DE2351787A1

DE2351787A1 - TRANSISTOR CONTROL CIRCUIT

Info

Publication number: DE2351787A1
Application number: DE19732351787
Authority: DE
Inventors: Kazu Majima; Eiji Matsumoto
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1972-11-29
Filing date: 1973-10-16
Publication date: 1974-05-30
Also published as: JPS4978466A

Description

Anlage zur Patentanmeldung Transistorsteuerschaltung Die Erfindung betrifft eine Transistorsteuerschaltung für einen elektrischen Verbraucher, insbesondere für ein elektromagnetisch betätigbares Einspritzventil, welcher in Reihe zur Schaltstrecke eines Schalttransistors geschaltet ist.Appendix to patent application transistor control circuit The invention relates to a transistor control circuit for an electrical consumer, in particular for an electromagnetically actuated injection valve, which is in series with the switching path of a switching transistor is switched.

Bei bekannten Einrichtungen dieser Art zur Ansteuerung von Magnetventilen in elektronisdh gesteuerten Kraftstoffeinspritzeinrichtungen hat man bisher Steuerschaltungen gewählt, bei denen beispielsweise zwischen den Kollektor eines pnp-S-chalttransistors und eine gemeinsame Minus-Leitung, im Kraftfahrzeug üblicherweise die Masseleitung, eine aus einem elektromagnetischen Ventil bestehende Last geschaltet war. Der pnp-Transistor besteht im allgemeinen aus Germanium, welches jedoch keine hohen Temperaturen zuläßt. Vielfach führt bei der bekannten Einrichtung ein Anstieg der Umgebungstemperatur zu einem Durchbruch dieses pnp-Transistors.In known devices of this type for controlling solenoid valves Control circuits have hitherto been used in electronically controlled fuel injection devices chosen in which, for example, between the collector of a pnp-S switching transistor and a common minus line, usually the ground line in motor vehicles, a load consisting of an electromagnetic valve was switched. The pnp transistor generally consists of germanium, which, however, does not allow high temperatures. In the known device, there is often an increase in the ambient temperature to a breakdown of this pnp transistor.

Man hat auch versucht, anstelle des aus Germanium bestehenden pnp-Schalttransistors einen aus Silizium bestehenden pnp-Schalttransistor zu verwenden, um dadurch die Wärmebeständigkeit zu steigern. Diese aus Silizium bestehenden pnp-Transistoren sind jedoch sehr schwierig herzustellen und sind deshalb teuer.Attempts have also been made to replace the pnp switching transistor made of germanium to use a pnp switching transistor made of silicon in order to thereby achieve the Increase heat resistance. These pnp transistors made of silicon however, they are very difficult to manufacture and are therefore expensive.

Wenn man einen npn-Schalttransistor verwendet, erhält man bei einer im Kraftfahrzeug üblichen Schaltung, bei der der Minuspol der Betriebsspannungsquelle mit Masse verbunden ist, eine Schaltung, bei welcher das eine Anschlußende des durch das elektromagnetische Ventil dargestellten Belastungswiderstandes mit Masse verbunden ist. Um dies zu erreichen, wird der die Belastung bildende Verbraucher über einen Widerstand an den Emitter eines npn-Schalttransistors angeschlossen. Um den Schalttransistor in dem Sättigungsbereich zu betreiben, muß man die Basisspannung des npn-Transistors um die Basis-Emitter-Spannung höher machen als die Betriebsspannung, da dies jedoch in einer herkömmlichen Schaltung nicht ohne weiteres möglich ist, wurde bei bekannten Schaltungen der Schalttransistor nicht im Sättigungsbereich betrieben. Das hat aber zur Folge, daß die Wärmeerzeugung in diesem npn-Transistor außerordentlich hoch ist, so daß auch hier bei einer Erhöhung der Umgebungstemperatur die Möglichkeit bestand, daß der Transistor beschädigt oder gar zerstört wurde. Um von einem derartigen als Schalttransistor verwendeten npn-Transistor erzeugte Wärme abzuleiten, hat man Kühlkörper benutzt, die jedoch für eine ausreichende Kühlung groß zu bemessen sind, und deshalb erheblich Raum beanspruchen.If you use an npn switching transistor, you get a The usual circuit in motor vehicles, in which the negative pole of the operating voltage source is connected to ground, a circuit in which one terminal end of the through the electromagnetic valve shown load resistor connected to ground is. To achieve this, the burdening consumer will have a Resistor connected to the emitter of an npn switching transistor. To the switching transistor To operate in the saturation region, one has to use the base voltage of the npn transistor to make the base-emitter voltage higher than the operating voltage, as this is however is not readily possible in a conventional circuit, was known in the prior art Circuits of the switching transistor not operated in the saturation range. However, this has the consequence that the heat generation in this npn transistor is extraordinary is high, so that here too the possibility of an increase in the ambient temperature existed that the transistor was damaged or even destroyed. To get from such a One has to dissipate the heat generated by the npn transistor used as a switching transistor Heat sinks are used, which, however, are to be dimensioned large for sufficient cooling, and therefore take up considerable space.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines- elektrischen Verbrauchers zu entwickeln, beider die obengenannten Schwierigkeiten vermieden werden.The invention is therefore based on the object of a circuit arrangement to control an electrical consumer to develop both of the above Difficulties are avoided.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Bezugselektrode des Schalttransistors mit dem Verbraucher in Wirkverbindung steht und daß zwischen die Ausgangselektrode des Schalttransistors und eine gemeinsame Versorgungsleitung eine Diode in Durchlaßrichtung geschaltet ist.This object is achieved according to the invention in that the reference electrode of the switching transistor is in operative connection with the consumer and that between the output electrode of the switching transistor and a common supply line a diode is switched in the forward direction.

Weitere vorteilhafte Ausgest-altungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen,aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und aus der zugehörigen Zeichnung, die einen Stromlaufplan der Transistorsteuerschaltung zeigt.Further advantageous refinements and expedient developments of the invention emerge in connection with the subclaims from the following Description of an embodiment and from the accompanying drawing, which Figure 11 shows a circuit diagram of the transistor control circuit.

In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Eingangstransistor 1, ein Steuertransistor 2 und ein Schalttransistor 3 vorgesehen. Der Eingangstransistor 1 ist mit seinem Emitter an eine gemeinsame Versorgungsleitung 13 angeschlossen, welche mit dem Minuspol einer Betriebsspannungsquelle 12 verbunden ist. Der Kollektor des Eingangstransistors 1 ist über einen Widerstand 10 und über einen Widerstand 4 mit einer gemeinsamen Versorgungsleitung 14 verbunden, welche mit dem Pluspol der Betriebsspannungsquelle 12 verbunden ist. An den Verbindungspunkt der Widerstände 4 und 10 ist die Basis des Steuertransistors 2 angeschlossen, dessen Emitter direkt an die Plus leitung 14 angeschlossen ist. Mit dem Kollektor des Steuertransistors 2 ist die Reihenschaltung eines Widerstandes 5 eines Kondensators 6 und eines Widerstandes 7 verbunden, wobei der Widerstand 7 mit der gemeinsamen Versorgungsleitung 13 verbunden ist. An den Kollektor des Steuertransistors 2 ist weiterhin die Basis des Schalttransistors 3 angeschlossen, dessen Kollektor über eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode 11 mit der gemeinsamen Versorgungsleitung 14 verbunden ist. An den Emitter des Schalttransistors 3 ist ein Widerstand 9 angeschlossen, der in Reihe zu der Betätigungswicklung eines Verbrauchers 8, insbesondere eines Einspritzventiles, liegt. Der eine Anschluß des Verbrauchers 8 ist mit der gemeinsamen Versorgungsleitung 13 verbunden.In the embodiment shown in the drawing is a Input transistor 1, a control transistor 2 and a switching transistor 3 are provided. The emitter of the input transistor 1 is connected to a common supply line 13th connected, which is connected to the negative pole of an operating voltage source 12 is. The collector of the input transistor 1 is across a resistor 10 and across a resistor 4 connected to a common supply line 14, which is connected to the positive pole of the operating voltage source 12. To the connection point the resistors 4 and 10 is connected to the base of the control transistor 2, whose Emitter is connected directly to the positive line 14. With the collector of the control transistor 2 is the series connection of a resistor 5, a capacitor 6 and a resistor 7 connected, the resistor 7 connected to the common supply line 13 is. The base of the switching transistor is still connected to the collector of the control transistor 2 3 connected, the collector of which is connected to a forward-biased diode 11 is connected to the common supply line 14. To the emitter of the switching transistor 3, a resistor 9 is connected, which is in series with the actuation winding of a Consumer 8, in particular an injection valve, is located. One connection of the Consumer 8 is connected to the common supply line 13.

Der Emitter des Schalttransistors 3 ist weiterhin mit dem Verbindungspunkt des Widerstandes 5 und des Kondensators 6 verbunden.The emitter of the switching transistor 3 is still with the connection point of the resistor 5 and the capacitor 6 connected.

Mit Hilfe des Widerstandes 4 wird im nicht leitenden Zustand des Eingangstransistors das Basispotential des Steuertransistors 2 soweit angehoben, daß dieser Steuertransistor 2 ebenfalls nicht leitend ist. Mit dem Widerstand 5 wird die KoIlektorEmitterspannung des Schalttransistors 3 erhöht. Die Reihenschaltung des Kondensators 6 des Widerstandes 7 dient dazu, Störsignale, welche beim Abschalten des Verbrauchers 8, der eine Induktivität aufweist, zu unterdrücken. Der Widerstand 9 dient als Vorwiderstand für den Verbraucher 8. über die Diode 11 kann von der gemeinsamen Versorgungsleitung 14 zu dem Kollektor des Schalttransistors 3 ein Strom fließen.With the help of the resistor 4, the input transistor is in the non-conductive state the base potential of the control transistor 2 is raised so far that this control transistor 2 is also not conductive. With the resistor 5 the collector-emitter voltage becomes of the switching transistor 3 increased. The series connection of the capacitor 6 of the resistor 7 is used to prevent interfering signals when switching off of the consumer 8, which has an inductance, to suppress. The resistor 9 serves as a series resistor for the consumer 8 via the diode 11 can from the common supply line 14 to the collector of the switching transistor 3, a current flow.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltungsanordnung ist folgende: Wird an-die Basis des Eingangstransistors 1 ein positives Signal angelegt, dann wird der Eingangstransistor-1 leitend, so daß in den Steuertransistor 2 über den Widerstand 10 ein Basisstrom fließt und auch den Steuertransistor 2 leitendmacht; befindet sich der Steuertransistor 2 im leitenden Zustand, dann fließt der Kollektorstrom dieses Steuertransistors in die Basis des Schalttransistors 3 und der Schalttransistor 3 gelangt ebenfalls in den leitenden Zustand. Dadurch wird das Emitterpotential des Schalttransistors 3 erhöht und nähert sich der Betriebsspannung. Das Emitterpotential ist jedoch auf eine Spannung beschränkt, die sich aus der Betriebsspannung abzüglich des Spannungsabfalles an der Diode 11 beschränkt.The circuit arrangement described works as follows: If a positive signal is applied to the base of the input transistor 1, then the input transistor-1 is conductive, so that in the control transistor 2 via the Resistor 10 a base current flows and also makes the control transistor 2 conductive; if the control transistor 2 is in the conductive state, the collector current flows this control transistor into the base of the switching transistor 3 and the switching transistor 3 also becomes conductive. This becomes the emitter potential of the switching transistor 3 increases and approaches the operating voltage. The emitter potential However, it is limited to a voltage that is the result of the operating voltage minus the voltage drop across the diode 11 is limited.

Die Basisspannung des Schalttransistors erhält man dadurch, daß man die durch Subtraktion des Spannungsabfalles der Diode von der Betriebsspannung erhaltene Spannung und die Spannung zwischen der Basis und dem Emitter des Schalttransistors addiert. Dies bedeutet, daß der Schalttransistor in dem Sättigungsbereich betrieben wird, so daß die Verlustwärme in dem Schalttransistor in ausreichendem Maße reduziert wird. Durch den Spannungsaball an der Diode 11 wird eine Basis-Emitter-Spannung des Schalttransistors 3 eingestellt, die einen Betrieb des Schalttransistors 3 im Sättigungsbereich erlaubt. Damit ist es also möglich, eine Wärmeverteilung auf die Diode und den Ausgangstransistor zu erreichen, so daß im Vergleich mit den bekannten Ausführungen die Temperaturbeanspruchung des Schalttransistors 3 geringer wird, so daß Kühlkörper eingespart werden können, bzw. die Gefahr der Zerstörung oder Beschädigung des Schalt transistors gemindert wird.The base voltage of the switching transistor is obtained by obtained by subtracting the voltage drop of the diode from the operating voltage Voltage and the voltage between the base and the emitter of the switching transistor added. This means that the switching transistor operated in the saturation region is so that the heat loss in the switching transistor is reduced to a sufficient extent will. The voltage drop across the diode 11 creates a base-emitter voltage of the switching transistor 3 is set, which enables operation of the switching transistor 3 in the Saturation range allowed. So it is possible to use a Heat distribution to achieve the diode and the output transistor, so that compared with the known designs, the temperature stress on the switching transistor 3 is lower so that heat sinks can be saved, or the risk of destruction or damage to the switching transistor is reduced.

Claims

Expectations

17 transistor control circuit for an electrical consumer, ½ ;.

especially for an electromagnetically actuated injection valve, which is connected in series to the switching path of a switching transistor, thereby characterized in that the reference electrode of the switching transistor (3) with the consumer (8) is in operative connection and that between the output electrode of the switching transistor (3) and a common supply line (4) a diode (11) in the forward direction 2. transistor control circuit according to claim 1, characterized in that that a control transistor (2) is provided for controlling the switching transistor (3) is,. with its output electrode the control electrode of the switching transistor (3) is connected, wherein the reference electrode of the control transistor (2) with the common Supply line (14) is connected.

3. transistor control circuit according to claim 1 or 2, characterized in that that the switching transistor (3) of the pnp conductivity type with its collector to the with the. Positive pole of an operating voltage source (12) connected supply line is connected and that the emitter of the switching transistor (3), - in particular via a series resistor (9), is connected to the consumer (8), which is connected to one connected to the negative pole of the operating voltage source (12) Supply line is applied.