CN204099102U - 一种汽车点火模块的延时关断电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车点火模块的延时关断电路，其中，所述汽车点火模块的延时关断电路包括比较放大器、用于根据比较外部控制信号控制外部点火模块的启闭的比较模块和RC积分模块。所述RC积分模块具有控制外部点火模块延时关断的功能，延时的时间即为外部点火模块可连续导通的最大导通时间，在最大导通时间内，外部点火模块正常工作，当外部点火模块的导通时间超过最大导通时间时，RC积分模块输出电平信号给比较模块，使比较模块控制外部点火模块断开，实现了外部点火模块的延时关断，即在最大导通时间内关断点火模块，避免了点火模块出现非正常情况下的长时间导通，防止点火模块烧坏。

Description

一种汽车点火模块的延时关断电路

技术领域

本实用新型涉及汽车发动机点火系统领域，特别涉及一种汽车点火模块的延时关断电路。

背景技术

在汽车点火系统中，现有点火电路的点火模块通常由功率管和信号处理电路构成，外部控制信号通过控制功率管的通断来控制点火电路中的点火线圈工作，使点火线圈储能后瞬间释放高电压点火。其中，所述控制信号由汽车ECU（Electronic Control Unit，电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等）产生，为脉冲方波。一般控制信号为高电平时点火线圈的初级绕组导通，为低电平时点火线圈的初级绕组关断。高电平脉宽控制点火线圈的初级绕组的导通时间，在点火线圈的初级绕组导通后，初级绕组中的电流按指数函数上升，导通时间越长，电流就越大，直至达到初级绕组的饱和电流。

由于汽车ECU产生的脉冲方波（控制信号）是根据发动机转速、水温、电压和各种传感器信号来控制高电平脉宽的，当停车时，汽车ECU产生的脉冲方波（控制信号）很可能持续保持高电平，导致点火模块和点火线圈长时间流过大电流，造成点火模块和点火线圈烧坏。同时，汽车ECU也有可能产生错误的持续高电平控制信号，造成点火模块和点火线圈烧坏。

因而，现有的汽车点火电路安全性还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种汽车点火模块的延时关断电路，通过设置RC积分模块，来实现点火模块的延时关断，从而控制点火线圈的最大导通时间，保护点火线圈不被烧坏。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种汽车点火模块的延时关断电路，包括：

比较放大器；

用于根据比较外部控制信号控制外部点火模块的启闭的比较模块；

用于控制外部点火模块延时关断的RC积分模块；

所述比较放大器的正相输入端为外部控制信号输入端，所述比较放大器的输出端连接比较模块的第1端，所述RC积分模块的输入端连接延时关断电路的供电端，RC积分模块的输出端连接比较模块的第2端，所述比较模块的第3端为延时关断电路的信号输出端、连接外部点火模块。

所述的汽车点火模块的延时关断电路中，所述RC积分模块包括第一电阻和第一电容，所述第一电阻的一端连接所述延时关断电路的供电端，所述第一电阻的另一端连接比较模块的第2端和第一电容的一端，所述第一电容的另一端接地。

所述的汽车点火模块的延时关断电路中，所述比较模块包括比较器，所述比较器的正相输入端连接比较放大器的输出端，所述比较器的反相输入端连接第一电阻的另一端和第一电容的一端，所述比较器的输出端连接外部点火模块。

所述的汽车点火模块的延时关断电路中，还包括由第二电阻和第三电阻构成的分压模块，所述第二电阻的一端连接延时关断电路的供电端，所述第二电阻的另一端连接比较放大器的输出端和比较器的正相输入端、还通过所述第三电阻接地。

所述的汽车点火模块的延时关断电路中，还包括二极管，所述二极管的正极连接第一电容的一端、第一电阻的另一端和比较器的反相输入端，所述二极管的负极连接比较放大器的输出端、第二电阻的另一端和比较器的正相输入端。

所述的汽车点火模块的延时关断电路中，所述比较模块还包括反馈电阻，所述比较器的正相输入端通过反馈电阻连接比较器的输出端。

所述的汽车点火模块的延时关断电路中，所述比较模块还包括反馈电容，所述比较器的反相输入端通过所述反馈电容连接比较器的输出端。

相较于现有技术，本实用新型提供的汽车点火模块的延时关断电路，通过RC积分模块的积分延时作用，使点火模块在一定的时间段内正常工作，当超过RC积分模块的延时时间时，RC积分模块输出信号关断点火模块，从而实现了点火模块的延时关断，即在一定的时间内关断点火模块，避免了点火模块出现非正常情况下的长时间导通，防止点火模块烧坏。

附图说明

图1为本实用新型提供的汽车点火模块的延时关断电路第一较佳实施例的电路图。

图2为本实用新型提供的汽车点火模块的延时关断电路第一较佳实施例的延时关断输出的波形图。

图3为本实用新型提供的汽车点火模块的延时关断电路第二较佳实施例的电路图。

图4为本实用新型提供的汽车点火模块的延时关断电路第二较佳实施例的延时关断输出的波形图。

具体实施方式

本实用新型提供一种汽车点火模块的延时关断电路，通过设置比较放大器、RC积分模块和比较模块，在现有点火模块基础上增加了电流延时关断保护功能，避免点火模块及点火线圈在停车状态下及汽车ECU产生错误控制信号时被烧坏。

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型提供的汽车点火模块的延时关断电路的第一较佳实施例，包括比较放大器U1、用于根据比较外部控制信号控制外部点火模块的启闭的比较模块10和用于控制外部点火模块延时关断的RC积分模块20；所述比较放大器U1的正相输入端为外部控制信号输入端，所述比较放大器U1的输出端连接比较模块10的第1端，所述RC积分模块20的输入端连接延时关断电路的供电端J1，RC积分模块20的输出端连接比较模块10的第2端，所述比较模块10的第3端为延时关断电路的信号输出端、连接外部点火模块。

所述RC积分模块20具有控制外部点火模块延时关断的功能，延时的时间即为外部点火模块的最大导通时间；在所述最大导通时间内，外部点火模块正常工作，当外部点火模块的导通时间超过最大导通时间时，RC积分模块20输出电平信号给比较模块10，使比较模块10控制外部点火模块断开，实现了外部点火模块的延时关断，即在最大导通时间内关断点火模块，避免了点火模块出现非正常情况下的长时间导通，防止点火模块烧坏。

请继续参阅图1，所述的RC积分模块20包括第一电阻R1和第一电容C1，所述第一电阻R1的一端连接所述延时关断电路的供电端J1，所述第一电阻R1的另一端连接比较模块10的第2端和第一电容C1的一端，所述第一电容C1的另一端接地。所述RC积分模块20通过延时关断电路的供电端J1给第一电容C1充电，通过第一电阻R1和第一电容C1形成的RC积分电路，实现RC积分模块20控制外部点火模块延时关断的功能；当然，所述RC积分模块20还可以通过编程的方式，实现控制外部点火模块延时关断的功能。

其中，所述比较模块10包括比较器U2，所述比较器U2的正相输入端连接比较放大器U1的输出端，所述比较器U2的反相输入端连接第一电阻R1的另一端和第一电容C1的一端，所述比较器U1的输出端连接外部点火模块。当比较器U2的正相输入端的电压大于其反相输入端的电路时，比较器U2输出高电平，此时点火模块导通，当比较器U2的正相输入端的电压小于其反相输入端的电路时，比较器U2输出低电平，点火模块关断进行点火。

本实用新型实施例中，所述汽车点火模块的延时关断电路还包括由第二电阻R2和第三电阻R3构成的分压模块30，所述分压模块30用于确保比较器U2反相输入端的电压随着第一电容C1的充电能大于正相输入端的电压；所述第二电阻R2的一端连接延时关断电路的供电端J1，所述第二电阻R2的另一端连接比较放大器U1的输出端和比较器U2的正相输入端、还通过所述第三电阻R3接地。

进一步的，所述汽车点火模块的延时关断电路还包括二极管D1，所述二极管D1用于当比较器U2的正相输入端处于低电平时，将比较器U2的反相输入端的电量快速释放；所述二极管D1的正极连接第一电容C1的一端、第一电阻R1的另一端和比较器U2的反相输入端，所述二极管D1的负极连接比较放大器U1的输出端、第二电阻R2的另一端和比较器U2的正相输入端。

请继续参阅图1，本实用新型实施例中，延时关断电路的供电端J1通过第一电阻R1输出模拟电压信号给比较器U2的反相输入端，并给第一电容C1充电。当比较放大器U1的正相输入端输入低电平信号时（即外部控制信号为低电平时），低电平信号经比较放大器U1比较放大后，输出给比较器U2的正相输入端；此时，比较器U2的正相输入端的电压低于其反相输入端，比较器U2输出低电平给外部点火模块，关断外部点火模块，同时，比较器U2的反相输入端和第一电容C1的电量通过二极管D1快速释放。当比较放大器U1的正相输入端输入高电平信号时（即外部控制信号为高电平时），高电平信号经比较放大器U1比较放大后，输出给比较器U2的正相输入端；此时，比较器U2的正相输入端的电压高于其反相输入端，比较器U2输出高电平给外部点火模块，导通外部点火模块，同时第一电容C1开始充电，当第一电容C1充电饱和时，即外部点火模块导通时间达到最大导通时间时，比较器U2的正相输入端的电压低于反相输入端，使比较器U2输出低电平给外部点火模块，关断外部点火模块，由此实现了点火模块的延时关断。

进一步的，通过设置RC积分模块20的第一电阻R1和第一电容C1的相关参数，即可设置外部点火模块持续导通的最大导通时间（即RC积分模块20控制外部点火模块延时关断的延时时间）；所述最大导通时间的设置原则为：在最大导通时间内，外部点火模块的电流远远不足以烧坏点火模块和点火模块内的点火线圈，同时，最大导通时间远远大于点火模块内的点火线圈达到正常关断电流所需的导通时间。本实用新型实施例中，优选的最大导通时间为10ms~1000ms区间内的任意值。

由此可知，通过RC积分模块20设置外部点火模块持续导通的最大导通时间，在外部点火模块持续导通超过最大导通时间时，强制断开外部点火模块，避免因导通时间过长而烧坏点火模块和点火模块的点火线圈，而且，因最大导通时间远远大于外部点火模块的点火线圈达到正常关断电流所需的导通时间，故不会影响外部点火模块的正常工作，实现了对外部点火模块的延时关断。

请继续参阅图1，所述比较模块10还包括反馈电阻R4，所述比较器U2的正相输入端通过反馈电阻R4连接比较器U2的输出端。所述反馈电阻R4用于提高比较器U2的转换响应速度，使比较器U2输出端输出的信号稳定而迅速（垂直）的从高电平下降到低电平，即外部点火模块电流可靠的垂直关断，点火线圈产生一个火花，具体波形如图2所示，图中实线箭头表示比较器U2输出端输出的信号从高电平开始下降的时刻。

本实用新型提供的第一较佳实施例通过在比较器U2的正相输入端和输出端之间加一个反馈电阻R4，当外部点火模块连续导通时间超过最大导通时间时，可确保实现外部点火模块的硬关断，即确保立即关断外部点火模块，提高了延时关断点火模块的稳定性。

请参阅图3，为本实用新型第二较佳实施例的电路图，与其上述第一较佳实施例的不同之处在于，所述比较模块10包括比较器U2和反馈电容C2，所述比较器U2的反相输入端通过所述反馈电容C2连接比较器U2的输出端。所述反馈电容C2用于使比较器U2输出的信号稳定、缓慢的从高电平下降到低电平，从而实现外部点火模块的电流软关断功能，外部点火模块的点火线圈不产生火花，具体波形如图4所示，图中实线箭头表示比较器U2输出端输出的信号从高电平开始下降的时刻。

本实用新型提供的第二较佳实施例通过在比较器U2的反相输入端和输出端之间加一个反馈电容C2，当外部点火模块连续导通时间超过最大导通时间时，可确保实现外部点火模块的软关断，即确保稳定、缓慢的关断外部点火模块，提高了延时关断点火模块的稳定性和安全性，有效地保护了外部点火模块的电子元器件。

本实用新型提供的汽车点火模块的延时关断电路，通过设置RC积分模块，在点火模块连续导通的时间超过设置的最大导通时间时，强行关断点火模块，解决了点火模块在停车状态下及汽车ECU产生错误控制信号时容易导致自身及点火线圈烧坏的问题，提高了汽车点火电路的安全性和稳定性。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种汽车点火模块的延时关断电路，其特征在于，包括：

比较放大器；

用于根据比较外部控制信号控制外部点火模块的启闭的比较模块；

用于控制外部点火模块延时关断的RC积分模块；

所述比较放大器的正相输入端为外部控制信号输入端，所述比较放大器的输出端连接比较模块的第1端，所述RC积分模块的输入端连接延时关断电路的供电端，RC积分模块的输出端连接比较模块的第2端，所述比较模块的第3端为延时关断电路的信号输出端、连接外部点火模块。

2.根据权利要求1所述的汽车点火模块的延时关断电路，其特征在于，所述RC积分模块包括第一电阻和第一电容，所述第一电阻的一端连接所述延时关断电路的供电端，所述第一电阻的另一端连接比较模块的第2端和第一电容的一端，所述第一电容的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的汽车点火模块的延时关断电路，其特征在于，所述比较模块包括比较器，所述比较器的正相输入端连接比较放大器的输出端，所述比较器的反相输入端连接第一电阻的另一端和第一电容的一端，所述比较器的输出端连接外部点火模块。

4.根据权利要求3所述的汽车点火模块的延时关断电路，其特征在于，还包括由第二电阻和第三电阻构成的分压模块，所述第二电阻的一端连接延时关断电路的供电端，所述第二电阻的另一端连接比较放大器的输出端和比较器的正相输入端、还通过所述第三电阻接地。

5.根据权利要求4所述的汽车点火模块的延时关断电路，其特征在于，还包括二极管，所述二极管的正极连接第一电容的一端、第一电阻的另一端和比较器的反相输入端，所述二极管的负极连接比较放大器的输出端、第二电阻的另一端和比较器的正相输入端。

6.根据权利要求3-5任意一项所述的汽车点火模块的延时关断电路，其特征在于，所述比较模块还包括反馈电阻，所述比较器的正相输入端通过反馈电阻连接比较器的输出端。

7.根据权利要求3-5任意一项所述的汽车点火模块的延时关断电路，其特征在于，所述比较模块还包括反馈电容，所述比较器的反相输入端通过所述反馈电容连接比较器的输出端。