DE2246905C3 - Ignition device for internal combustion engines - Google Patents
Ignition device for internal combustion enginesInfo
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Description
Vorgang des in dem Serienglied enthaltenen Kondensators ein, und der dabei auftretende anfängliche Entladestromstoß bewirkt ein Kippen des positiv rückgekoppelten Differenzverstärkers, so daß dessen einer Ausgang der steuerbaren Diode tinen Zündimpuls sehr steiler Anlaufflanke zuführt Gegen Ende des Umladevorganges kippt der Differenzverstärker wieder in seine Ausgangslage zurück, wodurch die Steuerspannung der steuerbaren Diode auf Null gebt und eine sichere Abschaltung beim nachfolgenden Zu-NuIl-Werden der Anoden-Kathoden-Spannung der steuerbaren Diode erreicht wird. Bei dem dann folgenden Schließen der Unterbrecherkontakte setzt der Umladevorgang des Kondensators des Seriengliedes in umgekehrter Richtung ein, jedoch wegen Sperrung der Diode mit größerer Zeitkonstante, und eventuell auftretendes Kontaktprellen kann daher keinen erneuten Kippvorgang des Differenzverstärkers auslösen, so d^B an der steuerbaren Diode keinerlei Steuerimpulse auftreten. Die zeitlich gut definierte und sichere Abschaltung der Steuerbaren Diode ergibt eine relativ lange für die Aufladung des Speicherkondensators zur Verfügung stehende Zeitspanne. Eventuelle in der Stromversorgung enthaltene Störsignale können sich nicht auf den Steuerimpuls der steuerbaren Diode auswirken, da sie an beiden Eingängen des Differenzverstärkers in gleicher We;se auftreten und daher weitgehend neutralisiert werden.Process of the capacitor contained in the series link on, and the resulting initial discharge current surge causes the positive feedback to tilt Differential amplifier, so that its one output of the controllable diode tinen ignition pulse very feeds steep leading edge Towards the end of the recharging process, the differential amplifier tilts back into its Starting position back, which gives the control voltage of the controllable diode to zero and a safe Shutdown when the next step is reached Anode-cathode voltage of the controllable diode is reached. With the then following closing of the The reloading process of the capacitor of the series link sets the breaker contacts in the opposite direction on, but due to blocking of the diode with a longer time constant, and possibly occurring contact bouncing can therefore not trigger a new tilting process of the differential amplifier, so d ^ B on the controllable Diode no control pulses occur. The time-well-defined and safe shutdown of the controllable Diode results in a relatively long time available for charging the storage capacitor Period of time. Any interference signals contained in the power supply cannot affect the control pulse of the controllable diode, since they are in the same way at both inputs of the differential amplifier occur and are therefore largely neutralized.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf Jie Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigtThe invention is described below on the basis of an exemplary embodiment will be described in more detail with reference to the drawing. In the drawing shows
F i g. 1 eine erfindungsgemäß aufgebaute Halbleiter-Zündvorrichtung undF i g. 1 shows a semiconductor ignition device constructed according to the invention and
F i g. 2a und 2b den zeitlichen Verlauf der Spannung an den Enden des Kondensators Ci bzw. den zeitlichen Verlauf der Spannung an den Enden des Kondensators Ci bzw. den zeitlichen Verlauf der Spannung an den Unterbrecherkontakten bei Auftreten von Rückprallvorgängen an denselben.F i g. 2a and 2b show the time profile of the voltage at the ends of the capacitor Ci and the time profile of the voltage at the ends of the capacitor Ci and the time profile of the voltage at the breaker contacts when rebound processes occur at the same.
Bei dei in F i g. 1 gezeigten Schaltung erfolgt die Aufladung des Kondensators Ci mittels eines Gleich-Stromwandlers mit Sperrschwinger, wobei der Sperrschwinger im wesentlichen aus den Transistoren Qs, Qö und aus den Wicklungen Np, N"P und Ns besteht. Wie an sich bekannt ist, wird in derartigen Wandlern Energie in magnetischer Form während der Leitungszeit der Transistoren im Kern des Transformators gespeichert und darauf während der Sperrzeit der Transistoren als Ladestrom abgegeben. Die Wicklungen /Vp und N"ρ bilden zusammen die Prinärwicklung, und Nr bildet die Rückkopplungswicklung, während Ns die Wicklung bildet, welche elektrische Energie an die Last liefertIn the case of the FIG. 1, the capacitor Ci is charged by means of a direct-current converter with a blocking oscillator, the blocking oscillator essentially consisting of the transistors Qs, Qö and the windings Np, N " P and Ns . As is known per se, in such Converters store energy in magnetic form during the conduction time of the transistors in the core of the transformer and then release it as charging current during the blocking time of the transistors. The windings / Vp and N "ρ together form the primary winding, and Nr forms the feedback winding, while Ns forms the winding which supplies electrical energy to the load
Die Widerstände Ä13 und /7h, durch die das Signal von der Rückkopplungswicklung an die Basis des Transistors Qs bzw. des Transistors Qa gelegt wird, begrenzen den durch diese Wicklung fließenden Strom. Der Widerstand R\9 hat einen niedrigen Wert, was an den beiden Transistoren Qs und Qi Kollektorströme derselben Größenordnung zur Folge hat.The resistors λ13 and / 7h, through which the signal from the feedback winding is applied to the base of the transistor Qs and the transistor Qa , respectively, limit the current flowing through this winding. The resistor R \ 9 has a low value, which results in collector currents of the same order of magnitude at the two transistors Qs and Qi.
Die Spannungshöchstwerte an der Sekundärwicklung Ns laden, wenn die Transistoren Qs und Qs gesperrt sind, den Kondensator Q über die Diode Di auf. In dieser Phase ist die gesteuerte Diode SCR gesperrt. Der Ladestromkreis des Kondensa.tors Ci schließt sich durch die Diode Da. When the transistors Qs and Qs are blocked, the maximum voltage values on the secondary winding Ns charge the capacitor Q via the diode Di. In this phase the controlled diode SCR is blocked. The charging circuit of the capacitor Ci closes through the diode Da.
Die von den Widerständen /?i5 und Ri2, die Zener- Λ5 Diode Di und die Transistoren Qi und Qa gebildete Schaltungsgruppe stellt den Regler der Spannung an den Enden des Kondensators d dar. Der Spannungsteiler Ais, Ä12 ist nämlich so bemessen, daß, sobald diese Spannung den gewünschten Wert (etwa 360VoIt) erreicht hat, die Zener-Diode gezündet wird, die beiden Transistoren Qi und Q\ leitend werden und somit der astabile Oszillator an einer weiteren Aufladung des Kondensators Ci gehindert wird.The circuit group formed by the resistors /? I5 and Ri2, the Zener Λ5 diode Di and the transistors Qi and Qa represents the regulator of the voltage at the ends of the capacitor d . The voltage divider Ais, Ä12 is so dimensioned that, as soon as this voltage has reached the desired value (about 360VoIt), the Zener diode is ignited, the two transistors Qi and Q \ become conductive and thus the astable oscillator is prevented from further charging the capacitor Ci.
Die Fotogramme b, b' der F i g. 2a und 2b zeigen den Verlauf der Spannung an den Enden des Kondensators & für zwei verschiedene Werte der Batteriespannung. Daraus wird deutlich, daß beim Verändern der Batteriespannung die Spannung an den Enden des Kondensators praktisch konstant bleibt; es ist jedoch bei niedrigen Werten der Batteriespannung natürlich eine größere Anzahl von Schwingungen nötig, um die Aufladung zu voUenden.The photograms b, b ' of FIG. 2a and 2b show the course of the voltage at the ends of the capacitor & for two different values of the battery voltage. It is clear from this that when the battery voltage is changed, the voltage at the ends of the capacitor remains practically constant; however, if the battery voltage is low, a larger number of oscillations is of course necessary to complete the charging process.
Wenn die gesteuerte Diode SCR zum Leiten gebracht wird, entlädt sich der Kondensator Ci über die Primärwicklung Ni des Transformators B; die Spannung in der Sekundärwicklung steigt an, bis der Funke zwischen den Elektroden ocder Zündkerze zündet.When the controlled diode SCR is brought to conduct, the capacitor Ci discharges through the primary winding Ni of the transformer B; the voltage in the secondary winding increases until the spark ignites between the electrodes or the spark plug.
Der Zündkreis der gesteuerten Diode SCR besteht aus einem Differenzverstärker, der die Transistoren Qi und Q2 enthält und mit seinen beiden Eingängen in die Diagonale einer Widerstandsbrückenschaltung A3, R*, Rs, R\o geschaltet ist, die auf ihrer anderen Diagonale von der Batteriespannung V&m gespeist wird, und aus einem Eingangsstromkreis des Differenzverstärkers, der die platinierten Unterbrecherkontakte P enthält. Rs, Ri und Rs sind Vorwiderstände für den Differenzverstärker. Der Widerstand Re führt eine positive Rückkopplung ein, die das Umschalten der Transistoren Qi und Qi unterstützt. Das Filter Ru, Cz entzieht der Versorgungsspannung des Zündkreises eine von dem Sperrschwinger verursachte Wechselspannungskomponente. The ignition circuit of the controlled diode SCR consists of a differential amplifier, which contains the transistors Qi and Q2 and whose two inputs are connected to the diagonal of a resistor bridge circuit A3, R *, Rs, R \ o , which is connected to the battery voltage V & m on its other diagonal is fed, and from an input circuit of the differential amplifier, which contains the platinum-plated breaker contacts P. Rs, Ri and Rs are series resistors for the differential amplifier. Resistor Re introduces positive feedback which helps to switch transistors Qi and Qi. The filter Ru, Cz removes an alternating voltage component caused by the blocking oscillator from the supply voltage of the ignition circuit.
Die Unabgeglichenheit der aus den Widerständen Ri, Ra, Ra und R\o bestehenden Brücke stellt sicher, daß bei Abwesenheit des durch das öffnen der Kontakte verursachten Signals Q\ leitend und Qi gesperrt ist. Beim öffnen der Kontakte entsteht in dem Kondensator Ci ein Stromstoß, der den Zustand von Qi und Qi umschaltet und somit ein Signal an das Tor der gesteuerten Diode SCR schickt, die gezündet wird und so die Entladung der im vorhergehenden Zyklus in dem Kondensator Ci gespeicherten elektrischen Ladung über die Primärwicklung des Transformators B bewirkt.The imbalance of the bridge consisting of the resistors Ri, Ra, Ra and R \ o ensures that in the absence of the signal caused by the opening of the contacts, Q \ is conductive and Qi is blocked. When the contacts open, a current surge occurs in the capacitor Ci, which switches the state of Qi and Qi and thus sends a signal to the gate of the controlled diode SCR , which is ignited and thus the discharge of the electrical stored in the capacitor Ci in the previous cycle Charging via the primary winding of the transformer B causes.
Die aus den Widerständen Rx und Ri, aus der Diode Di und aus dem Kondensator Ci bestehende Schaltungsgruppe hat den Zweck, Qi für eine bestimmte Zeit, die geringer ist als die Öffnungszeit der Kontakte, im leitenden Zustand zu halten, d. h. den Zweck, das Verhältnis der Zeit, in der die Aufladung des Kondensators Ci erfolgt, zu der Zeit, in der der Oszillator gesperrt ist, maximal werden zu lassen; diese Maßnahme gestattet den Einsatz eines Wandlers geringerer Leistungsabgabe bei gleicher jeweils gespeicherter Energie. Ein anderer Zweck der Schaltungsgruppe Ri, Ri, Di und Ci ist es, das System dank der verschiedenen Werte der Lade- und Entladezeitkonstanten des Kondensators Ci gegen Rückprallvorgänge der Kontakte praktisch unempfindlich zu machen; ein derartiger Rückprall entsteht nämlich in der Zeit unmittelbar nach dem Übergang der Kontakte vom geöffneten in den geschlossenen Zustand, und dabei hat der Kondensator Ci nicht die Möglichkeit, sich in der Zeitspanne zwischen dem Schließen der Kontakte und dem durch Rückprall verursachten öffnen genügend zu entladen. Während dieses Vorgangs entsteht nämlich ein Strom-The circuit group consisting of the resistors Rx and Ri, the diode Di and the capacitor Ci has the purpose of keeping Qi in the conductive state for a certain time which is less than the opening time of the contacts, ie the purpose of the ratio the time in which the charging of the capacitor Ci takes place, to the time in which the oscillator is blocked, to be maximum; this measure allows the use of a converter with a lower power output with the same stored energy. Another purpose of the group Ri, Ri, Di and Ci is to make the system practically insensitive to contact rebound, thanks to the different values of the charging and discharging time constants of the capacitor Ci; Such a rebound occurs in the time immediately after the transition of the contacts from the open to the closed state, and the capacitor Ci does not have the opportunity to discharge sufficiently in the period between the closing of the contacts and the opening caused by the rebound. During this process, a current is created
stoß im Kondensator Ci, der nicht dazu ausreicht, den Zustand der Transistoren Qt und Qi umzuschalten.surge in capacitor Ci, which is insufficient to switch the state of transistors Qt and Qi .
Aus den Fotogrammen der F i g. 2a und 2b ist die Unabhängigkeit der Schaltung vom Rückprall der Kontakte ersichtlich. Die Fotogramme a und a' zeigen den Verlauf der durch Rückprallvorgänge verursachten Spannung. Während der Rückprallvorgänge erfolgt keine Veränderung der Ladediagramme von Ci (Diagramme b, b'); solche Veränderungen würden sich dann ergeben, wenn die gesteuerte Diode durch die Rückprallvorgänge zum Leiten gebracht würde.From the photograms of FIG. 2a and 2b the independence of the circuit from the rebound of the contacts can be seen. The photograms a and a ' show the course of the stress caused by rebound processes. During the rebound processes there is no change in the charging diagrams of Ci (diagrams b, b '); such changes would result if the controlled diode were made to conduct by the rebound processes.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (3)
Applications Claiming Priority (2)
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IT2910271 | 1971-09-25 |
Publications (3)
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