CN2171692Y

CN2171692Y - 电子点火器

Info

Publication number: CN2171692Y
Application number: CN 93237543
Authority: CN
Inventors: 张家宁; 王东宏; 陆健; 赵正生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-08-24
Filing date: 1993-08-24
Publication date: 1994-07-13
Anticipated expiration: 2003-08-24

Abstract

一种电子点火器，适用于各种负极搭铁白金触点和无触点式各类汽油发动机上。它由开关电路，驱动电路及新增加的可控补偿电路组成。开关电路由射随器与时基电路组成，驱动电路由射随器与开关驱动管组成，可控补偿电路由双时基电路、PNP三极管以及驱动开关管等组成。它提高了放电的高压幅值、放电能量、发火强度和点火维持时间，尤其是当发动机转速和负荷在很大工况变化范围内时，也能保持发动机工作在最佳工作状态。

Description

本实用新型涉及发动机的控制发火装置，适用于各种负极搭铁白金触点和无触点式各类汽油发动机上。

目前国内90％以上的汽油车仍使用传统的卡特林点火系统，即白金触点控制发火装置。为了适应现代汽车发动机高转速、高压缩比、大功率、低污染、低油耗的发展趋势，大力发展高性能的电子点火装置势在必行。在国外已有较高比率的汽油机上已使用了晶体管点火装置。虽然这种电子点火装置对发动机功率和油耗等指标有不同程度的提高，但仍受到技术和产品商业价值等因素的约束，存在着以下不足：（1）仍受到起动时电瓶压降的影响，起动性能难以提高；（2）未解决点火开关开启，而白金触点处于闭合状态时对电磁线圈和电瓶的影响，这种情况会造成线圈和功率管热损坏，同时也会造成电瓶的过度放电；（3）由于一般功率管的开关速度不高，因而对电磁线圈在充电时间上，尤其是在放电过程的高压形成和能量的有效释放仍显不足，体现在功率管上有较大的热损耗，影响了系统的总效率；（4）在国外普遍运用减小初级绕组电感和内阻的办法来达到总放电能量的提高和充电蓄能时间的下降，然而从技术角度和商品角度来看，线圈容量上升和晶体管内阻减小即功率的加大，是有限度的，同时也无法解决充电电流从发动机低转速到高转速整个工况下的供流不匀的问题，而且初级电流越大，矛盾就越突出；（5）由于总效率和总放电能量的提高，使得放电时间延长，在低转速时有节油效果，但随着发动机转速的提高，形成的高压和放电总能量受充电蓄能时间缩短的影响随之下降，因而在发动机高速时节油效果不佳，而国内的晶体管点火器都未改变线圈的参数，则在中速时放电能量开始线性下降；（6）当火花塞受到积炭或其它污染物阻塞时，由于高压生成线形受到功率管拖尾电流的影响（实际是抑制了线圈磁通量的变化率）而不陡直，会造成高压峰值下降，发火不足，降低了点火系统的可靠性，严重时会出现缺火和断火现象，目前的晶体管点火器很难解决这个问题。

鉴于以上所列的不足，本实用新型目的旨在设计一种电子点火器，它能提高放电的高压幅值、放电能量、发火强度和点火维持时间，实现发动机功率的提高、排放污染物和油耗的下降，尤其是当发动机转速和负荷在很大工况变化范围内时，也能保持发动机工作在最佳工作状态。

本实用新型的目的是这样实现的：它由开关电路和驱动电路等部分组成：（1）开关电路中有一由射随器T₁与时基电路IC₁组成的触发电路，三端稳压源IC₂与T₁的集电极连接，并通过D₂、D₃与IC₁的脚8连接，与T₁基极连接的R₂和C₂组成一充放电回路，T₁的发射极通过并联的C₃和R₄与IC₁的脚2、脚6连接，IC₁的放电端脚7与驱动电路连接；（2）驱动电路中有一由射随器T₂和开关驱动管T₃组成的驱动器，T₂的发射极与T₃的栅极相接，T₂的基极与发射极之间接有一D₅，T₃的漏极与电磁线圈L₁以及D₈、C₁₂连接；（3）三端稳压源IC₂以及IC₁的脚3还连接了一可控补偿电路，IC₃为一双时基电路，它的脚1、脚2接在R₇与C₆的串联之中，脚6通过C₅与IC₁的脚3连接，组成一单稳态电路，脚5经由R₉、C₇组成的积分电路与T₄的基极连接，脚8、脚12、脚13与C₁₀、R₁₀、R₁₁连接，组成一振荡电路，脚9通过R₁₂、R₁₄与开关驱动管T₅的栅极连接，T₅的漏极接电磁线圈L₂的初级。

下面结合附图对本实用新型的一个实施例作详细的描述。

图1是本实用新型一个实施例的电路原理图。

由开关电路、驱动电路以及新增加的可控补偿电路组成的电子点火器，开关电路中有一由射随器T₁和时基电路IC₁组成的触发电路，三端稳压源IC₂与T₁的集电极连接，通过D₂、D₃与IC₁的脚8连接，并与IC₃连接，为T₁、IC₁以及IC₃提供稳定的工作电压，它能抑制电源波动的影响，抗干扰强度高。D₂、D₃的接入可使IC₁的工作电压始终低于T₁的工作电压，触发可靠，抗干扰能力提高。R₂兼做T₁的偏流电阻，C₂为白金触点S的输入耦合电容，R₂与C₂组成一充放电回路。当白金触点处于闭合状态时，R₂、C₂组成充电回路；反之，当白金触点S处于断开状态时，R₃、C₂组成放电回路，C₁与S并联，R₁为白金触点S的限流电阻，为使白金触点工作可靠和形成自洁作用，宜选用一定阻值的电阻，电容C₁可适当大些，以保证白金触点有300～500mA的电流。T₁的发射极通过并联的C₃和R₄与IC₁的触发端脚2和脚6连接，C₃、R₄分别为IC₁的耦合电容和电阻。IC₁的放电端脚7与R₆及驱动电路连接，R₆既是脚7的负载电阻，又是驱动电路中T₂的偏置电阻，通过它电压可以获得提升。IC₁的控制端脚5与D₄和R₅连接。

驱动电路中有一由射随器T₂和驱动开关管T₃组成的“图腾式”驱动器，T₂的发射极与T₃的栅极相接，T₂的基极与发射极之间接有一D₅，D₅，可为T₃栅极的卸荷提供通道，与之连接的D₆可以保护栅压在规定范围内。T₃的漏极与电磁线圈L₁以及D₈、C₁₂连接，L₁、D₈、C₁₂又与D₉连接。设置C₁₂的目的是为了形成振荡以改变线形和蓄一部分能量。D₈为一整流管，起隔离作用。

三端稳压源IC₂以及IC₁的脚3还连接了一可控补偿电路，IC₃是双时基电路，它的IC₃（a）与IC₃（b）分别与其它元器件组成一稳态电路和一振荡电路。IC₃的脚1、脚2接在R₇与C₆的串联之中，脚6通过C₅与IC₁的脚3连接，脚6还与D₇、R₈连接，D₇为防止正跳沿误触发而设置，C₆要＞＞C₅。R₉、C₇为积分电路，脚5经积分电路与T₄的基极连接，为T₄的基极提供控制电压，电压的大小由发动机的转速决定，转速高时电压就高。同时，改变R₇的大小可以改变脉冲的宽度，得到与转速相关的控制电压范围。IC₃的脚8、脚12、脚13与C₁₀、R₁₀、R₁₁连接，组成一振荡电路。振荡频率由R₁₀、R₁₁、C₁₀决定，占空比由R₁₀、R₁₁的电阻比值大小决定。脉冲驱动电阻和调节功能由T₃、T₄完成。IC₃的脚9为输出端，它通过R₁₂、R₁₄与开关驱动管T₅的栅极连接，使输出的脉冲电压通过R₁₂和R₁₄加在T₅的栅极。T₅的漏极接电磁线圈L₂的初级，故漏极电压通过L₂加入，R₁₄为抑制自激而设置。L₂的次级与D₁₀连接。整流后的脉动电流由C₁₂滤波，C₁₁是使脉冲波变成为积分波。

当点火开关开启而白金触点S处在闭合状态时，R₂与C₂组成充电回路，当充到一定的时间（由R₂、C₂的阻容值决定）后，T₁的基极电位高到使IC₁斯密特触发器翻转，这样就可以保证在点火开关开启后而白金触点S处于闭合状态时，电磁线圈L₁上不能通过电流。当IC₁的输入处于高电位时，IC₁内的电平比较器B与脚2的电平相比较后使脚7处于低电平；当IC₁的输入处于低电位时，IC₁内的电平比较器与脚6的电平相比较后使脚7处于高电平。因此，由于脚2、脚6输入电位的变化，使得脚7的输出电位发生变化，这样IC₁使输入的白金触点信号通过比较器的比较，输出了线性陡直的整形脉冲波。由于R₆的存在，当脚7为低电平时，脚7与负极之间的阻值很小，电流通过对脚7的灌流，使脚7为低电位，因而保证了T₂的基极也是低电位，T₃不形成输出状态；当脚7为高电平时，脚7阻塞无灌流，脚7电位被提升，电压Vcc加到了T₂的基极，以保证输出的电位较高，驱动能力得到加强。R₅和D₄在IC₁的脚5形成一定的电位，控制此电位的大小能保证让输入信号波形的变化有一定回差，即当该电位大于2／3Vcc和小于1／3Vcc时能可靠翻转。当脚5的电位高些时，回差也会增加，较大的回差能抑制电噪声，提高电路的抗干扰能力。D₈为整流管，当发动机未发动时，首先通过D₉给C₁₂充电，D₈起隔离作用，当电瓶起动电压下降时，C₁₂上的电量提供给线圈L₁，大大提高了起动性能。当IC₃输入脉冲下沿时脚6电位低，脚1阻塞，C₆充电，当C₆充到2／3Vcc时脚2使脚5回到了稳态。R₉、C₇的积分电压加在T₄在基极，当电压高即反应到转速高时，PNP管T₄导通率下降，内阻加大，脚9输出的电压全加在T₅的栅极，T₅的驱动能力加强；当积分电压下降，即转速下降时，T₄正偏，内阻下降，R₁₂与T₄起分压作用，减小了T₅的栅极电压，调节完成。

本实用新型具有以下特点：

（1）由于电路采用了T₁和T₂的发射极耦合，IC₁为CMOS集成电路，特别是T₃选用了VMOS开关功率管，故开关速度快，几乎没有拖尾电流，延时时间为20ns左右，因此生成的电压幅值很高，测试初级电压为520～540V，比以往所用晶体管提高了200～300V；

（2）由于电路采用了两节电容耦合，故抗电磁场干扰能力大大增强，实测证明：在0.1ms时未出现波形畸变和寄生振荡现象，另外，由于C₁和IC₁回差电压的选择对白金触点的接触不良和抖动产生的电噪声有良好的去除作用，并能保证电路的良好输出线形；

（3）由于电路在点火线圈的正极加了补偿电压，故保证了在中、高速度时形成高压和放电能量不下降，这对节省油耗和功率的提高，尤其是引入高速稀化节油手段极其有利；

（4）由于电路设置了充电回路R₂、C₂，故在很短时间内，功率管T₃会自动处于关断状态，起到了保护电瓶、电磁线圈以及功率管的作用；

（5）由于电路能保证有很高的放电电压，故对结碳敏感度大大下降，并对火花塞有很强的自洁效果；

（6）由于电路的效率高，体现在功率管上的热损小，其总放电能量较以往的电子点火器高，因此放电能量释放的时间更长，节油效果更明显；

（7）由于电路的工作点都在较低的负荷状态下工作，故元器件的寿命较长，工作状态稳定。

Claims

1、一种电子点火器，由开关电路和驱动电路等部分组成，其特征在于：

(1)开关电路中有一由射随器T₁与时基电路IC₁组成的触发电路，三端稳压源IC₂与T₁的集电极连接，并通过D₂、D₃与IC₁的脚8连接，与T₁基极连接的R₂和C₂组成一充放电回路，T₁的发射极通过并联的C₃和R₄与IC₁的脚2、脚6连接，IC₁的放电端脚7与驱动电路连接；

(2)驱动电路中有一由射随器T₂和开关驱动管T₃组成的驱动器，T₂的发射极与T₃的栅极相接，T₂的基极与发射极之间接有一D₅，T₃的漏极与电磁线圈L₁以及D₈、C₁₂连接；

(3)三端稳压源IC₂以及IC₁的脚3还连接了一可控补偿电路，IC₃为一双时基电路，它的脚1、脚2接在R₇和C₆的串联之中，脚6通过C₅与IC₁的脚3连接，组成一单稳态电路，脚5经由R₉、C₇组成的积分电路与T₄的基极连接，脚8、脚12、脚13与C₁₀、R₁₀、R₁₁连接，组成一振荡电路，脚9通过R₁₂、R₁₄与开关驱动管T₅的栅极连接，T₅的漏极接电磁线圈L₂的初级。