适配点火器，否则就会造成发动机启动困难、冒黑烟、声音发闷以及加速无力等故障，也将使油耗增加、排放气体不能达标。

根据摩托车的不同档次，所配用的点火器进角曲线分别为三段式或多段式。在有些低档车型上也有采用固定进角的点火器。

如图1所示：为目前摩托车点火器的集成电路，所述集成电路为富士通MB4213，其采用14个管脚的封装结构。所述14个管脚结构中，管脚1为电源输入；管脚2为正脉冲输入；管脚7为负脉冲输入；管脚8、9为内部偏置，通过电阻R1调节内部偏置电流；管脚10输出点火器控制脉冲；管脚11、12为恒流输出，用于给外部电容器充电，通过电阻R2实现；管脚13为转速曲线形成；管脚14为转速曲线充电电流调节，通过R3来实现；管脚3、4、5、6为电源负(地)，所述管脚3、4、5、6均未在图中画出。

磁电机产生的PC脉冲经分离电路分别产生正负脉冲送到管脚2(正脉冲)和管脚7(负脉冲)，由管脚2输入的正脉冲经脉冲放大器A1打开内部开关DK1，使管脚11和管脚12对外接电容器快速充电，管脚12电压波形前沿幅度为管脚11电压波形前沿幅度的1/2。待正脉冲结束后，管脚11经外接电阻缓慢向外接电容放电，使管脚12电位继续升高。在发动机转速较低的情况下，管脚13积分电压大于管脚12积分电压(V13＞V12)，波形见图2所示。此时集成电路内部的逻辑电路F3输出为“0”。当管脚7上的PC负脉冲出现时，实现一次点火。在发动机转速较高时，管脚13的充电时间常数较大，积分电压小于管脚12的积分电压(V13＜V12)，波形见图3所示。这时比较器BJ2、逻辑电路F3的输出为“1”，经过或门F4的作用后，在管脚10产生一个与低速工作时间相同的触发脉冲，但此脉冲的相位超前于PC负脉冲的下降沿Δθ。相位超前角度Δθ的大小与发动机转速有关，这样即实现了跟踪发动机转速变化，自动调整点火提前角的功能。在管脚7输入负脉冲的作用下，使管脚13积分器迅速放电，在PC负脉冲结束后，管脚13重新开始充电，进入下一个循环采样周期。

图1中，所述A1、A2、A3和A4均为脉冲放大器；F1、F2、F3和F4为内部逻辑功能电路；BJ1和BJ2为比较器电路；DK1为内部开关电路；D1为稳压二极管，稳压范围在8V～10V之间；D2、D3和D4为普通二极管，R1和R2阻值相同，范围在10KΩ～20KΩ之间，R3的阻值范围在1KΩ～2KΩ之间。

目前，所述采用14管脚结构的点火器集成电路中，封装成本高；连接使用较为复杂。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种改进型摩托车点火器集成电路，其结构简单，封装成本低，操作方便，使用成本低。

按照本发明提供的技术方案，所述改进型摩托车点火器集成电路，包括电源正极端，所述电源正极端与比较器BJ2的电源端、稳压二极管D1的阴极端及开关DK1相连；所述稳压二极管D1的阳极端接地；所述比较器BJ2的同相端分别与二极管D2的阴极端、逻辑门电路F2的输入端相连，比较器BJ2的同相端对应于与逻辑门电路F2相连的端点形成转速曲线形成端；所述二极管D2的阳极端与比较器BJ2的反相端相连；所述比较器BJ2的反相端还与脉冲放大器A3的输出端、比较器BJ1的反相端及电阻R3相连；所述二极管D2的阳极端、比较器BJ2的反相端、脉冲放大器A3的输出端、比较器BJ1的反相端及电阻R3相连的端点形成第二恒流输出端；所述电阻R3对应于比较器BJ2相连的另一端与二极管D3的阳极端相连，所述二极管D3的阴极端与开关电路DK1对应于与电源端相连的另一端相连，所述二极管D3的阴极端与开关电路DK1相连的端点形成第一恒流输出端；所述开关电路DK1的控制端与脉冲放大器A1的输出端相连，所述脉冲放大器A1的输入端形成正脉冲输入端；逻辑门电路F2的输出端与逻辑门电路F1的输出端均与或门F4的输入端相连，所述逻辑门电路F1的输入端形成负脉冲输入端；所述或门F4的输入端还与逻辑门电路F3的输出端相连，所述逻辑门电路F3的输入端与比较器BJ2的输出端相连；或门F4的输出端与脉冲放大器A4的输入端相连，所述脉冲放大器A4的输出端形成点火控制脉冲端；脉冲放大器A4的控制端分别与二极管D3的阴极端、脉冲放大器A2的输入端相连，所述脉冲放大器A2的输出端与电阻R1相连，所述电阻R1对应于与脉冲放大器A2相连的另一端分别与比较器BJ1的同相端、电阻R2相连，所述电阻R2的另一端接地；所述电阻R2对应于接地的一端形成电源负极端；所述比较器BJ1的电源端与脉冲放大器A2的输入端相连。

所述逻辑门电路F3为非门电路。所述逻辑门电路F2为非门电路。所述开关DK1为MOS管，所述MOS管的栅极与脉冲放大器A1的输出端相连，所述MOS管的源极、漏极分别与电源端、脉冲放大器A2的输入端相连。所述电阻R1与电阻R2的阻值相等，所述电阻R1与电阻R2的阻值为10KΩ～20KΩ。所述电阻R3的阻值为1KΩ～2KΩ。所述稳压二极管D1的稳压范围为8～10V。

本发明的优点：通过对目前点火器集成电路进行优化，减少了点火器集成电路的管脚，使点火器集成电路的封装成本大大降低，操作使用方便，安全可靠。

附图说明

图1为现有十四管脚的点火器集成电路原理图。

图2为低速时点火器集成电路的积分曲线示意图。

图3为高速时点火器集成电路的积分曲线示意图。

图4为本发明点火器集成电路的原理图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图4所示：本发明采用八个管脚的封装结构，其中管脚1为电源正极端，管脚2为正脉冲输入端，管脚3为负脉冲输入端，管脚4为电源负极端，管脚5为点火控制脉冲端，管脚6为第一恒流输出端，管脚7为第二恒流输出端及管脚8为转速曲线形成端；其中管脚2、管脚3及管脚8为输入端，管脚5、管脚6及管脚7为输出端。

如图4所示：所述电源正极端1与外部直流电源的正极端相连，所述管脚4与外部直流电源的负极端相连，管脚4还接地。所述电源正极端1分别与比较器BJ2的电源端、稳压二极管D1的阴极端及开关DK1相连；所述开关DK1的控制端与脉冲放大器A1的输出的相连。所述开关DK1为MOS管，电源正极端1与MOS管的源极端相连，MOS管的漏极端与脉冲放大器A2的输入端、比较器BJ1的电源端、脉冲放大器A4的控制端及二极管D3的阴极端相连

所述开关DK1除采用MOS管外，还可以采用其他结构和功能类似的模拟电路实现。所述稳压二极管D1的阳极端与地GND相连。所述脉冲放大器A1的输入端形成正脉冲输入端2，所述脉冲放大器A1的输入端接收正脉冲输入，当脉冲放大器A2的输入端有正脉冲输入时，脉冲放大器A1的输出的会使开关DK1闭合，从而能够通过第一恒流输出端6对外部电容进行充电。所述稳压二极管D1的稳压范围为8～10V。

所述比较器BJ2的同相端与反相端间设有二极管D2，所述二极管D2的阳极端与比较器BJ2的反相端相连，二极管D2的阴极端与比较器BJ2的同相端相连；所述比较器BJ2也可以采用功能类似的模拟电路来实现。所述二极管D2的阴极端同时还与逻辑电路F2的输入端相连，二极管D2的阴极端与逻辑电路F2相连的端点形成转速曲线形成端8；所述逻辑电路F2为逻辑非门电路；所述逻辑电路F2的输出端与或门F4的输入端相连。所述比较器BJ2的输出端与逻辑电路F3的输入端相连，逻辑电路F3为逻辑非门电路；所述逻辑电路F3的输出端与或门F4的输入端相连。所述或门F4的输出端与脉冲放大器A4的输入端相连，所述脉冲放大器A4的输出端形成点火控制脉冲端5。所述点火控制脉冲端5输出的驱动脉冲，能够使摩托车的点火器按照所需的点火提前角进行点火。

所述脉冲放大器A4的控制端还与比较器BJ1、脉冲放大器A2的输入端相连；所述脉冲放大器A2的输出端与电阻R1相连，所述电阻R1与电阻R2相串联，电阻R2对应于与电阻R1相连的另一端形成电源负接端4；电阻R2对应于形成电源负极端4的一端还与稳压二极管D1的阳极端相连，即电阻R2对应于形成电源负极端4的端部接地。所述电阻R1与电阻R2的阻值相等，且电阻R1与电阻R2的取值范围为10KΩ～20KΩ。所述电阻R1对应于与电阻R2相连的一端还与比较器BJ1的同相端相连，比较器BJ1的输出端与脉冲放大器A3的输入端相连；脉冲放大器A3的输出端与二极管D2的阳极端、比较器BJ1的反相端及电阻R3相连。电阻R3的取值范围为1KΩ～2KΩ。所述脉冲放大器A3的输出端与二极管D2的阳极端、比较器BJ1的反相端及电阻R3的一端相连后，形成第二恒流输出端7；所述第二恒流输出端7能够对外部的电容进行充放电。所述电阻R3的另一端与二极管D3的阳极端相连，所述二极管D3的阴极端与开关DK1的另一端相连。所述开关DK1为MOS管时，二极管D3的阴极端与MOS管的漏极端相连。

或门F4对应于与逻辑电路F2输出端相连的输入端还与逻辑电路F1相连；所述逻辑电路F1的输出端同时与逻辑电路F2的输出端及或门F4的输入端相连；逻辑电路F1作为一个驱动电路，逻辑电路F1的输入端形成负脉冲输入端3；逻辑电路F1的输入端接收负脉冲输入，对所述负脉冲信号进行调整处理后对驱动或门F4。负脉冲通过逻辑电路F1能够增加驱动或门F4的能力。

所述脉冲放大器A1、脉冲放大器A2、脉冲放大器A3及脉冲放大器A4均可以采用模拟电路实现；逻辑电路F1、逻辑电路F2、逻辑电路F3也可以采用模拟电路来实现，但是它们都具有逻辑门电路的输入输出功能，可以采用逻辑门电路进行替代。所述逻辑电路F1接收负脉冲，对所述负脉冲信号进行调整放大后，使输出的负脉冲能够驱动或门F4，即逻辑电路F1相当于驱动电路。所述逻辑电路F2与逻辑电路F3均相当于非门，逻辑电路F2与逻辑电路F3的输入端接收数字信号，并输出对应的反信号。

当上述电路模块采用模拟电路时，尤其是电路中存在三极管时，由于三极管有静态工作点的要求，在集成电路里还设置有偏置模块；所述偏置模块的输出端与三极管的基极相连，为三极管提供偏置电流I_REF，能够满足三极管的静态工作点要求；所述偏置模块也可以作为一个恒流源存在。

相比目前采用十四个管脚的封装和电路结构，本发明将原封装结构中的管脚8、管脚9中去除；因为管脚8与管脚9与内置偏置模块相连，由于内部偏置电流几乎不需要调整，偏置模块完全可以固定，因此，可以把电流偏置模块固化在IC里面，取消管脚8和管脚9。同时，在十四个管脚的封装和电路结构中，在IC内部，管脚14与管脚1间仅有一个二极管D4，如图1所示；可以将所述二极管D4移至IC外边，通过外接对应的二极管D4，可以将管脚14去除。同时再把原来空置的管脚3、管脚4、管脚5及管脚6脚合并为一个管脚4脚电源负(地)，总共可以省去6封装外脚，在不影响使用的前提下，内部功能及外围应用线路的调整，把原来的DIP14/SOP14封装外形实现DIP8/SOP8的封装，不仅保持了电路原来的功能，而且节省封装成本。

如图4所示：使用时，在集成的管脚外连接对应的电路。工作时，磁电机产生的PC脉冲经分离电路分别产生对应的正、负脉冲；所述正脉冲信号输入到正脉冲输入端2，负脉冲信号输入到负脉冲输入端3。当正脉冲输入端2接收正脉冲信号时，所述正脉冲信号输入到脉冲放大器A1，所述脉冲放大器A1的输出端会使开关DK1闭合，从而能够使第一恒流输出端6与第二恒流输出端7对外部的电容充电；且第二恒流输出端7的电压波形前沿幅度为第一恒流输出端6对应的电压波形前沿幅度的一半。待正脉冲结束后，第一恒流输出端6经外接电阻缓慢向外接电容放电，使第二恒流输出端7电位继续升高。在发动机转速较低的情况下，第一恒流输出端6的积分电压大于第二恒流输出端7积分电压(V6＞V7)，此时比较器BJ2的输出端为高电平，所述高电平经过逻辑电路F3后变为“0”电平。当负脉冲输入端3的PC负脉冲出现时，实现对摩托车点火器的一次点火。在发动机转速较高时，第一恒流输出端6的充电时间常数较大，积分电压小于第二恒流输出端7的积分电压(V6＜V7)。这时比较器BJ2经过逻辑电路F3的输出为“1”，经过或门F4的作用，在点火控制脉冲端5上产生一个与低速工作时间相同的触发脉冲，所述点火控制脉冲端5的输出能够使摩托车的点火器点火；但此脉冲的相位超前于PC负脉冲的下降沿Δθ；相位超前角度Δθ的大小与发动机转速有关，这样即实现了跟踪发动机转速变化，自动调整点火提前角的功能。在负脉冲输入端3输入负脉冲的作用下，使第一恒流输出端6积分器迅速放电，在PC负脉冲结束后，第一恒流输出端6重新开始充电，进入下一个循环采样周期。

本发明通过对目前点火器集成电路进行优化，减少了点火器集成电路的管脚，使点火器集成电路的封装成本大大降低，操作使用方便，安全可靠。

Claims

1.一种改进型摩托车点火器集成电路，包括电源正极端(1)，所述电源正极端(1)与比较器BJ2的电源端、稳压二极管D1的阴极端及开关DK1相连；其特征是：所述稳压二极管D1的阳极端接地；所述比较器BJ2的同相端分别与二极管D2的阴极端、逻辑门电路F2的输入端相连，比较器BJ2的同相端对应于与逻辑门电路F2相连的端点形成转速曲线形成端(8)；所述二极管D2的阳极端与比较器BJ2的反相端相连；所述比较器BJ2的反相端还与脉冲放大器A3的输出端、比较器BJ1的反相端及电阻R3相连；所述二极管D2的阳极端、比较器BJ2的反相端、脉冲放大器A3的输出端、比较器BJ1的反相端及电阻R3相连的端点形成第二恒流输出端(7)；所述电阻R3对应于比较器BJ2相连的另一端与二极管D3的阳极端相连，所述二极管D3的阴极端与开关电路DK1对应于与电源端(1)相连的另一端相连，所述二极管D3的阴极端与开关电路DK1相连的端点形成第一恒流输出端(6)；所述开关电路DK1的控制端与脉冲放大器A1的输出端相连，所述脉冲放大器A1的输入端形成正脉冲输入端(2)；逻辑门电路F2的输出端与逻辑门电路F1的输出端均与或门F4的输入端相连，所述逻辑门电路F1的输入端形成负脉冲输入端(3)；所述或门F4的输入端还与逻辑门电路F3的输出端相连，所述逻辑门电路F3的输入端与比较器BJ2的输出端相连；或门F4的输出端与脉冲放大器A4的输入端相连，所述脉冲放大器A4的输出端形成点火控制脉冲端(5)；脉冲放大器A4的控制端分别与二极管D3的阴极端、脉冲放大器A2的输入端相连，所述脉冲放大器A2的输出端与电阻R1相连，所述电阻R1对应于与脉冲放大器A2相连的另一端分别与比较器BJ1的同相端、电阻R2相连，所述电阻R2的另一端接地；所述电阻R2对应于接地的一端形成电源负极端(4)；所述比较器BJ1的电源端与脉冲放大器A2的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的改进型摩托车点火器集成电路，其特征是：所述逻辑门电路F3为非门电路。

3.根据权利要求1所述的改进型摩托车点火器集成电路，其特征是：所述逻辑门电路F2为非门电路。

4.根据权利要求1所述的改进型摩托车点火器集成电路，其特征是：所述开关DK1为MOS管，所述MOS管的栅极与脉冲放大器A1的输出端相连，所述MOS管的源极、漏极分别与电源端(1)、脉冲放大器A2的输入端相连。

5.根据权利要求1所述的改进型摩托车点火器集成电路，其特征是：所述电阻R1与电阻R2的阻值相等，所述电阻R1与电阻R2的阻值为10KΩ～20KΩ。

6.根据权利要求1所述的改进型摩托车点火器集成电路，其特征是：所述电阻R3的阻值为1KΩ～2KΩ。

7.根据权利要求1所述的改进型摩托车点火器集成电路，其特征是：所述稳压二极管D1的稳压范围为8～10V。