DE2309053A1

DE2309053A1 - Transistorisierte zuendanlage fuer gasturbinen

Info

Publication number: DE2309053A1
Application number: DE19732309053
Authority: DE
Inventors: Kaushik H Thakore
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1972-02-25
Filing date: 1973-02-23
Publication date: 1973-08-30
Also published as: US3725732A; CA948699A; US3731143A; FR2173073A1; CA948698A; FR2173073B1; SE392506B; GB1414920A; JPS4919232A

Description

Transistorisierte Zündanlage für Gasturbinen

Große Schwierigkeiten ergaben sich bei der Konstruktion einer
einfachen Zündanlage von kleinen Abmessungen und geringem Gewicht mit einer möglichst kleinen Anzahl von Bauteilen, die einwandfrei arbeitet und sogenannte Düsen- und Gasturbinen unter allen Betriebsbedingungen zündet. Ein Beispiel einer früheren Zündanlage \ für eine Turbine ist im US-Patent 2 651 005 unter dem Titel | "Electrical Apparatus" ("Elektrische Einrichtung") vom 1. Sep- ! tember 1953 bekannt gemacht worden. Diese Vorrichtung verwendet ! jedoch einen Schwinger zur Erzeugung der Oszillationen, wel- ί ehe eine elektrische Entladung an einer Funkenstrecke zur Zündung des Brennstoffs in einer Turbine auslösen. Die Nachteile
dieser Anlage sind wie folgt: (1) Die kurze physische Lebensdauer des Schwingers, (2) die kurze Lebensdauer der zum Antrieb
des Schwingers dienenden Batterie, da dieser viel Energie verbraucht und (3) die Kosten der gesamten Schaltung.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine einfache und betriebssichere transistorisierte Zündanlage für eine Kraftfahrzeugturbine zu schaffen, welche die vorstehend erwähnten Nachteile vermeidet. Die erfindungsgemäße Zündanlage ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine elektrische Gleichstromquelle sowie einen Transformator enthält, dessen Sekundärwicklung parallel zur Funkenstrecke und dessen Primärwicklung parallel zur Gleichstromquelle durch einen transistorisierten Schwingkreis geschaltet ist, um den Stromfluß von der Stromquelle über die Primärwicklung periodisch zu unterbrechen, wodurch der oszillierende Strom periodische elektrische Entladungen an der Funkenstrecke erzeugt. Erfindungsgemäß enthält der Schwingkreis einen ersten Transistor, dessen Kollektor- und Emitterklemmen in Reihe mit der Primärwicklung des Transformators geschaltet sind, einen zweiten Transistor, der mit einem seiner Elektroden an die Basis des ersten Transistors geführt ist sowie eine Steuerschaltung zur Steuerung des Schaltzustandes des zweiten Transistors. Ferner sind erfindungsgemäß der Knotenpunkt der Basis und eine der anderen Elektroden des zweiten Transistors als Stromregler geschaltet, um einen im wesentlichen konstanten Strom an die eine Elektrode des zweiten Transistors abzugeben, die mit der Basis des ersten Transistors verbunden ist, und zwar unabhängig von den Spannungsänderungen der Gleichspannungsquelle, wenn der zweite Transistor durchsteuert.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel für eine Kraftfahrzeugbatterie mit einer Spannung zwischen 8 und 24 V besitzt der Stromregler zwei Dioden, die zwischen den Eingangswiderstand der anderen Elektrode des zweiten Transistors und die Basis

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des zweiten Transistors geschaltet sind.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel für eine Kraftfahrzeugbatterie mit einer Spannung zwischen 4 und 15V ist der Stromregler mit einer Zenerdiode bestückt, die zwischen die Basis des zweiten Transistors und den Eingangswiderstand der anderen Elektrode des zweiten Transistors geschaltet ist, wobei die Zenerdiode eine entgegengesetzt gepolte Zenerspannung aufweist, welche verhindert, daß Änderungen in der Größe der Spannung der Gleichspannungsquelle die Größe des Stromes an der einen Elektrode des zweiten Transistors beeinflussen, wenn dieser durchsteuert, wobei ein konstanter Strom an der Basis des ersten Transistors anliegt, wenn der zweite Transistor durchsteuert.

Aufgrund der vorstehend erwähnten Merkmale ergibt die erfindungsgemäße Zündanlage einen stromgeregelten Oszillator, der aus einer Kraftfahrzeugbatterie über einen großen Bereich von Eingangs- ; Spannungen eine konstante EMK oder Leerlauf-Ausgangsspannung j erzeugt. Auch wird die normalerweise mit einer Erhöhung der '■

Eingangsspannung verbundene entsprechende Erhöhung des Spannungs*- pegels weitgehend herabgesetzt. ·

Außerdem braucht die erfiüungsgemäße Zündanlage, die von sehr i einfacher und kostensparender Konstruktion ist, nur eine Funken- ;

entladungsstrecke im Kreis der Sekundärwicklung eines Aufwärtstransformators und kann sowohl im offenen Stromkreis als auch unter KuTZSchlußbedingungen in der Sekundärwicklung des Transformators arbeiten, ohne die übrigen Bauteile des Zündkreises zu beschädigen. _.

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Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. In den Zeichnungen ist:

Fig. 1 das Blockschaltbild einer Zündanlage für eine Kraftfahrzeugturbine ;

Fig. 2 der Stromlaufplan eines batteriebetriebenen transistorierten Zündkreises nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 der Stromlaufplan eines batteriebetriebenen transistorierten Zündkreises nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In Fig. 1 ist das Blockschaltbild einer Zündanlage für eine Kraftfahrzeugturbine gezeigt, welche den Zündkreis 1 und die Turbine 2 umfaßt, die ihrerseits mit der Funkenstrecke 40 bestückt ist, um den den Motor bzw. der Turbine zugeführten Kraftstoff zu zünden.

Fig. 2 ist der Stromlaufplan eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels des in Fig. 1 gezeigten Zündkreises 1. Die elektrische Energiequelle für den Zündkreis ist die Batterie 3, die eine gewöhnliche Kraftfahrzeugbatterie oder eine Gleichspannungsquelle mit einer Spannung zwischen 8 und 24 V sein kann. Der
Schalter 5 dient zur Verbindung und Trennung der Batterie mit
dem Zündkreis und ist vorzugsweise ein Teil des Zündschalters

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eines Kraftfahrzeuges oder ihm zugeordnet. Die Funkenentladungsstrecke 40 ist eine Zündkerze oder dergleichen, welche die durch die transistorisierte Schaltung und den Transformator erzeugte Energie erhält. Dies bewirkt eine Anzahl von elektrischen Entladungen über die Funkenstrecke 40, deren Frequenz gleich ist den Schwingungen im Primärteil des Transformators 30.

Der Oszillator umfaßt einen PNP-Transistor 10, dessen Emitter an die positive Klemme der Stromversorgung 3 über den Widerstand 11 und dessen Kollektor über den Widerstand 12 an den Massepunkt 4 geführt ist (an den auch die negative Klemme der Stromversorgung 3 angeschlossen ist). Die Leitung 21 verbindet den Kollektor des Transistors 10 mit der Basis des NPN-Transistors 20. Die Basis des Transistors 10 ist über die beiden in Reihe geschalteten Widerstände 15, 16 mit dem Massepunkt 4 verbunden, und der Knotenpunkt der beiden Widerstände 15 und 16 ist über die Sperrdiode 23 an den Kollektor des Transistors 20 geführt. Ferner ist die Basis des Transistors 10 auch mit der positiven Klemme des Akkumulators 3 über die beiden in Reihe geschalteten Dioden 13 und 14 verbunden. Eine Seite des Kondensators 7 ist mit dem Massepunkt 4 verbunden und seine andere Seite an den Kollektor des Transistors 20 über den Widerstand 22 angeschlossen, wobei der Emitter des Transistors 20 an den Massepunkt 4 geführt ist. Der Kollektor des Transistors 20 ist auch an eine Seite der Primärwicklung 31 des Transformators 30 angeschlossen, deren andere Seite an die positive Klemme des Akkumulators 3 geführt ist. Die Sekundärwicklung 32 des Transformators 30 ist mit den Klemmen der Zündkerze 40 verbunden.

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Der Widerstand 11, der Transistor 10 und die Dioden 13 und 14 sind so zusammengeschaltet, daß sie einen Konstantstromregler bilden. Dies ergibt einen konstanten Strom bei wachsenden Eingangsspannungen. Der konstante Ausgangsstrom dieser Schaltung ergibt über die Leitung 21 den Basissteuerstrom für den Transistor 20. Daher ist der Basisstrom des Transistors 20 im gesamten Eingangsspannungsbereich ziemlich konstant. Da der Kollektorstrom des Transistors 10 verhältnismäßig konstant ist, verringert sich die Ansteuerungszeit des Transistors 20, wenn die Eingangsspannung ansteigt. Da sich die Ansteuerungszeit des Transistors 20 verkürzt, wenn die Eingangsspannung ansteigt, verringert sich auch der durchschnittliche Eingangsstrom, wenn die Sperrzeit des Transistors 20 konstant ist. Bei dieser Einrichtung ist die Sperroder Abschaltzeit des Transistors 20 eine Funktion des Verhältnisses der Induktivität der Sekundärwicklung 32 des Transformators 30 zum Widerstand dieser Sekundärwicklung und zum Spannungs-

abfall an der Funkenentladungsstrecke 40. Die Sperrzeit (T) kann dann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

C- ^Ln

worin:

L = Induktivität der Sekundärwicklung 32 R = Widerstand der Sekundärwicklung 32 Ln * natürlicher Ig

I ^s Anfangsstrom in der Sekundärwicklung 32 zu Beginn der Energieentladung im Transformator 30

über die Funkenstrecke 40.

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Da diese Parameter für einen bestimmten Transformator und eine bestimmte Zündkerze feststehen, bleibt die Abschaltzeit konstant.!

Ebenso kann die Ansteuerungszeit durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden: ;

^Tan

worin:

Lp = Induktivität der Primärwicklung Ip « Eingangsspitzenstrom
E « Batteriespannung

Die vorstehend beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt:

Wenn der Schalter 5 geschlossen wird, dann wird von der Batterie 3 her Spannung an die Schaltung angelegt, die bewirkt, daß sich der Kondensator 7 über die Diode 13 auflädt. So erhält der Kondensator eine Spannung die gleich ist der Batteriespannung minus dem vorwärts gerichteten Spannungsabfall der Diode 13. Ein Strom fließt von der Basis des Transistors 10 über die Widerstände 11, 15 und 16 an den Massepunkt 4. Dadurch wird der Transistor 10 angesteuert, wodurch ein Kollektorstrom über den Widerstand 12 und die Leitung 21 an Masse fließt und einen Basisstrom für den · Transistor 20 abgibt, der diesen ansteuert. Wenn der Transistor 20 angesteuert ist, dann fließt Strom von der Batterie 3 über ; die Primärwicklung 31 des Transformators 30 sowie über den ! Kollektor und den Emitter des Transistors 20. Bei durchgesteuer- ; tem Transistor 20 beginnt ein linear ansteigender Strom über die Primärwicklung 31 des Transformators 30 zu fließen. Infolge der j

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Induktivität der Primärwicklung entwickelt dieser Strom eine konstante Spannung (annähernd gleich der Eingangsspannung) an der Primärwicklung 31 des Transformators 30. Diese an der Primärwicklung 31 anliegende Spannung bewirkt eine Durchsteuerung der Diode 23 sowie einen verstärkten Stromfluß über den Widerstand j

11 und den Emitter-Basisknotenpunkt des Transistors 10. Dies be wirkt eine schnelle Sättigung des Transistors 20. Ober die Pri- I märwicklung 31 und den Transistor 20 fließt ein linear ansteigender Strom bis er einen Spitzenwert erreicht, der gleich ist dem Basisstrom des Transistors 20 multipliziert mit dem Verstärkungs- grad des Transistors (/^L); zu diesem Zeitpunkt steuert der Transistor 20 nicht mehr durch. Wenn er nicht mehr durchsteuert, dann erhöht sich die an ihm anliegende Spannung, und die an der Primärwicklung 31 anliegende Spannung fällt gegen Null ab. Wenn die am Transistor 20 anliegende Spannung ansteigt, lädt sie den Kondensator über den Widerstand 22 auf. Wenn der Kondensator 7 auf einen Spannungspegel aufgeladen ist, der größer ist als die am Transistor 10 anliegende Basisspannung, dann sperrt dieser Transistor. Dadurch wird auch der Stromfluß in der Leitung 21 zur Basis des Transistors 20 gesperrt, worauf dieser abschaltet. Solange die am Transistor 20 anliegende Spannung hoch ist, bleibt der Transistor 10 gesperrt. Während dieser Sperrzeit ist die am Transistor 20 anliegende Spannung etwa gleich der \ an der Funkenstrecke anliegende Spannung dividiert durch das Windungsverhältnis des Transformators 30 plus der Spannung der Batterie 3. Die Abschaltung des Transistors 20 ergibt eine plötzliche Abnahme des über die Primärwicklung 31 und den Kollektor des Transistors 20 fließenden Stromes. Während dieser

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Zeit wird die Anderungsgeschwindigkeit des Stromes (di/dt) steil negativ, wobei auch eine Polumkehr der hohen in der Sekundärwicklung 32 des Transformators 30 induzierten Spannung erfolgt

und diese Sekundärwicklung zur Stromquelle wird. Die hohe durch i

die Sekundärwicklung erzeugte Spannung bewirkt eine elektrische ■

Entladung an der Funkenstrecke 40, wobei die im Transformator 30 j gespeicherte Energie durch die Entladung in der Funkenstrecke 40

abgeleitet wird. !

ι Wenn die im Transformator 30 gespeicherte Energie an die Funken- ^:

entladungsstrecke 40 abgegeben wird, dann wird der Strom in der Sekundärwicklung zu Null. Gleichzeitig beginnt ein Strom über den Widerstand 11, den Emitter-Basisknotenpunkt des Transistors 10 und die Widerstände 15 und 16 zu fließen, der den Transistor 20 ansteuert. Der Kondensator 7 entlädt sich über den Widerstand 22 j und den Kollektor-Emitter Knotenpunkt des Transistors 20, bis

seine Spannung dem Pegel der Batteriespannung 3 minus dem Span-

I nungsabfall an der Diode 13 erreicht. Jetzt befindet sich die

Einrichtung in einem Schaltzustand, in dem der vorstehend be- |

schriebene Arbeitszyklus wiederholt werden kann.

Bei einen einwandfrei arbeitenden Ausführungsbeispiel besaßen die! Bauteile der in Fig. 2 beschriebenen Zündanlage die folgenden i Werte bzw. waren von den folgenden Typen: ^j

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Batterie 3 8-24 V-*

Kondensator 7 0,15,uF - 50 V

Dioden 13,14,23 1N645

Widerstand 11 --- 8,5 Ohm - 1 W

Widerstand 12 82 Ohm - 0,5 W

Widerstand 15 1,5kOhm - 0,5 W

Widerstand 16 - 10 kOhm - 0,5 W

Widerstand 22 1,5 kOhm - 0,5 W

Transistor 20 (NPN) TIP 3055

Transistor 10 (PNP) TIP 3OA

Transformator 30 Primär 180 Windg.—

Nr. 18 (1 mm) Sekundär 18,000 Windg, Nr. 40 ( 08 mm)

Bendix Teile Nr.

10-372561-1

Schalter 5 einpolig 2 Kontakte

Fig. 3 ist der Stromlaufplan eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Zündanlage. Dieses Ausführungsbeispiel beruht auf den gleichen Grundsätzen wie das erste, ist jedoch zur Verwendung mit einer Gleichspannungversorgung 103 bestimmt, die eine gewöhnliche Kraftfahrzeugbatterie oder eine ähnliche Spannungsquelle mit einer Spannung zwischen 4 und 15 V ist. Wie im ersten Ausführungsbeispiel umfaßt der Zündkreis den Schalter 105, der vorzugsweise dem Zündschalter eines Kraftfahrzeugs zugeordnet ist, sowie die Funkenstrecke 140 wie eine

j Zündkerze, welche die durch den transistorisierten Oszillator J und den Transformator 130 erzeugte Energie erhält.

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Der Oszillator umfaßt den PNP-Transistor 110, dessen Emitter über den Widerstand 111 an die positive Klemme des Akkumulators 103 geführt ist, dessen Kollektor über den Widerstand 112 mit Masse verbunden ist und dessen Basis über die in Reihe geschalteten Widerstände 114, 115 an den Massepunkt 104 angeschlossen ist. Ober die Leitung 121 ist der Kollektor des Transistors 110 auch mit der Basis des NPN-Transistors 120 verbunden. Ober die Sperrdiode 123 ist der Knotenpunkt zwischen den Widerständen 114 und 115 an den Kollektor des Transistors 120 geführt, dessen Emitter mit den Massepunkt 104 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 120 ist an eine Seite der Primärwicklung 131 des Transformators 130 angeschlossen, deren andere Seite mit dem Akkumulator 103 verbunden ist· Die Sekundärwicklung 132 des Transformators 130 ist parallel zur Zündkerze 140 geschaltet.

Zwischen die Basis des Transistors 110 und die positive Klemme des Akkuaulators 103 ist die Zenerdiode 170 geschaltet. Die so parallel zum Basis-Emitterknotenpunkt des Transistors 110 liegende Zenerdiode 170 führt eine Zenerspannung, so daß sie in um- j gekehrter Richtung durchsteuert, wenn die Batterispannung einen bestirnten Pegel überschreitet, wodurch der Transistor 110 in eingeschwungenem Zustand einen im wesentlichen konstanten EmitteT Kollektorstrom weiterleitet.

In der dargestellten Beschaltung bilden somit der Widerstand und die Zenerdiode 170 einen Konstantstromregler. Dieser gibt unabhängig von der ansteigenden Eingangsspannung einen konstanten Basis-Steuerstrom an den Transistor 120 ab, da wie im ersten Aus-

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führungsbeispiel die vorstehend erklärten Gleichungen (1) und (2) auch in diesem Falle gelten.

Andererseits ist die Basis des Transistors 110 an den Emitter des Transistors 140 geführt, dessen Kollektor über die Diode 142 mit der positiven Klemme des Akkumulators verbunden ist und dessen Basis an eine Seite des Kondensators 107 angeschlossen ist. Die andere Seite des Kondensators 107 ist mit dem Massepunkt 104 verbunden. Der Kondensator 107 ist auch über die aus den Widerständen 122 und 150 bestehende Reihenschaltung, die ihrerseits zur ι Sperrdiode 152 parallel geschaltet ist, mit dem Kollektor des

Transistors 120 verbunden. Diese Schaltung ermöglicht es dem Konj densator 107, sich aufzuladen, wenn sich die Riarität der an der ! Primärwicklung 131 des Transformators 130 anliegenden Spannung

; als Folge der Abschaltung des Transistors 120 umkehrt. Wenn der

j Kondensator 107 aufgeladen wird, dann gelangt ein Basisstrom zum

j Transistor 140 und steuert diesen durch. Wenn der Transistor 140

angesteuert ist,dann liegt die vorwärts gerichtete Vorspannung am Transistor 110 nicht mehr an und dieser wird abgeschaltet.

Die vorstehend beschriebene Zündanlage arbeitet wie folgt:

Beim Schließen des Schalters 105 gelangt von der Batterie 103 elektrische Energie an die Schaltung und ermöglicht einen Stromfluß in der Primärwicklung 131, der Diode 152 und im Widerstand 122, um den Kondensator 107 aufzuladen. Gleichzeitig fließt ein Strom von der Basis des Transistors 110 über die Widerstände 115 und 116 zum Massepunkt 104. Dadurch wird der Transistor 110 an-

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gesteuert, wodurch ein Kollektorstrom über den Widerstand 112 und j die Leitung 121 an Masse fließen kann, um einen Basisstrom an den Transistor 120 abzugeben, wodurch dieser angesteuert wird. ; Wenn der Transistor 120 angesteuert ist, dann fließt Strom von der Batterie 103 über die Primärwicklung 131 des Transformators

i 130 sowie über den Kollektor und den Emitter des Transistors 120.

Bei Ansteuerung des Transistors 120 beginnt ein linear ansteigen-!

I der Strom in der Primärwicklung 131 des Transformators 130 zu i fließen. Infolge der Induktivität der Primärwicklung erzeugt I dieser Strom eine konstante Spannung (annähernd gleich der Eingangsspannung) an der Primärwicklung 131 des Transformators 130. Diese an der Primärwicklung 131 anliegende Spannung steuert die Diode 123 durch und ermöglicht ein Ansteigen des Basisstroms des Transistors 110, wodurch auch der Basissteuerstrom für den Transistor 120 ansteigt und diesen sättigt. Der linear ansteigende Induktionsstrom (IcI) fliesät in der Primärwicklung 131 weiter, ; bis er einen Spitzenwert von β I^ am Transistor 120 erreicht, wobei dieser jetzt nicht mehr gesättigt ist. Jetzt fällt die ! Spannung an der Primärwicklung 131 auf Null ab, da sich die Span- i nung am Transistor 120 erhöht. Dieser Spannungsabfall an der Pri-i

märwicklung bewirkt eine Rückkopplung, welche den Transistor 120 1 in den Sperrbereich steuert. Da jetzt der Strom in der Primärwicklung abnimmt, kehrt sich die Riaritat der Spannung an der Sekundärwicklung 131 um. Die durch die Sekundärwicklung erzeugte ! hohe Spannung ionisiert die Zündkerze 140, und die im Transformator 130 gespeicherte Energie wird an diese Zündkerze abgegeben.

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Wenn sich die am Transistor 120 anliegende Spannung erhöht, dann wird der Kondensator 107 über den Widerstand 122 aufgeladen. Nach Aufladung des Kondensators 107 steuert der Transistor 140 durch, worauf die vorwärts gerichtete Vorspannung am Transistor 110 nicht mehr anliegt undÖieser Transistor sperrt. Dadurch wird !

auch der in der Leitung 121 zur Basis des Transistors 120 fließend^ ; Strom abgeschaltet und sperrt diesen Transistor. Der Transistor j

I

; 110 sperrt solange wie am Transistor 120 eine hohe Spannung an- : • liegt. Während der Sperrzeit ist die am Transistor 120 anliegende Spannung annähernd gleich der an der Funkenstrecke 140 anliegenden Spannung dividiert durch das Windungsverhältnis des Transformators 130 plus der Spannung der Batterie 103. Die Abschaltung des Transistors 120 ergibt einen plötzlichen Abfall des Stromes

' in der Primärwicklung 131 und im Kollektor des Transistors 120. : Während dieser Zeit wird die Änderungsgeschwindigkeit des Stromes (di/dt) steil negativ, wobei sich auch die Polarität der in der

Sekundärwicklung 132 des Transformators 130 induzierten hohen I
j Spannung umkehrt und diese Sekundärwicklung zu einer Stromquelle wird. Die hohe durch die Sekundärwicklung erzeugte Spannung be-{ wirkt eine elektrische Entladung über die Funkenstrecke 140, und

_:

die im Transformator 130 gespeicherte Energie wird mit der elektrischen Entladungen der Funkenentladungsstrecke 140 abgeleitet·!

Wenn die im Transformator 130 gespeicherte Energie an die Funkenentladungsstrecke 140 abgegeben wird, dann fällt der Strom in der Sekundärwicklung 132 gegen Null ab. Gleichzeitig sperrt der Transistor 140 und ein Strom beginnt über den Widerstand 111, den Emitter-Basisknotenpunkt des Transistors 110, den Wider-

-is- ;

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stand 112 und die Leitung 121 zu fließen und den Transistor 120
anzusteuern. Jetzt ist die Schaltung in einem Betriebszustand, j in welchem sie den vorstehend beschriebenen Arbeitszyklus wieder-! holen kann. j

Bei einem Einwandfrei arbeitenden Ausführungsbeispiel besaßen die Bauteile der in Fig. 3 beschriebenen Zündanlage die folgenden i Werte oder waren von den nachstehend aufgeführten Typen: i

Batterie 103 4-5 V*» I

Kondensator 107 0,033/uF, 25 V

Dioden 142,123,152 1N645

Widerstand 111 15 Ohm, 1 W

Widerstand 112 100 0hm, 0,5 W j

Widerstand 115 1800 0hm, 0,5 W i

Widerstand 116 10 kOhm, 0,5 W

Widerstand 122 4,7 kOhm, 0,5 W

Widerstand 150 10 kOhm, 0,5 W

Transistor 120 (NPN) 2N3772

Transistor 110 (PNP) MJE 371

Transistor 140 2N3569

Transformator 130 Primär 200 Windg.

Nr.18 (1 mm)

Sekundär 216OOWindg Nr. 40, (0,08 mm)

Bendix Teile Nr.
10-372561-1

Schalter 105 einpolig 2 Kontakte

Zenerdiode 170 5 V Zenerspannung

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Unter Verwendung der vorstehend aufgeführten Bauteile wurde ein Prototyp gebaut und geprüft, wobei die nachstehend aufgeführten Ergebnisse erzielt wurden,die eindeutig die Stromregelung am Eingang des Oszillators in einem großen Eingangsspannungsbereich be-

weisen.	Durch schnitts I (A)	Funken frequenz (Hz)	Ausgangs leistung (W)	Energie/ Impuls (mJ)	^UA (kV)
^UE (V)	1,65	94	2,12	22,5	22
4	1,92	100	3,54	35,4	22
6	1,85	114	5,18	45,6	22
8	1,7	132	6,26	47,6	22
10	1,6	147	7,57	51,5	22
12	1,5	156	8,22	52,6	22
14	1,45	158	8,5	53,3	22
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Außer den vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen sind noch weitere möglich, ohne den Rahmen der Erfindung

zu verlassen. In einigen Fällen können bestimmte Merkmale der

Erfindung vorteilhafterweise ohne die entsprechenden anderen

Merkmale benutzt werden. Beispielsweise können die dargestellten Typen von Halbleitern oder Halbleitersteuereinrichtungen durch andere ersetzt werden.

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Claims

Patentansprüche

1.) Zündanlage zur Erzeugung einer Anzahl von elektrischen Entladungen an einer Funkenstrecke, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Quelle elektrischer Gleichspannung (3,103) sowie
einen Transformator (30,130) umfaßt,dessen Sekundärwicklung (32,132) parallel zur Funkenstrecke (40,140) und dessen Primärwicklung (31,131) parallel zur Gleichspannungsquelle vermittels eines transistorisierten Oszillators geschaltet ist, um den Stromfluß von der Quelle über die Primärwicklung periodisch zu unterbrechen, wodurch der schwingende Strom periodische elektrische Entladungen an der Funkenstrecke erzeugt.

2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator einen ersten Transistor (20,120) umfaßt, dessen
Kollektor- und Emitterklemmen in Reihe mit der Primärwicklung (31,131) des Transformators (30,130) geschaltet sind sowie, daß eine der Elektroden eines zweiten Transistors (10,110)

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an die Basis des ersten Transistors und an eine Steuerschal-

tung geführt ist, um den Schaltzustand des zweiten Transistors zu steuern.

!

3. Zündanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der !

Emitter-Kollektorkreis des zweiten Transistors (10,110) über einen ersten, mit dem Emitter in Reihe geschalteten Widerstand (11,111) sowie über einen zweiten in Reihe mit dem Kollektor geschalteten Widerstand (12,112) parallel zur Gleichjspannungsquelle (3,103) geschaltet ist und ferner, daß die an die Basis des ersten Transistors (20,120) geführte Elektrode der Kollektor des zweiten Transistors ist.

4. Zündanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen mit der Basis des zweiten Tran- j sistors (10,110) verbundenen Spannungsteiler umfaßt, der aus zwei in Reihe geschalteten Widerständen (15,16;115,116) besteht, wobei der Knotenpunkt dieser Widerstände über eine Sperrdiode (23,123) mit dem Kollektor des ersten Transistors (20,120) verbunden ist.

5. Zündanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Knotenpunkt der Basis und der anderen Elektrode des zweiten Transistors (10,110) schaltungsmäßig einem Stromregler (11,13,14; 111,170) eingefügt ist, um an der einen an die Basis des ersten Transistors (20,120) geführten Elektrode des zweiten Transistors einen im wesentlichen konstanten Strom unabhängig von den Spannungsänderungen der

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Gleichspannungsquelle zu erhalten, wenn der zweite Transistor durchsteuert.

6. Zündanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromregler zwei zwischen dem Eingangswiderstand (11) der an deren Elektrode des zweiten Transistors (10) und der Basis des zweiten Transistors in Reihe geschaltete Dioden (13,14) enthält.

7. Zündanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromregler eine zwischen die Basis des zweiten Transistors (110) und den Eingangswiderstand (111) der anderen Elektrode des zweiten Transistors geschaltete Zenerdiode (170) umfaßt, deren entgegengesetzt gepolte Zenerspannung verhindert, daß

Änderungen in der Größe der Spannung der Gleichspannungsquelle die Größe des Stromes an der einen Elektrode des zweiten Tran sistors beeinflussen, wenn dieser angesteuert ist, wodurch ein konstanter Strom der Basis des ersten Transistors (120) eingespeist wird, wenn der zweite Transistor angesteuert ist.

8. Zündanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuerschaltung auch einen mit der Basis des zweiten Transistors (10,110) verbundenen Schaltkreis um faßt, der zum ersten Transistor (20,120) parallel geschaltet ist, um an die Basis periodisch eine Vorspannung anzulegen, welche den zweiten Transistor sperrt, wenn die am ersten Tran sistor anliegende Spannung einen bestimmten Wert erreicht.

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9. Zündanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis einen dritten Transistor (140) besitzt, dessen Schaltzustände (Ansteuerung und Abschaltung) durch die am ersten Transistor (120) anliegende Spannung gesteuert werden.

10. Zündanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis einen an die Basis des zweiten Transistors (10, 110) angeschlossenen Energiespeicher enthält, der parallel zum ersten Transistor (20,120) geschaltet ist.

11. Zündanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher eine aus einem Kondensator (7,107) und einem Widerstand (22,122) bestehende Reihenschaltung besitzt, und daß der Knotenpunkt des Kondensators und Widerstandes mit der Basis des zweiten Transistors (10,110) einen Stromkreis bildet.

12. Zündanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Knotenpunkt des Widerstandes (22) und des Kondensators (7) über eine Diode (14) an die Basis des zweiten Transistors geführt ist.

13. Zündanlage nach Anspruch 11 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Knotenpunkt des Widerstandes (22) und Kondensators (7) mit dem Knotenpunkt der Dioden (13,14) des Stromreglers verbunden ist.

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14. Zündanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Knotenpunkt des Widerstandes (122) und Kondensators (107) an die Basis eines dritten Transistors (140) geführt ist, dessen Emitter mit der Basis des zweiten Transistors (120) und dessen Kollektor über eine Diode (142) mit der Gleichspannungsquelle (103) verbunden ist.

15. Zündanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der

Energiespeicher einen zweiten parallel zur Sperrdiode (152) I

j geschalteten Widerstand (150) umfaßt sowie dadurch, daß der zweite Widerstand (150) mit dem ersten Widerstand (122) eine Reihenschaltung bildet, die parallel zum ersten Transistor (120) geschaltet ist.

16. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungsquelle ein Akkumulator (3,103) ist.

17. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ;

gekennzeichnet, daß in den Transformatorkreis (30,130) ein Schalter (5,105) gelegt ist. |

18. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch j

gekennzeichnet, daß die Funkenstrecke eine Funkenstrecke (40, !

140) zur Zündung des Brennstoffes einer Gasturbine ist. i

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