JP2855573B2 - DC voltage converter - Google Patents

DC voltage converter

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JP2855573B2
JP2855573B2 JP8227389A JP8227389A JP2855573B2 JP 2855573 B2 JP2855573 B2 JP 2855573B2 JP 8227389 A JP8227389 A JP 8227389A JP 8227389 A JP8227389 A JP 8227389A JP 2855573 B2 JP2855573 B2 JP 2855573B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (発明の分野) 本発明は直流電圧を変換する直流電圧変換装置に関
し、特に、比較的低い直流電源から高い異流電圧に変換
する直流電圧変換装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a DC voltage converter for converting a DC voltage, and more particularly to a DC voltage converter for converting a relatively low DC power supply to a high cross current voltage. About.

(従来の技術) 直流電圧変換装置、すなわち、CD-CDコンバータは、
1つの直流電源から複数種の直流電圧を得る場合等に用
いられる。
(Conventional technology) DC voltage converters, that is, CD-CD converters,
It is used when a plurality of types of DC voltages are obtained from one DC power supply.

第5a図に、典型的なフライバック式のDC-DCコンバー
タ(CQ出版株式会社発行の実用電電子回路ハンドブック
311ページを参照)を示した。このDC-DCコンバータは、
チャージコイルL,FET,ダイオードD,キャパシタCおよび
FETをON-OFFドライブするドライブ回路を備え、FETがオ
ンのときにはチャージコイルLが充電され、それがオフ
のときにはチャージコイルLに充電されたエネルギがダ
イオードDを介して放電され、キャパシタCに充電され
る。この繰り返しにより出力の昇圧が行なわれ、出力電
圧が必要値を超えるとFETのON-OFFドライブを停止し、
必要値以下になると再開する。
Fig. 5a shows a typical flyback type DC-DC converter (a practical electronic and electronic circuit handbook published by CQ Publishing Co., Ltd.).
See page 311). This DC-DC converter is
Charge coil L, FET, diode D, capacitor C and
A drive circuit for driving the FET ON-OFF is provided. When the FET is on, the charge coil L is charged. When the FET is off, the energy charged in the charge coil L is discharged through the diode D and charged in the capacitor C. Is done. The output is boosted by this repetition, and when the output voltage exceeds the required value, the FET ON / OFF drive is stopped,
It resumes when the value falls below the required value.

この回路においては、FETのドレイン−ソース間の電
圧が出力電圧に等しくなるため、少なくとも出力電圧よ
り耐圧が高いFETを使用することが必要条件となる。し
たがって、高出力を得るためには、高耐圧のFETを用意
しなければならない。また、電圧変換の損失を抑え、効
率を高めるためには、FETのON抵抗が低いこと望ましい
が、高耐圧でON抵抗の低いFETは非常に希であり、この
回路により両者の要求を満足させることは困難といえよ
う。
In this circuit, since the voltage between the drain and the source of the FET is equal to the output voltage, it is necessary to use an FET having a higher withstand voltage than at least the output voltage. Therefore, in order to obtain a high output, a high breakdown voltage FET must be prepared. In addition, to suppress the loss of voltage conversion and increase the efficiency, it is desirable that the ON resistance of the FET is low, but FETs with high withstand voltage and low ON resistance are very rare, and this circuit satisfies both requirements. That can be difficult.

そこで、高圧出力を得る場合には、第5b図に示したよ
うな、チャージコイルLに代えてトランスTを接続した
DC-DCコンバータが用いられることになる。この場合、
トランスTにより昇圧して出力を得ているのでFETの耐
圧より高い出力が得られる。
In order to obtain a high voltage output, a transformer T is connected instead of the charge coil L as shown in FIG. 5b.
A DC-DC converter will be used. in this case,
Since the output is boosted by the transformer T, an output higher than the withstand voltage of the FET can be obtained.

(発明が解決しようとする課題) ところで、第5b図に示した回路においては、リンケー
ジインダクタンスLlにより逆起電力が発生するので、FE
Tの破壊を防止するためのサージアブソーバが必要にな
る。第5b図ではサージアブソーバとしてツェナダイオー
ドZDが付加されているが、逆起電力がここで熱として消
費されるために効率の高い電源を得ることができない。
(Problems to be Solved by the Invention) In the circuit shown in FIG. 5b, since a back electromotive force is generated by the linkage inductance Ll, FE
A surge absorber to prevent the destruction of T is required. Although a zener diode ZD is added as a surge absorber in FIG. 5b, a highly efficient power supply cannot be obtained because the back electromotive force is consumed here as heat.

本発明は、高効率で安定性と応答性の良い直流電圧変
換装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a DC voltage converter with high efficiency, good stability, and good responsiveness.

〔発明の構成〕[Configuration of the invention]

(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明の直流電圧変換装置
は、 一次コイルおよび該一次コイルと巻線方向が逆向きの
二次コイルを有するトランス;一次コイルの一端と二次
コイルの一端の間に介挿された第1整流手段;二次コイ
ルの一端に接続された第1平滑手段;二次コイルの一端
と出力端との間に介挿された第2平滑手段;二次コイル
の他端と出力端との間に介挿された第2整流手段;一次
コイルに充電電流を供給する電流供給手段;充電電流の
供給/遮断を制御するスイッチング手段;および、出力
端の出力電圧を監視し、それが所定電圧以下のときは、
スイッチング手段を高速で付勢/消勢するドライビング
手段;を備える。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, a DC voltage converter of the present invention comprises: a transformer having a primary coil and a secondary coil having a winding direction opposite to that of the primary coil; A first rectifying means interposed between one end and one end of the secondary coil; a first smoothing means connected to one end of the secondary coil; a first rectifying means interposed between one end of the secondary coil and an output end. 2 smoothing means; second rectifying means interposed between the other end of the secondary coil and the output end; current supply means for supplying a charging current to the primary coil; switching means for controlling supply / interruption of the charging current; And, monitor the output voltage of the output terminal, and when it is below a predetermined
Driving means for energizing / deactivating the switching means at a high speed.

(作用) これによれば、リンケージインダクタンスによる逆起
電力が第1整流手段を介して第1平滑手段を充電するの
で、それが有効に活用される。この場合、トランスの一
次コイルと二次コイルの巻線比が等しければ、二次コイ
ルから第2整流手段を介して第2平滑手段に充電される
エネルギと第1整流手段を介して第1平滑手段に充電さ
れるエネルギとは等しくなり、スイッチング手段の耐圧
の略2倍の出力を得ることができる。
(Operation) According to this, since the back electromotive force due to the linkage inductance charges the first smoothing means via the first rectifying means, it is effectively used. In this case, if the turns ratio of the primary coil and the secondary coil of the transformer is equal, the energy charged from the secondary coil to the second smoothing means via the second rectifying means and the first smoothing means via the first rectifying means. The energy charged to the switching means becomes equal, and an output approximately twice as high as the breakdown voltage of the switching means can be obtained.

つまり、本発明によれば、効率の良い高出力直流電圧
変換装置が得られる。
That is, according to the present invention, an efficient high-output DC voltage converter can be obtained.

(実施例) 本発明の好ましい実施例は、第2a図に示したイグニッ
ション装置に見ることができる。以下、適宜図を参照し
ながら順を追って説明する。
Embodiment A preferred embodiment of the present invention can be found in the ignition device shown in FIG. 2a. Hereinafter, description will be made step by step with reference to the drawings as appropriate.

(1)装置の概要: このイグニッション装置は4気筒エンジンに用いら
れ、クランク角センサSEN,マイクロコンピュータECU,マ
ルチスパークコントローラMSC,各気筒別のイグナイタIG
N1〜IGN4,点火コイルCOL1〜COL4および点火プラグPLG1
〜PLG4でなる。(IGN,COLおよびPLGに付した添字は#1
〜#4気筒に備わることを示しすが、以下において特に
必要がない限り省略する。) クランク角センサSENは、エンジンのクランク軸に結
合されており、該クランク軸の回転角を検出してクラン
ク角信号をマイクロコンピュータECUに与える。マイク
ロコンピュータECUは、このクランク角信号により、ス
パークを発生させる時間を設定する点火タイミング信号
IGTおよびスパークを発生させる気筒を指定する気筒分
配信号SEL A,Bを生成し、マルチスパークコントローラM
SCに与える。マルチスパークコントローラMSCは、点火
タイミング信号IGTが設定する時間分の高周波のスパー
クパルスを生成し、気筒分配信号SEL A,Bが指定する気
筒のイグナイタIGNに与える。スパークパルスが与えら
れたイグナイタIGNは、それに応答して対応する点火コ
イルCOLの1次電流を接断する。点火コイルCOLは、1次
電流の接断により2次側に高圧を発生して対応する点火
プラグPLGに印加する。なお、イグナイタIGNおよび点火
コイルCOLは、気筒毎に一体化されてプラグキャップに
備えられている。
(1) Outline of the device: This ignition device is used for a 4-cylinder engine, and includes a crank angle sensor SEN, a microcomputer ECU, a multi-spark controller MSC, and an igniter IG for each cylinder.
N 1 to IGN 4 , ignition coils COL 1 to COL 4 and spark plug PLG 1
~PLG consisting of 4. (Subscripts added to IGN, COL and PLG are # 1
Although it is shown that it is provided in # 4 cylinder, it is omitted below unless otherwise required. The crank angle sensor SEN is connected to the crankshaft of the engine, detects the rotation angle of the crankshaft, and supplies a crank angle signal to the microcomputer ECU. The microcomputer ECU uses the crank angle signal to set an ignition timing signal for setting a time for generating a spark.
A multi-spark controller M generates cylinder distribution signals SEL A and B that specify the cylinders that generate IGT and spark.
Give to SC. The multi-spark controller MSC generates high-frequency spark pulses for the time set by the ignition timing signal IGT, and supplies the high-frequency spark pulses to the igniter IGN of the cylinder specified by the cylinder distribution signals SELA, B. In response to the spark pulse, the igniter IGN cuts off the primary current of the corresponding ignition coil COL. The ignition coil COL generates a high voltage on the secondary side due to disconnection of the primary current and applies it to the corresponding spark plug PLG. The igniter IGN and the ignition coil COL are integrated in each cylinder and provided on a plug cap.

(2)マルチスパークコントローラMSC: A.概略構成: マルチスパークコントローラMSCは、第2b図に示すよ
うに、車載バッテリBttの12vの電圧から定電圧(5v,12
v,100v)を生成するDC-DCコンバータ1,点火コイルCOLの
一次電流を検出する電流検出回路2,点火コイルCOLの放
電時間を設定する放電時間設定回路3,点火コイルCOLの
充電時間を設定する充電時間設定回路4,異常検出等を行
う異常検出回路5およびスパークパルスを気筒配分信号
SEL A,Bが指定する気筒に分配する気筒分配回路6より
なる。
(2) Multi-spark controller MSC: A. Schematic configuration: As shown in FIG. 2b, the multi-spark controller MSC converts the voltage of the on-board battery Btt from 12v to a constant voltage (5v, 12
v, 100v), a DC-DC converter 1, a current detection circuit 2 that detects the primary current of the ignition coil COL, a discharge time setting circuit 3 that sets the discharge time of the ignition coil COL, and a charge time of the ignition coil COL Charging time setting circuit 4, abnormality detecting circuit 5 for performing abnormality detection, etc.
It comprises a cylinder distribution circuit 6 for distributing to the cylinder designated by SEL A, B.

B.動作概要: 第3図に示したタイミングチャートを併せて参照し、
動作の概要を説明する。
B. Operation Overview: Referring also to the timing chart shown in FIG.
An outline of the operation will be described.

マイクロコンピュータECUは、点火タイミング信号IGT
のレベルを、点火を設定しないときにはLレベルに、点
火を設定するときにはHレベルに設定する。この点火タ
イミング信号IGTは、異常検出回路5を介して気筒分配
回路6に与えられる。
The microcomputer ECU provides an ignition timing signal IGT
Is set to L level when ignition is not set, and to H level when ignition is set. This ignition timing signal IGT is provided to the cylinder distribution circuit 6 via the abnormality detection circuit 5.

気筒配分回路6は、点火タイミング信号IGTがLレベ
ルの間は動作を停止しているが、それがHレベルに転ず
ると動作を開始し、気筒分配信号SEL A,Bが指定する気
筒のイグナイタIGNをオンドライブする。これにより、D
C-DCコンバータ1が生成した100vの定電圧が点火コイル
COLの一次コイルに印加されて一次電流による充電が開
始される。この一次電流は電流検出回路2において検出
され、抵抗器R32により電圧値に変換されて放電時間設
定回路3のピークホールド回路31および異常検出回路5
に与えられる。
The cylinder distribution circuit 6 stops operating while the ignition timing signal IGT is at the L level, but starts operating when the ignition timing signal IGT changes to the H level, and the igniter IGN of the cylinder specified by the cylinder distribution signals SEL A and B is provided. To drive on. This gives D
100V constant voltage generated by C-DC converter 1 is ignition coil
The COL is applied to the primary coil and charging by the primary current is started. This primary current is detected by the current detection circuit 2 and is converted into a voltage value by the resistor R32, and the peak hold circuit 31 and the abnormality detection circuit 5 of the discharge time setting circuit 3
Given to.

ピークホールド回路31では、一次電流が流れている間
に抵抗器R32に発生したピーク電圧をホールドする。
The peak hold circuit 31 holds the peak voltage generated in the resistor R32 while the primary current is flowing.

異常検出回路5は、通常Hレベルを出力しているが
(気筒分配回路6の入力端でのレベル)、一次電流が増
加して約8Aになるとその出力をLレベルに転じてホール
ドする。これにより、気筒分配回路6はイグナイタIGN
をオフドライブし、放電時間設定回路3の傾斜電圧発生
回路32は一定の勾配で単調増加する基準傾斜電圧の発生
を開始する。
The abnormality detection circuit 5 normally outputs the H level (the level at the input end of the cylinder distribution circuit 6), but when the primary current increases to about 8A, the output is switched to the L level and held. As a result, the cylinder distribution circuit 6 uses the igniter IGN
And the ramp voltage generating circuit 32 of the discharge time setting circuit 3 starts generating a reference ramp voltage that monotonically increases at a constant gradient.

気筒分配回路6がイグナイタIGNをオフドライブする
と、一次電流の遮断により点火コイルCOLの一次コイル
に充電されたエネルギが瞬時に二次コイルに伝達されて
二次側に高電圧が発生する。この高電圧は、点火プラグ
PLGに印加され、点火プラグPLGでは絶縁破壊によるスパ
ーク放電を生ずる。
When the cylinder distribution circuit 6 drives the igniter IGN off, the energy charged in the primary coil of the ignition coil COL is instantaneously transmitted to the secondary coil due to the interruption of the primary current, and a high voltage is generated on the secondary side. This high voltage is
The spark is applied to the PLG, and a spark discharge occurs due to dielectric breakdown in the spark plug PLG.

一方、傾斜電圧発生回路33が発生する基準傾斜電圧
は、コンパレータ33に与えられる。コンパレータ33で
は、この基準傾斜電圧とピークホールド回路31のホール
ド電圧とを比較し、前者が後者よりも大きくなるとLレ
ベルを出力し、充電時間設定回路4に与えられる。
On the other hand, the reference ramp voltage generated by the ramp voltage generating circuit 33 is given to the comparator 33. The comparator 33 compares the reference slope voltage with the hold voltage of the peak hold circuit 31, and outputs an L level when the former becomes larger than the latter, and is supplied to the charging time setting circuit 4.

充電時間設定回路4では、この入力があるとTc秒間
(約40μsecとしている)出力をLレベルに転ずる。こ
の出力は、反転されて気筒分配回路6および傾斜電圧発
生回路32に与えられる。これにより、気筒分配回路6は
イグナイタIGNをオンドライブし、傾斜電圧発生回路32
は基準傾斜電圧をリセットする。
In the charging time setting circuit 4, when this input is made, the output is turned to the L level for Tc seconds (about 40 μsec). This output is inverted and applied to the cylinder distribution circuit 6 and the ramp voltage generation circuit 32. As a result, the cylinder distribution circuit 6 drives the igniter IGN on, and the gradient voltage generation circuit 32
Resets the reference ramp voltage.

前述したように、気筒分配回路6がイグナイタIGNを
オンドライブしている間は、点火コイルCOLに一次電流
が流れるので一次コイルが充電され、その間のピーク電
流に対応する電圧(抵抗器R32の端子間電圧)がピーク
ホールド回路31にホールドされる。
As described above, while the cylinder distribution circuit 6 drives the igniter IGN on, the primary current flows through the ignition coil COL, so that the primary coil is charged, and the voltage corresponding to the peak current during that time (the terminal of the resistor R32). Is held by the peak hold circuit 31.

さらに、Tc秒が経過して充電時間設定回路4が出力を
Hレベルに転ずると、反転されたその出力により、気筒
分配回路6がイグナイタIGNをオフドライブし、傾斜電
圧発生回路32が基準傾斜電圧の発生を開始するので上記
が繰り返される。
Further, when the charging time setting circuit 4 changes the output to the H level after the lapse of Tc seconds, the cylinder distribution circuit 6 drives the igniter IGN off by the inverted output, and the gradient voltage generating circuit 32 sets the reference gradient voltage. Is started, and the above is repeated.

つまり、マイクロコンピュータECUが点火を設定した
直後は、一次電流が約8Aになるまで点火コイルCOLが充
電され、約8Aの一次電流に相当するピーク電圧がピーク
ホールド回路31にホールドされるので、点火コイルCOL
の放電時間、すなわち、基準傾斜電圧がピーク電圧を超
えるまでの時間は一定値T0となる。この放電において消
費されるエネルギ量は、燃焼室内の状態により異なり
(二次電流の減少勾配が変化)、消費エネルギが小さけ
れば放電停止時の残電流は大きく、それが大きければ残
電流は小さくなる。この残電流は、充電開始時の一次電
流の上昇開始値となるので、この後、点火コイルCOLに
対して一定時間(Tc秒)の充電が行なわれたとき、残電
流が大きいときには高目のピーク電圧が、それが小さい
ときには低目のピーク電圧がピークホールド回路31にホ
ールドされる。このピーク電圧は、点火コイルCOLの次
の放電時間(T1)を決定し、充電エネルギが大きいとき
にはそれを長く、充電エネルギが小さいときにはそれを
短く設定するので、マイクロコンピュータECUが点火を
設定している間は適切な点火エネルギの供給および放出
が高速で繰り返される。
In other words, immediately after the microcomputer ECU sets the ignition, the ignition coil COL is charged until the primary current becomes about 8 A, and the peak voltage corresponding to the primary current of about 8 A is held in the peak hold circuit 31. Coil COL
The discharge time, i.e., time reference ramp voltage is up to more than the peak voltage becomes a constant value T 0. The amount of energy consumed in this discharge varies depending on the state in the combustion chamber (the decreasing gradient of the secondary current changes). . Since this residual current becomes a rise start value of the primary current at the start of charging, after that, when the ignition coil COL is charged for a certain period of time (Tc seconds), when the residual current is large, a higher current is applied. When the peak voltage is small, the lower peak voltage is held by the peak hold circuit 31. This peak voltage determines the next discharge time (T 1 ) of the ignition coil COL, and sets it longer when the charging energy is large and shorter when the charging energy is small, so that the microcomputer ECU sets the ignition. During this period, the supply and release of the appropriate ignition energy are repeated at a high speed.

なお、異常検出回路5は、マイクロコンピュータECU
が点火を設定してからTa1秒内に一次電流が約8Aになる
と点火コイルCOLの短絡と判定し、Ta2秒を超えても一次
電流が約8Aにならないと点火コイルCOLの断線と判定
し、気筒分配回路6を強制的に停止する。(本実施例で
はTa1を約30μsec,Ta2を約300μsecとしている。) C.各部説明: 以下、第1図および第4図を参照してマルチスパーク
コントローラ3の各部の構成を説明する。
The abnormality detection circuit 5 includes a microcomputer ECU
If the primary current becomes approximately 8 A within 1 second after setting the ignition, it is determined that the ignition coil COL is short-circuited.If the primary current does not reach approximately 8 A even after exceeding 2 seconds, it is determined that the ignition coil COL is disconnected. Then, the cylinder distribution circuit 6 is forcibly stopped. (In the present embodiment, Ta 1 is set to about 30 μsec and Ta 2 is set to about 300 μsec.) C. Description of Each Part: The configuration of each part of the multi-spark controller 3 will be described below with reference to FIGS. 1 and 4.

(A)DC-DCコンバータ1: DC-DCコンバータ1は第1図に示したように、車載バ
ッテリBttの12vの電圧から定電圧Vcc(5v)を生成する
定電圧回路11,12vと100vの安定した電圧を生成するDC-D
Cコンバータ回路12およびバッテリ電圧監視回路13より
なる。
(A) DC-DC converter 1: As shown in FIG. 1, the DC-DC converter 1 is composed of constant voltage circuits 11, 12v and 100v that generate a constant voltage Vcc (5v) from a voltage of 12v of the vehicle-mounted battery Btt. DC-D that generates stable voltage
It comprises a C converter circuit 12 and a battery voltage monitoring circuit 13.

a.定電圧回路11: 定電圧回路11は、3端子レギュレータIC1により定電
圧Vccを生成し、マルチスパークコントローラ3の構成
各部に供給する。この回路は、良く知られており、当業
者間で通常に用いられている回路であるため、ここでの
説明は要しないであろう。なお、第4図においては、図
の煩雑化を避けるためその供給ラインを省略して記載し
ていることを了解されたい。
a. Constant voltage circuit 11: The constant voltage circuit 11 generates a constant voltage Vcc by the three-terminal regulator IC1 and supplies it to the components of the multi-spark controller 3. This circuit is well known and commonly used by those skilled in the art and need not be described here. It should be understood that the supply lines are omitted in FIG. 4 in order to avoid complication of the drawing.

b.DC-DCコンバータ回路12: DC-DCコンバータ回路12は、第1図に示したようにト
ランスT1,電界効果トランジスタFET1,トランジスタTR1,
2,演算増幅器IC2a,2bおよびインバータ,ダイオード,
抵抗器ならびにキャパシタ等でなる。
b. DC-DC converter circuit 12: As shown in FIG. 1, the DC-DC converter circuit 12 includes a transformer T1, a field-effect transistor FET1, a transistor TR1,
2, operational amplifiers IC2a, 2b and inverter, diode,
It consists of a resistor and a capacitor.

いま、FET1がオンドライブされて、車載バッテリBtt
(+12v)からトランスT1の一次コイルL0にi1なる電流
が流れると、この電流i1は抵抗器R9の端子間電圧(以
下、帰還電圧という。)として検出されて演算増幅器IC
2aのマイナス端子に印加される。
Now, FET1 is driven on and the vehicle battery Btt
When the (+ 12v) i 1 becomes a current flows through the primary coil L 0 of the transformer T1, the voltage between the terminals of the current i 1 is a resistor R9 (hereinafter, referred to as the feedback voltage.) Is detected as an operational amplifier IC
Applied to the minus terminal of 2a.

演算増幅器IC2aはコンパレータを構成しており、この
帰還電圧と、プラス端子に印加されている抵抗器R1〜R3
により設定された参照電圧Vreflとを比較し、前者が低
いときにはHレベルを、後者が低いときにはLレベルを
出力する。つまり、電流i1が上昇して帰還電圧が参照電
圧Vreflを超えるとIC2aがLレベルを出力する。
The operational amplifier IC2a constitutes a comparator, and the feedback voltage and the resistors R1 to R3 applied to the plus terminals are used.
And outputs the H level when the former is low, and outputs the L level when the latter is low. That, IC 2a when the feedback voltage current i 1 rises and exceeds the reference voltage Vrefl and outputs the L level.

この出力は、キャパシタC6および抵抗器R4,5でなるOF
Fタイマに入力され、OFFタイマは所定幅のLレベルパル
スを出力する。さらに、この出力パルスはインバータIC
3a〜dにおいて反転整形されてトランジスタTR1,TR2で
なるFETドライバのベースに印加される。
This output is an OF signal consisting of a capacitor C6 and resistors R4,5.
Input to the F timer, the OFF timer outputs an L level pulse of a predetermined width. In addition, this output pulse
3a to 3d, the signals are inverted and applied to the base of the FET driver including the transistors TR1 and TR2.

トランジスタTR1,TR2は、ベース入力がHレベルにな
るとオンとなり、FET1のゲート電位をグランドレベルに
下げてそれをオフドライブする。FET1がオフになると電
流i1が遮断されるので、一次コイルL0に逆起電力を生ず
るが、そのエネルギはダイオードD1を通る電流I2とな
り、キャパシタC8を充電する。
The transistors TR1 and TR2 are turned on when the base input becomes H level, and lower the gate potential of the FET1 to the ground level to drive it off. Since FET1 current i 1 becomes off is cut off, but produces a counter electromotive force in the primary coil L 0, the energy charges the current I 2, and the capacitor C8 through diode D1.

また同時に、この逆起電力と各コイルL0,L1の線線比
に比例した電圧が二次コイルL1に発生し、キャパシタC
8′を充電する。つまり、キャパシタC8,C8′に充電され
る電圧は巻線比に比例した電圧となり、それらの端子間
電圧の合計値が出力電圧(ダイオードD1′のカソード側
で得る)となる。ここではトランスT1の巻線比を等しく
しているので、キャパシタC8とC8′の出力に対する寄与
比は等しい。
At the same time, a voltage proportional to the line line ratio of the counter electromotive force and the coil L 0, L 1 is generated in the secondary coil L 1, a capacitor C
Charge 8 '. That is, the voltage charged in the capacitors C8 and C8 'becomes a voltage proportional to the turns ratio, and the total value of the voltages between the terminals becomes the output voltage (obtained on the cathode side of the diode D1'). Here, since the winding ratio of the transformer T1 is made equal, the contribution ratio of the capacitors C8 and C8 'to the output is equal.

また、FETK1のオフドライブで帰還電圧がグランドレ
ベルに低下し、IC1の出力は直ちにHレベルに転ずる
が、OFFタイマが所定幅のLレベルパルスを出力してい
るので、そのパルスを反転整形したインバータIC3a〜d
の出力パルスがHレベルの間はFET1のオフドライブが継
続され、それがLレベルに転じたときにオンドライブさ
れる。つまり、この帰還ループによりOFFタイマの設定
時間を周期とする発振が生じ、FET1のオン/オフが繰り
返されて出力電圧が徐々に上昇する。
Also, the feedback voltage drops to the ground level due to the off-drive of the FETK1, and the output of the IC1 immediately turns to the H level. However, since the OFF timer outputs the L level pulse of a predetermined width, the inverter that inverts and shapes the pulse is inverted. IC3a-d
While the output pulse of (1) is at the H level, the off-drive of the FET1 is continued, and when it changes to the L level, it is turned on. That is, the feedback loop causes oscillation having a cycle set by the OFF timer, and the ON / OFF of the FET 1 is repeated to gradually increase the output voltage.

一方、出力電圧は抵抗器R18〜20により分圧され、監
視電圧として演算増幅器IC2bのプラス端子に入力され
る。この演算増幅器IC2bはコンパレータを構成してお
り、この監視電圧と、マイナス端子に印加されている抵
抗器R16,17により設定された参照電圧Vref2とを比較
し、前者が低いときにはLレベルを出力し、後者が低い
ときにはオープンコレクタ出力となる。
On the other hand, the output voltage is divided by the resistors R18 to R20 and input to the plus terminal of the operational amplifier IC2b as a monitoring voltage. This operational amplifier IC2b constitutes a comparator, compares the monitored voltage with a reference voltage Vref2 set by resistors R16 and R17 applied to the minus terminal, and outputs an L level when the former is low. When the latter is low, the output is an open collector output.

IC2bの出力端は、抵抗器R15を介してIC3a〜dの出力
に、ダイオードD7を介して発振回路の帰還ループにそれ
ぞれ接続されている。この接続により、IC2bの出力端が
LレベルであればIC3a〜dの出力と無関係にダイオード
D7がオフとなり、それがオープンコレクタ出力であれ
ば、IC3a〜dの出力がLレベルのときにはダイオードD7
がオフ、HレベルのときにはダイオードD7がオンとな
る。ダイオードD7がオンになると、疑似的に帰還電圧が
上昇するのでIC2aの出力はLレベルとなり、OFFタイマ
が再トリガされて、IC3a〜dがHレベルを出力する時間
が延長される。
The output terminal of IC2b is connected to the output of IC3a-d via resistor R15 and to the feedback loop of the oscillation circuit via diode D7. With this connection, if the output terminal of IC2b is at the L level, the diode is connected regardless of the output of IC3a-d.
When D7 is turned off and it is an open collector output, the diode D7 is output when the outputs of ICs 3a to 3d are at L level.
Is off, and when it is at the H level, the diode D7 is on. When the diode D7 is turned on, the feedback voltage rises in a pseudo manner, so that the output of the IC 2a becomes L level, the OFF timer is retriggered, and the time for which the ICs 3a to 3d output H level is extended.

つまり、キャパシタC8の充電電圧、すなわち出力電圧
に対応する監視電圧が参照電圧Vref2を超えてもFET1を
オンドライブしているときにはそれを継続し、オフドラ
イブしているときには監視電圧が参照電圧Vref2以下と
なるまでオンドライブの開始を延期する。この繰り返し
により出力電圧を100vに維持し、トランスT1の別の二次
コイルL2の出力を12vに維持している。
In other words, even if the charge voltage of the capacitor C8, that is, the monitor voltage corresponding to the output voltage exceeds the reference voltage Vref2, it continues when the FET1 is on-driven, and when the FET1 is off-drive, the monitor voltage is equal to or lower than the reference voltage Vref2. Postpone the on-drive start until: The repeated by maintaining the output voltage to 100v, maintains the output of another of the secondary coil L 2 of the transformer T1 to 12v.

このDC-DCコンバータ回路12で行なわれる出力電圧の
制御において、FET1のオン/オフ周期は必ず設定周期以
上となり、リニア域での中継がない。したがって、ノイ
ズ成分による寄生振動やFET1の発熱による破壊が防止さ
れ、移相補償回路等を必要としない応答性の良いDC-DC
コンバータになっている。また、FET1がオフのときに一
次コイルL0に発生する逆起電力を有効に利用してキャパ
シタC8を充電しているので、この逆起電力によりFET1が
破壊されることはなく、効率も高くなる。さらに、FET1
の耐圧はキャパシタC8が分担する電圧程度で良く、本実
施例においてはFET1の耐圧の約2倍の100vの出力を得て
いる。
In the control of the output voltage performed by the DC-DC converter circuit 12, the ON / OFF cycle of the FET 1 always exceeds the set cycle, and there is no relay in the linear region. Therefore, DC-DC with good responsiveness that does not require parasitic oscillation due to noise components and destruction due to heating of FET1 and does not require a phase shift compensation circuit, etc.
It is a converter. Further, since the FET1 is charging the capacitor C8 by effectively utilizing the counter electromotive force generated in the primary coil L 0 in the off, never FET1 is destroyed by the counter electromotive force, the efficiency is high Become. In addition, FET1
May be about the voltage shared by the capacitor C8, and in this embodiment, an output of 100 V which is about twice the withstand voltage of the FET 1 is obtained.

c.バッテリ電圧監視回路13: バッテリ電圧監視回路13は、トランジスタTR3,インバ
ータIC3e,f,ツェナダイオードZD3,ダイオードD6および
抵抗器R11〜14である。
c. Battery voltage monitoring circuit 13: The battery voltage monitoring circuit 13 includes a transistor TR3, inverters IC3e, f, a zener diode ZD3, a diode D6, and resistors R11 to R14.

第1a図に示されているように、ツェナダイオードZD3
のカソード側は抵抗器R11を介して車載バッテリBttの12
v端子に接続されており、アノード側はトランジスタTR3
のベースに接続されている。トランジスタTR3のコレク
タは、直列接続されたインバータIC3eおよびfの入力端
子に接続されている。インバータIC3eおよびfはハイイ
ンピーダンスの入出力整合回路を構成しており、出力端
子は、後述するセレクタIC5のG2A端子および、抵抗器14
およびダイオードD6を介してDC-DCコンバータ回路12の
帰還ループに接続されている。
As shown in FIG. 1a, Zener diode ZD3
The cathode side of the vehicle battery Btt 12 via a resistor R11
v terminal, the anode side is transistor TR3
Connected to the base. The collector of the transistor TR3 is connected to the input terminals of the inverters IC3e and f connected in series. The inverters IC3e and f constitute a high-impedance input / output matching circuit, and output terminals are a G2A terminal of a selector IC5 described later and a resistor 14
And a diode D6 connected to the feedback loop of the DC-DC converter circuit 12.

つまり、車載バッテリBttの12v端子の電圧が所定電圧
を超える場合にはトランジスタTR3がオンとなってイン
バータIC3fからLレベルが出力され、それ以下となる場
合にはオフとなってインバータIC3fからHレベルが出力
される。
That is, when the voltage of the 12v terminal of the vehicle-mounted battery Btt exceeds a predetermined voltage, the transistor TR3 is turned on and the L level is output from the inverter IC3f. Is output.

インバータIC3fがLレベルを出力しているときには、
セレクタIC5およびDC-DCコンバータ回路12に対する影響
はないが、それがHレベルを出力するとセレクタIC5は
動作を停止し、DC-DCコンバータ回路12は前述したよう
に疑似的な帰還電圧の上昇によりFET1のオフ時間が延長
される。
When the inverter IC3f is outputting L level,
There is no effect on the selector IC5 and the DC-DC converter circuit 12, but when it outputs the H level, the selector IC5 stops its operation, and the DC-DC converter circuit 12 causes the FET1 to rise due to a pseudo increase in the feedback voltage as described above. Off time is extended.

(B)電流検出回路2: 電流検出回路2は、前述したように点火コイルCOLの
一次コイルを充電する一次電流を検出する回路であり、
第4図に示したように、トランジスタTR4およびTR5を主
体として構成されるカレントミラー回路である。この回
路においては、抵抗器R21を流れる一次電流の10,000分
の1の大きさの電流がトランジスタTR4のコレクタに流
れる。トランジスタTR4のコレクタには、ダイオードD8
および抵抗器R32が接続されており、電流値が電圧値に
変換される。
(B) Current detection circuit 2: The current detection circuit 2 is a circuit for detecting a primary current for charging the primary coil of the ignition coil COL as described above,
As shown in FIG. 4, this is a current mirror circuit mainly composed of transistors TR4 and TR5. In this circuit, a current that is 1 / 10,000 of the primary current flowing through the resistor R21 flows through the collector of the transistor TR4. Diode D8 is connected to the collector of transistor TR4.
And a resistor R32, and the current value is converted to a voltage value.

(C)放電時間設定回路3: a.ピークホールド回路31: ピークホールド回路31はトランジスタTR7およびキャ
パシタC11,12で構成される。キャパシタC12は、トラン
ジスタTR7のエミッタとグランドとの間に介挿されてお
り、トランジスタTR7は抵抗器R32の端子電圧に比例する
電流でキャパシタC12を充電する。このとき、抵抗器R32
の端子電圧に寄生するノイズ成分をキャパシタC11によ
り除去する。
(C) Discharge time setting circuit 3: a. Peak hold circuit 31: The peak hold circuit 31 includes a transistor TR7 and capacitors C11 and C12. The capacitor C12 is interposed between the emitter of the transistor TR7 and the ground, and the transistor TR7 charges the capacitor C12 with a current proportional to the terminal voltage of the resistor R32. At this time, resistor R32
The noise component which is parasitic on the terminal voltage is removed by the capacitor C11.

なお、キャパシタC12は、点火タイミング信号IGTがL
レベルになるとダイオードD9等を介して放電され、コン
パレータ33を構成する演算増幅器IC4cがLレベルを出力
するとダイオードD10等を介して放電される。
Note that the capacitor C12 determines that the ignition timing signal IGT is low.
When the level reaches the level, the voltage is discharged via the diode D9 and the like, and when the operational amplifier IC4c constituting the comparator 33 outputs the L level, it is discharged via the diode D10 and the like.

b.傾斜電圧発生回路32: 傾斜電圧発生回路32は、トランジスタTR6,抵抗器R25
およびキャパシタC9等で構成されている。これにおい
て、トランジスタTR6がオンのときにはキャパシタC9が
放電され、それがオフになるとキャパシタC9が充電され
る。
b.Ramp voltage generation circuit 32: The ramp voltage generation circuit 32 includes a transistor TR6 and a resistor R25.
And a capacitor C9 and the like. In this case, when the transistor TR6 is on, the capacitor C9 is discharged, and when it is off, the capacitor C9 is charged.

トランジスタTR6のオン/オフはベースに印加される
信号のレベル、すなわち、オアゲートIC6a(第4図中で
は6aと記載している。他について同じ。)の出力信号の
レベルにより制御される。つまり、オアゲートIC6aの出
力がHレベルのときにはキャパシタC9が放電され、それ
がLレベルに転ずると充電が開始される。
The on / off of the transistor TR6 is controlled by the level of the signal applied to the base, that is, the level of the output signal of the OR gate IC 6a (indicated as 6a in FIG. 4; the same applies to the others). That is, when the output of the OR gate IC 6a is at the H level, the capacitor C9 is discharged, and when it changes to the L level, charging is started.

本実施例では、キャパシタC9のリニア域を利用して、
キャパシタC9の端子間電圧として一定勾配で単調増加す
る基準傾斜電圧を得ている。
In the present embodiment, utilizing the linear region of the capacitor C9,
As the voltage between the terminals of the capacitor C9, a reference gradient voltage that monotonically increases at a constant gradient is obtained.

b.コンパレータ33: コンパレータ33は演算増幅器IC4cを主体に構成されて
おり、そのマイナス端子には傾斜電圧発生回路32よりの
基準傾斜電圧が与えられ、プラス端子にはピークホール
ド回路31よりのホールド電圧(キャパシタC12の端子間
電圧)が与えられている。これにおいて、IC4cは、基準
傾斜電圧がホールド電圧より高いときにはHレベルを出
力し、その逆のときにはLレベルを出力する。
b. Comparator 33: The comparator 33 is mainly composed of an operational amplifier IC4c, the minus terminal of which is supplied with the reference ramp voltage from the ramp voltage generating circuit 32, and the plus terminal of which is the hold voltage from the peak hold circuit 31. (Voltage between terminals of the capacitor C12). In this case, the IC 4c outputs an H level when the reference gradient voltage is higher than the hold voltage, and outputs an L level when the reference gradient voltage is opposite.

(D)充電時間設定回路4: 充電時間設定回路4は、ダイオードD11,抵抗器R36,キ
ャパシタC14および演算増幅器IC4d等を備える。
(D) Charging time setting circuit 4: The charging time setting circuit 4 includes a diode D11, a resistor R36, a capacitor C14, an operational amplifier IC4d, and the like.

抵抗器R36およびキャパシタC14は微分回路を構成して
おり、ダイオードD11を介して与えられるコンパレータ3
3の出力の立下りエッジを微分して微分出力を演算増幅
器IC4dのプラス端子に印加する。演算増幅器IC4dはコン
パレータを構成しており、この微分出力と、マイナス端
子に印加されている抵抗器R37,38により設定された参照
値とを比較し、前者が低いときにはLレベルを、後者が
低いときにはHレベルを出力する。
The resistor R36 and the capacitor C14 constitute a differentiating circuit, and the comparator 3 provided via the diode D11
The falling edge of the output of No. 3 is differentiated and the differentiated output is applied to the plus terminal of the operational amplifier IC4d. The operational amplifier IC4d constitutes a comparator, compares the differential output with a reference value set by the resistors R37 and R38 applied to the minus terminal, and when the former is low, the L level is low, and the latter is low. Sometimes, it outputs the H level.

つまり、IC4dは、コンパレータ33の出力がLレベルに
転じてから、その微分出力が増加して設定参照値を超え
るまでの間の幅を有するLレベルパルスを出力する。本
実施例では、微分回路の時定数および参照値の調整によ
りこの幅をTc秒(約40μsec)に設定している。
That is, the IC 4d outputs an L level pulse having a width from when the output of the comparator 33 changes to the L level to when the differential output increases and exceeds the set reference value. In this embodiment, this width is set to Tc seconds (about 40 μsec) by adjusting the time constant and the reference value of the differentiating circuit.

(E)異常検出回路5: 異常検出回路5は、多数のIC,抵抗器およびキャパシ
タ等でなる。この回路は、前述したようにいくつかの機
能を有するので、以下、各機能別に説明する。
(E) Abnormality detection circuit 5: The abnormality detection circuit 5 is composed of a large number of ICs, resistors, capacitors and the like. Since this circuit has several functions as described above, each function will be described below.

a.点火タイミング信号IGTの中継: 点火タイミング信号IGTは、マイクロコンピュータECU
から出力され、インバータDT1,4を介してナンドゲートI
C6cの一方の入力に与えられる。ここで、ナンドゲートI
C6cの他方の入力がHレベルであれば、このゲートはイ
ンバータとなり、点火タイミング信号IGTを反転してセ
レクタIC5のG2B端子に印加する。セレクタIC5は、後述
するが、G2B端子にHレベルが印加されているときには
動作を停止し、Lレベルが印加されると動作を開始す
る。
a. Relay of the ignition timing signal IGT: The ignition timing signal IGT is connected to the microcomputer ECU
Output from the NAND gate I via the inverters DT1 and DT4.
It is given to one input of C6c. Where NAND gate I
If the other input of C6c is at the H level, this gate becomes an inverter, inverts the ignition timing signal IGT and applies it to the G2B terminal of the selector IC5. As described later, the selector IC5 stops the operation when the H level is applied to the G2B terminal, and starts the operation when the L level is applied.

なお、マイクロコンピュータECUが点火タイミング信
号IGTをHレベルに転じてから(点火を設定してから)T
a1秒内に8A以上の一次電流が流れた場合、および、Ta2
秒を超えても8A以下の一次電流しか流れない場合には、
ナンドゲートIC6cの他方の入力がLレベルとなり、点火
タイミング信号IGTを遮断するが、これについては後述
する。
After the microcomputer ECU changes the ignition timing signal IGT to the H level (after setting the ignition),
a When a primary current of 8 A or more flows within 1 second, and when Ta 2
If only a primary current of 8 A or less flows for more than a second,
The other input of the NAND gate IC6c becomes L level to cut off the ignition timing signal IGT, which will be described later.

b.初期充電の設定: マイクロコンピュータECUが点火タイミング信号IGTを
Hレベルに転じた直後から、一次電流が8Aになるまでの
間の点火コイルCOLの一次コイルの充電を設定する機能
である。この機能は、演算増幅器IC4aを主体とするコン
パレータおよびナンドゲートIC7aおよびIC7bで構成され
るマルチバイブレータによりもたらされる。
b. Initial charge setting: This is a function for setting the charge of the primary coil of the ignition coil COL from immediately after the microcomputer ECU changes the ignition timing signal IGT to the H level until the primary current becomes 8A. This function is provided by a comparator mainly composed of the operational amplifier IC4a and a multivibrator composed of NAND gates IC7a and IC7b.

このコンパレータは、抵抗器R32の端子電圧として検
出した一次電流と、抵抗器R28〜31により設定した、一
次電流が8Aのときの抵抗器R32の端子電圧に相当する参
照電圧とを比較し、前者が低いときにはHレベルを、後
者が低いときにはLレベルを出力する。この出力は、マ
ルチバイブレータの13番ピンに印加される。
This comparator compares the primary current detected as the terminal voltage of the resistor R32 with a reference voltage set by the resistors R28 to R31 and corresponding to the terminal voltage of the resistor R32 when the primary current is 8 A. Is low, the H level is output, and when the latter is low, the L level is output. This output is applied to pin 13 of the multivibrator.

マルチバイブレータは、点火タイミング信号IGTがL
レベルのときには、コンパレータの出力に応答して、そ
れがHレベルであれば11番ピンからLレベルを、10番ピ
ンからHレベルを、それぞれ出力し、それがLレベルで
あれば11番ピンからHレベルを、10番ピンからLレベル
を、それぞれ出力する。ただし、点火タイミング信号IG
TがLレベルのときには一次電流が流れないのでコンパ
レータの出力はHレベルとなり、11番ピンからLレベル
を、10番ピンからHレベルを出力することになる。ま
た、点火タイミング信号IGTがHレベルのときにはホー
ルド準備状態となり、コンパレータの出力がHレベルか
らLレベルに転じたときに11番ピン出力をLレベルから
Hレベルに転じ、10番ピン出力をHレベルからLレベル
に転じてホールドする。
In the multivibrator, the ignition timing signal IGT is low.
At the time of the level, in response to the output of the comparator, if the level is the H level, the L level is output from the 11th pin, and the H level is output from the 10th pin. The H level is output and the L level is output from the 10th pin. However, the ignition timing signal IG
When T is at the L level, the primary current does not flow, so the output of the comparator is at the H level, and the L level is output from the 11th pin and the H level is output from the 10th pin. When the ignition timing signal IGT is at the H level, a hold preparation state is established. When the output of the comparator changes from the H level to the L level, the output of the 11th pin changes from the L level to the H level, and the output of the 10th pin changes to the H level. To L level and hold.

マルチバイブレータの11番ピン出力は、負論理のオア
ゲートIC6aの2番ピンに入力される。このオアゲートIC
6aの1番ピンには、充電時間設定回路4の出力が与えら
れており、いずれか一方でもLレベルのときにはHレベ
ルを、双方ともHレベルのときにはLレベルを出力し、
傾斜電圧発生回路32およびセレクタIC5のG端子に与え
る。前述したように、傾斜電圧発生回路32ではHレベル
入力でキャパシタC9を放電(基準傾斜電圧のリセット)
し、Lレベル入力でそれを充電する。また、後述する
が、セレクタIC5では、G端子入力がHレベルのときに
はイグナイタIGNをオンドライブし、G端子入力がLレ
ベルのときにはそれをオフドライブする。
The output of the 11th pin of the multivibrator is input to the 2nd pin of the OR gate 6a of negative logic. This OR gate IC
The output of the charging time setting circuit 4 is supplied to the first pin 6a, and when either of them is at the L level, the H level is output, and when both are at the H level, the L level is output.
This signal is supplied to the gradient voltage generating circuit 32 and the G terminal of the selector IC5. As described above, in the ramp voltage generation circuit 32, the capacitor C9 is discharged by the H level input (reset of the reference ramp voltage).
And charge it with the L level input. As will be described later, the selector IC5 turns on the igniter IGN when the G terminal input is at the H level, and turns off the igniter IGN when the G terminal input is at the L level.

つまり、点火タイミング信号IGTがLレベルからHレ
ベルに転じた直後は、マルチバイブレータの11番ピンか
らLレベルが出力されているので点火コイルCOLの一次
コイルの充電が開始される。その後、その充電電流が8A
になるとコンパレータの出力がHレベルからLレベルに
転ずるので11番ピン出力をLレベルからHレベルに転じ
てホールドする。このとき、充電時間設定回路4のキャ
パシタC14は充分に充分されているのでオアゲートIC6a
の出力はLレベルとなり、一次コイルの放電および基準
傾斜電圧の発生が開始される。
That is, immediately after the ignition timing signal IGT changes from the L level to the H level, the L level is output from the 11th pin of the multivibrator, so that the charging of the primary coil of the ignition coil COL is started. After that, the charging current is 8A
At this time, the output of the comparator changes from H level to L level, so that the output of the 11th pin changes from L level to H level and is held. At this time, since the capacitor C14 of the charging time setting circuit 4 is sufficiently sufficient, the OR gate IC 6a
Becomes low level, and the discharge of the primary coil and the generation of the reference gradient voltage are started.

c.初期異常の検出: 点火タイミング信号IGTがHレベルに転じてからTa1
(約30μsec)内に8A以上の一次電流が流れる点火コイ
ルCOLの短絡異常、および、Ta2秒(約300μsec)を経過
しても8A以下の一次電流しか流れない点火コイルCOLの
断線異常を検出し、放電制御を停止する機能である。前
者の異常はキャパシタC19,抵抗器R44およびナンドゲー
トIC7cにより検出され、後者の異常はキャパシタC20,抵
抗器R45,46,およびナンドゲートIC7dにより検出され
る。
c. Detection of initial abnormality: Short circuit abnormality of ignition coil COL where primary current of 8A or more flows within 1 second of Ta (approximately 30 μsec) after ignition timing signal IGT turned to H level, and 2 seconds of Ta (approximately 300 μsec) This function detects the disconnection abnormality of the ignition coil COL in which only the primary current of 8 A or less flows even after the passage of time, and stops the discharge control. The former abnormality is detected by the capacitor C19, the resistor R44, and the NAND gate IC7c, and the latter abnormality is detected by the capacitor C20, the resistors R45, 46, and the NAND gate IC7d.

キャパシタC19および抵抗器R44は微分回路を構成して
おり、点火タイミング信号IGTがHレベルに転ずると、T
a1秒の幅を有するHレベルパルスを出力し、ナンドゲー
トIC7cの6番ピンに与える。このナンドゲートIC7cの5
番ピンにはナンドゲートIC7aおよびIC7bで構成されるマ
ルチバイブレータの11番ピン出力が与えられており、点
火タイミング信号IGTがHレベルに転じてからTa1秒内に
8A以上の一次電流が流れてマルチバイブレータの11番ピ
ン出力がHレベルになると、その出力をLレベルに転ず
る。
The capacitor C19 and the resistor R44 constitute a differentiating circuit, and when the ignition timing signal IGT changes to the H level, T
a An H level pulse having a width of 1 second is output and applied to the sixth pin of the NAND gate IC7c. 5 of this NAND gate IC7c
The pin 11 is provided with the output of the pin 11 of the multivibrator composed of the NAND gates IC7a and IC7b, and within one second of Ta after the ignition timing signal IGT changes to the H level.
When the primary current of 8 A or more flows and the output of the 11th pin of the multivibrator becomes H level, the output is turned to L level.

また、キャパシタC20および抵抗器R45,46は積分回路
を構成しており、点火タイミング信号IGTがHレベルに
転ずるとTa2秒後に立上げHレベルパルスを出力し、ナ
ンドゲートIC7dの1番ピンに与える。このナンドゲート
IC7dの2番ピンにはマルチバイブレータの10番ピン出力
が与えられており、点火タイミング信号IGTがHレベル
に転じてからTa2秒を経過しても8A以上の一次電流が流
れないために、マルチバイブレータの10番ピン出力がH
レベルのままであると、その出力をLレベルに転ずる。
Further, the capacitor C20 and the resistors R45 and R46 constitute an integrating circuit. When the ignition timing signal IGT changes to the H level, a rising H level pulse is output two seconds after Ta and applied to the first pin of the NAND gate IC7d. . This nand gate
The output of pin 10 of the multivibrator is given to pin 2 of IC7d, and the primary current of 8A or more does not flow even if 2 seconds have passed since the ignition timing signal IGT turned to H level, Pin 10 output of multivibrator is H
If the level remains, the output is turned to the L level.

ナンドゲートIC7cおよびIC7dの出力は、負論理のオア
ゲートIC8aにより合成され、ナンドゲートIC8bにより反
転されて負論理のオアゲートIC8cおよびIC8dで構成され
るマルチバイブレータの5番ピンに与えられる。このマ
ルチバイブレータは、9番ピン入力、すなわち、点火タ
イミング信号IGTがHレベルのときにはホールド準備状
態となり、5番ピン入力がLレベルになると10番ピン出
力をLレベルに転じて点火タイミング信号IGTが再びL
レベルとなるまでその状態をホールドする。この10番ピ
ン出力がLレベルにホールドされると、ナンドゲートIC
6cにより点火タイミング信号IGTの中継が阻止され、セ
レクタIC5のG2B端子にHレベルが印加される(動作停
止)。
Outputs of the NAND gates IC7c and IC7d are combined by a negative logic OR gate IC8a, inverted by the NAND gate IC8b, and applied to the fifth pin of the multivibrator composed of the negative logic OR gates IC8c and IC8d. This multivibrator is in the hold preparation state when the ninth pin input, that is, when the ignition timing signal IGT is at the H level, and when the fifth pin input becomes the L level, the output of the tenth pin is changed to the L level, and the ignition timing signal IGT is output. L again
Hold that state until it reaches the level. When this 10th pin output is held at L level, the NAND gate IC
The relay of the ignition timing signal IGT is prevented by 6c, and the H level is applied to the G2B terminal of the selector IC5 (operation stops).

また、オアゲートIC8cおよびIC8dで構成されるマルチ
バイブレータの10番ピン出力は、ナンドゲートIC6d,イ
ンバータDT5等を介して外部の制御回路に与えられる
が、これについての説明は省略する。
The output of the 10th pin of the multivibrator composed of the OR gates IC8c and IC8d is supplied to an external control circuit via the NAND gate IC6d, the inverter DT5, and the like, but the description thereof is omitted.

d.電流異常の検出: 前述したように、スパーク放電後の残電流は気筒内の
状態に応じて異なる。つまり、エネルギ消費が非常に小
さいときには残電流が異常に大きくなり、充電時間設定
回路4で設定するTc時間の充電では過充電となる場合が
ある。そこで過充電検出を行って充電時間を強制的に短
くする機能が備わっている。この機能は演算増幅器IC4b
およびキャパシタC15によりもたらされる。
d. Detection of abnormal current: As described above, the residual current after the spark discharge differs depending on the state in the cylinder. That is, when the energy consumption is extremely small, the residual current becomes abnormally large, and the charging for the Tc time set by the charging time setting circuit 4 may be overcharged. Therefore, a function is provided for detecting overcharge and forcibly shortening the charging time. This function is provided by the operational amplifier IC4b.
And capacitor C15.

演算増幅器IC4bは、抵抗器R32の端子電圧と、抵抗器R
28〜31により設定した過電流検出の参照値とを比較する
コンパレータを構成しており、前者が低いときにはオー
プンコレクタ出力となり、後者が低いときにはLレベル
を出力する。つまり、抵抗器R32の端子電圧が過電流検
出の参照値より高くなると、IC4bからLレベルが出力さ
れてキャパシタC15が放電されるので、充電時間設定回
路4のIC4dに入力される充電時間設定用の参照値が一定
時間低く設定される。これにより、一次コイルの充電時
間が短くなり、過充電が防止される。
The operational amplifier IC4b is connected to the terminal voltage of the resistor R32 and the resistor R
A comparator is configured to compare the reference value for overcurrent detection set by 28 to 31 with an open collector output when the former is low, and outputs an L level when the latter is low. That is, when the terminal voltage of the resistor R32 becomes higher than the reference value of the overcurrent detection, the L level is output from the IC 4b and the capacitor C15 is discharged, so that the charging time setting circuit 4 inputs the IC 4d of the charging time setting circuit 4 Is set lower for a certain period of time. Thereby, the charging time of the primary coil is shortened, and overcharging is prevented.

(F)気筒分配回路6: 気筒分配回路6は、セレクタIC5と、トランジスタTR9
〜17等でなるイグナイタドライバよりなる。
(F) Cylinder distribution circuit 6: The cylinder distribution circuit 6 includes a selector IC5 and a transistor TR9.
It consists of an igniter driver of ~ 17 mag.

セレクタIC5は、制御端子G2A,G2B,入力端子G,セレク
ト入力端子A〜C,および、出力端子Y4〜Y7を有する。前
述したように、制御端子G2Aにはバッテリ電圧監視回路1
3(第4a図参照)の出力が、G2BにはナンドゲートIC6cの
出力が、それぞれ与えられ、入力端子Gにはオアゲート
IC6aの出力が与えられる。また、セレクト入力端子A,B
には、それぞれマイクロコンピュータECUからインバー
タDT2,3を介して気筒分配信号SEL A,Bが与えられ、セレ
クト入力端子CはHレベルに固定されている。
The selector IC5 has control terminals G2A and G2B, an input terminal G, select input terminals A to C, and output terminals Y4 to Y7. As described above, the control terminal G2A has the battery voltage monitoring circuit 1
3 (see Fig. 4a), the output of the NAND gate IC6c is given to G2B, and the OR gate is given to the input terminal G.
The output of IC6a is provided. Select input terminals A and B
Are supplied with the cylinder distribution signals SEL A, B from the microcomputer ECU via the inverters DT2, DT3, respectively, and the select input terminal C is fixed at the H level.

これまでの説明からすでに理解されるようが、このセ
レクタは、制御端子G2AおよびG2B入力がLレベルのと
き、すなわち、バッテリ電圧が正常、かつ、点火タイミ
ング信号IGTがHレベルであり、点火コイルCOLの短絡異
常および断線異常がないとき、動作可能になる。このと
き、気筒分配信号SEL A,Bに応じて、次の第1表に示す
ように出力端子を選択し、入力端子Gの入力を反転して
出力する。
As can be understood from the above description, this selector operates when the control terminals G2A and G2B are at the L level, that is, when the battery voltage is normal and the ignition timing signal IGT is at the H level, and the ignition coil COL When there is no short circuit abnormality and no disconnection abnormality, operation becomes possible. At this time, according to the cylinder distribution signals SEL A, B, the output terminal is selected as shown in the following Table 1, and the input of the input terminal G is inverted and output.

イグナイタドライバは、出力端子Y4〜Y7に個別に接続
された4組のドライビング回路でなる。これらのドライ
ビング回路は当業者間で良く知られているので、ここで
改めて説明する必要はないであろう。
The igniter driver includes four sets of driving circuits individually connected to the output terminals Y4 to Y7. These driving circuits are well known to those skilled in the art and need not be described again here.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したとおり、本発明の直流電圧変換装置によ
れば、リンケージインダクタンスによる逆起電力が第1
整流手段(D1)を介して第1平滑手段(C8)を充電し、
それが有効に活用される。この場合、トランスの一次コ
イル(L0)と二次コイル(L1)の巻線比が等しければ、
二次コイル(L1)から第2整流手段(D1′)を介して第
2平滑手段(C8′)に充電されるエネルギと第1整流手
段(D1)を介して第1平滑手段(C8)に充電されるエネ
ルギとは等しくなり、スイッチング手段(FET1)の耐圧
の略2倍の出力を得ることができる。
As described above, according to the DC voltage converter of the present invention, the back electromotive force due to the linkage inductance is the first.
Charging the first smoothing means (C8) via the rectifying means (D1),
It is used effectively. In this case, if the turns ratio of the primary coil (L 0 ) and the secondary coil (L 1 ) of the transformer is equal,
Secondary coil (L 1) from the second rectifying means (D1 ') second smoothing means via a (C8') energy and first rectifying means which is charged to the first smoothing means through the (D1) (C8) Is equal to the energy charged in the switching means (FET1), and an output approximately twice the breakdown voltage of the switching means (FET1) can be obtained.

このように、本発明により効率の良い高出力直流電圧
変換装置が簡単に得られるようになった。
Thus, according to the present invention, an efficient high-output DC voltage converter can be easily obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、実施例のDC-DCコンバータの詳細な構成を示
す回路図である。 第2a図および第2b図は、第1図に示したDC-DCコンバー
タが使用されているイグニッション装置の概略構成を示
すブロック図である。 第3図は、第2a図および第2b図に示したイグニッション
装置の動作例を示す波形図である。 第4図は、第2a図aおよび第2b図に示したイグニッショ
ン装置に備わるマルチスパークコントローラMSCの詳細
な構成を示す回路図である。 第5a図および第5b図は、従来のDC-DCコンバータの一部
の構成を示す回路図である。 1:DC-DCコンバータ 11:定電圧回路 12:DC-DCコンバータ回路 13:バッテリ電圧監視回路 2:電流検出回路 3:放電時間設定回路 31:ピークホールド回路 32:傾斜電圧発生回路 33:コンパレータ 4:充電時間設定回路 5:異常検出回路 6:気筒分配回路 ECU:マイクロコンピュータ MSC:マルチスパークコントローラ IGN:イグナイタ COL:点火コイル SEN:クランク角センサ PLG:点火プラグ TR1〜TR17:トランジスタ FET1,FET:電界効果トランジスタ FET1:(スイッチング手段) T1:トランス(トランス) L0:一次コイル(一次コイル) L1:二次コイル(二次コイル) L2:一次コイル R1〜R62,r1〜r3:抵抗器 C1〜C27,C:キャパシタ C8:(第1平滑手段) C8′:第2平滑手段 D1〜D16,DA1〜DA4,D:ダイオード D1:(第1整流手段) D1′:(第2整流手段) IC1〜IC8:集積回路 R1〜R10,R16〜R20,IC2〜3,C6,TR1〜2:(ドライビング手
段)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a DC-DC converter according to an embodiment. 2a and 2b are block diagrams showing a schematic configuration of an ignition device using the DC-DC converter shown in FIG. FIG. 3 is a waveform diagram showing an operation example of the ignition device shown in FIGS. 2a and 2b. FIG. 4 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a multi-spark controller MSC provided in the ignition device shown in FIGS. 2a and 2b. FIGS. 5a and 5b are circuit diagrams showing a partial configuration of a conventional DC-DC converter. 1: DC-DC converter 11: Constant voltage circuit 12: DC-DC converter circuit 13: Battery voltage monitoring circuit 2: Current detection circuit 3: Discharge time setting circuit 31: Peak hold circuit 32: Slope voltage generation circuit 33: Comparator 4 : Charging time setting circuit 5: Abnormality detection circuit 6: Cylinder distribution circuit ECU: Microcomputer MSC: Multi-spark controller IGN: Igniter COL: Ignition coil SEN: Crank angle sensor PLG: Ignition plug TR1-TR17: Transistor FET1, FET: Electric field effect transistor FET1 :( switching means) T1: transformer (trans) L 0: a primary coil (primary coil) L 1: the secondary coil (secondary coil) L 2: the primary coil R1~R62, r1~r3: resistor C1 -C27, C: capacitor C8: (first smoothing means) C8 ': second smoothing means D1-D16, DA1-DA4, D: diode D1: (first rectifying means) D1': (second rectifying means) IC1 ~ IC8: Integrated circuits R1 ~ R10, R16 ~ R20, IC2 ~ 3, C6, TR1 ~ 2: Eving means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−233065(JP,A) 特開 昭62−48259(JP,A) 特開 平1−295665(JP,A) 実開 昭57−163189(JP,U) 実開 昭59−185991(JP,U) 実開 昭58−2023(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02M 3/50 - 3/44──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-233065 (JP, A) JP-A-62-48259 (JP, A) JP-A-1-295665 (JP, A) Real opening 163189 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 59-185991 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 58-2023 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H02M 3/50-3 / 44

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】一次コイルおよび該一次コイルと巻線方向
が逆向きの二次コイルを有するトランス; 前記一次コイルの一端と前記二次コイルの一端の間に介
挿された第1整流手段; 前記二次コイルの一端に接続された第1平滑手段; 前記二次コイルの一端と出力端との間に介挿された第2
平滑手段; 前記二次コイルの他端と出力端との間に介挿された第2
整流手段; 前記一次コイルに充電電流を供給する電流供給手段; 前記充電電流の供給/遮断を制御するスイッチング手
段;および、 前記出力端の出力電圧を監視し、それが所定電圧以下の
ときは、前記スイッチング手段を高速で付勢/消勢する
ドライビング手段; を備える、直流電圧変換装置。
A transformer having a primary coil and a secondary coil whose winding direction is opposite to that of the primary coil; first rectifying means interposed between one end of the primary coil and one end of the secondary coil; A first smoothing means connected to one end of the secondary coil; a second smoothing means inserted between one end of the secondary coil and an output end;
A second smoothing means interposed between the other end of the secondary coil and an output end;
Rectifier means; current supply means for supplying a charging current to the primary coil; switching means for controlling supply / interruption of the charging current; and monitoring the output voltage of the output terminal, and when it is lower than a predetermined voltage, Driving means for energizing / deactivating the switching means at a high speed;
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