DE2419403A1 - Schaltungsanordnung zur erzeugung von zuendfunken - Google Patents

Schaltungsanordnung zur erzeugung von zuendfunken

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Description

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Auf C. ·. .-■· ..
ΤβΙβίο.Ί - · ':'■ ' '
KOWEHTA-WERZTS GMBH 8, April l-%?4
605 Offenbach, a.H. He/ne - ijQ ϊ.-Κ Β -
Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Zündfunken
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Zündfunken, vorzugsweise für Feuerzeuge, mit einem Zündkondensator, der über einen Spannungswandler und einen Einschalter aus einer Gleichspannungsquelle aufladbar und über einen elektrisch selbsttätig auslösenden Einschalter an einen Zündstromkreis anschließbar ist, und mit einer Anordnung zum selbsttätigen Abschalten des Spannungswandlers.
Derartige Schaltungsanordnungen lassen sich mit Vorteil nicht nur in kleinen elektrisch zündbaren Feuerzeugen, beispielsweise Ta3chenfeuerzeugen, sondern auch in batteriebetriebenen Blitzlichtgerät en oder dergleichen einsetzen. Qozwaje für jeda Hochspannungsaün&ong stets nur θΐηβ sehr geringe slsktrisclte Energiemenge benötigt wird, ergeben sich Schwierigkeiten beispielsv/eise daraus, die für eine Hochspannungszündung erforderlichen Zustandsgrößen Strom und Spannung aus einer Honozelle bereitzustellen.
Dabei geht es nicht allein darum, die sehr niedrige Ausgangsspannung einer Monozelle in die demgegenüber sehr hohe Zündspannung zwischen 8000 und 10 000 Y umzuwandeln, sondern es muß auch dafür gesorgt werden, die in einer Monozelle gespeicherte elektrische Energie nicht unnütz zu vergeuden, was beispielsweise bei einem bekannten Zündstromkreis mit Gleichspannungswandler der Fall ist, der üblicherweise durch eine 3?aste eingeschaltet wird, dann den Zündkondensator auflädt und anschließend durch Loslassen der !Taste abgeschaltet wird.
Hierbei arbeitet der Wandler normalerweise auch während des Betriebszustandes des Feuerzeuges und entlädt dabei sinnlos dia Monozelle, Es kommt zur fortlaufenden Erzeugung elektrischer
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Hochspanmingsfunken auch noch während der Zeitspanne, in. der die Gasflamme bereits brennt.
Bekannt geworden ist eine verbesserte Schaltung, in der der Gleichspannungswandler - schon vor Abschaltung durch loslassen der Betätigungstaste - bereits abgeschaltet wird, sobald eine Entladung des Zündkondensators erfolgt ist. Hierzu wird ein dem Steuerstromkreis des Wandlers zugeschalteter Schwellwertschalter benutzt, welcher beim Entladen des Zündkondensators die Oszillation des Wandlers unterbricht (österreichische Patentanmeldung A 2056/73). Im einzelnen besteht der Schwellwertschalter aus einem im Steuerstromkreis des Wandlers angeordneten Kondensator und einem Widerstand im Entladestromkreis des Zündkondensators, welcher über eine ihm anodenseitig zugeschaltete Diode dem Kondensator zugeschaltet ist.
Nachteilig ist bei dieser Schaltungsanordnung, daß zur Unterbrechung der Oszillation des Wandlers ein besonderer Elektrolytkondensator aus dem Sündkondensator aufgeladen werden muß, daß hierzu ein Spannungsabfall an einem Widerstand erzeugt wird und daß die Abschaltung des Wandlers erst während des Entladevorgangs des Zündkondensators stattfindet. Wenn auch der Energieverlust im Zündstromkreis - absolut betrachtet - recht gering ist, fällt er gleichwohl bei einer Schaltung der bekannten Art auf die Dauer störend ins Gewicht.
Hinzu kommt, daß aus dem Zündkondensator nicht nur der Zündstromkreis, sondern auch ein relativ komplizierter vernetzter Abschaltstromkreis für den Wandler gespeist werden muß. Schließlich sind die Schaltelemente der bekannten Schaltungsanordnung nicht danach ausgewählt, beispielsweise in Form einer Dickschichtschaltung miniaturisiert zu werden.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit der
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öas Absegelten des Spanmm«?svTancll9T*r; einf5"';l,c<r· und ohne ins Gewicht fallenden Briergleverlust ex*reicht werö.en Isami* Vor allem sollte die elektrische Abschältenergie nicht dem gündkondensator entnommen werden und die Schaltelemente sollten sich zur Miniaturisierung? beispielsweise in Form einer Dickschichts chaltung, eignen.
Es wurde gefunden, daß sich dieses in einfacher Weise dadurch lösen läßt, daß zur Auslösung der Anordnung zum selbsttätigen Abschalten des Spannungswandlers das elektrische Signal für den selbsttätig auslösenden Einschalter im Zündstromkreis verwendet wird.
Von Vorteil ist, daß die Abschaltung des Spannungswandlers noch vor, allenfalls gleichzeitig mit dem Einschalten des Zündstromkreises geschieht. Bie Abschaltenergie wird, wie die Energie zum Einschalten des Zündstromkreises, nicht dem Zündkondensator entnommen.
Erfindungsgemäß schließt die Anordnung zum selbsttätigen Abschalten des Spannungswandlers einen Steuertransistor ein, an den die Rückkopplungswicklung des Wandlertransformators angeschlossen ist und in dessen Basiskreis ein Feldeffekttransistor liegt. Der Vorteil' des Feldeffekttransistors liegt darin, daß er praktisch durch energiearme Spannungsimpulse schaltbar ist.
Am Steuereingang des Feldeffekttransistors ist ein Kondensator, gegebenenfalls in Parallelschaltung mit einer Zener-Diode, angeschlossen. Erfindungsgemäß wird ein kleiner Kondensator in der Größenordnung von Nano Farad verwendet. Dieser kann leicht in Dickschichtschaltung ausgeführt werden.
Der Steuereingang des Feldeffekttransistors ist an eine Triggerdiodenkette angeschlossen, die in Kombination mit einem Thyristor den selbsttätig auslösenden Einschalter im Zündstromkreis bildet.
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ORIGINAL INSPECTED
Nachdem der &ündkondensator, bei gesperrtem ITiyristor, durch den Gleichspannungswandler aufgeladen ist, bildet sich über die parallel zum Thyristor liegende Srigger&iodenstrecke ein Stromkreis aus, der den Thyristor zündet. Im einzelnen schließt die Triggerdiodenstrecke einen Strombegrenzungswiderstand ein. "
Die Steuerleitung für den Feldeffekttransistor ist zwischen den Triggerdioden und dem Strombegrenzungswiderstand an die Triggerdiodenstrecke angeschlossen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, die sich auf die Zeichnung bezieht.
Die Schaltungsanordnung liegt über die Anschlußklemmen 1 und 2 beispielsweise an der relativ niedrigen Spannung einer nicht dargestellten Monozelle an und wandelt diese in eine Zündhochspannung von etwa 8000 bis 10 000 V für die Zündelektroden 13 um. Hierzu wird ein Eintakt-Spannungswandler mit einem Schalttransistor 5 in npn-Schaltung verwendet, an dessen Kollektor das eine Ende der Primärwicklung 7 des Wandlertransformators angeschlossen ist, deren zweites Ende mit der Anschlußklemme 1 verbunden ist. Der Emitter des Wandlertransistors 5 liegt an Hasse an, wohingegen seine Basis über eine Rückkopplungswicklung 6 und einen Widerstand 22, unter Mitwirkung eines Kondensators 23, an einen pnp-Steuertransistor 4 geführt ist. Die Basisspannung wird von einem Widerstand 24 und einem Feldeffekttransistor 25 bestimmt, dessen Steuereingang an einen Kondensator 26 mit parallel geschalteter Zener-Diode 27 anliegt. Die Anschlußklemme 2 ist mit der Schaltungsanordnung über einen Einschalter 3 verbunden, der als umschalter ausgebildet ist, und der in seiner Ruhestellung den Kondensator 26 kurzschließt.
Eine Sekundärwicklung 8 des Wandlertransformators 70 speist über eine Diode 9 den Zündkondensator 10, der seinerseits über einen selbsttätig auslösenden Einschalter 16, 17» 18, 19 an
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die Primärwicklung 11 eines Zündtransformators 110 angeschlossen ist. Seine Sekundärwicklung 12 liegt an den Xündelektroden 13 an, zwischen denen ein Hochspannungsfunke zum Zünden des Gasgemisches 29 aus dem Gastank 14 überspringt <, Im Gaszuführrohr ist ein Gaszuführventil 15 vorgesehen, welches mit dem Einschalter 3 gekoppelt sein kann.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der selbsttätig auslösende Einschalter aus einem Thyristor 16 in Kombination mit einer Triggerdiodenstrecke 17ι 18, 19» wobei der Widerstand 19 als Strombegrenzer wirkt. Von der Verbindungsstelle zwischen den Triggerdioden 17, 18 und dem Widerstand 19 führt eine Steuerleitung 28 mit einem Widerstand 20 und einer Diode 21 zum Steuereingang des Feldeffekttransistors 25«
In Ruhestellung liegt der Einschalter 3 in seiner mit vollen Linien dargestellten Position. Der Kondensator 26 ist entladen. Durch Betätigung der nicht dargestellten Handhabe des Feuerzeugs gelangt der Einschalter 3 in seine mit gestrichelten Linien angedeutete Stellung, wodurch die dargestellte Schaltungsanordnung beispielsweise an eine nicht dargestellte Monozelle angeschlossen wird. Gleichzeitig kann, wie dieses durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist, das Gaszuführventil 15 betätigt werden, woraufhin aus dem Gastank 14 zwischen den Zündelektroden 13 ein Gasaustritt 29 erfolgt.
Der Feldeffekttransistor 25 ist durchlässig, so daß sich an der Basis des Steuertransistors 4 ein im wesentlichen durch den Widerstand 24 bestimmter Basisstrom einstellt.
Der Steuertransistor 4 steuert über den Widerstand 22 und den Kondensator 23 in Verbindung mit der Rückkopplungswicklung 6 den Schalttransistor 5» wodurch über den Wandlertransformator 70 und die Diode 9 der Zündkondensator lOaufgeladen wird. Hierbei ist
- 6 509845/0520
- 6 der Thyristor 16 im Zündstromkreis gesperrt.
Sobald eier gündkondensator 10 auf ssine Nennspaiaiung aufgelader·, ist, kann, ein Strom aus der Sekundärwicklung S c.es Wandertransformator 70 über die Primärwicklung 11 des 2üm.transformator 110, den Strombegrenzungswiderstand 19 und die ■'riggerdiodeii 17» 18 zum Gate des Thyristors 16 fließen, wodurch c.ieser durchlässig wird und die Entladung des Zündkondensators 10 über die Primärwicklung 11 des Zündtransformator 110 auslöst.
Noch bevor die Entladung des Zündkondensators 10 einsetzt, gelangt über die Steuerleitung 28, den Widerstand 20 und die Diode 21 ein Abschaltimpuls beispielsweise an den Kondensator 26, der eine Kapazität von. nur wenigen nP besitzt. Er lädt sich auf die von der gener-Diode 27 vorgegebene Spannung auf und sperrt den Feldeffekttransistor 25« Dadurch wird die Oszillation des Gleichspannungswandlers unterbrochen und eine v/eitere unnütze Stromentnahme aus der Honoaelie verhindert, nocii. bevor der Gleichspannungswandler durch öffnen des Einschalters 3 abgeschaltet wird. Die Zener-Diode 27 kann auch entfallen, wenn der Widerstand 20 entsprechend bemessen xvird. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist so aufgebaut, daß sich die meisten ihrer Schaltelemente besonders gut für Hybridschaltungen eignen.
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Claims (6)

3ίρΙ. !ng. Robert Meier 'nt J- · :·: -ri i AaIn 2 4 1 9 A 0 3 Auf ci'ii 'M'.ilberg 16 ">;.■.·> ti; 0 70 Λ. HOWEIfTA-WESEE GJiBH 8» April I9?4 Offenbach a.H_. Me/ne - RO Tl ΐ - Schutzanspriiche:
1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Zündfunken, vorzugsweise für Feuerzeuge, mit einem Zündkondensator, der über einen Spannungswandler und einen Einsehalter aus einer Gleichspannungsquelle und über einen elektrisch selbsttätig auslösbaren Einschalter an einen Zündstromkreis anschließbar ist, und mit einer Anordnung zum selbsttätigen Abschalten des Spannungswandlers,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Auslösung der Anordnung (4-, 24-, 25, 26, 27) zum selbsttätigen Abschalten des Spannungswandlers (5-9; 22, 23) das elektrische Signal für den selbsttätig auslösenden Einschalter (16, 17, 18, 19) im Zündstromkreis (10, 11, 12, 13) verwendet wird.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Anordnung zum selbsttätigen Abschalten des Spannungswandlers (5 - 9; 22, 23) einen Steuertransistor (4-) einschließt, an den die Rückkopplungswicklung (6) des Wandlertransformators (70) angeschlossen ist, und in dessen Basiskreis ein Feldeffekttransistor (25) liegt.
3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, . dadurch gekennzeichnet, daß
am Steuereingang des Feldeffekttransistors (25) ein Kondensator (26), gegebenenfalls in Parallelschaltung mit einer Zener-Diode (27), anliegt.
4·. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1-3»
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dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereingang des Feldeffekttransistors (25) an eine Triggerdiodenstrecke (17» 18, 19) angeschlossen ist, die in Kombination mit einem [Thyristor (16) den selbsttätig auslösenden Einschalter im Zündstromkreis bildet.
5. ßchaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1-4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggerdiodenstrecke (17* 18, 19) einen Strombegrenzungswiderstand (19) einschließt.
6. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1-5« dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (28) für den Feldeffekttransistor (25) zwischen den Triggerdioden (17» 18) und dem Strombegrenzungswiderstand (19) an die Triggerdiodenstrecke angeschlossen iit.
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