CN109372676A - 一体多功能通用汽油机点火器 - Google Patents
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Abstract
一体多功能通用汽油机点火器，包括模拟点火控制电路、限速保护电路和隔离器保护电路，所述模拟点火控制电路用于对流经点火器的初级线圈电流进行控制，使得点火器的次级线圈产生对应的高压，进行点火；所述限速保护电路用于在发动机转速超过设定值时，将流经点火器初级线圈的电流与熄火线短接，使得点火器停止点火；所述隔离器保护电路作用于当油位传感器采集到油位触信号时，将点火器初级线圈的电流与熄火线短接，使得点火器停止点火。节省了通用发动机整机的安装位置,及人工成本，增加了机油提示功能，有效解决了模拟式TCI点火器的飞车问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电子电路领域，具体涉及一体多功能通用汽油机点火器。
背景技术
目前国内外通用汽油机是指除车用及特殊用途以外的汽油机，对于通用汽油机点火器按照点火方式不同分为CDI和TCI点火器,按照控制方式不同分为数字式和模拟式点火器。但考虑到制造成本问题市场上使用最多的通用汽油机点火器是模拟式TCI点火器,这种点火虽然价格相对便宜,但需要外部配合部件较多、安装繁琐、需要的安装位置较多,综合成本较高。这种传统的通用汽油机点火在装机时除点火器以外还需要配合安装隔离器来满足机油熄火且没有机油提示功能,如果有高速飞车的情况还需要增加限速保护器来限制发动机的转速。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一体多功能通用汽油机点火器，具体技术方案如下：
一体多功能通用汽油机点火器，其特征在于：
包括模拟点火控制电路、限速保护电路和隔离器保护电路，所述模拟点火控制电路用于对流经点火器的初级线圈电流进行控制，使得点火器的次级线圈产生对应的高压，进行点火；
所述限速保护电路用于在发动机转速超过设定值时，将流经点火器初级线圈的电流与熄火线短接，使得点火器停止点火；
所述隔离器保护电路作用于当油位传感器采集到油位触信号时，将点火器初级线圈的电流与熄火线短接，使得点火器停止点火。
为更好的实现本发明，可进一步为：所述模拟点火控制电路，该模拟点火控制电路包括三极管Q3；
在熄火线和参考电压端GND之间依次串接有电阻R12和电阻R1，所述电阻R12和电阻R1的公共端与三极管Q3的基极相连，所述三极管Q3的发射极参考电压端GND，所述三极管Q3的集电极经电阻接参考电压端GND，所述三极管Q3的集电极还与三极管Q4的基极相连，该三极管Q4的发射极经电阻R13与熄火线相连；
所述三级管Q4的集电极经电阻R8和电阻R5接参考电压端GND；
所述三极管Q4的发射极还与三极管Q6的基极相连，所述三极管Q6的集电极与所述电阻R1和所述电阻R12的公共端相连，所述三极管Q6的发射极经电阻C4与熄火线相连，在所述三极管Q6的发射极还与二极管D3的阳极相连，该二极管D3的阴极与所述三极管Q6的集电极相连；
在所述电阻R8和电阻R5的公共端还与三极管Q1的基极相连，该三极管Q1的发射极接参考电压端GND，所述三极管Q1的集电极与三极管Q2的基极相连，该三极管Q2的发射极与熄火线相连，该三极管Q2的集电极接参考电压端GND。
可进一步为：包括限速保护电路，该隔离器电路包括控制器，该控制器的信号采集端口与三极管Q7集电极相连，该三极管Q7的集电极还与电阻R17的一端相连，该电阻R17的另一端与控制器的第五端口相连；
该三极管Q7的基极进电阻R18与电阻R18的一端相连，该电阻R18的另一端与二极管D6的阴极相连，该二极管D6的阳极与熄火线相连；
在所述三极管Q7的发射极与基极之间并联设置有电阻R20和电容C9；
所述三极管Q7的发射极还与二极管D9的阳极相连，所述二极管D9阴极接参考电压端GND；
所述二极管D9的阴极还与可控硅Q8的阳极相连，该可控硅Q8的阴极与二极管D9的阳极相连；
所述可控硅Q8的控制端经电阻R19与控制器的控制端口相连；
所述可控硅Q8的可控端还经电阻R21与三极管Q7相连，在所述电阻R21的两端并联有电容C10。
进一步地：包括隔离器保护电路，所述隔离器保护电路包括控制端口OIL，该控制端口OIL经电阻与二极管D1阳极相连，该二极管D1阴极与二极管LED1阳极相连，该二极管LED1阴极与二极管D4阳极相连，该二极管D4阴极与熄火线相连，在所述二极管LED1的两端跨接有电容C2；
所述二极管D1的阴极还经电容C3与熄火线相连；
在所述二极管D1阴极和电阻R11公共端之间还与电阻R9的一端相连，该电阻R9的另一端与可控硅Q5的控制端相连，该可控硅Q5的阳极接参考电压端GND，该可控硅Q5的阴极经电阻R15与熄火线相连；
所述可控硅Q5的阴极和所述电阻R15的公共端还与二极管D2的阳极相连，该二极管D2的阴极还与二极管D1的阴极相连，在所述二极管D2的阳极与所述可控硅Q5的控制端之间连接有电阻R10；
所述可控硅Q5的控制端还依次经电容C1和电阻R14与熄火线相连。
本发明的有益效果为：第一，节省了通用发动机整机的安装位置,及人工成本，增加了机油提示功能，有效解决了模拟式TCI点火器的飞车问题。
第二，因将隔离器限速点火器集成于一体,有效减少了灌封料,减少了PCB尺寸,从而有效的降低了材料及制造成本。
第三，因多功能集成于一体能更好的排除发动机故障,有利于后期发动机的维护，节约了材料成本,增加了可靠性。
第四，因将隔离器限速点火器集成于一体,有效降低了制造不良率。
第五，已有的模拟式TCI点火器,在整机装配过程中在完成点火器安装后还需要在整机的其它位置安装机油隔离器,如需要飞车保护功能,还需要增加安装飞车保护模块。但现有点火器直接集隔离器,限速保护器和点火器一体节省了通用发动机整机的安装位置,及人工成本。
第六，避免了现有的模拟式TCI点火器配合普通隔离器使用时如果发生机油报警发动机则直接熄火,没有任何提示用户体验较差。同时，在隔离器集成与点火器以后增加了发光二极管驱动电路,在发生油位熄火时驱动发光二极管发关,从而提示用户已经发生油位熄火,提高了用户体验。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为模拟点火控制电路图；
图3为限速保护电路图；
图4为隔离器保护电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1至图4所示：
一体多功能通用汽油机点火器，包括模拟点火控制电路、隔离器电路和限速保护电路，所述模拟点火控制电路用于对流经点火器的初级线圈电流进行控制，使得点火器的次级线圈产生对应的高压，进行点火；
所述限速保护电路用于在发动机转速超过设定值时，将流经点火器初级线圈的电流与熄火线短接，使得点火器停止点火；
所述隔离器保护电路作用于当油位传感器采集到油位触信号时，将点火器初级线圈的电流与熄火线短接，使得点火器停止点火。
该模拟点火控制电路包括三极管Q3；
在熄火线和参考电压端GND之间依次串接有电阻R12和电阻R1，电阻R12和电阻R1的公共端与三极管Q3的基极相连，三极管Q3的发射极参考电压端GND，三极管Q3的集电极经并联的电阻R2、电阻R3和电阻R4后参考电压端GND，三极管Q3的集电极还与三极管Q4的基极相连，该三极管Q4的发射极经电阻R13与熄火线相连；
三级管Q4的集电极经电阻R8和电阻R5参考电压端GND；
三极管Q4的发射极还与三极管Q6的基极相连，三极管Q6的集电极与电阻R1和电阻R12的公共端相连，三极管Q6的发射极经电阻C4与熄火线相连，在三极管Q6的发射极还与二极管D3的阳极相连，该二极管D3的阴极与三极管Q6的集电极相连；
在电阻R8和电阻R5的公共端还与三极管Q1的基极相连，该三极管Q1的发射极参考电压端GND，三极管Q1的集电极与三极管Q2的基极相连，该三极管Q2的发射极与熄火线相连，该三极管Q2的集电极参考电压端GND。
针对隔离器电路，该隔离器电路包括控制器，该控制器为单片机，此处具体规格型号为PIC10F200。该控制器的信号采集端口与三极管Q7集电极相连，该三极管Q7的集电极还与电阻R17的一端相连，该电阻R17的另一端与控制器的电源端口相连；
该三极管Q7的基极与电阻R18的一端相连，该电阻R18的另一端与二极管D6的阴极相连，该二极管D6的阳极与熄火线相连；
在三极管Q7的发射极与基极之间并联设置有电阻R20和电容C9；
三极管Q7的发射极还与二极管D9的阳极相连，二极管D9阴极参考电压端GND；
二极管D9的阴极还与可控硅Q8的阳极相连，该可控硅Q8的阴极与二极管D9的阳极相连；
可控硅Q8的控制端经电阻R19与控制器的控制端口相连；
可控硅Q8的可控端还经电阻R21与三极管Q7相连，在电阻R21的两端并联有电容C10。
隔离器电路包括控制端口，该控制端口经电阻与二极管D1阳极相连，该二极管D1阴极与二极管LED1阳极相连，该二极管LED1阴极与二极管D4阳极相连，该二极管D4阴极与熄火线相连，在二极管LED1的两端跨接有电容C2；
二极管D1的阴极还经电容C3与熄火线相连；
在二极管D1阴极和电阻R11公共端之间还与电阻R9的一端相连，该电阻R9的另一端与可控硅Q5的控制端相连，该可控硅Q5的阳极参考电压端GND，该可控硅Q5的阴极经电阻R15与熄火线相连；
可控硅Q5的阴极和电阻R15的公共端还与二极管D2的阳极相连，该二极管D2的阴极还与二极管D1的阴极相连，在二极管D2的阳极与可控硅Q5的控制端之间连接有电阻R10；
可控硅Q5的控制端还依次经电容C1和电阻R14与熄火线相连。
本发明原理：
熄火线与熄火线控制端口Flameout相连，熄火线控制端口Flameout与熄火开关连接，当发动机需要停机时，将熄火线与参考电位端GND短接时点火器停止点火，此处参考电位端GND为发动机外壳。
油位熄火控制端为端口OIL，该油位熄火控制端口OIL与机油传感器相接，当机油传感器动作时触发油位熄火控制端OIL，点火器停止点火直到发动机停机。
模拟点火控制电路工作原理为，电路中利用三极管Q2作为功率管，三极管Q1、三极管Q2、三极管Q4、电阻R5和电阻R8共同组成达林顿驱动管，为初级线圈储能提供足够的驱动；
具体为，在飞轮转动时，飞轮的磁钢通过点火线圈T2的初级线圈时，在初级线圈上产生一个5-100V的初级电压，此时初级电流经并联的电阻R2、电阻R3和电阻R4作用在三极管Q4的基极，在三极管基极与发射极之间产生电压差令三极管Q4导通后，电流依次经电阻R5、电阻R8，经三极管Q4的集电极和发射极，再经电阻R13流回熄火线；
在电阻R8上产生的压降，使得三极管Q1的发射极与基极之间形成压差导通，三极管Q1的集电极电压作用在三极管Q2基极上，三极管Q2导通开始储能，当达到反馈量时，通过电流反馈电路关闭功率管Q2，此时因初级电流的突变，在初级线圈上会产生一个400V以上的自感电动势，这个电动势感应次级线圈，使次级线圈形成万伏高压完成点火。
电阻R13、三极管Q6和电容C4做为电流反馈回路，在三极管Q2储能期间，三极管Q4的发射极电流逐渐增大，在电阻R13上的压降也随之增加，当达到1.4V时三极管Q6集电极电平达到0.7V，此时三极管Q3开始导通，从而有效的关断了三极管Q2。
在熄火线一个点火负峰完成后，需要对电容C4的电荷进行泄放，而二级管D3做为三极管Q6的续流二极管，使电容C4的电荷量在熄火线上第二个负峰到来时，能够及时的泻放电容C4电上的电荷。电阻R1和电阻R12共同组成三极管Q3的偏置。
限速保护电路的工作为，电阻R18、电容C9、电阻R20、三极管Q7、电阻R17和电容C8共同构成触发电路部分为MCU提供可靠的周期信号；
三极管Q8、电阻R21、电容C10和电阻R19为熄火线控制部分，发动机转速超过预先设定的转速时，MCU发出控制信号驱动三极管Q8短接熄火线上的负峰值从而对发动机进行限速，二极管D5、电阻R16、电容C6和二极管D8组成电源稳压部分为MCU提供可靠的电源。
在限速电路中具体工作方式为，当发动机开始工作时，熄火线上的正峰电压通过二极管D5和电容R16向电容C6充电，电容C6向MCU连续供应电源。同时熄火线上的正峰通过二极管D6和电阻R18触发三极管Q7时MCU得到可靠的周期信号，当周期信号超过预先设定的周期值时，MCU3脚输出高电平控制可控硅三极管Q8。
三极管Q8在MCU的作用下具体工作方式为，在MCU3脚输出高电平控制可控硅三极管Q8导通后，熄火线上的负峰信号从参考电位端GND经三极管Q8后，从二极管D5与熄火线短接，回到初级线圈，使得初级线圈不能进行点火，从而完成限速。
隔离器保护电路的工作方式为，当发生油位触信号时,直接利用点火器负峰电压进行RC电荷累计,直到储能电容上的电位值达到可触发熄火可控硅Q5的触发电压值时,熄火可控硅Q5发生熄火，同时通过反馈电路给储能电容C1续流，保证完全可靠的熄火，电路中由于采用负峰脉冲式储能,且储能电容C1为uF级容量,使电路有很好的抗干扰性,有效消除油位传感器的误触发和机械抖动问题。具体方式为，当发动机工作时，油位熄火控制端OIL发生油位接地现象时，电流通过电阻R6、电阻R7和二极管D1向电容C3充电，当电容C3上的电压足以触发可控硅Q5时，可控硅Q5触发初级线圈的电流通过可控硅Q5流向熄火线，同时电阻R14、电阻R15、二极管D12构成反馈回路向电容C3再充电，同时电容C3的电流通过电阻R11驱动发光二极管LED1，使发光二极管LED1发出油位报警信号，直到发动机停机。
Claims (4)
1.一体多功能通用汽油机点火器，其特征在于：包括模拟点火控制电路、限速保护电路和隔离器保护电路，所述模拟点火控制电路用于对流经点火器的初级线圈电流进行控制，使得点火器的次级线圈产生对应的高压，进行点火；
所述限速保护电路用于在发动机转速超过设定值时，将流经点火器初级线圈的电流与熄火线短接，使得点火器停止点火；
所述隔离器保护电路作用于当油位传感器采集到油位触信号时，将点火器初级线圈的电流与熄火线短接，使得点火器停止点火。
2.根据权利要求1所述一体多功能通用汽油机点火器，其特征在于：所述模拟点火控制电路包括三极管Q3，在熄火线和参考电压端GND之间依次串接有电阻R12和电阻R1，所述电阻R12和电阻R1的公共端与三极管Q3的基极相连，所述三极管Q3的发射极参考电压端GND，所述三极管Q3的集电极经电阻接参考电压端GND，所述三极管Q3的集电极还与三极管Q4的基极相连，该三极管Q4的发射极经电阻R13与熄火线相连；
所述三级管Q4的集电极经电阻R8和电阻R5接参考电压端GND；
所述三极管Q4的发射极还与三极管Q6的基极相连，所述三极管Q6的集电极与所述电阻R1和所述电阻R12的公共端相连，所述三极管Q6的发射极经电阻C4与熄火线相连，在所述三极管Q6的发射极还与二极管D3的阳极相连，该二极管D3的阴极与所述三极管Q6的集电极相连；
在所述电阻R8和电阻R5的公共端还与三极管Q1的基极相连，该三极管Q1的发射极接参考电压端GND，所述三极管Q1的集电极与三极管Q2的基极相连，该三极管Q2的发射极与熄火线相连，该三极管Q2的集电极接参考电压端GND。
3.根据权利要求2所述一体多功能通用汽油机点火器，其特征在于：所述限速保护电路包括控制器，该控制器的信号采集端口与三极管Q7集电极相连，该三极管Q7的集电极还与电阻R17的一端相连，该电阻R17的另一端与控制器的电源端口相连；
该三极管Q7的基极与电阻R18的一端相连，该电阻R18的另一端与二极管D6的阴极相连，该二极管D6的阳极与熄火线相连；
在所述三极管Q7的发射极与基极之间并联设置有电阻R20和电容C9；
所述三极管Q7的发射极还与二极管D9的阳极相连，所述二极管D9阴极接参考电压端GND；
所述二极管D9的阴极还与可控硅Q8的阳极相连，该可控硅Q8的阴极与二极管D9的阳极相连；
所述可控硅Q8的控制端经电阻R19与控制器的控制端口相连；
所述可控硅Q8的可控端还经电阻R21与三极管Q7相连，在所述电阻R21的两端并联有电容C10。
4.根据权利要求3所述一体多功能通用汽油机点火器，其特征在于：所述隔离器保护电路包括控制端口OIL，该控制端口OIL经电阻与二极管D1阳极相连，该二极管D1阴极与二极管LED1阳极相连，该二极管LED1阴极与二极管D4阳极相连，该二极管D4阴极与熄火线相连，在所述二极管LED1的两端跨接有电容C2；
所述二极管D1的阴极还经电容C3与熄火线相连；
在所述二极管D1阴极和电阻R11公共端之间还与电阻R9的一端相连，该电阻R9的另一端与可控硅Q5的控制端相连，该可控硅Q5的阳极接参考电压端GND，该可控硅Q5的阴极经电阻R15与熄火线相连；
所述可控硅Q5的阴极和所述电阻R15的公共端还与二极管D2的阳极相连，该二极管D2的阴极还与二极管D1的阴极相连，在所述二极管D2的阳极与所述可控硅Q5的控制端之间连接有电阻R10；
所述可控硅Q5的控制端还依次经电容C1和电阻R14与熄火线相连。
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