DE2803557A1

DE2803557A1 - Abschaltvorrichtung fuer ein steuerbares halbleiterelement

Info

Publication number: DE2803557A1
Application number: DE19782803557
Authority: DE
Inventors: Toni Ing Grad Berhard; Richard Dipl Ing Schaefer; Bert Dipl Ing Wurst
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-01-27
Filing date: 1978-01-27
Publication date: 1979-08-02
Also published as: FR2415918A1; IT1166597B; FR2415918B1; IT7919665A0

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Abschaltvorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind schon solche Abschaltvorrichtungen für den Leistungsschalter im Primärstromkreis der Zündspule einer elektronischen Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen aus der DE-PS 2 339 742 oder aus der DE-OS 2 533 bekannt, bei denen jedoch die Haltezeit des Zeitglieds konstant ist. Da das Halbleiterelement in Abhängigkeit seiner Temperatur verschieden lange Stromflußzeiten verkraften kann, muß gemäß dem Stand der Technik die Stromflußzeit so kurz gewählt werden, daß auch bei hohen Temperaturen noch eine ausreichende Sicherheit gewährleistet ist. Bei Zündanlagen für Brennkraftmaschinen treten bei niedrigen Drehzahlen lange Stromflußzeiten auf, sofern die Schließzeit nicht gesondert geregelt wird. Bei niedrigen Drehzahlen treten dadurch Probleme auf, z.B. dadurch, daß unterhalb einer Drehzahl der Betrieb gar nicht mehr möglich ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die minimal mögliche Drehzahl bei niedrigen Temperaturen nach niederen Werten in günstiger Weise verschoben wird. Dies wirkt sich insbesondere beim Anlaßvorgang positiv aus.

Durch die im Unteranspruch aufgeführten Maßnahmen ist eine Vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung der im Hauptanspruch angegebenen Abschaltvorrichtung möglich. Durch die hyperbolische Abhängigkeit der Temperatur von der Haltezeit des Zeitgliedes wird in allen Bereichen ein optimal langer Stromfluß möglich, ohne das Halbleiterelement zu gefährden.

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Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.-Es zeigen Figur 1 eine schaltungsraässige Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels und Figur 2 ein Diagramm, das die Abhängigkeit der maximalen Stromflußzeit von der Umgebungstemperatur zeigt.

Beschreibung der Erfindung

Eine Klemme 10, der das Schließwinkelsignal einer beliebigen Zündanlage zugeführt wird, ist über eine Schalteinrichtung 11 mit einer üblichen Zündungsendstufe 12 verbunden, wie sie z.B. der eingangs genannte Stand der Technik zeigt. Eine solche Zündungsendstufe 12 besteht üblicherweise aus einem Leistungstransistor 13 im Primärstromkreis einer Zündspule 14, in deren Sekundärstromkreis wenigstens eine Zündstreeke 15 geschaltet ist, die bei einer Brennkraftmaschine üblicherweise als Zündkerze ausgebildet ist. Die Klemme 10 ist mit dem Triggereingang eines Zeitglieds 16 verbunden, dessen Ausgang an den Steuereingang der Schalteinrichtung 11 angeschlossen ist. Ein Temperaturmeßglied 17 ist wärmemässig mit dem Transistor 13 verbunden, und zwar entweder mit dem Gehäuse oder mit dem Substrat, sofern ein schnelles Ansprechen auf Erwärmung gewünscht ist. Ein solches Temperaturmeßglied kann entweder ein Thermoelement sein oder ein anderes temperaturempfindliches Element wie z.B. ein NTC- oder ein PTC-Widerstand. Die Spannung des Temperaturmeßglieds 17 ist mit dem Steuereingang des Zeiglieds 16 für die Haltezeit verbunden.

Das Zeitglied kann bei analoger Realisierung als retriggerbare monostabile Kippstufe ausgebildet sein, bei digitaler Reali-

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sierung als digitaler Zähler für eine Taktfrequenz gemäß dem eingangs angegebenen Stand der Technik.

Die Wirkungsweise des in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiels soll im folgenden anhand des in Figur 2 dargestellten Signaldiagramms erläutert werden. Die durchgezogene Kurve zeigt die Abhängigkeit der maxiamlen Strcmflußzeit ts von der Umgebungstemperatur T. Bei der Auslegung der Sicherheitsabschaltung wird von der gestrichelten Linie ausgegangen um einen genügenden Sicherheitsabstand zu haben. Legt man eine maximal zulässige Temperatur Tmax fest, so dürfte die maximal mögliche Stromflußdauer tso nicht überschreiten. Wie das Diagramm zeigt, ist jedoch bei einer niedrigeren Temperatur eine längere Stromflußzeit möglich. Indem man die höhere Thermospannung des Thermoelements 17 bei höherer Temperatur dazu benutzt, die Haltezeit des Zeitglieds 16 zu verkleinern, ist diesem Zusammenhang Rechnung getragen, und die maximal mögliche Stromflußzeit durch den Transistor 13 nimmt bei Abnehmen der Temperatur zu. Durch die Anstiegsflanke jedes Schließwinkel-Steuersignals für dem Transistor 13 wird das Zeitglied 16 getriggert, wodurch die Schalteinrichtung 11 während der Haltezeit des Zeitglieds 16 in ihren stromleitenden Zustand geschaltet wird. Am Ende der Haltzeit des Zeitglieds 16 öffnet die Schalteinrichtung 11. Ist das Schließwinkelsignal zu diesem Zeitpunkt bereits beendet, so ist das öffnen unschädlich, da zu diesem Zeitpunkt kein Strom, bzw. keine Spannung mehr vorliegt. Ist dagegen das Schließwinkelsignal am Ende der Haltezeit des Zeitglieds 16 noch nicht beendet, so öffnet die Schalteinrichtung 11 langsam um eine funkenfreie Abschaltung des Transistors 13 zu gewährleisten. Die maximale zulässige Stromflußzeit durch den Transistor 13 wäre in diesem Falle überschritten gewesen.

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Eine solche Schalteinrichtung 11 zur langsamen Abschaltung ist aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt und kann entweder in den Basisstromkreis vor den Transistor 13 geschaltet werden oder diesen langsam an Masse legen.

Da beim Anlaßvorgang einer Brennkraftmaschine gewöhnlich eine niedrige Temperatur im Transistor 13 vorliegt, ist zu diesem Zeitpunkt eine große Stromflußdauer zulässig und möglich. Dies gewährleistet einen sicheren AnlaßVorgang.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf Zündeinrichtungen für Brennkraftmaschinen beschränkt, sondern ein Einsatz ist überall da möglich, wo ein Halbleiterelement auf ein zeitlich begrenztes Steuersignal hin in einen stromleitenden Zustand übergeht, der nach einer gewissen Dauer geeignet ist, das Halbleiterelemnt zu zerstören.

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Claims

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart

Ansprüche

(l) Abschaltvorrichtung für ein steuerbares Halbleiterelement, insbesondere einen Leistungsschalter im PrimärStromkreis der Zündspule einer elektronischen Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen, mit einem Zeitglied, das durch ein das Halbleiterelement in seinen stromleitenden Zustand versetzendes Signal triggerbar ist, und mit einer vom Zeitglied steuerbaren Schalteinrichtung zur Unterbrechung des Stromflusses durch das Halbleiterelement, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturmeßglied (17) am Halbleiterelement (13) vorgesehen ist, durch das die Haltezeit des Zeitglieds (16) steuerbar ist.
2. Abschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine hyperbolische Abhängigkeit der Temperatur von der Haltezeit vorgesehen ist.

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