DE1464062A1 - Vorrichtung zum Erzeugen hoher Spannungsimpulse - Google Patents

Vorrichtung zum Erzeugen hoher Spannungsimpulse

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DE1464062A1
DE1464062A1 DE19651464062 DE1464062A DE1464062A1 DE 1464062 A1 DE1464062 A1 DE 1464062A1 DE 19651464062 DE19651464062 DE 19651464062 DE 1464062 A DE1464062 A DE 1464062A DE 1464062 A1 DE1464062 A1 DE 1464062A1
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DE
Germany
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transistor
base
capacitor
resistor
collector
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19651464062
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English (en)
Inventor
Willem Ebbinge
Hofland Leendert Johannes
Tobisch Gerhard Josef
Bom Johannes Gerardus Wouterus
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/081Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/0812Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit
    • H03K17/08126Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit in bipolar transitor switches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00Other installations
    • F02P3/02Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04Layout of circuits
    • F02P3/055Layout of circuits with protective means to prevent damage to the circuit, e.g. semiconductor devices or the ignition coil
    • F02P3/0552Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  • . # "Vorrichtung ,F,Xczsugen hoher ppann=gpimpulee"_
    Die trfndurig betrif1iüe ;vo@TchtunF Zu4 @ $rzeugen
    hoher Spannungeimp l", ; 3:p. zur # Zuü@g einer Vexbrennttge-
    mQtOTB.
    En ist* Üblich, Zündimp las für einen Vexbro»hunga-
    motor durch plötml;ght Unterbrech,ungds .,Stromes durch die
    Primärwicklung einen' Traneformät@re,idt : Rle- PZündepul@n,
    bezeichnetr . züi erneuä. ent , Der vom A b ehxtu@nq$tnotor an et.e-
    . t :' g
    bene mechanische Unterbrecher wi ; dabei so stark belastie t,
    dad die Oberfläche seiner Kontakt* sdhnoll beschädigt wl. e,
    und seine Lebensdauer verhältniä i.. kure " ist,
    Fe wurde bereite vorg dhlagen, ,die hohen Spa>unjs-
    Impulse mittels eines Transisto odel;,mehrerer .in Aeihe,,.lis-
    Bender ransistoren zu erzeugen "dessen bzw. deren Basieptrom
    unterbrqchen wird bzw. werden uY`in dessen Kollektorkrain
    bzw. in 'deren Kollektorkreieen c*e Primärwicklung eines her- .
    auftransformierenden Tranaformattbxs liegt. Der Transistor
    bzw. die Transistoren wird bzw. werden vorn Unterbreche@@dor
    einer gleichwertigen Steuerimpulequelle gesteuert, die drin
    nur den verhältnismäßig sehr kleinen.Haeisstrom des #Trari, ,,
    sistors schaltet, so daB'die Ko takte eines Unterbreche'pa%-
    tisch nicht belastet sind und vZ der beim ilnterbreehen. tOpee
    durch eine induktive Belastung, #iedenden starken Stro
    entstehenden Funkenbildung nieh@ beschädigt werd@en ` knrn@ @ . @,.-t..
    Bei Vorrichtungen der poeben beschriebegent@`.:, .@.
    . tritt aber der Nachteil auf, da i`,obwohl die zu sohgltt g`@ .
    Spannung (z.B. die einer Kraftw ' .,.nb*tterie von 6V)' via!
    kleiner ist als die Hälfte der r:'.
    x
    verwendeten Transistor maximal zulässigen Kollektor-Zmitter-Spannung oder tollektor-Basie-Spbnnung, der Transistor beim Schalten beschädigt oder zerstört.wird. to wurde festgestellt, daee dies auf eine verhältnismässig sehr hohe und kurze Spannungsspitze zurückzuführen ist, die beim plötolichen Unterbrechen des durch den Primärkreis der Zündspüle fliessenden Slromes entsteht. Der Sekundärkreis dieser Zündspule bildet meist einen unter- kritisch gedämpften Schwingungskreis der beim Unterbrechen des den Primär- kreis durchtlieasenden Gleichstromes erregt wird. Es entsteht in diesem Schwingungskreis also eine gedämpfte Schwingung, die naturgemäss nach dem Primärkreis der Zündspule transformiert wird. Infolge der unvollkommenen Kopplung zwischen den primären und sekundären äreisen (k < 1) tritt aber primär noc: eine Nebenerscheinung auf: während des Ausgehaltene das durch den Primärkreis fliessenden Gleichstromes tritt an diesem Kreis eine Spannungsspitze mit einer Amplitude annähernd
    gleich
    (1 _ k2) L1 Il
    auf, wobei k den bereits erwähnten Kopplungsfaktor zwischen den primären und sekundären Kreisen, L1 die Induktivitgt der Primärwicklung der Zündspule, 1 1 den Wert des G:eiohstro»s durch den unterbrochenen Primärkreis und die Abschaltseit darstellt, die zwischen den Augenblick, in dem der Gleich- strom durch den Primärkreis abzunehmen beginnt, und dem Augenblick, in dem dieser Gleichstrom von seinem Maximalwert bis Null abgefallen ist, ver-stricht. Diese Formel gilt im Falle, dass der Gleichstrom durch den Primarkreis mit der Zeit linear abnimmt. Daraus kann gefolgert werden, dass beim üblichen Wert von 11 und sogar mit dem kleinstmöglichen 71ert von b1 bei k < 1 und kleinen Werten von 'r sehr hohe Spannungsspitzen auftreten können, die bei Anwendung von Transistoren für diese sehr gefährlich sein können. In den meisten 1Pällen liegt k höchstens zwischen 0,9 und 0,95. L1 kann nicht beliebig klein gewählt werden und Il wird entsprechend der im Sekundärkreis erforderliohen Energie gewählt. _ ist normalerweise gleich der Erholungszeit des Transistors; das ist die Zeit, die zwischen dem Augenblick verstreicht, in dem der Transistor infolge der Dissipation eines übermannen an gespeicherten Ladungsträgern aus dem gesättigten Zustand kommt; und dem Augenblick, in' dem sein Emitter- und/oder Kollektorstrom durch Erschöpfung der ge- speicherten Ladungsträger bis nahezu 11u11 abgefallen ist. Eine mögliche Lösung des soeben beschriebenen Probleme besteht also darin, einen Transistor mit solcher Erholungszeit zu verwenden, dass unter Vermeidung gefährlich hoher Werte der Spannungsänderung dV/dt die Amplitude der bei Unterbrechung seines Kollektoratromes an der Primgrwioklung der Zündspule entstehenden Spannungsspitze kleiner ist als die für diesen Transistor. höchst zulässige Kollektor-Basis-Spannung und/od*r Kollektor-Emitter-Spannung und vorzugsweise höchstens gleich der Amplitude der nach der Primärseite. der Zündspule :rangformierten gedämpften Schwingungsspannung an der Sekundärwicklung dieser Zündspule. Die für diese Lösung zu erfüllende Bedingung wird aber bei weitem nicht immer erfüllt, da der Transistor auch anderen Anforderungen entsprechen muss, insbesondere hinsichtlich-dee durch die Primärwioklung der Zündspule im Ruhezustand fliessenden Kollektoratromes und der Nazimal zulässigen Diseipation. Bei jeder Abschaltung wird im Transistor eine Leistung proportional dem Zeitingegral über die Abschaltzeit r des Produktes aus Kollektoratrom und Kollektor-Emitter-Spannung diesipiert und der Transistor muss praktisch die Summe der dem Leerlaufstros
    entsprechenden Verluaw und dieser mit der #bsohaltseit rund mit de!;
    wiederholnngsfraqissns zunehmenden tbaohaltverluete üiseipieren, bis
    Erholungszeit der meistern, hinsiohtlioh des maximal zulässigen Leerlauf'.. . !!
    atroses bzw. Dissipatiön brauchbaren Transistoren ist zu kur:, itin'besonle»
    bei Schalttransistoren ffir Rechenmasohtnen und ähnliche lxtwend, oder.
    au lang,.s.B. bei Stederfrequeas-Leistungetransistoren.
    Die Erholungszeit eines Transistors kann naturgemäss in sehr ,
    einfacher Weiss durch V'or sserung seiner rollektor-lasis-Iapasitit mitti4
    eines kleiner rondensators verlängert werden, jedoch würde diese Nasanäll
    den Wort der an.der .Primirwioklung der Undspuli wirksamen xapasitit vei4.
    grürsern, was unerwtinsoht ist, und gleichzeitig eine Kollektor-Rasis-
    spannungagegeakopplngg herbeiführen, welche der Steuerung des 'framietorn
    durch den Unterbrecher kräftig entgegenwirken würde..
    Wegen dieser beiden Effekte ist die lnwendund eines tollektor-
    Basis xondemators unerwüasoht, da er die an der Beknndirwiaklung der
    Zündspule erzeugten Impulse suviel abflacht. Derselbe Nachteil hinsichtlich der Herabsetzung der Eigen- fretluens des die Primärwicklung der Zündspule enthaltenden Smittertollektor-zreises des Transistors und der Abflachung der erzeugten Impulse
    gilt auch für einen swieohm der Irollektorelektrode und der lmitterelektrode
    des Trandistors liegenden rondensator . Die Erfindung bezweckt, für die angegebenen $chwieirigkeiten eine vorteilhafte Lesung zu schaffen.
  • Die 'orriohtung nach der Erfindung weist das rennzeiohen auf, dass parallel zur Zasis-Esitter-Strecke des Transistors ein Netzwerk mit einem rondensator in Reihe mit einem Widerstand solcher Werte gesolialtet ist, dass nach Unterbrechung des des Transistors dessen
    Dasisotrm mit eiser beutirten peeoüwimit etstig bis. N11 1@'iris@ ` ''`
    so dass aueb denn« zollettaretrots tbnosh4ll eines bsstirmtes Zeitittrt@tt.
    stetig bis babona fl sänissrt.
    Torsuseweise sind ein erster gidsrstam in "ttsrkrelo m4.
    Transistors und der Kondensator swisohitl dassem Sssiselehtrdda Md I@lr`'
    ,lorwirtsspsmumgsquollo afseblo*een, würead ein zweiter lideretsA
    zwischen der lwdtterslektrode md der mit der Iawiselektrodt des t
    verbundenen xleare den Kondensators liest, dfrt! dass bei ttatetbtel@
    des Basisstromkrsisss den lsaasistore dass«- bsnisstron suntahst g11tok-
    . 1 y
    Null wird und, naobdes dis Ubersrssa am freien hsäungstrtgerm aus det, Bone verschwunden ist, auf einen bestiontsA Vort ansteigt und ans i#W4M4
    innerhalb den betreffenden Zsitinttr»ils wieder stetig bis 1`u11 # .i>i.°yg
    Auf diese weise vermeidet m#X eins rsxhltaiamissig kle@r
    Diskontinuitxt in der Absahne den : i~ollottoratremls g die auttxitt et d1x
    . .
    Augenblick, in desi der Transistor aus der, fAttidums, konnte
    Die srfinduag wird an Xatid der Seiobbeispielswefee ..
    erläutert. 7s »eigens
    reg. 1 den Schaltbild einer bekannten Vorrichtung der @r
    angegebenen Art.
    E:.
    ..@
    reg. 2 8pannemas- und StroeUti#Xagrasrss zur lrltute1104
    äer mit dieser Torrichtung .eotstehend4 Bobwieriobit«:
    reg. 3 das eobaltbild eines erntet #rsfsbrutsslaiopi*l#
    Torrichtung nach der Irfi
    urunp11etiptslm - @ '.. .24
    ?i4. 4 dis bohaltbild eines +item f
    derselben.
    reg. tp@@. t@d Attcot@»1@11E-@1,@ a@ @tl@
    Tr're
    I Dirirnmiaewelsi dieser deflx:lttisllellt' t1_ '
    3`;s.
    Vig. 6 das Schaltbild einer Variante des Ausführungsbeispiels nach ?ia.4. Den in fig. 1 dargestellte Schaltbild betrifft eine bekannte Vorrichtung zum Erzeugen hoher Spannungsimpulse, z.B. Züpdimpulse für , einen Verbrennungsmotor. Diese Vorrichtung besitzt einen Schalttransistor 1, 3.2. vom Typ Philips AU 1019 dessen Emitterelektrode über einen Ein-Aue- Schalter 2 mit der positiven Klemme einer ßleichspannungaquelle 3, z.B. einer likumulatorenbatterie vch 6 Volt, verbunden ist. Die negative Klemme dieser Quelle ist an Erde gelegt und der Kollektorkreis des Transistors 1 enthält einen Widerstand 4 von z.B. 0,3 Ohm iin Reihe mit der Primärwicklung 5 eines herauftransformierenden Transformators, a.B. einer Zündspule. Dieser Transformator hat eine Sekundär-Wicklung 6 mit einer z.B. 250 Mal grösseren Windungszahl als seine Primär- wioklung 5 und einen Kern 7. Die von der Kollektorelektrode des Transistors 1 abgekehrte Klemme der Wicklung 5 ist an Erde gelegt, eben so wie eine der Klemmen der Wicklung 6, deren anderes Ende mit einer Ausgangsklemme 8 verbunden ist.
  • Die Basiselektrode des Transistors 1 ist über einen Widerstand Q von z.B. 15ILmit dessen Emitterelektrode verbunden und über einen Widerstand 10 von z.B. 13,6.N und einen Schalter 11, z.B. den Unterbracher eines Benzinmotors an Erde gelegt. Wird die an der Ausgangsklemme 8 erzeugte. Hochspannung zur Zündung eines Verbrennungsmotors verwendet, so wird diese Klemme über den Zündapannungaverteiler dieses Notors abwechselnd mit den Zündkerzen dessen verschiedener Zylinder verbunden.
  • Beie schliessen des Schalters 2 bleibt der Transistor l gesperrt, wenn der Schalter 11 offen ist, da -seine Basiselektrode,dann das gleiche Potential hat wie seine Emitterelektrode, Bei geschlossenem Schalter 11 fliesst eire Strrm 'von etwa 0,44 Amp. durch den Widerstand 109 wovon etwe
    0,4 Amp, über die Basis-Emitter--Streoke des Transistors 1 und etwa 0,04
    Amp, durch den Widerstand 9 fliessen. Unter diesen Verhältnissen ist der Transistor l gesättigt und der durch seinen Kollektorkreie fliessende Strom ist nur durch den Widerstand 4 und den widerstand, von z.B. 0,3 Ohm, der Wicklung 5 beschränkt und beträgt 8 bis 10 Amp.
  • Wird der Schalter 11 geöffnet, so wird der Basisstron ID des ' Transistors 1 und demnach auch sein Kcillektorstrom 10 unterbrochen. Iatol" . dieser Unterbrechung wird der von der Sekundärwicklung 6 und der mit ihr verbundenen Belastung, z.B. ein Verteiler, eine Zündkerze und die ent- sprechenden Verbindungskabel, gebildete Schwingungskreis auf seiner Eigenfrequens von'z.B. 2500 Hz erregt und es entsteht ein gedämpfter Wehselspannungeimpuls 96 übdr der Wicklung 6, wie er auf der zweiten Zeile der Fig. 2 dargestellt ist. Diese Wechselspannung erscheint auch, herabtransformiert mit dem Windungsverhältnisvon 250 : 1, an der Priairwicklmg 5. Infolge der Stroaanterbriehung wird an der Primgrwicklung 5 gleich»itis ein Spannungsimpuls L erzeugt, der sich zu der nach der Privärseite transformierten Spannung V6 addiert. Darin stellt L die im Primärkreis wirksame Ineuktanz oder-Streuinduktanz L5 dar, die wieder gleich (1 - k2)Ll ist, wobei L1 die primäre Induktanz und k den Kopplungsfaktor zwischen der primären und der sekundären Wicklung darstellt. Die Amplitude dieses Spannungsimpulses ist etwa gleich wobei 1e maz den Wert des unterbrochenen Kollektorgleiehatroses und Z' die Abschaltzeit darstellt, d.h. das Zeitsintervall, das verstreicht zwischen dem Augenbliok, in dem der Kollektorstrom abzunehmen beginnt, und den Augenblick, in den er nahezu bis Null abgefallen ist. Einfaohheitehalb« wird dabei eine lineare Abnahme des Kollektorstrooss 1o mit der Zeit vorausgesetzt.
  • Die Induktans.Ll kann nicht beliebig klein und der ropplmgt-. Faktor auch nicht praktisch gleich 1 gewählt werden. Andererseits Wert von.Io maz durch die Energie der gewünschten Soohapannutgsimpalst '. torgeschrieben und der Wert von V ist durch die Erholungszeit des Transistors 1 bedingt, so dass diese erste Spitze der Spannung T5 (lig.2) an der Primärwicklung 5 für den Transistor 1 gefährlich hoch werden kam. .q Eine zusätzliche Dämpfung den sekundären Sohwiogznsgrkreises mit der Wicklung 6 würde die erzeugte Hochspannung beträchtlich herab- setzen, was unerwünscht ist, und auf die gefährliche Anfaagsapitse an der Primärwicklung 5 praktisch keinen Einfluss haben, da die Spannung T6 der Zeit le wie 1 - ooawt zunimmt und daher noch sehr klein ist. Eine zusätzliche Dämpfung des Primgrkreisen mit der Wioklmsg j und/oder eine Herabsetzung der Eigenfrequenz diesen Kreises würde dagegen die Anfangsspitze reduzieren, jedoch in gleichem Masse auch die Amplitude der primären, etwa sinuaförmigen Spannungskomponente von T5 und somit die der sekundgren SpannungT6, was wieder unerwünscht ist. Die günstigste Lesung wäre eine Vergrösserung ton k. Mit einem k # 1 würde keine Anfangsspitze auftreten. Jedoch kann für k ein Wert ton 0,93 nur werden, insbesondere bei einer Zündspule mit einem sehr grossen Verhältnis zwischen den Windungszahlen der sekundären und der primären Wicklung. Nach der Erfindung wird die beschriebene Schwierigkeit dadurch überwunden, dass, wie in den Figuren 3, 4 und 6 dargestellt, parallel zur Zasis-Emitter-Strecke des Transistors 1 ein Netzwerk mit einem Kondensator 12 in Reihe mit einem Bidarstand 4 und nötigenfalls einen . Widerstand 13 solcher Werte geschaltet ist, dass nach Unterbrechung den Basinatroakreises des Transistors 1 durch den Schalter 11 dessen Basisstror mit einer bestimmten Geschwindigkeit stetig bis Null abnisurt, so dass avob der Kollektorstrom den Transistors 1 innerhalb eines bestimmten Zeit- -Intervalls stetig bis nahezu Null abnimmt.
    In Austührungebeiapiel nach FiS.3 liegt ein.Konderisator 12
    zwischen der Emitterelektrode den Transistor 1 unddem der Basiselektrode dieses Transistors zugekehrten Ende den Widerstandes 10, und ein Widerstand 13 liegt zwischen dem Verbindungspunkt der Basiselektrode des'Transiators 1 .und den Widerstandes 9 und den Vorbindufpunkt des Kondensators 12 und den Widerstandes 10. Der Kondensator 12 hat einen 'gort von :.B. 0,68 und der Widerstand 13 einen Wert von s.B. 5, T jt,. , während der Widerstand 10 um etwa den gleichen Wert auf 9.ltherabgesetzt ist. Bei geschlossenem Schalter 2 und bei= Ofleen den Schalters 11 in Augenblick to wird der Baaisstron Ib den Transittors 1 nicht sofort unterbrochen, sondern fällt infolge der Entladung den Kondensators 12 über den Widerstand 13 und die Basis-Emitter-Strecke den Transistors i ungefähr gemäss der gestrichelten Kurve der Tig.5 ab. Dabei erniedrigt sich die Spannung V12 am Kondensator 12 gemäss der gestrichelten Kurve der !1s.5. während der Kollektorstrom Ic den Transistors 1 infolge der Sättigung duro# in dessen Basiszone gespeicherte Ladungsträger vorläufig und während einer Speicherperiode Tv nicht oder nur sehr wenig abnimmt. Im Augenblick t1, in dem der Transistor 1 aus der Sättigung kommt, fällt sein Kollektorstrom auf den Wert ab, der der momentanen 1@,Spannung am Kondensator 12 und den Wert den Widerstandes 13, also Beinau momentanen Basisstrom entspricht. Darauf nimmt dieser Kollektorstrom i -stetig bis nahezu Null (das ist bis auf seinen Leckatromwert> ab. Die Dauer dieser Brholuageperiode ist dabei grösstenteils durch die Zeit- konstan to des Netzwerkes 12 und 13 und durch das Verhiltnia der wider.. stände 10 und 13 bedingt, welches für den Anfangswert der Spannung T12 am Kondensator 12 maseaebend ist. In einer praktisch ausgeführten Vorrichtung war die Petiodendauer der an der Sekundärwicklung 6 erzeugten Schwingungen gleich 400 / usec. und es wurde festgestellt, dass die Anfangsspitze an der Primärwicklung 5 kleiner wurde als die Amplitude der nach dieser Primßrwioklung herabtransformierten Schwingungsspannung, so dass die Erholungszeit TD grösser als 0,04 z diese Periode, das ist grösser als 16 /useo wurde. Wird der Schalter 2 bei geschlossenem Schalter 11 geöffnet, so wird der die Wicklung 5 durchlaufende Strom plötzlich unterbrochen, trotz der Anwesenheit des Netzwerkes mit dem Kondensator 12 und dem Widerstand 13, was eine hohe Gegenspannung an der Wicklung 5 erzeugt. Diese Unterbrechung erfolgt zwar nur dann und wann und nicht regelmässig und mit einer hohen Wiederholungsfrequenz, jedoch genügt manchmal eine einzige Unterbrechung um den Transistor 1 zu zerstören. Dies wird durch einen zwischen Erde und dem von der Quelle 3 abgekehrten Kontakt des Bohaltere 2 liegenden Kondensator von z.B. 300 `ui verhutet; beim Offnen des Schalters 2 nimmt der Strom durch die Wicklung 5 langsam ab, durch Entladung den Kondensators 14 über diese Wicklung, den Wider- stand 4 und die Smitter-Kollektor-Strecke des Transistors 1.
  • Wenn der verwendeten Transistor 1 eine verhältnismässig lange Speicherzeit T@ - t - to hat, z.B. l0fusec oder länger, sind dessen aseisetrom Ib und die Spannung V12 (Via-5) am Kondensator 12 bereits in dem Augenblick, in dem dieser Transistor durch Dissipation den Ubermsesee an Ladungsträgern aus der Sättigung kommt, beträchtlich abgefallen. Daraus ergibt sich eine plötzliche Abnahme seines Kollektorstromes von seinen Sättigungswert auf den, dem Augenblickswert seines Baeisstro»s ent- sprechenden Wert. Bei ausreichender Amplitude dieser p1ötliohen Kollektoratromänderung-wird wieder eine hohe Anfangsapannungsspitze an der Prisgrwicklung 5 erzeugt, ebensowie durch eine zu plötzliche Abnahme des Kollekte> atromes infolge einer zu kurzen Erholungszeit TD.
  • Mit Transistoren mit einer langen Speicherzeit y kann dies Schwierigkeit, wie in Fig.4 dargestellt, dadurch überwunden werden, dass der kleine Widerstand 4 in den 8aitterkreis den Transistor 1 aufgenomoasn und der Kondensator 12 zwischen das der Basiselektrode dieses Transistors zugekehrte Ende des Widerstandes 9 und-Erde geschaltet wird. Dabei kann der Widerstand 13 der Pig.3 entsprechend der Spannung der Quelle 3, der Kapazität des 1Condensa Tors 12, den Ruhewerten der Kollektor- und Basiestrßas, den Werten der anderen Widerstände 4, 9 und 10, den Speicher- und arholnagszeiten To und TD den Transistors 1, und der gewünschten Absohaltseit r in Reihe mit dem Kondensator 1-- geschaltet werden, wie in Pig.4 dargestellt, oder völlig weggelassen werden, oder aber zwischen den Vorbindun>gspwnkt den Widerstandes 9 und den Kondensators 12 und der Basiselektrode den Transistors 1 angesaLlossen werden, wie in Pig.6 dargestellt.
  • In einer praktisch ausgeführten Vorrichtung nach dem Schaltbild der Pig.4 war der Transistor 1 vom Typ Philips AU 103 mit einer Speioherseit von etwa 10 ,n sec. Die Quelle 3. hatte eine Spannung von 6 Y, der Transformator 5, 6, 7 war wieder eine Zündspule mit einest Kopplungsfaktor k = 0,93, einem Primärwiderstand von 0,3.C., einem Transformationsverhältnie n6/B5 von 250 und einer sekundären Eigenfrequenz (mit ang"ohlossanets Verteiler und Zündkerzen) von 2,5 kEs. Der Kondensator 12 hatte eine Kapazität von 0,56 @uF, die Widerstände 4, 9, 10 und 13 hatten Werte von 0,4; 15; 2,7 und 0 Ohm und der Kondensator 14 hatte wieder eine Kapazität von 300 /Up., Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig.4 wird an Band der ausgezogenen Kurven der ?1g.5 näher beschrieben. Im Zeitpunkt des Offnens des Schalters 11 ist der Kondensator 12 auf eine Spannung Ib z 810 aufgeladen, wobei sein positiver Belag das gleiche Potential hat wie die Basiselektrode des Transistor 1. Der Basis-Strom Ib des Transistors .l wird daher praktisch sofort unterbrochen, während sein Kollektorstrom 1 0 und demnach auch sein Emitteratron infolge der in der Basiszone des Transistors gespeicherten Ladungsträger während der Speicherzeit Tv von t0 bis t1 praktisch gleich bleiben. In Zeitpunkt t1 kommt der Transistor 1 aus der Sättigung und sein Kollektorstroa würde plötzlich auf einen Wert abnehmen wollen, der einem geänderten Wert des Daeiastromen entspricht. Da das Basispotential aubh durch die Ladung des Konderuuatort 12 bedingt wird und das Potential der Emitterelektrode vom Spannungsabfall am Widerstand 4 abhängig ist, bewirkt aber jegliche Abnahme des gollektorstromes Ic und den $mitterstromes eine Zunahme der Maitter-Basis-Vorwärtespannung. Eine verhältnismässig kleine Abnahme des äollektorstromes ergibt also eine verhältnismässig starke Zunahme des Basinetromes, der ziemlich plötzlich wieder einen grösseren Wert erreicht. Darauf wird der Kondensator 12 während der Erholungszeit TD verhältniscräsnig langsam Über den Widerstand 4, den Widerstand 9 parallel mit der gmitter-Banis-Strecke des Transistors 1 und den Widerstand 13 auf die Spannung der Quelle 3 aufgeladen, mit einer Zeitkonstante praktisch gleich wobei G12 die Kapazität den
    tondeneators 12, a' den öasie-tollektor-Strowerntirkungefaktor den
    Transistors 1, He und 1b dessen bitter- bzw. Basis-Elektrodepwiderstxnde,
    und H4 und 313 die entspreohenden-Werte d4tr Widerstände 4 und 13 sind:
    Der Basinetrom des Transistors 1 bildet den Hauptteil den
    Aufladeetrores des Kondensators 12 und nimmt daher mit den Spsnnungs- unterschied 113 - V12 ab, und der rollektoretrom nimmt auch ab, ungefähr in proportionalem Verhältnis mm Basisstrom. Die Variante nach fig.6 wirkt- auf gleiche Weise wie das Ausführungsbeispiel nach ?1a.49 mit dem Unterschied, dann der Widerstand 9 mit der Beihensohaltung des ämitter-ßasin-Widerstandes (a' + 1) 1e + ab den Transistors 1 und des Widerstandes 13 parallel geschaltet ist und
    demnach auf die Ladeseitkonstante des gondensators 12 einen stärkeren
    Sinfluas ausübt, zumal die Summe der Werte der Widerstände 9 und 13 der
    fig.6 von gleicher ßrüenenordnung sein muss wie der Wert des Widerstandes 9
    der fig.4. 3.H. 15.fL. Diseor an sich unsrwtlnaohte $influas verringert
    aber die Steuerung der Absohaltzeiten V versohiediner Transistoren, ins- besondere verschiedener Transistoren gleichen Typs. Es ist einleuchtend, dann noch weitere Abarten des Ausführungsbeispiels nach fig.4 aöglioh sind.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUECHEt 1. Vorrichtung zum Erzeugen hoher Spannungsimpulse, z.B, zur Jung eines Verbrennungsmotors, mit Hilfe eines Schalttransistors, dessen Basisetron unterbrochen wird und in dessen Kollektorkreis die Primär- wicklung eines herauftransformierenden Transformators liegt, dadurch geksnn- zeichnet, dass parallel zur Basis-EmitteT-Strecke des Transistors ein Netzwerk mit einem Kondensator in Reihe mit einem Widerstand solcher Werte geschaltet ist, dass nach Unterbrechung des Basisstromkreises des Transistors dessen Basisstrom mit einer bestimmten Geschwindigkeit stetig bis Null abnimmt, so dass auch dessen Kollektoratrom innerhalb eines bestimmten Zeitintervalle stetig bis nahezu Null abnimmt. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Widerstand in den Btnitterkreis des Transistors aufgenommen und der Kondensator zwischen dessen Basiselektrode und einer Vorwärtsapannungaquelle angeschlossen ist, während ein zweiter Widerstand zwischen der Emitterelektrode und der mit der Basiselektrode des Transistors verbu-adenen Klemme des Kondensators liegt, derart, dass bei Unterbrechung des Basisstrom- kreisen des Transistors dessen Basisstrom zunächst gleich Null wird und, nachdem das Ubermase an freien Ladungsträgern aus der Basiszone verschwunden ist, auf einen bestimmten Wert ansteigt und anschliessend innerhalb des betreffenden Zeitintervalls wieder stetig bis auf Null abnimmt. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Emitter-Kollektor-Stromkreis des Transistors über einen Ein- und Ausschalter durch eine Gleichspannungsquelle gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenschaltung der Gleichspannungsquelle und des Schalters von einem Kondensator hoher Kapazität überbrückt ist, der eine plötzliche Unterbrechung des Kollektorstromes des Transistors beim Ausschalten des 8ohaltere verhütet.
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