DE2341701A1 - Solar cell ignition circuit - capacitor charging circuit between accumulator and charge source is connected to H.V. induction loop - Google Patents
Solar cell ignition circuit - capacitor charging circuit between accumulator and charge source is connected to H.V. induction loopInfo
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Abstract
Description
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München, den 17.8.1973 Unser Zeichen: 62-129oMunich, August 17, 1973 Our reference: 62-129o
Braun Aktiengesellschaft, Prankfurt/Main, Rüsselsheimerstr. 22Braun Aktiengesellschaft, Prankfurt / Main, Rüsselsheimerstr. 22nd
SolarzellenzündvorrichtungSolar cell ignition device
Die Erfindung betrifft eine Solarzellenzündvorrichtung, insbesondere für Feuerzeuge, mit einer Solarzellenbatterie, einem von dieser gespeisten Akkumulator und einer an denselben anschaltbaren Induktions-Hochspannungszündschaltung.The invention relates to a solar cell ignition device, in particular for lighters, with a solar cell battery, an accumulator fed by this and one that can be connected to the same Induction high voltage ignition circuit.
Bei Verwendung von Solarzellen zum Aufladen eines Akkumulators einer Zündvorrichtung besteht das Problem, daß aus Kostengründen möglichst nur eine einzige Akkumulatorzelle verwendet werden sollte. Dies erschwert jedoch aus verschiedenen Gründen, z.B. wegen des endlichen Innenwiderstandes des Akkumulators, die Erzeugung eines genügend kräftigen Hochspannungsfunkens.When using solar cells to charge an accumulator of an ignition device, the problem arises that for reasons of cost If possible, only a single battery cell should be used. However, this makes it difficult for various reasons, e.g. because of the finite internal resistance of the accumulator, the generation of a sufficiently powerful high-voltage spark.
Man hat bereits versucht, diese Schwierigkeit dadurch zu umgehen, daß ein mehrzelliger Akkumulator verwendet wurde, dessen einzelne Zellen sich entweder parallel oder in Serie schalten lassen. Zum Aufladen der Akkumulatorzellen werden diese parallel geschaltet, so daß man mit wenigen Solarzellen auskommt. Beim Verwenden des Akkumulators als Energiequelle für die Zündschaltung werden die einzelnen Zellen in Serie geschaltet, wodurch die Erzeugung einer erforderlichen Zündspannung erleichtert wird. Eine derartige Solarzellenzündvorrichtung benötigt jedoch einen umständlichen Serien-Attempts have already been made to circumvent this difficulty in that a multi-cell accumulator was used, its individual Cells can be switched either in parallel or in series. To charge the battery cells, they are connected in parallel, so that you can get by with a few solar cells. When using the accumulator as an energy source for the ignition circuit, the individual cells connected in series, which makes it easier to generate the required ignition voltage. Such a solar cell ignition device requires a cumbersome series
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Parallelumschalter, dessen zahlreiche Kontakte äußerst störanfällig sind und der verhältnismäßig voluminös ist.Parallel switch, the numerous contacts of which are extremely prone to failure and which is relatively bulky.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Solarzellenzündvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen verhältnismäßig guten Wirkungsgrad aufweist und mit einem kleinen, einzelligen Akkumulator auskommt.The invention is based on the object of a solar cell ignition device to create the type mentioned above, which has a relatively good efficiency and with a small, single-cell accumulator.
Die Lösung dieser Aufgabe ist darin zu sehen, daß die Hochspannungszündschaltung eine Kondensatorladeschaltung umfaßt mit einer zwischen der Akkumulatorspannung und der Zündspannung liegenden Ladespannung, sowie eine an den Kondensator der Ladeschaltung angeschlossene Hochspannungs-Induktionsschaltung.The solution to this problem is to be seen in the fact that the high-voltage ignition circuit comprises a capacitor charging circuit with a voltage lying between the accumulator voltage and the ignition voltage Charging voltage, as well as a high-voltage induction circuit connected to the capacitor of the charging circuit.
Vorzugsweise liegt die Ladespannung der Ladeschaltung zwischen 5o und 5oo Volt. Bei einer derartigen Dimensionierung ergeben sich optimale elektrische Eigenschaften der Zündvorrichtung bei verhältnismäßig kleinem Volumen derselben.The charging voltage of the charging circuit is preferably between 50 and 50 volts. With such a dimensioning result optimum electrical properties of the ignition device with a relatively small volume of the same.
Die Hochspannungs-Induktionsschaltung umfaßt vorzugsweise eine Zünd spule und einen elektronischen Schalter, welcher einen Thyristor bilden kann.The high-voltage induction circuit preferably comprises an ignition coil and an electronic switch, which can form a thyristor.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen ergänzend beschrieben.The invention is additionally described below with reference to schematic drawings of several exemplary embodiments.
Figur 1 ist ein Schaltbild einer Zündvorrichtung nach der Erfindung.Figure 1 is a circuit diagram of an ignition device according to the invention.
Figur 2 ist ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform einer Zündvorrichtung nach der Erfindung.Figure 2 is a circuit diagram of another embodiment of an ignition device according to the invention.
Die in Figur 1 dargestellte Schaltung umfaßt eine Solarzellenbatterie 1 mit sechs hintereinander geschalteten Solarzellen Diese Solarzellenbatterie ist über eine Sperrdiode 3 an einenThe circuit shown in Figure 1 comprises a solar cell battery 1 with six solar cells connected in series. This solar cell battery is connected to a
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einzelligen Akkumulator 4 angeschaltet, dem ein Kondensator 5 parallel geschaltet ist.single-cell accumulator 4 connected to which a capacitor 5 is connected in parallel.
Um ein überladen oder zu starkes Laden des Akkumulators h zu vermeiden, ist parallel zu der Solarzellenbatterie 1 eine Serienschaltung aus einem Widerstand 6 und einer Zenerdiode 7 geschaltet. In order to avoid overcharging or excessive charging of the accumulator h , a series circuit comprising a resistor 6 and a Zener diode 7 is connected in parallel with the solar cell battery 1.
Die Schaltung umfaßt ferner einen npn-Transistor 6, der den SchwingtrarßLstor eines Spannungswandlers bildet und dessen Emitter mit der einen Speiseleitung 7 des Spannungswandler verbunden ist. Der Kollektor ist über die Primärwicklung 8 eines Schwingtransformators 9 mit der anderen Speiseleitung Io verbunden, die mit dem positiven Pol des Akkumulators h in Verbindung steht.The circuit also includes an npn transistor 6 which forms the oscillating port of a voltage converter and the emitter of which is connected to the one feed line 7 of the voltage converter. The collector is connected via the primary winding 8 of an oscillating transformer 9 to the other feed line Io, which is connected to the positive pole of the accumulator h .
Der Schwingtransformator umfaßt ferner eine Rückkopplungswicklung 11 sowie eine Sekundärwicklung 12. Die Rückkopplungswicklung 11 liegt mit ihrem einen Ende an der Basis des Schwingtransistor» 5 und mit ihrem anderen Ende an der Verbindungsstelle eines Widerstandes 13 mit dem Kollektor eines pnp-Basisspannungstransistors 14. Das andere Ende des Widerstandes 13 ist mit der einen Speiseleitung 7 verbunden. Der Emitter des Basisspannungstransistors ist über einen Widerstand 15 mit der anderen Speiseleitung Io verbunden.The oscillating transformer also includes a feedback winding 11 and a secondary winding 12. The feedback winding 11 one end lies at the base of the oscillating transistor »5 and at its other end at the junction of a resistor 13 with the collector of a pnp base voltage transistor 14. The other end of the resistor 13 is connected to the one feed line 7 connected. The emitter of the base voltage transistor is connected to the other feed line Io via a resistor 15 tied together.
Zwischen der einen Speiseleitung 7 und dem negativen Pol des Akkumulators h ist ein Umschalter 16 eingeschaltet, und zwar derart, daß der Umschaltkontakt 17 mit der Speiseleitung 7 verbunden ist, der Einschaltkontakt 19 mit dem negativen Pol des Akkumulators h und der Ausschaltkontakt 18 mit der Basis des Basisspannungstransistors lh. Parallel zu dem Ausschaltkontakt 18 und dem Umschaltkontakt 17 liegt ein Kondensator 2o.A changeover switch 16 is switched on between the one feed line 7 and the negative pole of the accumulator h , in such a way that the changeover contact 17 is connected to the feed line 7, the switch-on contact 19 to the negative pole of the accumulator h and the switch-off contact 18 to the base of the base voltage transistor lh. A capacitor 2o is located in parallel with the switch-off contact 18 and the switchover contact 17.
Die Sekundärwicklung 12 des Schwingtransformators 9 ist über einenThe secondary winding 12 of the oscillating transformer 9 is via a
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Gleichrichter» 21 mit einem Ladekondensator 22 verbunden, und parallel zu dem Ladekondensator liegt eine Hochspannungs-Induktionsschaltung. Diese umfaßt einen Zündtransformator 23» dessen Primärwicklung 24 in Reihe mit einem Thyristor 25 an den Ladekondensator 22 angeschlossen ist. Die Sekundärwicklung 26 des Zündtransformators 22 ist mit einer Funkenstrecke 27 verbunden, an der der Zündfunke auftritt.Rectifier »21 connected to a charging capacitor 22, and A high-voltage induction circuit is located in parallel with the charging capacitor. This comprises an ignition transformer 23 »whose primary winding 24 in series with a thyristor 25 on the charging capacitor 22 is connected. The secondary winding 26 of the ignition transformer 22 is connected to a spark gap 27, at which the spark occurs.
Parallel zu dem Ladekondensator 22 liegt ein Spannungsteiler, der einerseits aus der Serienschaltung eines Widerstandes 28 und einer Zenerdiode 29 und andererseits aus einem Widerstand 3o besteht. Der Abgriff des Spannungsteilers ist mit der Steuerelektrode 31 des Thyristors verbunden.In parallel with the charging capacitor 22 is a voltage divider, which on the one hand consists of the series circuit of a resistor 28 and a zener diode 29 and, on the other hand, a resistor 3o consists. The tap of the voltage divider is connected to the control electrode 31 of the thyristor.
Die Schaltung zum Laden des Akkumulators 4 besteht aus den Bauteilen 2, 3, β und 7.The circuit for charging the accumulator 4 consists of the components 2, 3, β and 7.
Die Kondensator-Ladeschaltung wird durch die Bauteile 6 bis 22 gebildet. Die Hochspannungs-Induktionsschaltung umfaßt die Bauteile 23 bis 31.The capacitor charging circuit is formed by the components 6 to 22. The high voltage induction circuit comprises the components 23 to 31.
Die Schaltung hat folgende Wirkungsweise. In dem in Figur 1 dargestellten Schaltungszustand befindet sich der Umschalter 16 in seiner Ruhelage, in der der Umschaltkontakt 17 mit dem Ausschaltkontakt 18 verbunden ist. Der Kondensator 2o ist also kurzgeschlossen. The circuit has the following mode of operation. In the one shown in FIG In the switching state, the changeover switch 16 is in its rest position, in which the changeover contact 17 and the switch-off contact 18 is connected. The capacitor 2o is short-circuited.
Beim Betätigen des Umschalters 16 wird der Umschaltkontakt 17 mit dem Einschaltkontakt 19 in Verbindung gebracht, so daß der Ladestrom des Kondensators 16 den Basisspannungstransistor 14 leitend macht. Aufgrund dessen fließt ein Strom durch die Widerstände 13 und 15, so daß die Anschaltstelle der einen Seite der Rückkopplungswicklung 11 an den Widerstand 13 auf ein positiveres Potential angehoben wird, so daß der Schwingtransistor 6 auchWhen the changeover switch 16 is operated, the changeover contact 17 is brought into connection with the switch-on contact 19, so that the Charging current of the capacitor 16 makes the base voltage transistor 14 conductive. Because of this, a current flows through the resistors 13 and 15, so that the connection point of one side of the feedback winding 11 to the resistor 13 to a more positive Potential is raised, so that the oscillating transistor 6 also
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höher ausgesteuert wird. Dadurch fließt ein Kollektorstrora in der Primärwicklung 8, wodurch die Basisspannung aufgrund der Induktionsspannung in der Rückkopplungswicklung 11 weiter vergrößert wird. Dieser Vorgang dauert so lange an, bis der Kollektorstrom seinen Maximalwert erreicht hat .und/oder der Eisenkern des Schwingtransformators 9 gesättigt ist. Da dann die magnetische Flußdichte in dem Schwingtransformator 9 nicht mehr zunimmt, ist an der Rückkopplungswicklung 11 auch keine Induktionsspannung mehr vorhanden, so daß der Schwingtransistor 6 gesperrt wird.is driven higher. This causes a collector current to flow in the primary winding 8, whereby the base voltage due to the induction voltage in the feedback winding 11 is further increased will. This process continues until the collector current has reached its maximum value and / or the iron core of the Oscillating transformer 9 is saturated. Then there is the magnetic Flux density in the oscillating transformer 9 no longer increases, there is also no induction voltage on the feedback winding 11 more available, so that the oscillating transistor 6 is blocked.
Durch die Änderung des Kollektorstromes vor Erreichen des Maximalwertes desselben wird in der Sekundärwicklung 12 eine Spannung erzeugt, die über die Diode 21 den Ladekondensator 11 auflädt.By changing the collector current before reaching the maximum value of the same, a voltage is generated in the secondary winding 12, which charges the charging capacitor 11 via the diode 21.
Beim Sperren des Schwingtransistors 5 entsteht in der Sekundärwicklung 11 eine umgekehrt gerichtete Induktionsspannung, und dieser Zyklus wiederholt sich, so daß die Kondensator-Ladeschaltung mit einer bestimmten Frequenz schwingt.When the oscillating transistor 5 is blocked, the secondary winding occurs 11 a reverse induction voltage, and this cycle repeats itself, so that the capacitor charging circuit vibrates at a certain frequency.
Anfänglich sorgt der Ladestrom durch den Kondensator 2o für eine Verschiebung des Arbeitspunktes des Schwingtransistors 6, so daß eine sichere Schwingungsanfachung gewährleistet ist.Initially, the charging current through the capacitor 2o causes a shift in the operating point of the oscillating transistor 6, so that a safe amplification of vibrations is guaranteed.
Sobald die Spannung an dem Ladekondensator 22 größer wird als die Zenerspannung der Zenerdiode 29, fließt in den Spannungsteiler 28, 29,3o ein Strom, der eine Spannung an der Steuerelektrode 31 des Thyristors 25 entstehen läßt und diesen leitend macht. Dabei wird die in dem Ladekondensator 22 gespeicherte Energie mittels des Zündtransformators 23 hochtransformiert und erzeugt einen Zündfunken an der Funkenstrecke 27·As soon as the voltage on the charging capacitor 22 is greater than the Zener voltage of the Zener diode 29, flows into the voltage divider 28, 29.3o a current that generates a voltage at the control electrode 31 of the Thyristor 25 can arise and makes it conductive. In this case, the energy stored in the charging capacitor 22 is by means of the Ignition transformer 23 stepped up and generates an ignition spark at the spark gap 27
Beim Entladen des Ladekondensators 22 über den Thyristor 25 und den Zündtransformator 23 wird auch die Wicklungskapazität über die Diode 21 praktisch ganz entladen, so daß keine Energie mehrWhen discharging the charging capacitor 22 through the thyristor 25 and the ignition transformer 23 and the winding capacitance through the diode 21 is practically completely discharged, so that no more energy
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zur Wiederanfachnung einer Schwingung zur Verfügung steht, falls kein Strom mehr über den Kondensator 2o fließt. Die Ladeschaltung bleibt daher bis zur erneuten Betätigung des Umschalters If5 inis available to rekindle an oscillation, if no more current flows through the capacitor 2o. The charging circuit therefore remains in until the switch If5 is actuated again
Figur 2 zeigt eine abgeänderte Schaltung nach der Erfindung, bei der in Vergleich zu Figur 1 gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind. FIG. 2 shows a modified circuit according to the invention, in which, compared to FIG. 1, the same components are provided with the same reference numerals.
Die Schaltung zum Laden der Akkumulatorzelle 4 umfaßt statt der Zenerdiode 7 einen Phototransistor 37, der einen lichtgesteuerten veränderbaren Widerstand bildet.The circuit for charging the accumulator cell 4 comprises instead of the Zener diode 7 a phototransistor 37, which is a light-controlled variable resistance forms.
Die eigentliche Ladeschaltung umfaßt den Schwingtransistor 6, in dessen Kollektor 2 die Primärwicklung 8 des Schwingtransformators liegt. Die Rückkopplungswicklung 11 ist in die Emitterleitung des 3asisspannungstransistors 34 eingeschaltet, dessen Kollektor über einen Widerstand 35 mit der Basis des Schwingtransformators 6 verbunden ist. Die Emitter-Kollektor-Strecke des Basisspannungstransistors 34 ist mit einem Kondensator 36 überbrückt.The actual charging circuit comprises the oscillating transistor 6, in whose collector 2 the primary winding 8 of the oscillating transformer lies. The feedback winding 11 is switched into the emitter line of the base voltage transistor 34, the collector of which is above a resistor 35 is connected to the base of the oscillating transformer 6 is. The emitter-collector path of the base voltage transistor 34 is bridged with a capacitor 36.
Die Basis 37 des Basisspannungstransistors 34 ist an einen aus den Widerständen 38 und 39 gebildeten Spannungsteiler angeschaltet, dessen eines Ende mit der Speisespannungsleitung Io und dessen anderes Ende mit dem Ausschaltkontakt 18 verbunden ist. Parallel zu dem Umschaltkontakt 17 und dem Ausschaltkontakt 18 liegt ein Kondensator 4o.The base 37 of the base voltage transistor 34 is connected to a voltage divider formed from the resistors 38 and 39, one end of which is connected to the supply voltage line Io and the other end to the switch-off contact 18. Parallel a capacitor 4o is connected to the changeover contact 17 and the switch-off contact 18.
Die Hochspannungs-Induktionsschaltung ist ähnlich aufgebaut wie diejenige nach Figur 1, enthält jedoch zusätzlich in der Kathodenleitung des Thyristors 25 einen Widerstand 4l, Die Kathode des Thyristors 25 ist über eine Diode 42 mit dem Ausschaltkontakt 18 verbunden.The high-voltage induction circuit is constructed similarly to the one according to Figure 1, but also contains a resistor 4l in the cathode line of the thyristor 25, the cathode of the Thyristor 25 is connected to switch-off contact 18 via a diode 42.
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Der Kondensator 5 liegt nur bei eingeschaltetem Umschalter parallel zu der Akkumulatorzelle 4.The capacitor 5 lies parallel to the accumulator cell 4 only when the changeover switch is switched on.
Die Wirkungsweise der Ladeschaltung ähnelt derjenigen nach Figur 1, wobei der Basisspannungstransistor 34 als veränderbarer Widerstand wirkt, der in den Rückkopplungszweig bestehend aus den Bauteilen 11,35 und 36 eingeschaltet ist. Dieser Rückkopplungszweig ist so bemessen, daß im Leitzustand des Basisspannungstransistors 34 die Schwingungsbedingungen erfüllt sind, während im Sperrzustand oder in einem weniger^leitenden Zustand keine Schwingungsanfachung oder Aufrechterhaltung der Schwingung mehr möglich ist.The mode of operation of the charging circuit is similar to that according to FIG. 1, the base voltage transistor 34 being variable Resistance acts, which consists in the feedback branch from the components 11, 35 and 36 is switched on. This feedback branch is dimensioned so that when the base voltage transistor 34 is on, the oscillation conditions are met, while in the blocked state or in a less ^ conductive state vibration amplification or maintenance of the vibration is no longer possible.
Beim Verbinden des Umschaltkontaktes 17 mit dem Einschaltkontakt wird die Speisespannungsleitung 7 mit dem betreffenden Pol der Akkumulatorzelle 4 verbunden, und es fließt ein Ladestrom in den Kondensator 4o, der bewirkt, daß Schwingungen in der Ladeschaltung angefacht werden.When connecting the changeover contact 17 to the switch-on contact, the supply voltage line 7 is connected to the relevant pole of the Accumulator cell 4 connected, and it flows a charging current in the capacitor 4o, which causes oscillations in the charging circuit be fanned.
Sobald der Ladekondensator 22 eine genügend hohe Spannung erreicht hat, zündet der Thyristor 25. Dabei fließt ein Strom durch den Widerstand 4l, und die daher an diesem abfallende Spannung ergibt einen Strom durch die Diode 42 in den Kondensator 4o, der dadurch so aufgeladen wird, daß die Schwingung der Ladeschaltung unterbrochen wird. Die Ladeschaltung wird also nur solange wie möglich in Betrieb gehalten, so daß ein sparsamer Energieverbrauch gewährleistet ist. -As soon as the charging capacitor 22 reaches a sufficiently high voltage has, the thyristor triggers 25. In the process, a current flows through the resistor 4l, and therefore results in the voltage dropping across it a current through the diode 42 into the capacitor 4o, which is thereby charged so that the oscillation of the charging circuit is interrupted will. The charging circuit is therefore only kept in operation for as long as possible, so that economical energy consumption is guaranteed is. -
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Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19732341701 DE2341701A1 (en) | 1973-08-17 | 1973-08-17 | Solar cell ignition circuit - capacitor charging circuit between accumulator and charge source is connected to H.V. induction loop |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE19732341701 DE2341701A1 (en) | 1973-08-17 | 1973-08-17 | Solar cell ignition circuit - capacitor charging circuit between accumulator and charge source is connected to H.V. induction loop |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2341701A1 true DE2341701A1 (en) | 1975-03-06 |
Family
ID=5890078
Family Applications (1)
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| DE19732341701 Pending DE2341701A1 (en) | 1973-08-17 | 1973-08-17 | Solar cell ignition circuit - capacitor charging circuit between accumulator and charge source is connected to H.V. induction loop |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2341701A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1014000A2 (en) * | 1998-12-23 | 2000-06-28 | DBD Srl | Electronic gas-lighter with ignition spark to be fed by a battery rechargeable by a solar cell |
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1973
- 1973-08-17 DE DE19732341701 patent/DE2341701A1/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP1014000A3 (en) * | 1998-12-23 | 2004-12-08 | DBD Srl | Electronic gas-lighter with ignition spark to be fed by a battery rechargeable by a solar cell |
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