DE2212067A1

DE2212067A1 - Einrichtung zur Zundkontrolle

Info

Publication number: DE2212067A1
Application number: DE19722212067
Authority: DE
Inventors: Mario Avigliana Turin Palazzetti (Italien)
Original assignee: Fiat SpA
Current assignee: Fiat SpA
Priority date: 1971-03-12
Filing date: 1972-03-13
Publication date: 1972-09-21
Also published as: FR2129595A7; US3716758A; GB1327564A

Description

Beschreibung zum Patentgesuch

der J¹IAT Societa per Azioni, !urin / Italien

betreffend

Einrichtung zur Zündkontrolle.

Priorität: Italien, vom 12. März 1971

Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Zündkontrolle und insbesondere Zündkreise für Brennkraftmaschinen. Vorzugsweise befaßt sich die Erfindung mit der Ausbildung der Zündspule oder des Zündtransformators von solchen Zündkontrolleinrichtungen.

Es sind elektronische Einrichtungen zur ;. Zündkontrolle bekannt, bei denen ein Kondensator aus einer Spannungsquelle vorgeladen wird und bei denen das Zünden eines Thyristors das Entladen des Kondensators durch die Primärwicklung eines

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Aufwärtstransformators hervorruft und einen Hochspannungsimpuls über die Transformatorsekundärwicklung induziert, der ausreicht, um eine Entladung über eine Funkenstrecke zu induzieren, beispielsweise in einer Zündkerze in einer Brennkraftmaschine, eines Blitzlichtes oder einer anderen Einrichtung.

Ideal sollte der Thyristor für einen momentanen Kurzschluß zwischen seiner Anode und Kathode sorgen, sodaß der Stromimpuls in der Primärwicklung des Transformators oder der Spule von kürzestmöglicher Dauer mit dem Ziel ist, eine grate Spannungsauswanderung in der Sekundärwicklung zu erreichen. In Praxis jedoch hat ein Thyristor eine endliche Zünd- oder Tiktzeit. Die Impedanz eines Thyristors nimmt nämlich hyperbolisch in der Anfangsstufe des Zündens ab und nimmt dann wieder nach einem Intervall von wenigen Mikrosekunden zu. Da der Thyristor von erheblichen Strömen durchflossen ist, wenn seine Impedanz noch relativ hoch ist, so sieht man, daß eine beachtliche Leistung innerhalb des Thyristors im Anfangsstadium der Entladung verbraucht oder vergeudet werden muß. Dies beeinflußt den Thyristor nachteilig und sorgt für eine beachtliche Verkürzung seiner Nutzl*bensdauer.

Um übermäßige Ströme durch den Thyristor während der anfänglichen Zündpajhse zu vermeiden, sollte die Zeitkonstante des Transformators oder der Zündspule ausreichend lang bemessen sein. In Praxis jedoch ist diese Zeitkonstante nicht ausreichend lang, bei üblichen Spulen aus folgendem Grunde: die Zeitkonstante eines Transformator-s ist unter anderem proportional der Eingangsinduktanz, und damit dem äquivalenten VerluBtwiderstand. Der letztere ist bekanntlich proportional zu f" , wobei f die Frequenz der angelegten Spannung und <^ ein empirischer Parameter ist, der grob gleich 1,6 ist.

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Somit ist der Yerlustwiderstand zunächst sehr gering während des scharfen anfänglichen Übergangs des angelegten SpannungssignaDs beim Zünden des Tyhristors, wobei die Frequenz dieser anglegten Spannung sehr hoch ist. Dies hat zur Wirkung, daß der Anfangswert der Zeitkonstanten reduziert wird, wodurch es möglich wird, daß der Strom sich zu schnell aufbaut und somit die Arbeitbedingungen des Thyristors nachteilig beeinflußt.

Abgesehen von dem Beitrag einer vorzeitigen Beschädigung des Thyristors vermindert dieser hohe Anfangsstrom im Thyristor die Größe der Spannungsauswanderung in der Sekundärwicklung von Transformator oder Spule.

Erfindungsgemäß soll darum eine Zündkontrolleinrichtung für einen Thyristorzündkreis angegeben werden, durch die eine schnelle Beschädigung des Thyristors vermieden wird, indem der anfängliche Stromfluß durch den letzteren begrenzt wird.

Auch soll eine Thyristoreinrichtung zur Zündkontrolle angegeben werden, die für gegebene SchaltkreisCharakteristiken an der Sekundärseite der Spule eine größere Spannungsauswanderung hervorruft· als frühere bekannte lyristorzündkontrolleinrichtungen.

Die Erfindung geht hierzu aus von einer Zündkontrolleinrichtung mit einem von einer Gleichstromquelle auszuladenden Kondensator und einem so angeordneten Thyristor, daß dieser bei Zündung den Kondensator durch die Primärwicklung des Transformators entlädt. Die Erfindung zeichert sich dadurch aus,daß der Transformator einen Kern von hoher Anfangsreluktanz umfaßt, um den Strom durch den Thyristor während der Anfangsphase seines Zündens zu begrenzen.

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Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert v/erden, in der

lig. 1 ein Schaltbild einer Zündkontrolleinrichtung der bekannten Art zeigt;

Pig. 2 ist eine Darstellung und zeigt die Änderung der Inpedanz eines Thyristors über die Zeit, vom Augenblick der Abgabe eines Zündimpulses an .5

;■ iig. 3 zeigt im Diagramm die Änderung des Stroms in der Primärspule eines üblichen !Transformators, aufgetragen über die Zeit, im Augenblick des Anlegens einer Spannung hieran;

g 4- zeigt im Diagramm ähnlich Pig. 3 die Primärstromänderung in einem Seil einer Einrichtung nach der Erfindung bildenden Transformator.

Nach Pig. 1 ist ein Kondensator 10 über eine Gleichstromquelle 12 in Reihe mit der Primärwicklung I4 eines Spulen- oder Aufwärtstransformators gelegt. Die Sekundärwicklung 16 von Spule oder Transformator ist über eine Punkenstrecke I9 gelegt, die beispielsweise durch eine Zündkerze in einer Brennkraftmaschine gebildet wird.

Ein Thyristor 20 ist parallel zur Reihenschaltung aus Kondensator 10 und Primärwicklung 14 gelegt. Der Thyristor 20 ist normalerweise nicht-leitend und kann leitend gemacht oder "gezündeU¹ werden, indem ein Zünd- oder Triggerimpuls an eine Steuerelektrode 22 gelegt wird.

Entsprechend der an sich bekannten Arbeitsweise wird der Kondensator 10 vor der Quelle 12 ausgeladen, w~ährend der

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Thyristor 20 nicht-leitend ist; und,.wird der Thyristor 20 gezündet, so entlädt der Kondensaojtr 10 in die Primärwiekluig des Aufwärtstransformators und induziert in der Sekundärwicklung des letzteren eine Stufenhochspannung, derart, daß eine Funkenentladung über die Funkenstrecke 18 indu**ziert wird.

Von dem Augenblick an, indem der Triggerimpuls an die Steuerelektrode 22 des Thyristors" 20 gelegt wird, vergeht eine endliche Zeit t , bevor der Thyristor vollständig zündet, d.h. bevor er völlig leitend wird. Die Impedanz Z des Thyristors 20 ändert sich nämlich, wie in Fig. 2 dargestellt, mit der Zeit, wobei t = 0 der Augenblick ist, zudem der Triggerimpuls angelegt wird. Die Impedanz Z nimmt schnell während einer kurzen jedoch endlichen Zeit ab und erreicht praktische»· den Wert Null zum Zeitpunkt t_Q. Während des Intervalles 0 - t_Q nimmt der Strom I der Primärwicklung H eines üblichen Aufwärtstransformator entsprechend der in Fig. 3 gezeigten Kurve zu. Diese Kurve hat eine merkliche Knickstelle, der anfänglich steil ansteigende Teil der Kurve ist auf die hohe *Anfangsperraeabilität der Materialien zurückzuführen, die normalerweise für den Kern des Aufwärtstransformators verwendet wird und ist auf Verluste durch parasitäre Ströme zurückzuführen.

Wie bereits erläutert führt die Kombination der beiden graphisch;., in den Fig. 2 und 3 dargestellten Effekte zu einem hohen Anfangsstrom durch den Thyristor 20, während der letztere noch eine relativ hohe Impedan-z aufweist. Somit erwärmt sich der Thyristor 20 und, insbesondere in Steuereinrichtungen, die dazu bestimmt sind, wiederholt bei hohen Frequenzen zu arbeiten, wie beispielsweise im Zündkreis einer Brennkraftmaschine, sorgt diese Aufheizung für eine schnelle Beschädigung des Thyristors mit drastischer Verminderung von dessen Lebensdauer.

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Darüber hinaus vermindert der wesentliche Spannungsabfall, der über den Thyristor 20 als Ergebnis des hohen durch seine anfängliche noch hohe Impedanz fließenden Stromes in beachtlicher Weise die Größe der Spannungsauswanderung am Transformator, nämlich der Primärwicklung 14, und vermindert so das Ausmaß der Spannungsänderung über seine Sekundärwicklung 16.

Nach der Erfindung hat der Transformator 14, 16 einen Ferritkern der Bauart mit niedrigem Fremdstromverlust und niedriger AnfangspermeabD-ität, sodaß die Änderung des Stromes über die Zeit in der Primärwicklung nach Anlegung einer Stufenspannung die in Fig. 4 gezeigte Fora aufweist. Man sieht, daß der'Strom I zunächst niedrig bleibt und dann sehr schnell ansteigt.

Le Spule ist so dimensioniert, daß der rasche Stromanstieg eintritt, wenn die Impedanz des Thyristors 20 auf einen ausreichend niedrigen Wert abgenommen hat, um nicht zu einem übermäßigen Aufheizen des Thyristors zu führen. Hierzu sind die Wicklungen der Spule in an sich bekannter Weise mit niedriger Parasitärkapazität ausgebildet, um die Größe der gespeicherten Energie niedrig zu halten.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

Einrichtung zur Zündkontrolle mit einem, von einer Gleichstromquelle ausgeladenen Kondensator und einem Thyristor, der "beim Zünden den Kondensator durch die Primärwicklung eines Transformators entlädt, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (14»16) einen Kern hoher Anfangsreluktanz aufweist, derart, daß der Strom durch den Tyristor (20) während der Anfangsphase seines Zündens begrenzt wird.
2.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (14,16) einen Ferritkern aufweist.

- PATENTANWÄLTE 0B.-IMS. H. FINCKE. DlPL-ING. H. »OH« DIPL-UU* S. STAMM

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