DE102017109811B3 - Power supply circuit for a corona igniter and corona ignition system - Google Patents

Power supply circuit for a corona igniter and corona ignition system Download PDF

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Abstract

Beschrieben wird eine Spannungsversorgungsschaltung für einen Koronazünder, mit zwei Anschlusskontakten zum Anschließen des Koronazünders (1), einer ersten Gleichspannungsquelle (2), deren positiver Ausgang über einen Transistorschalter (4) an einen ersten der beiden Anschlusskontakte und deren negativer Ausgang an einen zweiten der beiden Anschlusskontakte an-geschlossen sind, einer zweiten Gleichspannungsquelle (3), deren negativer Ausgang über einen zweiten Transistorschalter (5) an den ersten Anschlusskontakt und deren positiver Ausgang an den zweiten Anschlusskontakt angeschlossen sind, und einer Steuerschaltung (6), um die beiden Transistorschalter (4, 5) mit einer Hochfrequenz abwechselnd in einen leitenden Zustand zu schalten und dadurch den Koronazünder (1) anzuregen.Described is a power supply circuit for a Koronazünder, with two terminals for connecting the Koronazünders (1), a first DC voltage source (2), the positive output via a transistor switch (4) to a first of the two terminals and their negative output to a second of the two Connection contacts are connected to a second DC voltage source (3) whose negative output via a second transistor switch (5) to the first terminal contact and whose positive output to the second terminal contact are connected, and a control circuit (6) to the two transistor switches ( 4, 5) alternating with a high frequency in a conductive state and thereby to stimulate the Koronazünder (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannungsversorgungsschaltung für einen Koronazünder sowie ein Koronazündsystem.The invention relates to a power supply circuit for a Koronazünder and a Koronazündsystem.

Koronazünder werden manchmal auch als Koronazündeinrichtungen bezeichnet und sind beispielsweise in DE 10 2012 110 362 B4 , DE 10 2013 112 039 A1 , AT 507 748 A1 , DE 10 2013 111 806 B3 sowie DE 10 2010 062 305 A1 beschrieben. Koronazündsysteme bestehen aus einem Koronazünder und einer Spannungsversorgungsschaltung für den Koronazünder.Corona detonators are sometimes referred to as corona ignition devices and are, for example, in DE 10 2012 110 362 B4 . DE 10 2013 112 039 A1 . AT 507 748 A1 . DE 10 2013 111 806 B3 such as DE 10 2010 062 305 A1 described. Corona ignition systems consist of a corona igniter and a power supply circuit for the corona detonator.

Ein typisches Koronazündsystem wird beispielsweise in der US 2004/0129241 A1 beschrieben. Bei derartigen Koronazündsystemen bildet der Koronazünder einen elektrischen Schwingkreis, der von der Spannungsversorgungsschaltung mit einer Hochfrequenz angeregt wird. Das wesentliche Element dieser Spannungsversorgungsschaltung ist ein Transformator mit Mittenabgriff, der mit einem Schaltgerät zusammen arbeitet, welches eine vorgebbare Gleichspannung abwechselnd an die beiden durch den Mittenabgriff getrennten Primärwicklungen des Transformators legt. Die Sekundärwicklung des Transformators ist an den Koronazünder angeschlossen und regt den darin enthaltenen Reihenschwingkreis resonant an.A typical corona ignition system is used in the US 2004/0129241 A1 described. In such Koronazündsystemen the Koronazünder forms an electrical resonant circuit, which is excited by the power supply circuit with a high frequency. The essential element of this power supply circuit is a center-tapped transformer which cooperates with a switching device which applies a predeterminable DC voltage alternately to the two primary windings of the transformer separated by the center tap. The secondary winding of the transformer is connected to the Koronazünder and resonates the series resonant circuit contained therein.

Derartige Transformatoren sind in der Herstellung relativ aufwendig. Zudem können bei Fehlanpassungen große Lasten auftreten, so dass komplexe Schutzelemente gegen Überspannungen erforderlich sind.Such transformers are relatively expensive to manufacture. In addition, large loads can occur in case of mismatches, so that complex protection elements against overvoltages are required.

Aufgabe der Erfindung ist es einen Weg aufzuzeigen, wie kostengünstig eine Spannungsversorgungsschaltung für einen Koronazünder geschaffen werden kann.The object of the invention is to show a way how inexpensive a power supply circuit for a corona igniter can be created.

Diese Aufgabe wird durch eine Spannungsversorgungsschaltung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.This object is achieved by a power supply circuit having the features specified in claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Spannungsversorgungsschaltung hat zwei Anschlusskontakte zum Anschließen des Koronazünders. Die Spannungsversorgungsschaltung enthält zwei Gleichspannungsquellen, mit denen ein an die beiden Anschlusskontakte angeschlossener Koronazünder mit Spannung versorgt werden kann. Eine erste Gleichspannungsquelle hat einen positiver Ausgang, der über einen Transistorschalter an einen ersten der beiden Anschlusskontakte angeschlossen ist, und einen negativen Ausgang, der an einen zweiten der beiden Anschlusskontakte angeschlossen ist. Eine zweite Gleichspannungsquelle hat einen negativen Ausgang, der über einen zweiten Transistorschalter an den ersten Anschlusskontakt angeschlossen ist, und einen positiven Ausgang, der an den zweiten Anschlusskontakt angeschlossen ist. Diese beiden Transistorschalter werden von einer Steuerschaltung mit Hochfrequenz abwechselnd in einen leitenden Zustand geschaltet. Wenn also einer der beiden Transistorschalter in seinem leitenden Zustand ist, befindet sich der andere Transistorschalter in seinem Sperrzustand. Die beiden Gleichspannungsquellen werden also mit Hochfrequenz abwechselnd an einen Koronazünder angeschlossenen, der an die Spannungsversorgungsschaltung angeschlossen ist. Da die beiden Gleichspannungsquellen jeweils mit umgekehrter Polarität an den Koronazünder angeschlossen werden, wird dieser so mit einer Hochfrequenz angeregt.A power supply circuit according to the invention has two connection contacts for connecting the corona igniter. The power supply circuit contains two DC voltage sources with which a corona igniter connected to the two connection contacts can be supplied with voltage. A first DC voltage source has a positive output, which is connected via a transistor switch to a first of the two terminal contacts, and a negative output, which is connected to a second of the two terminal contacts. A second DC voltage source has a negative output connected to the first terminal via a second transistor switch and a positive output connected to the second terminal. These two transistor switches are alternately switched to a conductive state by a control circuit with high frequency. Thus, when one of the two transistor switches is in its conducting state, the other transistor switch is in its off state. The two DC voltage sources are thus connected at high frequency alternately to a corona igniter, which is connected to the power supply circuit. Since the two DC voltage sources are connected in reverse polarity to the corona igniter, it is thus excited with a high frequency.

Durch eine direkte Gleichstromkopplung der HF-Endstufe der Spannungsversorgungsschaltung an einen Koronazünder lässt sich der bei herkömmlichen Koronazündsystemen benötigte HF-Ausgangstransformator einsparen, was eine hohe Kosten- und Platzersparnis zur Folge hat. Der mit einer erfindungsgemäßen Spannungsversorgungsschaltung verbundene Aufwand ist überschaubar, so dass eine solche Spannungsversorgungsschaltung kostengünstig hergestellt werden kann. Zudem können Fehlanpassungen ohne zusätzlichen Aufwand vermieden werden, da sich die beiden Gleichspannungsquellen gegenseitig ausbalancieren können.Direct DC coupling of the RF output stage of the voltage supply circuit to a corona igniter makes it possible to save the HF output transformer required in conventional corona ignition systems, which results in high cost and space savings. The expense associated with a power supply circuit according to the invention is manageable, so that such a power supply circuit can be produced inexpensively. In addition, mismatches can be avoided without additional effort, since the two DC sources can balance each other.

Die beiden Gleichspannungsquellen können als zwei separate Gleichspannungsquellen ausgebildet sein. Bevorzugt sind die beiden Gleichspannungsquellen aber als zwei Hälften der Sekundärseite eines einzigen Gleichspannungswandlers ausgebildet. Dieser Gleichspannungswandler kann beispielsweise aus einer Bordnetzspannung eines Fahrzeugs eine Sekundärspannung erzeugen, die dann von den beiden Gleichspannungsquellen bereitgestellt wird. Indem die beiden Gleichspannungsquellen jeweils eine Hälfte eines einzigen Gleichspannungswandlers bilden, lässt sich zuverlässig gewährleisten, dass die von ihnen gelieferten Spannungen jeweils gleich groß sind und unterschiedliches Vorzeichen haben, also die durch alternierendes Schalten der beiden Transistoren aus den beiden Gleichspannungen gebildete Wechselspannung um Masse oszilliert.The two DC voltage sources can be designed as two separate DC voltage sources. Preferably, however, the two DC voltage sources are designed as two halves of the secondary side of a single DC-DC converter. This DC-DC converter can generate, for example from a vehicle electrical system voltage of a vehicle, a secondary voltage, which is then provided by the two DC voltage sources. Since the two DC voltage sources each form one half of a single DC-DC converter, it can reliably be ensured that the voltages supplied by them are the same size and have different signs, ie the alternating voltage formed by alternately switching the two transistors from the two DC voltages oscillates around ground.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass einer der beiden Transistorschalter ein Highside-Schalter und der andere ein Lowside-Schalter ist. Auf diese Weise können die Transistorschalter optimal an die unterschiedliche Polarität der beiden Gleichspannungsquellen angepasst sein, mit der diese jeweils leitend mit dem ersten Anschlusskontakt verbunden werden.A further advantageous development of the invention provides that one of the two transistor switches is a high-side switch and the other is a low-side switch. In this way, the transistor switches can optimally to the different polarity of the two DC voltage sources be adapted, with which they are each conductively connected to the first terminal contact.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Steuerschaltung den von der ersten Gleichspannungsquelle zu dem ersten Anschlusskontakt und dem von der zweiten Gleichspannungsquelle zu dem zweiten Anschlusskontakt fließenden Strom überwacht und das System abschaltet, wenn das Integral eines Stromimpulses von der ersten Gleichspannungsquelle nicht innerhalb eines vorgegebenen Grenzwertes mit dem Integral eines daran anschließenden Stromimpulses der zweiten Gleichspannungsquelle übereinstimmt. Auf diese Weise lassen sich Fehlanpassungen und eine damit verbundene Schädigung des Koronazündsystems mit geringem Aufwand vermeiden. Die Strompulse werden dabei durch das alternierende Schalten der Transistorschalter definiert, betreffen also jeweils den Strom, der durch einen Transistorschalter fließt, während dieser in seinem leitenden Zustand ist.A further advantageous development of the invention provides that the control circuit monitors the current flowing from the first DC voltage source to the first connection contact and that from the second DC voltage source to the second connection contact and shuts off the system when the integral of a current pulse from the first DC voltage source is not within a predetermined limit value coincides with the integral of a subsequent current pulse of the second DC voltage source. In this way, mismatches and associated damage to the Koronazündsystems can be avoided with little effort. In this case, the current pulses are defined by the alternating switching of the transistor switches, ie in each case concern the current which flows through a transistor switch while it is in its conducting state.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Steuerschaltung an wenigstens einem der beiden Anschlusskontakte ein Stromsignal und/oder ein Spannungssignal abgreift und die Steuerung der beiden Transistorschalter in Abhängigkeit von diesem Stromsignal und/oder Spannungssignal erfolgt. Auf diese Weise kann die Steuerschaltung die Schaltfrequenz der beiden Transistorschalter auf die Frequenz regeln, mit welcher der Schwingkreis eines an die Spannungsversorgungsschaltung angeschlossenen Koronazünders schwingt. Mit anderen Worten kann die Steuerschaltung somit also die Schaltfrequenz der Transistorschalter so regeln, dass diese auf oder in der Nähe der Resonanzfrequenz eines an die Spannungsversorgungsschaltung angeschlossenen Koronazünders liegt.A further advantageous development of the invention provides that the control circuit picks up a current signal and / or a voltage signal on at least one of the two connection contacts and the control of the two transistor switches takes place as a function of this current signal and / or voltage signal. In this way, the control circuit can regulate the switching frequency of the two transistor switches to the frequency at which oscillates the resonant circuit of a corona generator connected to the power supply circuit. In other words, the control circuit can thus regulate the switching frequency of the transistor switch so that it lies on or in the vicinity of the resonance frequency of a corona igniter connected to the voltage supply circuit.

Weitere Einzelheiten und Vorteile werden an einem Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1 ein Blockschaltbild eines Koronazündsystems mit einer Spannungsversorgungsschaltung und einem angeschlossenen Koronazünder; und
  • 2 eine schematische Darstellung des Aufbaus der beiden Gleichspannungsquellen der Spannungsversorgungsschaltung.
Further details and advantages will be explained on an embodiment of the invention with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a block diagram of a Koronazündsystems with a power supply circuit and a connected Koronazünder; and
  • 2 a schematic representation of the structure of the two DC voltage sources of the power supply circuit.

In 1 ist ein Blockschaltbild einer Spannungsversorgungsschaltung mit einem angeschlossenen Koronazünder 1 dargestellt. Die Spannungsversorgungsschaltung enthält eine erste Gleichspannungsquelle 2 und eine zweite Gleichspannungsquelle 3, die jeweils über einen Transistorschalter 4, 5 mit umgekehrter Polarität an den Koronazünder 1 bzw. die entsprechenden Anschlusskontakte angeschlossen sind, über die der Koronazünder 1 an die Spannungsversorgungsschaltung angeschlossen ist.In 1 is a block diagram of a power supply circuit with a connected Koronazünder 1 shown. The power supply circuit includes a first DC power source 2 and a second DC voltage source 3 , each via a transistor switch 4 . 5 with reverse polarity to the corona detonator 1 or the corresponding connection contacts are connected, via which the Koronazünder 1 is connected to the power supply circuit.

Genauer gesagt ist der positive Ausgang der ersten Gleichspannungsquelle 2 über den Transistorschalter 4 und einen ersten Anschlusskontakt der Spannungsversorgungsschaltung an den Koronanzünder 1 angeschlossen, während der negative Ausgang der ersten Gleichspannungsquelle 2 über den zweiten Anschlusskontakt der Spannungsversorgungsschaltung an den Koronazünder 1 angeschlossen ist. Bei der zweiten Gleichspannungsquelle 3 ist der negative Ausgang über den Transistorschalter 5 und den ersten Anschlusskontakt der Spannungsversorgungsschaltung an den Koronanzünder 1 angeschlossen, während der positive Ausgang der Gleichspannungsquelle 2 über den zweiten Anschlusskontakt der Spannungsversorgungsschaltung an den Koronazünder 1 angeschlossen ist.More specifically, the positive output of the first DC voltage source 2 over the transistor switch 4 and a first terminal of the power supply circuit to the corona lighter 1 connected while the negative output of the first DC voltage source 2 via the second connection contact of the power supply circuit to the corona initiator 1 connected. At the second DC voltage source 3 is the negative output via the transistor switch 5 and the first terminal of the power supply circuit to the corona lighter 1 connected while the positive output of the DC voltage source 2 via the second connection contact of the power supply circuit to the corona initiator 1 connected.

Die Transistorschalter 4, 5 werden von einer Steuerschaltung 6 gesteuert, die bevorzugt einen Prozessor 6a und einen Treiber 6b enthält, und alternierend zwischen ihrem leitenden und ihrem sperrenden Zustand hin und her geschaltet. Dabei werden die beiden Transistorschalter 4, 5 entgegengesetzt angesteuert. Wenn der Transistorschalter 4 leitend ist, sperrt der Transistorschalter 5 und umgekehrt. Durch das alternierende Betätigen der Transistorschalter 4, 5 werden die beiden Anschlusskontakte der Spannungsversorgungsschaltung und somit auch die beiden Anschlüsse des Koronazünders 1 abwechselnd auf positives und negatives Potential gelegt, so dass aus den Gleichspannungen der beiden Gleichspannungsquellen 2, 3 eine Wechselspannung erzeugt wird. Diese Wechselspannung kann in der Regel als eine Rechteckspannung angesehen werden.The transistor switches 4 . 5 be from a control circuit 6 controlled, which prefers a processor 6a and a driver 6b contains and alternating between their conducting and their blocking state switched back and forth. Thereby the two transistor switches become 4 . 5 driven in the opposite direction. When the transistor switch 4 is conductive, locks the transistor switch 5 and vice versa. By alternately pressing the transistor switch 4 . 5 be the two terminals of the power supply circuit and thus the two terminals of the corona igniter 1 alternately set to positive and negative potential, so that from the DC voltages of the two DC voltage sources 2 . 3 an alternating voltage is generated. This alternating voltage can usually be regarded as a square-wave voltage.

Um den Koronazünder 1 resonant anzuregen muss die Schaltfrequenz der Transistorschalter 4, 5 entsprechend gewählt werden. Die Steuereinheit 6 kann dazu den Strom, der durch die oder einen der Anschlusskontakte der Spannungsversorgungsschaltung fließt, und/oder die an dem oder einem der Anschlusskontakte anliegende Spannung messen und auswerten, beispielsweise mit einer Auswerteeinheit 6c. Durch Auswertung der an den oder einem der Anschlusskontakte angegriffenen Strom- und/oder Spannungssignale kann die Steuereinheit 6 ermitteln, ob die Anregung resonant ist und die Schaltfrequenz der Transistorschalter 4, 5 gegebenenfalls anpassen. Beispielsweise kann die Steuereinheit 6 die Phasenlage zwischen Strom und Spannung ermitteln, um festzustellen, ob der in dem Koronazünder enthaltene Schwingkreis resonant angeregt wird.To the Korona detonator 1 Resonantly stimulate the switching frequency of the transistor switch 4 . 5 be selected accordingly. The control unit 6 For this purpose, the current which flows through the or one of the connection contacts of the voltage supply circuit and / or the voltage applied to the or one of the connection contacts can be measured and evaluated, for example with an evaluation unit 6c. By evaluating the attacked on the or one of the terminal contacts current and / or voltage signals, the control unit 6 determine if the excitation is resonant and the switching frequency of the transistor switch 4 . 5 adjust if necessary. For example, the control unit 6 Determine the phase relationship between current and voltage to determine whether the resonant circuit contained in the Koronazünder resonantly excited.

Die Steuerschaltung 6 kann dazu einen Treiber 6b enthalten, der die Aufgabe hat, die Hochfrequenzsignale des Prozessors 6a oder eines Hochfrequenzgenerators so aufzubereiten, dass diese direkt die beiden Transistorschalter 4, 5 ansteuern können. Da einer der beiden Transistorschalter 4, 5 an den positiven Ausgang einer der Gleichspannungsquellen 2, 3 und der andere Transistorschalter 4, 5 an den negativen Ausgang der anderen Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, ist es vorteilhaft, einen der beiden Transistorschalter als einen Highside Schalter und den anderen als einen Lowside Schalter auszubilden. The control circuit 6 can do this with a driver 6b which has the task of the high-frequency signals of the processor 6a or a high-frequency generator so that these directly the two transistor switches 4 . 5 can control. Because one of the two transistor switches 4 . 5 to the positive output of one of the DC voltage sources 2 . 3 and the other transistor switch 4 . 5 is connected to the negative output of the other DC voltage source, it is advantageous to form one of the two transistor switches as a highside switch and the other as a low-side switch.

Einer der beiden Anschlusskontakte der Spannungsversorgungsschaltung ist geerdet, liegt also auf Massepotential. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel ist der zweite Anschlusskontakt der Spannungsversorgungsschaltung geerdet. Die beiden Gleichspannungsquellen 2, 3 sind somit einseitig geerdet. Für eine effiziente Anregung genügt es, wenn die beiden Gleichspannungsquellen 2, 3 jeweils eine Spannung von wenigen hundert Volt liefern können, beispielsweise bis zu 500 V.One of the two connection contacts of the power supply circuit is grounded, so it is at ground potential. At the in 1 As shown, the second terminal of the power supply circuit is grounded. The two DC voltage sources 2 . 3 are thus earthed on one side. For efficient excitation, it is sufficient if the two DC sources 2 . 3 each can deliver a voltage of a few hundred volts, for example, up to 500 V.

Die Steuerschaltung 6 kann durch Auswertung von Strom- und/oder Spannungssignalen, die an einem der oder den Anschlusskontakten abgegriffen werden, auch Fehlfunktionen feststellen und dann zu Vermeidung von Folgeschäden eine Notabschaltung vornehmen. Beispielsweise kann die Steuerschaltung 6 fortlaufend prüfen, ob die positiven Spannungspulse der Gleichspannungsquelle 2 genauso groß sind wie die negativen Spannungspulse der Gleichspannungsquelle 3, sich die Spannungspulse also nur in ihrem Vorzeichen unterscheiden. Die Steuerschaltung 6 kann dazu jeweils das Integral über zwei aufeinander folgende Spannungspulse (jeweils einen Spannungspuls von jeder der beiden Gleichspannungsquellen 2, 3) bilden. Dieses Integral sollte Null ergeben bzw. allenfalls um einen vorgegebenen Schwellenwert von Null abweichen.The control circuit 6 can also detect malfunctions by evaluating current and / or voltage signals that are tapped on one or the terminal contacts and then make an emergency shutdown to avoid consequential damage. For example, the control circuit 6 continuously check whether the positive voltage pulses of the DC voltage source 2 are the same size as the negative voltage pulses of the DC voltage source 3 , so the voltage pulses differ only in their sign. The control circuit 6 For this purpose, the integral can be determined by means of two successive voltage pulses (one voltage pulse from each of the two DC voltage sources) 2 . 3 ) form. This integral should be zero or at best deviate by a predetermined threshold from zero.

Die vorstehend beschriebene Spannungsversorgungsschaltung kann dahingehend ergänzt werden, dass der durch alternierendes Betätigen der Transistorschalter 4, 5 erzeugten Rechteckspannung ein Gleichspannungssignal überlagert wird, um einen lonenstrom in dem Brennraum des Motors zu erzeugen. Ionenströme fließen zwischen dem Koronazünder 1 durch ionisiertes Brenngas zu der auf Masse liegenden Wand des Brennraums. Eine lonenstrommessung ermöglicht eine exakte Erfassung des Zündverlaufs im Brennraum, sowohl hinsichtlich Zeitverlauf als auch hinsichtlich Intensität. Aus der Messung des lonenstroms können wichtige Informationen bestimm werden, beispielsweise über Zündbeginn, Zünddauer, Glühzündung oder die Flammfront.The above-described power supply circuit may be supplemented with that by alternately actuating the transistor switches 4 . 5 generated square wave voltage is superimposed on a DC signal to generate an ion current in the combustion chamber of the engine. Ion currents flow between the corona detonator 1 by ionized fuel gas to the wall of the combustion chamber lying on ground. An ion current measurement allows an exact detection of the ignition process in the combustion chamber, both in terms of time course and in terms of intensity. From the measurement of the ion current important information can be determined, for example about the start of ignition, ignition duration, glow ignition or the flame front.

Werden die Ergebnisse einer lonenstrommessung mit Kenntnissen der Motoreigenschaften verknüpft, können daraus auch weitere Regelparameter der Verbrennung abgeleitet werden, beispielsweise für eine präventive Klopfregelung. Wenn eine lonenstrommessung vorgenommen wird, also der durch Betätigen der Transistorschalter 4, 5 erzeugten Rechteckspannung ein Gleichspannung überlagert wird, muss die überlagerte Gleichspannung bei einer Überwachung der Gleichspannungspulse natürlich berücksichtigt werden, da der Strom dann im zeitlichen Mittel nicht mehr Null ist, sondern wegen des lonenstroms einen von Null verschiedenen Wert hat.If the results of an ion current measurement are combined with knowledge of the engine characteristics, further control parameters of the combustion can be derived therefrom, for example for a preventive knock control. When an ion current measurement is made, that is, by operating the transistor switch 4 . 5 When the DC voltage generated is superimposed on a DC voltage, the superimposed DC voltage must, of course, be taken into account when monitoring the DC voltage pulses, since the current is then no longer zero over time, but has a value other than zero because of the ion current.

Die beiden Gleichspannungsquellen 2, 3 sind bevorzugt als zwei Hälften der Sekundärseite eines Gleichspannungswandlers ausgebildet. Auf diese Weise lässt sich eine symmetrische, regelbare und galvanisch isolierte duale Gleichspannungsversorgung realisieren. Ein Beispiel für einen möglichen Aufbau zeigt 2. Der gezeigte Gleichspannungswandler weist auf seiner Primärseite Speicherdrosseln 8 auf. Indem die beiden Gleichspannungsquellen 2, 3 als zwei Hälften eines einzigen Gleichspannungswandlers ausgebildet sind, lässt sich zuverlässig erreichen, dass die beiden Gleichspannungsquellen 2, 3 gleich große Spannungspulse liefern. Der Gleichspannungswandler kann als Eingangsspannung die Bordnetzspannung eines Fahrzeugs, z.B. 12 V, erhalten oder beispielsweise auch eine von einem anderen Wandler erzeugte Spannung als Eingangsspannung erhalten.The two DC voltage sources 2 . 3 are preferably formed as two halves of the secondary side of a DC-DC converter. In this way, a symmetrical, controllable and galvanically isolated dual DC power supply can be realized. An example of a possible construction shows 2 , The DC-DC converter shown has storage chokes on its primary side 8th on. By the two DC sources 2 . 3 are formed as two halves of a single DC-DC converter, can reliably achieve that the two DC sources 2 . 3 deliver equal voltage pulses. The DC-DC converter can receive the vehicle electrical system voltage of a vehicle, for example 12 V, as an input voltage or, for example, also receive a voltage generated by another converter as the input voltage.

Die Transistorschalter 4, 5 sind bevorzugt MOSFET-Transistoren, beispielsweise auf Basis von SiC oder GaN. Da im Vergleich zu herkömmlichen Koronazündsystemen kein HF-Transformator benötigt wird, können Transistorschalter mit geringerer Spannungsfestigkeit und damit einhergehendem niedrigerem ON-Widerstand eingesetzt werden, was Schaltverluste vorteilhaft reduziert.The transistor switches 4 . 5 are preferably MOSFET transistors, for example based on SiC or GaN. Since no RF transformer is required in comparison to conventional corona ignition systems, transistor switches with a lower dielectric strength and, consequently, a lower ON resistance can be used, which advantageously reduces switching losses.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Koronazündercorona igniter
22
GleichspannungsquelleDC voltage source
33
GleichspannungsquelleDC voltage source
44
Transistorschaltertransistor switch
55
Transistorschaltertransistor switch
66
Steuerschaltungcontrol circuit
6a6a
Prozessorprocessor
6b6b
Treiberdriver
6c6c
Auswerteeinheitevaluation
88th
Drosselthrottle

Claims (8)

Spannungsversorgungsschaltung für einen Koronazünder, mit zwei Anschlusskontakten zum Anschließen des Koronazünders (1), einer ersten Gleichspannungsquelle (2), deren positiver Ausgang über einen Transistorschalter (4) an einen ersten der beiden Anschlusskontakte und deren negativer Ausgang an einen zweiten der beiden Anschlusskontakte angeschlossen sind, einer zweiten Gleichspannungsquelle (3), deren negativer Ausgang über einen zweiten Transistorschalter (5) an den ersten Anschlusskontakt und deren positiver Ausgang an den zweiten Anschlusskontakt angeschlossen sind, und einer Steuerschaltung (6), um die beiden Transistorschalter (4, 5) mit einer Hochfrequenz abwechselnd in einen leitenden Zustand zu schalten und dadurch den Koronazünder (1) anzuregen.Power supply circuit for a corona igniter, with two connection contacts for connecting the corona igniter (1), a first DC voltage source (2) whose positive output is connected via a transistor switch (4) to a first of the two connection contacts and whose negative output is connected to a second one of the two connection contacts, a second DC voltage source (3) whose negative output is connected via a second transistor switch (5) to the first terminal contact and whose positive output to the second terminal contact, and a control circuit (6) for alternately switching the two transistor switches (4, 5) to a conducting state at a high frequency, thereby exciting the corona initiator (1). Spannungsversorgungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Gleichspannungsquelle (2, 3) als zwei Hälften der Sekundärseite eines Gleichspannungswandlers ausgebildet sind.Power supply circuit after Claim 1 , characterized in that the first and the second DC voltage source (2, 3) are formed as two halves of the secondary side of a DC-DC converter. Spannungsversorgungsschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Transistorschalter (4, 5) ein Highside Schalter und der andere Transistorschalter ein Lowside Schalter ist.Power supply circuit according to one of the preceding claims, characterized in that one of the two transistor switches (4, 5) is a high-side switch and the other transistor switch is a low-side switch. Spannungsversorgungsschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (6) den von der ersten Gleichspannungsquelle (2) sowie den von der zweiten Gleichspannungsquelle (3) zu einem an die Anschlusskontakte angeschlossenen Koronazünder (1) fließenden Strom überwacht und das System abschaltet, wenn das Integral eines Stromimpulses von der ersten Gleichspannungsquelle (2) nicht innerhalb eines vorgegebenen Grenzwertes mit dem Integral eines daran anschließenden Stromimpulses der zweiten Gleichspannungsquelle (3) übereinstimmt.Voltage supply circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the control circuit (6) monitors the current flowing from the first DC voltage source (2) and from the second DC voltage source (3) to a corona igniter (1) connected to the connection contacts and shuts down the system if the integral of a current pulse from the first DC voltage source (2) does not coincide within a predetermined limit value with the integral of a subsequent current pulse of the second DC voltage source (3). Spannungsversorgungsschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Anschlusskontakte geerdet ist.Voltage supply circuit according to one of the preceding claims, characterized in that one of the two connection contacts is grounded. Spannungsversorgungsschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (6) an wenigstens einem der beiden Anschlusskontakte ein Stromsignal und/oder ein Spannungssignal abgreift und die Ansteuerung der beiden Transistorschalter (4, 5) in Abhängigkeit von diesem Stromsignal und/oder Spannungssignal erfolgt.Power supply circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the control circuit (6) picks up a current signal and / or a voltage signal at at least one of the two connection contacts and the control of the two transistor switches (4, 5) in dependence on this current signal and / or voltage signal he follows. Spannungsversorgungsschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (6) zur lonenstrommessung ein zusätzliches Gleichspannungssignal an die beiden Anschlusskontakte anlegt.Power supply circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the control circuit (6) for the ion current measurement applies an additional DC voltage signal to the two terminal contacts. Koronazündsystem mit einer Spannungsversorgungsschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche und einem Koronazünder (1), der an die Spannungsversorgungsschaltung angeschlossen ist.A corona ignition system having a power supply circuit according to any one of the preceding claims and a corona igniter (1) connected to the power supply circuit.
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