EP0550469B1 - Leistungsendstufe mit einer darlington-schaltung zum schalten einer induktiven last, insbesondere der zündspule einer brennkraftmaschine - Google Patents

Leistungsendstufe mit einer darlington-schaltung zum schalten einer induktiven last, insbesondere der zündspule einer brennkraftmaschine Download PDF

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EP0550469B1
EP0550469B1 EP91915498A EP91915498A EP0550469B1 EP 0550469 B1 EP0550469 B1 EP 0550469B1 EP 91915498 A EP91915498 A EP 91915498A EP 91915498 A EP91915498 A EP 91915498A EP 0550469 B1 EP0550469 B1 EP 0550469B1
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EP
European Patent Office
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output stage
transistor
circuit
power output
base
Prior art date
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EP91915498A
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Gerd HÖHNE
Hartmut Michel
Lothar Gademann
Bernd Bodig
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/055—Layout of circuits with protective means to prevent damage to the circuit, e.g. semiconductor devices or the ignition coil
    • F02P3/0552—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/0407—Opening or closing the primary coil circuit with electronic switching means
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P9/00—Electric spark ignition control, not otherwise provided for
    • F02P9/002—Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression

Definitions

  • the invention relates to a power amplifier with a Darlington circuit for switching an inductive load, in particular the ignition coil of an internal combustion engine, according to the preamble of the main claim.
  • a protective element can be connected in a known manner in parallel to the emitter-collector path of the end transistor. Furthermore, it is known from EP-B-01 74 473 to connect a Zener diode in parallel to the collector-base path of the end transistor, which opens the base of the end transistor when an upper limit voltage of generally over 250 volts is reached.
  • the power output stage according to the invention with the characterizing features of independent claims 1 and 5 has the advantage that such voltage limitation at a lower voltage level to achieve, for example, a spark-free shutdown of an ignition coil can also be used for power stages which are not fully integrated with an integrated Darlington circuit, since now no more intervention between the transistors of the Darlington circuit is required.
  • the part of the voltage divider located between the tap and the collector of the Darlington circuit expediently has a Z diode connected in series with one of the resistors.
  • decoupling the divider tap from the base of the Darlington circuit is expedient or necessary.
  • the tap of this voltage divider is connected to the base of the Darlington circuit via at least one decoupling diode.
  • the control of the Darlington circuit to the lower limit voltage can also take place via an auxiliary transistor instead of via the input transistor of the Darlington circuit, the switching path of which bridges the collector-base path of the end transistor of the Darlington circuit and the base of which is connected to the tap of the voltage divider .
  • an auxiliary function circuit is provided in the emitter-side part of the voltage divider, of which a circuit part is part of the voltage divider or through which a partial voltage of the voltage divider is tapped.
  • Such an auxiliary function circuit is, for example, a circuit for switching off the current control, a circuit for generating fault information or the like.
  • the auxiliary function circuit can expediently also be designed as a monolithically integrated circuit, in particular together with the power output stage.
  • a voltage limitation for a higher voltage level can of course also be provided in order to protect the electronic components, in particular the Darlington circuit.
  • a Z-diode bridges the collector-emitter path of the end transistor of the Darlington circuit.
  • a power output stage 10 which can be monolithically integrated, consists essentially of a Darlington circuit consisting of an npn pilot transistor 11 and an npn end transistor 12.
  • the emitter of the pilot transistor 11 is connected to the base of the end transistor 12, and the collectors of the two transistors 11, 12 which are connected to one another form the collector connection (C) 13 of the Darlington circuit or the power output stage 10.
  • the emitter of the end transistor 12 is connected to an emitter connection (E) 14 and the base of the pilot transistor 11 to a base connection (B) 15 of the Darlington circuit or the power output stage 10.
  • the collector terminal 13 and the base terminal 15 are connected to a Zener diode 17 via the series connection of a resistor 16.
  • a resistor 18 connects the base terminal 15 to the emitter terminal 14.
  • the resistors 16, 18 together with the Zener diode 17 form one Voltage divider to which the collector-emitter voltage of the Darlington circuit is applied.
  • a Zener diode 19 is connected between the base of the end transistor 12 and the collector terminal 13.
  • the collector connection 13 is connected via the primary winding of an ignition coil 20 for an ignition system of an internal combustion engine to the positive pole 21 of a supply voltage source which has the supply voltage U b .
  • the series connection of a resistor 22 with the switching paths of two transistors 23, 24 lies between the positive pole 21 and the negative pole of the supply voltage source, which pole is in the form of a ground pole.
  • the connection point between the two transistors 23, 24 is connected to the base connection 15, while the ground connection of the transistor 24 is connected to the emitter connection 14.
  • the two transistors 23, 24 are controlled by an electronic control device 25, which in the present case is an ignition control device which is designed, for example, as a microcomputer.
  • the power amplifier 10 can also be used to control other inductive loads.
  • the transistor 23 In the normal operating state, the transistor 23 is conductive and the transistor 24 is blocked during the current flow time through the ignition coil 20. As a result, the Darlington circuit is turned on and the current flow through the primary winding of the ignition coil 20 is ensured. At the time of ignition, both transistors 23, 24 are reversed, that is, transistor 23 is blocked and transistor 24 is turned on. As a result, the Darlington circuit is switched off very quickly, which is used to generate an ignition spark.
  • the Zener diode 19 also serves to limit the voltage in normal operation. For this purpose, a clamp voltage of, for example, more than 250 volts is determined by this Z-diode 19. When this voltage is reached, a breakdown takes place, by means of which the end transistor 12 is made conductive again to reduce the voltage. For the so-called spark-free shutdown, both transistors 23, 24 are blocked at the same time. As a result, the Darlington circuit is also initially blocked, so that there is a voltage rise due to induction. The rising voltage lying between the collector connection 13 and the emitter connection 14 is simultaneously applied to the voltage divider 16-18.
  • U CE is the collector-emitter voltage and U BE the base-emitter voltage of the Darlington circuit, while U k is the voltage drop across the Zener diode 17.
  • This condition applies to a single-stage pilot transistor 11. Of course, this can also be designed in several stages, as shown in FIG. 1.
  • the first embodiment shown in FIG. 2 and the second embodiment shown in FIG. 3 largely correspond to the circuit of FIG. 1, so that the same or equivalent components are provided with the same reference numerals and are not described again. Likewise, for the sake of simplicity, the external circuitry was omitted, which of course can again be designed in the same way as in the first exemplary embodiment.
  • the tap of the voltage divider 16-18 is not connected directly to the base connection 15 but via a decoupling diode 26. Furthermore, this tap is connected to the base of an auxiliary transistor 27, the switching path of which is connected in parallel to the switching path of the pilot control transistor 11.
  • the control when the lower limit voltage of, for example, 35 volts is reached is now no longer via the pilot transistor 11, but via the auxiliary transistor 27.
  • the base of the pilot transistor 11 is due to the decoupling diode 26 by the amount of the forward voltage of the decoupling diode 26 below Base voltage of the auxiliary transistor 27, that is to say the pilot control transistor 11 remains blocked when the voltage limitation is set, and only the auxiliary transistor 27 becomes conductive and thereby controls the final transistor 12 in the current-conducting state.
  • the base connection 15 is pulled to ground, that is to say if the external transistor 24 is conductive, the auxiliary transistor 27 is also permanently blocked since its base current is discharged to ground via the decoupling diode 26.
  • the voltage limitation then takes place only when the high voltage level of, for example, more than 250 volts is reached by the Zener diode 19.
  • the transistors 11, 12 of the Darlington circuit have multiple stages, For example, in two stages, instead of a decoupling diode 26, two such diodes can also be used in order to decouple the pilot transistor 11 from the auxiliary transistor 27 even more in clamp operation at the level of the lower limit voltage.
  • the auxiliary transistor 27 can of course also be designed in one or more stages.
  • a decoupling diode 26 is provided as in the first exemplary embodiment, but the auxiliary transistor 27 is omitted.
  • the resistor 18 of the voltage divider is not connected directly to the emitter of the final transistor 12 or to ground, but indirectly via an auxiliary function circuit 28, which is additionally connected to the emitter of the pilot transistor 11.
  • the auxiliary function circuit 28 provides, for example, a known circuit for switching off the current control, a circuit for generating fault information or the like. By tapping a part of the voltage drop across the voltage divider, the respective auxiliary function can be activated when the lower limit voltage is reached.
  • the decoupling diode 26 ensures that the auxiliary function only comes into play when the base connection 15 is separated from the emitter connection 14, that is to say when the transistor 24 is blocked.
  • the auxiliary function circuit 28 can be designed, for example, as a monolithically integrated circuit and, together with the remaining power output stage, form a single monolithically integrated circuit.
  • another switching means can also be used instead of the transistor 24, through which the base connection 15 and the emitter connection 14 can be connected or separated from each other. If the voltage limitation at a lower voltage level is always to be effective for other applications, the emitter connection 14 must of course be constantly separated from the base connection 15.

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Abstract

Es wird eine Leistungsendstufe mit einer Darlington-Schaltung (11, 12) zum Schalten einer induktiven Last, insbesondere der Zündspule einer Brennkraftmaschine, vorgeschlagen. Zur Vorgabe der Betriebsart der Leistungsendstufe ist ein die Basis-Emitter-Strecke der Darlington-Schaltung (11, 12) überbrückender Schalter (24) vorgesehen, der bei schneller Abschaltung der Endstufe geschlossen und bei spannungsbegrenzter Abschaltung der Endstufe geöffnet ist. Ein aus wenigstens zwei Widerständen (16, 18) bestehender, die Schaltstrecke der Darlington-Schaltung (11, 12) überbrückender Spannungsteiler ist mit seinem Abgriff mit dem Verknüpfungspunkt zwischen dem Schalter (24) und der Basis der Darlington-Schaltung (11, 12) verbunden, wobei der Schalter (24) parallel zu einem Teil (18) des Spannungsteilers geschaltet ist. Bei geöffnetem Schalter (24) wird dadurch bei Erreichen einer niedrigeren Grenzspannung von beispielsweise 35 Volt über den Widerstand (16) die Darlington-Schaltung wieder aufgesteuert, so daß im Falle der Ansteuerung einer Zündspule eine funkenfreie Abschaltung erreicht wird. Hierzu werden nur sehr wenige, einfache und billige Bauteile benötigt.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine Leistungsendstufe mit einer Darlington-Schaltung zum Schalten einer induktiven Last, insbesondere der Zündspule einer Brennkraftmaschine, nach der Gattung des Hauptanspruchs.
  • Beim Schalten induktiver Lasten mit Leistungstransistoren besteht häufig die Forderung, die induktive Spannung am Leistungstransistor oder überhaupt an der elektronischen Schaltung auf einen definierten Wert zu begrenzen. In bekannter Weise kann hierzu ein Schutzelement parallel zur Emitter-Kollektor-Strecke des Endtransistors geschaltet werden. Weiterhin ist es aus der EP-B-01 74 473 bekannt, eine Z-Diode parallel zur Kollektor-Basis-Strecke des Endtransistors zu schalten, die bei Erreichen einer oberen Grenzspannung von im allgemeinen über 250 Volt die Basis des Endtransistors aufsteuert.
  • In bestimmten Anwendungsfällen besteht weiterhin die Forderung, eine Spannungsbegrenzung auch auf einem zweiten, niedrigeren Spannungsniveau vornehmen zu können, um z.B. die gespeicherte Energie einer Zündspule auf diesem niedrigeren Spannungsniveau so abbauen zu können, daß es zu keinem Zündfunken kommen kann. Diese sogenannte funkenfreie Abschaltung ist grundsätzlich erforderlich, wenn das Abschalten der Endstufe n-icht zur Erzeugung eines Zündfunkens dienen soll. Zur Schaffung einer derartigen Spannungsbegrenzung auf niedrigerem Spannungsniveau ist beim genannten Stand der Technik ein Spannungsteiler parallel zur Kollektor-Emitter-Strecke des Endtransistors geschaltet, wobei ein Abgriff über Transistorstufen auf die Basis eines Vorsteuertransistors einwirkt. Weiterhin ist ein externer Schalttransistor zur Vorgabe des Abschaltmodus zwischen die Basis des Vorsteuertransistors und Masse geschaltet. Nur wenn dieser gesperrt ist, kann die Basis des Vorsteuertransistors über den Spannungsteiler und die Transistorschaltung zur Spannungsbegrenzung aufgesteuert werden. Hierzu wird bei der bekannten Schaltung eine Vielzahl von Bauelementen benötigt, die einen nicht unerheblichen Kostenaufwand bedeuten.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Leistungsendstufe mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 5 hat den Vorteil, daß eine derartige Spannungsbegrenzung auf niedrigerem Spannungsniveau zur Erzielung beispielsweise einer funkenfreien Abschaltung einer Zündspule auch für nicht voll integrierte Leistungsendstufen mit einer integrierten Darlington-Schaltung eingesetzt werden kann, da jetzt kein Eingriff mehr zwischen die Transistoren der Darlington-Schaltung erforderlich ist.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Leistungsendstufe möglich.
  • Zur Temperaturkompensation weist der zwischen dem Abgriff und dem Kollektor der Darlington-Schaltung liegende Teil des Spannungsteilers zweckmäßigerweise eine mit einem der Widerstände in Reihe geschaltete Z-Diode auf.
  • Für viele Anwendungen ist eine Entkopplung des Teilerabgriffs von der Basis der Darlington-Schaltung zweckmäßig oder erforderlich. Hierzu ist der Abgriff dieses Spannungsteilers über wenigstens eine Entkopplungs-Diode mit der Basis der Darlington-Schaltung verbunden.
  • Die Aufsteuerung der Darlington-Schaltung auf die niedrigere Grenzspannung kann anstelle über den Eingangstransistor der Darlington-Schaltung auch über einen Hilfstransistor erfolgen, dessen Schaltstrecke die Kollektor-Basis-Strecke des Endtransistors der Darlington-Schaltung überbrückt und dessen Basis an den Abgriff des Spannungsteilers angeschlossen ist.
  • Die beschriebene Anordnung kann auch in vorteilhafter Weise dazu verwendet werden, bei Erreichen der niedrigeren Grenzspannung Hilfsfunktionen zu aktivieren. Hierzu ist im emitterseitigen Teil des Spannungsteilers eine Hilfsfunktions-Schaltung vorgesehen, von der ein Schaltungsteil Bestandteil des Spannungsteilers ist oder durch die eine Teilspannung des Spannungsteilers abgegriffen wird. Eine derartige Hilfsfunktions-Schaltung ist beispielsweise eine Schaltung zur Abschaltung der Stromregelung, eine Schaltung zur Erzeugung von Störfall-Informationen od.dgl.
  • Die Hilfsfunktions-Schaltung kann zweckmäßigerweise ebenfalls als monolithisch integrierter Schaltkreis ausgebildet werden, insbesondere zusammen mit der Leistungsendstufe.
  • Zusätzlich zur Spannungsbegrenzung auf die niedrigere Grenzspannung kann selbstverständlich auch noch eine Spannungsbegrenzung für ein höheres Spannungsniveau vorgesehen sein, um die elektronischen Bauteile, insbesondere die Darlington-Schaltung, zu schützen. Hierzu überbrückt eine Z-Diode die Kollektor-Emitter-Strecke des Endtransistors der Darlington-Schaltung.
    • Zeichnung
  • Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Schaltbild einer Leistungsendstufe mit externer Beschaltung,
    Fig. 2
    ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels mit einem Hilfstransistor zur Spannungsbegrenzung auf die niedrigere Grenzspannung und
    Fig. 3
    ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels mit einer Hilfsfunktions-Schaltung.
    Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In Fig. 1 besteht eine Leistungsendstufe 10, die monolithisch integriert ausgebildet sein kann, im wesentlichen aus einer Darlington-Schaltung, die aus einem npn-Vorsteuertransistor 11 und einem npn-Endtransistor 12 besteht. In bekannter Weise ist dabei der Emitter des Vorsteuertransistors 11 mit der Basis des Endtransistors 12 verbunden,und die miteinander verbundenen Kollektoren der beiden Transistoren 11, 12 bilden den Kollektoranschluß (C) 13 der Darlington-Schaltung bzw. der Leistungsendstufe 10. Der Emitter des Endtransistors 12 ist mit einem Emitteranschluß (E) 14 und die Basis des Vorsteuertransistors 11 mit einem Basisanschluß (B) 15 der Darlington-Schaltung bzw. der Leistungsendstufe 10 verbunden.
  • Der Kollektoranschluß 13 und der Basisanschluß 15 sind über die Reihenschaltung eines Widerstands 16 mit einer Z-Diode 17 verbunden. Ein Widerstand 18 verbindet den Basisanschluß 15 mit dem Emitteranschluß 14. Die Widerstände 16,18 bilden zusammen mit der Z-Diode 17 einen Spannungsteiler, an dem die Kollektor-Emitter-Spannung der Darlington-Schaltung anliegt. Eine Z-Diode 19 ist zwischen die Basis des Endtransistors 12 und den Kollektoranschluß 13 geschaltet. Als externe Beschaltung der Leistungsendstufe 10 ist der Kollektoranschluß 13 über die Primärwicklung einer Zündspule 20 für eine Zündanlage einer Brennkraftmaschine mit dem positiven Pol 21 einer Versorgungsspannungsquelle verbunden, die die Versorgungsspannung Ub aufweist. Weiterhin liegt die Reihenschaltung eines Widerstandes 22 mit den Schaltstrecken zweier Transistoren 23,24 zwischen dem positiven Pol 21 und dem negativen, als Massepol ausgebildeten Pol der Versorgungsspannungsquelle. Der Verknüpfungspunkt zwischen den beiden Transistoren 23,24 ist dabei mit dem Basisanschluß 15 verbunden, während der masseseitige Anschluß des Transistors 24 mit dem Emitteranschluß 14 verbunden ist. Die beiden Transistoren 23,24 werden durch eine elektronische Steuervorrichtung 25 gesteuert, die im vorliegenden Falle eine Zündsteuervorrichtung ist, die beispielsweise als Mikrorechner ausgebildet ist.
  • Selbstverständlich kann die Leistungsendstufe 10 auch zur Steuerung anderer induktiver Lasten eingesetzt werden.
  • Im normalen Betriebszustand ist während der Stromflußzeit durch die Zündspule 20 der Transistor 23 stromleitend und der Transistor 24 gesperrt. Hierdurch ist die Darlington-Schaltung aufgesteuert und der Stromfluß durch die Primärwicklung der Zündspule 20 gewährleistet. Im Zündzeitpunkt werden beide Transistoren 23,24 umgesteuert, das heißt, der Transistor 23 wird gesperrt und der Transistor 24 stromleitend geschaltet. Hierdurch wird die Darlington-Schaltung sehr schnell abgeschaltet, was zur Erzeugung eines Zündfunkens dient.
  • Die Z-Diode 19 dient zur Spannungsbegrenzung auch im Normalbetrieb. Hierzu wird eine Klammerspannung von beispielsweise mehr als 250 Volt durch diese Z-Diode 19 festgelegt. Bei Erreichen dieser Spannung erfolgt ein Durchbruch, durch den der Endtransistor 12 zum Spannungsabbau wieder stromleitend gemacht wird. Zur sogenannten funkenfreien Abschaltung werden beide Transistoren 23,24 gleichzeitig gesperrt. Hierdurch wird zunächst auch die Darlington-Schaltung gesperrt, so daß es induktionsbedingt zu einem Spannungsanstieg kommt. Die zwischen dem Kollektoranschluß 13 und dem Emitteranschluß 14 liegende, ansteigende Spannung liegt gleichzeitig am Spannungsteiler 16-18 an. Dieser ist so dimensioniert, daß bei einer bestimmten Spannung von beispielsweise 35 Volt der durch den Widerstand 16 fließende Strom den Vorsteuertransistor 11 und über diesen den Endtransistor 12 wieder aufsteuert. Da der Transistor 24 gesperrt ist, kann dieser Strom nämlich jetzt nicht nach Masse abfließen. Hierdurch wird die Spannung auf den durch den Spannungsteiler eingestellten Wert begrenzt, der so niedrig ist, daß kein Zündfunke entstehen kann. Die Z-Diode 17 dient der Temperaturkompensation und kann in einer einfacheren Ausführungsform auch weggelassen werden.
  • Die Spannungsbegrenzung erfolgt bei: U CE = 2 U BE (1 + R 16 /R 18 ) + U k
    Figure imgb0001
  • Dabei ist UCE die Kollektor-Emitter-Spannung und UBE die Basis-Emitter-Spannung der Darlington-Schaltung, während Uk die an der Z-Diode 17 abfallende Spannung ist. Diese Bedingung gilt für einen einstufigen Vorsteuertransistor 11. Dieser kann selbstverständlich auch mehrstufig ausgebildet sein, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.
  • Das in Fig. 2 dargestellte erste Ausführungsbeispiel und das in Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel entsprechen weitgehend der Schaltung nach Fig. 1, so daß gleiche oder gleich wirkende Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen und nicht nochmals beschrieben sind. Gleichfalls wurde zur Vereinfachung die externe Beschaltung weggelassen, die selbstverständlich wieder in der gleichen Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet sein kann.
  • Bei dem in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel der Abgriff des Spannungsteilers 16-18 nicht direkt, sondern über eine Entkopplungs-Diode 26 mit dem Basisanschluß 15 verbunden. Weiterhin ist dieser Abgriff mit der Basis eines Hilfstransistors 27 verbunden, dessen Schaltstrecke parallel zur Schaltstrecke des Vorsteuertransistors 11 geschaltet ist.
  • Die Aufsteuerung bei Erreichen der niedrigeren Grenzspannung von beispielsweise 35 Volt erfolgt nun nicht mehr über den Vorsteuertransistor 11, sondern über den Hilfstransistor 27. Die Basis des Vorsteuertransistors 11 liegt infolge der Entkopplungs-Diode 26 um den Betrag der Flußspannung der Entkopplungs-Diode 26 unter der Basisspannung des Hilfstransistors 27, das heißt, der Vorsteuertransistor 11 bleibt beim Einsetzen der Spannungsbegrenzung gesperrt, und nur der Hilfstransistor 27 wird stromleitend und steuert dadurch den Endtransistor 12 in den stromleitenden Zustand. Wenn dagegen der Basisanschluß 15 nach Masse gezogen ist, wenn also der externe Transistor 24 stromleitend ist, so ist auch der Hilfstransistor 27 ständig gesperrt, da sein Basisstrom über die Entkopplungs-Diode 26 nach Masse abgeführt wird. Die Spannungsbegrenzung erfolgt dann nur noch bei Erreichen des hohen Spannungsniveaus von beispielsweise über 250 Volt durch die Z-Diode 19.
  • Sind die Transistoren 11,12 der Darlington-Schaltung mehrstufig, z.B. zweistufig, ausgebildet, so können statt einer Entkopplungs-Diode 26 auch zwei derartiger Dioden eingesetzt werden, um im Klammerbetrieb auf dem Niveau der niedrigeren Grenzspannung den Vorsteuertransistor 11 noch stärker vom Hilfstransistor 27 zu entkoppeln. Auch der Hilfstransistor 27 kann selbstverständlich ein- oder mehrstufig ausgebildet sein.
  • Bei dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist zwar wie im ersten Ausführungsbeispiel eine Entkopplungs-Diode 26 vorgesehen, jedoch entfällt der Hilfstransistor 27. Der Widerstand 18 des Spannungsteilers ist nicht direkt mit dem Emitter des Endtransistors 12 bzw. mit Masse verbunden, sondern indirekt über eine Hilfsfunktions-Schaltung 28, die zusätzlich noch mit dem Emitter des Vorsteuertransistors 11 verbunden ist. Die Hilfsfunktions-Schaltung 28 stellt beispielsweise eine bekannte Schaltung zur Abschaltung der Stromregelung, eine Schaltung zur Erzeugung von Störfall-Informationen od.dgl. dar. Durch Abgriff eines Teils der am Spannungsteiler abfallenden Spannung kann die jeweilige Hilfsfunktion aktiviert werden, wenn die niedrigere Grenzspannung erreicht wird. Dabei wird durch die Entkopplungs-Diode 26 sichergestellt, daß die Hilfsfunktion nur dann zum Tragen kommt, wenn der Basisanschluß 15 vom Emitteranschluß 14 getrennt ist, wenn also der Transistor 24 gesperrt ist.
  • Die Hilfsfunktions-Schaltung 28 kann beispielsweise als monolithisch integrierte Schaltung ausgebildet sein und zusammen mit der übrigen Leistungsendstufe einen einzigen monolithisch integrierten Schaltkreis bilden.
  • Zur Einstellung der Betriebszustände mit und ohne Spannungsbegrenzung auf niedrigerem Spannungsniveau kann anstelle des Transistors 24 auch ein anderes Schaltmittel treten, durch das der Basisanschluß 15 und der Emitteranschluß 14 miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden können. Soll für andere Anwendungszwecke die Spannungsbegrenzung auf niedrigerem Spannungsniveau ständig wirksam sein, so muß selbstverständlich der Emitteranschluß 14 ständig vom Basisanschluß 15 getrennt sein.

Claims (7)

  1. Leistungsendstufe mit einer aus mindestens einem Vorsteuertransistor (11) und einem Endtransistor (12) bestehenden Darlington-Schaltung (11, 12) zum Schalten einer induktiven Last (20), insbesondere der Zündspule einer Brennkraftmaschine, mit einem die Betriebsart der Leistungsendstufe vorgebenden, zwischen der Basis des Vorsteuertransistors (11) und dem Emitter des Endtransistors (12) liegenden Schalter (24), der bei schneller Abschaltung der Endstufe geschlossen und bei spannungsbegrenzter Abschaltung der Endstufe geöffnet ist, und mit einem wenigstens aus zwei Widerständen bestehenden, die Schaltstrecke der Darlington-Schaltung (11, 12) überbrückenden Spannungsteiler (16, 17, 18), der einen auf die Basis des Vorsteuertransistors (11) einwirkenden Abgriff aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgriff des Spannungsteilers (16, 17, 18) über wenigstens eine Entkopplungsdiode (26) mit der Basis des Vorsteuertransistors (11) verbunden ist und daß ein Hilfstransistor (27) vorgesehen ist, dessen Schaltstrecke die Kollektor-Basis-Strecke des Endtransistors (12) der Darlington-Schaltung (11, 12) überbrückt und dessen Basis an den Abgriff des Spannungsteilers (16, 17, 18) angeschlossen ist.
  2. Leistungsendstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens teilweise als monolithisch integrierter Schaltkreis ausgebildet ist.
  3. Leistungsendstufe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (24) als externer Transistor ausgebildet ist.
  4. Leistungsendstufe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Abgriff und dem Kollektor der Darlington-Schaltung (11, 12) liegende Teil (16, 17) des Spannungsteilers (16, 17, 18) eine mit einem (16) der Widerstände in Reihe geschaltete Z-Diode (17) aufweist.
  5. Leistungsendstufe mit einer aus mindestens einem Vorsteuertransistor (11) und einem Endtransistor (12) bestehenden Darlington-Schaltung (11, 12) zum Schalten einer induktiven Last (20), insbesondere der Zündspule einer Brennkraftmaschine, mit einem die Betriebsart der Leistungsendstufe vorgebenden, zwischen der Basis des Vorsteuertransistors (11) und dem Emitter des Endtransistors (12) liegenden Schalter (24), der bei schneller Abschaltung der Endstufe geschlossen und bei spannungsbegrenzter Abschaltung der Endstufe geöffnet ist, und mit einem wenigstens aus zwei Widerständen bestehenden, die Schaltstrecke der Darlington-Schaltung (11, 12) überbrückenden Spannungsteiler (16, 17, 18), der einen auf die Basis des Vorsteuertransistors (11) einwirkenden Abgriff aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgriff des Spannungsteilers (16, 17, 18) über wenigstens eine Entkopplungsdiode (26) mit der Basis des Vorsteuertransistors (11) verbunden ist, daß eine Hilfsfunktions-Schaltung (28) vorgesehen ist, von der ein Schaltungsteil Bestandteil des Spannungsteilers ist, und die zusätzlich mit dem Emitter des Vorsteuertransistors (11) verbunden ist, wobei die Hilfsfunktions-Schaltung (28) eine Schaltung zur Abschaltung der Stromregelung, eine Schaltung zur Erzeugung von Störfall-Informationen ist.
  6. Leistungsendstufe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsfunktions-Schaltung (28) als monolithisch integrierter Schaltkreis ausgebildet ist, insbesondere zusammen mit der Leistungsendstufe.
  7. Leistungsendstufe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Z-Diode die Kollektor-Emitter-Strecke des Endtransistors (12) der Darlington-Schaltung (11, 12) überbrückt.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4331874C2 (de) * 1993-09-21 1999-07-01 Temic Semiconductor Gmbh Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einer ruhenden Zündspannungsverteilung
DE19533637A1 (de) * 1995-09-12 1997-03-13 Bosch Gmbh Robert Zündendstufe
US5684427A (en) * 1996-01-19 1997-11-04 Allegro Microsystems, Inc. Bipolar driver circuit including primary and pre-driver transistors
JP3234159B2 (ja) * 1996-07-15 2001-12-04 東芝マイクロエレクトロニクス株式会社 出力回路
GB2387881B (en) * 2002-04-23 2005-11-09 Metaldyne Internat Method of bearing construction
US20070202311A1 (en) * 2006-02-28 2007-08-30 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Multi-layer release films
CN101820274A (zh) * 2010-04-20 2010-09-01 武汉星火投资咨询中心（普通合伙） 一种无火花安全开关、插座及安全通断电方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6053795B2 (ja) * 1978-03-14 1985-11-27 株式会社デンソー 内燃機関点火装置
GB2030765B (en) * 1978-10-02 1983-04-27 Lumenition Ltd Darlington transistor pairs
US4275701A (en) * 1979-04-26 1981-06-30 Fairchild Camera & Instrument Corp. Ignition control system
IT1166910B (it) * 1979-10-03 1987-05-06 Ates Componenti Elettron Circuito di comando per interruttore statico a transistore per carichi in corrente continua ad elevata corrente di spunto
DE3123667C2 (de) * 1981-06-15 1985-04-18 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Darlington-Transistorschaltung
US4564771A (en) * 1982-07-17 1986-01-14 Robert Bosch Gmbh Integrated Darlington transistor combination including auxiliary transistor and Zener diode
FR2580444B1 (fr) * 1985-04-16 1987-06-05 Radiotechnique Compelec Etage de commutation du type darlington notamment pour un decodeur de lignes d'une memoire
GB2228639B (en) * 1989-02-17 1992-07-15 Motorola Semiconducteurs Protected darlington transistor arrangement

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