JPH0364711B2 - - Google Patents
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- JPH0364711B2 JPH0364711B2 JP20210282A JP20210282A JPH0364711B2 JP H0364711 B2 JPH0364711 B2 JP H0364711B2 JP 20210282 A JP20210282 A JP 20210282A JP 20210282 A JP20210282 A JP 20210282A JP H0364711 B2 JPH0364711 B2 JP H0364711B2
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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
- F02P3/06—Other installations having capacitive energy storage
- F02P3/08—Layout of circuits
- F02P3/0876—Layout of circuits the storage capacitor being charged by means of an energy converter (DC-DC converter) or of an intermediate storage inductance
- F02P3/0884—Closing the discharge circuit of the storage capacitor with semiconductor devices
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は点火装置に係り、特に、DC−DCコン
バータを備えた内燃機関用点火装置に関する
〔従来技術〕
先行技術として、例えば特開昭57−165667号公
報に示す「内燃機関点火装置」がある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an ignition device, and in particular to an ignition device for an internal combustion engine equipped with a DC-DC converter [Prior Art] As a prior art, for example, Japanese Patent Laid-Open No. There is an "internal combustion engine ignition device" shown in Publication No. 165667.
従来のDC−DCコンバータを用いた点火装置は
第1図に示す如き構成を有している。すなわち、
図において、1はバツテリ、2はキースイツチ、
4は点火コイルである。3はICイグナイタであ
り、点火コイル4の一次コイルの一次電流I1をス
イツチングして、二次コイルに30〜40KVの高電
圧(二次電圧)V2を発生させる。3aは点火時
期検出用のピツクアツプコイルである。5は配電
器、6〜9は点火プラグである。19は中高圧電
源であるDC−DCコンバータであり、約2KVの
電圧を発生する。10は発振回路、11はパワー
トランジスタ、12はトランス、13〜16は整
流用ダイオードであり、17はコンデンサであ
り、18a〜18fは高圧コードである。第1図
において、発振回路10の発振周波数と、パワー
トランジスタ11のデユーテイ(ON時間×
100/周期(%))は、適切な値に固定されてい
る。 A conventional ignition device using a DC-DC converter has a configuration as shown in FIG. That is,
In the figure, 1 is the battery, 2 is the key switch,
4 is an ignition coil. 3 is an IC igniter which switches the primary current I1 of the primary coil of the ignition coil 4 to generate a high voltage (secondary voltage) V2 of 30 to 40 KV in the secondary coil. 3a is a pick-up coil for detecting ignition timing. 5 is a power distributor, and 6 to 9 are spark plugs. 19 is a DC-DC converter which is a medium-high voltage power supply and generates a voltage of approximately 2KV. 10 is an oscillation circuit, 11 is a power transistor, 12 is a transformer, 13 to 16 are rectifying diodes, 17 is a capacitor, and 18a to 18f are high voltage cords. In FIG. 1, the oscillation frequency of the oscillation circuit 10 and the duty of the power transistor 11 (ON time x
100/period (%)) is fixed at an appropriate value.
第1図に示した点火装置によれば、一般的な点
火装置の放電エネルギー20〜40mJに対して、数
倍の放電エネルギーが得られ、内燃機関の燃焼効
率を大巾に向上させることができる。 According to the ignition device shown in Figure 1, it is possible to obtain several times the discharge energy compared to the 20 to 40 mJ of discharge energy of a general ignition device, and it is possible to greatly improve the combustion efficiency of an internal combustion engine. .
しかし、第1図に示す回路では、バツテリ電圧
VBの変動により、DC−DCコンバータ19の出
力電圧が大巾に変動する欠点があつた。 However, in the circuit shown in Figure 1, the battery voltage
There is a drawback that the output voltage of the DC-DC converter 19 fluctuates widely due to fluctuations in VB .
例えば、VB=6VでDC−DCコンバータ19の
出力電圧VD2(コンデンサ17の点火コイル4の
二次コイル側の端子電圧)を−2KV程度発生で
きるように、発振回路10の発振周波数とデユー
テイを設定したとすると、VB=16Vでは、トラ
ンス12の一次コイルの一次電流ID1が増大する
ため、VBが6〜16V間では、DC−DCコンバータ
19の出力電圧VD2が大巾に変動し、パワートラ
ンジスタ11は大容量のものが必要となり、最悪
の場合には、パワートランジスタ11や整流用高
圧ダイオード13〜16の素子破壊を招く欠点が
あり、また、点火プラグ6〜9の放電電流を持続
さすためには、DC−DCコンバータ19の出力電
圧VD2は−2KV程度で充分なため、VB=16V時に
は、消費電流が増大し、エネルギーロスが増大す
る欠点を有した。 For example, the oscillation frequency and duty ratio of the oscillation circuit 10 are set so that the output voltage V D2 of the DC-DC converter 19 (terminal voltage on the secondary coil side of the ignition coil 4 of the capacitor 17) can be generated at about -2 KV when V B = 6 V. When V B = 16 V, the primary current I D1 of the primary coil of the transformer 12 increases, so when V B is between 6 and 16 V, the output voltage V D2 of the DC-DC converter 19 increases significantly. The power transistor 11 must have a large capacity, and in the worst case, the elements of the power transistor 11 and rectifying high-voltage diodes 13 to 16 will be destroyed, and the discharge of the spark plugs 6 to 9 will In order to sustain the current, the output voltage V D2 of the DC-DC converter 19 is approximately -2 KV, so when V B =16 V, the current consumption increases and energy loss increases.
逆に、VB=16VでDC−DCコンバータ19の出
力電圧VD2を−2KV程度発生できるように発振回
路10の発振周波数とデユーテイを設定したとす
ると、VB=6V時にはトランス12の一次電流ID1
が減少するため、点火プラグ6〜9の放電電流を
持続さすに必要な出力電圧VD2が得られないとい
う欠点を有した。 Conversely, if the oscillation frequency and duty of the oscillation circuit 10 are set so that the output voltage V D2 of the DC-DC converter 19 can be generated at about -2 KV when V B = 16 V, then when V B = 6 V, the primary current of the transformer 12 I D1
This has the disadvantage that the output voltage V D2 required to sustain the discharge current of the spark plugs 6 to 9 cannot be obtained.
また、DC−DCコンバータ19のパワースイツ
チング素子(第1図ではパワートランジスタ1
1)のスイツチング速度にもよるが、発振回路1
0の発振周波数とデユーテイを適切な値に固定し
ないと、DC−DCコンバータ19の小形・軽量化
する目的でトランス12を小形化する場合にはト
ランス12の鉄心が飽和してしまい、トランス1
2の一次コイルには過電流が流れ、パワースイツ
チング素子(第1図ではパワートランジスタ1
1)が破壊する危険性があり、小形・軽量化が困
難となる欠点を有した。 In addition, the power switching element of the DC-DC converter 19 (in Fig. 1, the power transistor 1
Depending on the switching speed of 1), the oscillation circuit 1
If the oscillation frequency and duty of 0 are not fixed at appropriate values, when the transformer 12 is downsized to make the DC-DC converter 19 smaller and lighter, the iron core of the transformer 12 will become saturated and the transformer 1
An overcurrent flows through the primary coil of 2, and the power switching element (power transistor 1 in Figure 1)
1) has the disadvantage that there is a risk of breakage and that it is difficult to make it smaller and lighter.
本発明の目的は、DC−DCコンバータのトラン
スの鉄心の飽和による過電流の防止及び出力電圧
の変動を防止し出力特性を安定化することのでき
る内燃機関用点火装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an ignition device for an internal combustion engine that can prevent overcurrent due to saturation of the iron core of a DC-DC converter transformer, prevent fluctuations in output voltage, and stabilize output characteristics.
本発明は、バツテリ電圧の変動に応じてDC−
DCコンバータの発振周波数又はデユーテイを変
化させることによりパワースイツチング素子の破
壊防止と小容量化を計ろというものである。すな
わち、DC−DCコンバータ19の出力電圧VD2の
変動とトランス12の鉄心の飽和による過電流を
防止するためには、発振回路10の発振周波数
とデユーテイを第3図に示す様にバツテリ電圧の
変動に応じて変化させてやればよい。通常キース
イツチ2がスタータSTに入つた瞬間に、バツテ
リ電圧は数Vまで低下し、その後キースイツチ2
がIGに戻り、アイドル状態になると、バツテリ
電圧VBは第10Vに復帰するため、第2図におい
ては、機関の始動からアイドル(VBは6〜10V)
までは、発振周波数をほぼ一定に保ち、デユー
テイも70%と大きく、点火プラグ6〜9の放電電
流の持続に必要十分な出力電圧VD2を得ることが
でき、燃焼効率,燃費,出力向上を計れるように
している。
The present invention provides DC-
The idea is to prevent damage to the power switching element and reduce its capacity by changing the oscillation frequency or duty of the DC converter. That is, in order to prevent overcurrent due to fluctuations in the output voltage V D2 of the DC-DC converter 19 and saturation of the iron core of the transformer 12, the oscillation frequency and duty of the oscillation circuit 10 must be adjusted to match the battery voltage as shown in FIG. It can be changed according to fluctuations. Normally, the moment key switch 2 turns on starter ST, the battery voltage drops to several volts, and then key switch 2 turns on.
returns to IG and enters the idle state, the battery voltage V B returns to 10 V. Therefore, in Figure 2, the battery voltage V B returns to 10 V from engine start to idle (V B is 6 to 10 V).
Until now, the oscillation frequency was kept almost constant, the duty was as high as 70%, and the output voltage V D2 was sufficient to sustain the discharge current of spark plugs 6 to 9, which improved combustion efficiency, fuel efficiency, and output. I'm trying to measure it.
また、バツテリ電圧が10V以上では、バツテリ
電圧VBの上昇に伴いトランス12の一次コイル
電流ID1が増大するため、発振周波数及びデユ
ーテイはバツテリ電圧VBの上昇につれ、それぞ
れ増大,減少させることにより、出力電圧VD2の
安定化を計つている。また、バツテリ電圧VBの
上昇に伴い、発振周波数を増大させ、デユーテ
イを減少さすことにより、トランス12の一次コ
イル電流ID1の通電時間を必要な出力電圧VD2が得
られ、かつ、トランス12の鉄心が飽和する直前
の必要最小限の時間に設定できるため、鉄心の飽
和による過電流を防止し、トランスを小形・軽量
化できる。 Furthermore, when the battery voltage is 10 V or more, the primary coil current I D1 of the transformer 12 increases as the battery voltage V B increases, so the oscillation frequency and duty are increased and decreased as the battery voltage V B increases. , to stabilize the output voltage V D2 . In addition, by increasing the oscillation frequency and decreasing the duty as the battery voltage V B increases, the output voltage V D2 that requires the energization time of the primary coil current I D1 of the transformer 12 can be obtained. This can be set to the minimum necessary time just before the iron core saturates, which prevents overcurrent due to iron core saturation and allows the transformer to be made smaller and lighter.
以上により、発振回路10の特性を賃2図に示
す様にすれば、DC−DCコンバータ19の出力電
圧VD2の変動、及びトランス12の鉄心の飽和に
よる過電流の防止を実現でき、パワースイツチン
グ素子(第1図ではパワートランジスタ11)の
破壊防止及び小容量化が計かれ、エネルギーロス
を減少した、小形で、安価なDC−DCコンバータ
を提供できる。 As described above, if the characteristics of the oscillation circuit 10 are made as shown in Figure 2, it is possible to prevent fluctuations in the output voltage V D2 of the DC-DC converter 19 and overcurrent due to saturation of the iron core of the transformer 12, and to prevent the power switch from changing. It is possible to provide a small, inexpensive DC-DC converter that prevents damage to the switching element (the power transistor 11 in FIG. 1) and reduces the capacity, thereby reducing energy loss.
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
第3図には、本発明の実施例を示す発振回路の
詳細回路が示されている。 FIG. 3 shows a detailed circuit of an oscillation circuit showing an embodiment of the present invention.
図において、バツテリ電圧VBの電圧は、抵抗
20を介して抵抗21,22によつて分割されコ
ンパレータ43の(+)入力端子に供給されてい
る。このコンパレータ43の(−)入力端子に
は、コンデンサ34と、抵抗24と、抵抗25を
が接続されている。このコンデンサ34の他端は
接地されており、抵抗24の他端にはダイオード
35のカソードが、抵抗25他端にはダイオード
36のアノードがそれぞれ接続されている。この
ダイオード35のアノードはコンパレータ43の
出力端子が、また、ダイオード36のカソードは
コンパレータ43の出力端子が接続されている。
また、コンパレータ43の出力端子には、抵抗2
6,27,23,33がそれぞれ接続されてい
る。この抵抗26の他端にはバツテリ電圧VBが
抵抗20を介して印加されており、抵抗27の他
端にはトランジスタ39のベースが接続されてい
る。また、抵抗23の他端には、コンパレータ4
3の(+)入力端子と、抵抗22が接続されてお
り、この抵抗22の他端は接地されている。ま
た、抵抗33の他端はトランジスタ42のベース
が接続されている。また、抵抗20には、コンデ
ンサ44と、ツエナダイオード37のカソードが
接続されており、このコンデンサ44とツエナダ
イオード37の他端はそれぞれ接地されている。 In the figure, battery voltage V B is divided by resistors 21 and 22 via resistor 20 and is supplied to the (+) input terminal of comparator 43 . A capacitor 34, a resistor 24, and a resistor 25 are connected to the (-) input terminal of the comparator 43. The other end of the capacitor 34 is grounded, the cathode of a diode 35 is connected to the other end of the resistor 24, and the anode of a diode 36 is connected to the other end of the resistor 25. The anode of the diode 35 is connected to the output terminal of the comparator 43, and the cathode of the diode 36 is connected to the output terminal of the comparator 43.
In addition, a resistor 2 is connected to the output terminal of the comparator 43.
6, 27, 23, and 33 are connected to each other. The battery voltage V B is applied to the other end of this resistor 26 via a resistor 20, and the base of a transistor 39 is connected to the other end of the resistor 27. In addition, a comparator 4 is connected to the other end of the resistor 23.
The (+) input terminal of No. 3 is connected to a resistor 22, and the other end of this resistor 22 is grounded. Further, the other end of the resistor 33 is connected to the base of the transistor 42. Further, a capacitor 44 and a cathode of a Zener diode 37 are connected to the resistor 20, and the other ends of the capacitor 44 and the Zener diode 37 are each grounded.
また、トランジスタ39のコレクタには、抵抗
28を介してバツテリ電圧VBが供給されており、
また、トランジスタ40のベースが接続されてい
る。このトランジスタ39,40のエミツタは接
地されている。このトランジスタ40のコレクタ
には、ツエナダイオード38のアノードと、トラ
ンジスタ41のベースが接続されている。このツ
エナダイオード38のカソードは抵抗29を介し
て電源VBに接続されている。また、トランジス
タ41のコレクタには抵抗30を介してバツテリ
電源VBが、トランジスタ41のエミツタには、
抵抗31を介してコンパレータ43の(−)入力
端子が接続されている。 Further, a battery voltage V B is supplied to the collector of the transistor 39 via a resistor 28.
Further, the base of the transistor 40 is connected. The emitters of these transistors 39 and 40 are grounded. The collector of this transistor 40 is connected to the anode of the Zener diode 38 and the base of a transistor 41. The cathode of this Zener diode 38 is connected to the power supply V B via a resistor 29. Further, the battery power supply V B is connected to the collector of the transistor 41 via the resistor 30, and the emitter of the transistor 41 is connected to the battery power supply V B via the resistor 30.
A (-) input terminal of a comparator 43 is connected via a resistor 31.
また、トランジスタ43のエレクタには、抵抗
32とトランジスタ46のベースが接続されてお
り、エミツタは接地されている。この抵抗32の
他端にはバツテリ電源VBが接続されている。ま
た、トランジスタ46のコレクタには抵抗45を
介してバツテリ電源VBと、出力端子Dが接続さ
れており、エミツタは接地されている。 Further, the resistor 32 and the base of the transistor 46 are connected to the elector of the transistor 43, and the emitter is grounded. A battery power supply V B is connected to the other end of this resistor 32 . Further, the collector of the transistor 46 is connected to the battery power supply V B and the output terminal D via a resistor 45, and the emitter is grounded.
このような構成において、いま、コンパレータ
43の(+)入力端子の電圧レベルのHIGHを
VrefH、LOWをVrefLとし、ツエナダイオード37
のカソード電圧をVZとする。また、抵抗20、
ツエナダイオード37、コンデンサ44は、コン
パレータ43の電源ラインの安定化を図つてい
る。ツエナダイオーダ37は、例えば6Vの定電
圧ダイオードである。抵抗21,22,23,2
6の各抵抗値をR21,R22,R23,0R26とすると、
コンパレータ43がON,OFFするときの(+)
入力端子の電圧は、コンパレータ43のON,
OFFにより次式に示すようにLOWレベル
(VrefL)とHIGHレベル(VrefH)の値をとる。 In this configuration, the voltage level of the (+) input terminal of the comparator 43 is set to HIGH.
V refH , LOW is V refL , Zener diode 37
Let V Z be the cathode voltage of In addition, resistance 20,
The Zener diode 37 and the capacitor 44 are used to stabilize the power line of the comparator 43. The Zener diode 37 is, for example, a 6V constant voltage diode. Resistance 21, 22, 23, 2
If each resistance value of 6 is R 21 , R 22 , R 23 , 0R 26 ,
(+) when comparator 43 turns ON and OFF
The voltage at the input terminal is set when the comparator 43 is ON,
When turned OFF, it takes the values of LOW level (V refL ) and HIGH level (V refH ) as shown in the following formula.
コンパレータ43がONの場合
VrefL=R22R23/R21+R22R23・VZ
コンパレータ43がOFFの場合
VrefH=R22/R21(R23+R26)+R23・VZ
コンパレータ43の(−)入力端子電圧を第4
図a,dの実線で示し、(+)入力端子電圧を点
線で示す。 When comparator 43 is ON V refL = R 22 R 23 / R 21 + R 22 R 23・V When Z comparator 43 is OFF V refH = R 22 / R 21 (R 23 + R 26 ) + R 23・V Z comparator 43 The (-) input terminal voltage of the fourth
The solid lines in Figures a and d indicate the (+) input terminal voltage, and the dotted line indicates the (+) input terminal voltage.
キースイツチ2がIGに入ると、第3図におい
て、コンデンサ34の電子電圧(コンパレータ4
3の(−)入力端子電圧)は0Vであり、(+)入
力端子電圧はVrefHとなるため、コンパレータ4
3の出力電圧V0はHIGHとなり、抵抗26、ダ
イオード35、抵抗24を介して、コンデンサ3
4に充電電流が流れ、コンパレータ43の(−)
入力端子電圧に上昇し、(+)入力端子電圧VrefH
を超えた瞬間に、コンパレータ43の出力電圧
V0はLOWになり、(+)入力端子電圧はVrefLに
低下し、コンデンサ34に蓄積された電荷は、抵
抗25、ダイオード36を介し、コンパレータ4
3の出力端子のルートで放電され、コンパレータ
43の(−)入力端子電圧は減少し、(+)入力
端子電圧VrefLより低くなつた瞬間に、コンパレ
ータ43の出力電圧V0はHIGHとなり、(+)入
力端子電圧はVrefHに上昇する。 When key switch 2 enters IG, the electronic voltage of capacitor 34 (comparator 4
Since the (-) input terminal voltage of 3) is 0V and the (+) input terminal voltage is V refH , the comparator 4
The output voltage V 0 of the capacitor 3 becomes HIGH, and the output voltage V 0 of the capacitor 3 becomes HIGH.
A charging current flows through 4, and the (-) of comparator 43
The input terminal voltage rises to (+) input terminal voltage V refH
At the moment when the output voltage of the comparator 43 exceeds
V 0 becomes LOW, the (+) input terminal voltage drops to V refL , and the charge accumulated in the capacitor 34 is transferred to the comparator 4 via the resistor 25 and the diode 36.
3, the (-) input terminal voltage of the comparator 43 decreases, and at the moment it becomes lower than the (+) input terminal voltage V refL , the output voltage V 0 of the comparator 43 becomes HIGH, and ( +) Input terminal voltage rises to V refH .
以上のように抵抗21〜26、ダイオード3
5,36、コンデンサ34、コンパレータ43で
非安定マルチバイブレータが構成されており、コ
ンデンサ34の充,放電電流の設定は、ダイオー
ド35,36により独立して設定できる構成とな
つている。例えば、第2図に示すように、VB=
6Vで、発振周波数10KHz、デユーテイ(=コン
パレータ43の出力電圧のHIGH時間×100/周
期(%))70%に設定する。第4図aにコンパレ
ータ43の(+)入力端子電圧(点線)と(−)
入力端子電圧(実線)が示され、第4図bにコン
パレータ43の出力電圧波形が示されている。コ
ンパレータ43の出力電圧V0がHIGHになると
抵抗33を介して、トランジスタ42のベース電
流が流れ、トランジスタ42はONし、抵抗32
を介してトランジスタ46のベース電流は流れな
いためトランジスタ46はOFFし、抵抗45及
びD端子を介して、第1図図示パワートランジス
タ11のベース電流が流れるため、パワートラン
ジスタ11はONし、第4図cに示す、励磁電流
ID1が流れる。次にコンパレータの出力電圧V0が
LOWになると、トランジスタ42はOFFしトラ
ンジスタ46はONし、トランジスタ11はOFF
するため、トランス12に蓄積されたエネルギー
により、トランス12の二次側に約2KVの中高
圧が発生し、ダイオード13〜16で整流され、
コンデンサ17の端子電圧VD2は約−2KVの電圧
がチヤージされる。 As shown above, resistors 21 to 26 and diode 3
5, 36, a capacitor 34, and a comparator 43 constitute an unstable multivibrator, and the charging and discharging currents of the capacitor 34 can be set independently by diodes 35 and 36. For example, as shown in Figure 2, V B =
Set the voltage to 6V, the oscillation frequency to 10KHz, and the duty (=HIGH time of the output voltage of comparator 43 x 100/period (%)) to 70%. Figure 4a shows the (+) input terminal voltage (dotted line) and (-) of the comparator 43.
The input terminal voltage (solid line) is shown, and the output voltage waveform of the comparator 43 is shown in FIG. 4b. When the output voltage V0 of the comparator 43 becomes HIGH, the base current of the transistor 42 flows through the resistor 33, the transistor 42 is turned on, and the resistor 32
Since the base current of the transistor 46 does not flow through the transistor 46, the transistor 46 is turned off, and the base current of the power transistor 11 shown in FIG. 1 flows through the resistor 45 and the D terminal, so the power transistor 11 is turned on. Excitation current shown in figure c
I D1 flows. Then the comparator output voltage V 0 is
When it becomes LOW, transistor 42 is turned off, transistor 46 is turned on, and transistor 11 is turned off.
Therefore, due to the energy stored in the transformer 12, a medium-high voltage of approximately 2KV is generated on the secondary side of the transformer 12, which is rectified by the diodes 13 to 16.
The terminal voltage V D2 of the capacitor 17 is charged with a voltage of about -2KV.
次にコンパレータ43の出力電圧V0のHIGH
区間で、上述したコンデンサ34の正規の充電ル
ート以外に、充電電流を供給する回路が、抵抗3
7〜31、トランジスタ39〜41、ツエナダイ
オード38で構成されており、以下説明する。 Next, the output voltage V 0 of comparator 43 is HIGH
In this section, in addition to the normal charging route for the capacitor 34 described above, a circuit that supplies charging current is connected to the resistor 3.
7 to 31, transistors 39 to 41, and a Zener diode 38, which will be explained below.
ツエナダイオード38は、例えば約9Vの定電
圧ダイオードである。 The Zener diode 38 is, for example, a constant voltage diode of approximately 9V.
コンパレータ43の出力電圧V0がHIGHの場
合には、抵抗26,27を介して、トランジスタ
39のベース電流が流れトランジスタ39はON
し、抵抗28を流れる電流を引き込むため、トラ
ンジスタ40はOFFする。ここで、バツテリ電
圧VBが10V以上のときは、ツエナダイオード3
8が逆降伏し、抵抗29、ツエナダイオード38
を介して、エミツタホロワ構成のトランジスタ4
1にベース電流が流れ、トランジスタ41は能動
領域でONし、抵抗30、トランジスタのコレク
タ、エミツタ、抵抗31を介して、コンデンサ3
4に充電電流が流れ、コンパレータ43の反転端
子電圧の立上りを早める。この回路構成によれ
ば、VBの上昇につれて、トランジスタ41から
供給される充電電流も増大するため、コンデンサ
34の充電時間はVBの上昇につれ短縮される。 When the output voltage V 0 of the comparator 43 is HIGH, the base current of the transistor 39 flows through the resistors 26 and 27, turning the transistor 39 ON.
However, in order to draw the current flowing through the resistor 28, the transistor 40 is turned off. Here, when the battery voltage V B is 10V or more, the Zener diode 3
8 reverse breakdown, resistor 29, Zener diode 38
through the emitter follower configuration transistor 4
The base current flows through the transistor 1, the transistor 41 turns on in the active region, and the capacitor 3
A charging current flows through the comparator 43, accelerating the rise of the inverting terminal voltage of the comparator 43. According to this circuit configuration, the charging current supplied from transistor 41 also increases as V B rises, so the charging time of capacitor 34 is shortened as V B rises.
次に、コンパレータ43の出力電圧がLOWに
なると、上述した動作とは逆に、トランジスタ3
9はOFFし、トランジスタ40はONするため、
トランジスタ41のベース電流はトランジスタ4
0に引き込まれ、トランジスタ41はOFFし、
コンデンサ34に充電電流が供給されなくなる。 Next, when the output voltage of the comparator 43 becomes LOW, contrary to the operation described above, the transistor 3
Since transistor 9 is turned off and transistor 40 is turned on,
The base current of transistor 41 is
0, transistor 41 turns off,
Charging current is no longer supplied to the capacitor 34.
このため、VBの上昇につれて、コンデンサ3
4の充電時間は短縮されるが、放電時間はコンデ
ンサ34と抵抗25により定まる時定数により固
定されており、第2図に示すように、VBが10V
以上では発振周波数は増大し、デユーテイは減
少する様になる。第4図d,e,fにVBが約
13.1V時の波形を示示す。dはコンパレータ43
の反転端子電圧(実線)と非反転端子電圧(点
線)波形を示し、eはコンパレータ43の出力電
圧V0波形を、fは第1図のトランス12の一次
コイルに流れる励磁電流ID1の波形を示す。 Therefore, as V B rises, capacitor 3
Although the charging time of 4 is shortened, the discharging time is fixed by the time constant determined by the capacitor 34 and resistor 25, and as shown in Figure 2, V B is 10V.
Above this, the oscillation frequency increases and the duty decreases. In Figure 4 d, e, and f, V B is approximately
The waveform at 13.1V is shown. d is comparator 43
The waveforms of the inverting terminal voltage (solid line) and non-inverting terminal voltage (dotted line) are shown, e is the output voltage V0 waveform of the comparator 43, and f is the waveform of the excitation current I D1 flowing through the primary coil of the transformer 12 in FIG. shows.
次にVBが10V以下では、ツエナダイオード3
8は逆降伏せず、トランジスタ41を介し、コン
デンサ34に流れる充電電流は、ツエナダイオー
ド38のリーク電流分以外は供給されないため、
非安定マルチバイブレータの発振周波数及びデ
ユーテイはVB=6V時に設定した10KHz、70%の
まま、ほとんど変動しない。 Next, when V B is less than 10V, Zener diode 3
8 does not undergo reverse breakdown, and the charging current flowing to the capacitor 34 through the transistor 41 is supplied only by the leakage current of the Zener diode 38.
The oscillation frequency and duty of the astable multivibrator remain at 10KHz and 70%, which were set when V B = 6V, and hardly fluctuate.
第5図には、本発明の他の実施例を示されてい
る。本実施例は、DC−DCコンバータの発振周波
数を固定し、バツテリ電圧に応じてONデユーテ
イのみを変化させるものである。 FIG. 5 shows another embodiment of the invention. In this embodiment, the oscillation frequency of the DC-DC converter is fixed, and only the ON duty is changed according to the battery voltage.
図において、50,5,52,53,54,5
5,56,57,58,59,60,61,6
2,63,64,65は抵抗、66,67,68
はコンデンサ、69,70はコンパレータ、7
1,72はダイオード、73,74はツエナダイ
オード、75はトランジスタであり、D端子は第
1図のパワートランジスタ11のベースに接続さ
れており、VB端子は第1図図示キースイツチ2
のIG端子に接続されている。 In the figure, 50, 5, 52, 53, 54, 5
5, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 6
2, 63, 64, 65 are resistances, 66, 67, 68
is a capacitor, 69 and 70 are comparators, and 7
1 and 72 are diodes, 73 and 74 are Zener diodes, and 75 is a transistor, the D terminal is connected to the base of the power transistor 11 shown in FIG. 1, and the V B terminal is connected to the key switch 2 shown in FIG.
is connected to the IG terminal of the
いま、コンパレータ69の(+)入力端子の端
子電圧をV1とし、この電圧V1のHIGHレベルを
V1H、LOWレベルをV1Lとし、また、コンパレー
タ70の(+)入力端子の端子電圧をV2、(−)
入力端子の端子電圧をV3とし、ツエナダイオー
ド74の逆降伏電圧をVZ74とする。 Now, let the terminal voltage of the (+) input terminal of the comparator 69 be V 1 , and the HIGH level of this voltage V 1 is
V 1H , the LOW level is V 1L , and the terminal voltage of the (+) input terminal of the comparator 70 is V 2 , (-)
Let the terminal voltage of the input terminal be V3 , and the reverse breakdown voltage of the Zener diode 74 be VZ74 .
このような構成において、抵抗65、ツエナダ
イオード74によつてコンパレータ69,70の
電源ラインの安定化が図られている。いま、抵抗
50,51,52,54の各抵抗値をR50,R51,
R52,R54とすると、コンパレータ69がON,
OFFするときの(+)入力端子電圧V1は、コン
パレータ69のON,OFFにより次式に示す如
く、LOWレベル(V1L)とHIGHレベル(V1H)
の値をとる。 In such a configuration, the power supply lines of the comparators 69 and 70 are stabilized by the resistor 65 and the Zener diode 74. Now, let the resistance values of resistors 50, 51, 52, and 54 be R 50 , R 51 ,
If R 52 and R 54 , comparator 69 is ON,
When turning OFF, the (+) input terminal voltage V 1 changes between LOW level (V 1L ) and HIGH level (V 1H ) as shown in the following formula depending on whether the comparator 69 is ON or OFF.
takes the value of
コンパレータ69がONの場合
V1L=R51R54/R50,R51R54・VZ74
コンパレータ69がOFFの場合
V1H=R51/R50(R52+R54)+R51・VZ74
コンパレータ69の(−)入力端子電圧を第6
図Aに点線で示し、(+)入力端子電圧V1を実線
で示す。 When comparator 69 is ON V 1L = R 51 R 54 / R 50 , R 51 R 54・V Z74 When comparator 69 is OFF V 1H = R 51 / R 50 (R 52 + R 54 ) + R 51・V Z74 comparator 69 (-) input terminal voltage to the 6th
It is shown in Figure A as a dotted line, and the (+) input terminal voltage V 1 is shown as a solid line.
第1図において、キースイツチ2がIGに入る
と、第5図のコンパレータ69の(−)入力端子
電圧は0Vであり、(+)入力端子電圧V1はV1Hの
ため、コンパレータ69の出力電圧はHIGHとな
り、抵抗52,53を介してコンデンサ66に充
電電流が流がれ、コンパレータ69の(−)入力
端子電圧は上昇し、(+)入力端子電圧V1Hを超
えた瞬間にコンパレータ69の出力電圧はLOW
になり、(+)入力端子電圧はV1Lに低下し、コ
ンデンサ66に蓄積された電荷は、抵抗53を介
し、コンパレータ69の出力端子のルートで放電
され、コンパレータ69の(−)入力端子電圧は
減少し、(+)入力端子電圧VL1より低くなつた
瞬間にコンパレータ69の出力電圧はHIGHとな
り、(+)入力端子電圧はV1Hに上昇する。以上
のように、抵抗50〜54、コンデンサ66、コ
ンパレータ69で非安定マルチバイブレータが構
成される。上記非安定マルチバイブレータは、ツ
エナダイオード74を適切に選べば、(例えば5V
〜6V)始動時から高速域にかけて、発振周波数
を一定に固定できる。発振周波数は、点火装置の
エネルギーロスを少なくできる様に適切な値に設
定する。 In Fig. 1, when the key switch 2 enters IG, the (-) input terminal voltage of the comparator 69 in Fig. 5 is 0V, and the (+) input terminal voltage V1 is V1H , so the output voltage of the comparator 69 is becomes HIGH, a charging current flows into the capacitor 66 via the resistors 52 and 53, the (-) input terminal voltage of the comparator 69 rises, and at the moment it exceeds the (+) input terminal voltage V1H , the voltage at the comparator 69's (-) input terminal increases. Output voltage is LOW
, the (+) input terminal voltage decreases to V 1L , and the charge accumulated in the capacitor 66 is discharged via the resistor 53 through the route of the output terminal of the comparator 69, and the (-) input terminal voltage of the comparator 69 decreases. decreases, and at the moment it becomes lower than the (+) input terminal voltage V L1 , the output voltage of the comparator 69 becomes HIGH, and the (+) input terminal voltage rises to V 1H . As described above, the resistors 50 to 54, the capacitor 66, and the comparator 69 constitute an unstable multivibrator. The above-mentioned unstable multivibrator can be made by properly selecting the Zener diode 74 (for example, 5V
~6V) The oscillation frequency can be fixed constant from startup to high speed range. The oscillation frequency is set to an appropriate value so as to reduce energy loss in the ignition device.
抵抗55〜65、コンデンサ67,68、コン
パレータ70、ダイオード71,72、ツエナダ
イオード73、トランジスタ75によりワンシヨ
ツトマルチ回路が構成されている。まず、抵抗6
0、ツエナダイオード73を除いた構成で説明す
る。トランジスタ75は上記非安定マルチバイブ
レータ出力のインバート用であり、第6図Bにコ
レクタ電圧波形を示す。コンデンサ67、抵抗5
7により微分回路が構成され、微分波形はトラン
ジスタ75のコレクタ電圧の立上りでコンパレー
タ70のトリガをけるためにダイオード71で整
流され(+)入力端子に印加される。上記トリガ
は、非安定マルチバイブレータと同期していため
一定周波数であり、実装状態では確認できないが
第6図cに示す波形をしており、トリガがコンパ
レータ70の(+)入力端子に印加されると、ト
リガ電圧が(−)入力端子電圧V3よりもHIGH
レベルなためコンパレータ70の出力電圧は
HIGHとなり、抵抗63,64、コンデンサ6
8、抵抗62,61のルートで電流が流れ、コン
パレータ70の(+)入力端子V2には、次式で
示される電圧が発生する。 Resistors 55 to 65, capacitors 67 and 68, comparator 70, diodes 71 and 72, Zener diode 73, and transistor 75 constitute a one-shot multi-circuit. First, resistance 6
0. The configuration will be explained without the Zener diode 73. Transistor 75 is for inverting the output of the unstable multivibrator, and FIG. 6B shows the collector voltage waveform. capacitor 67, resistor 5
7 constitutes a differential circuit, and the differential waveform is rectified by a diode 71 and applied to the (+) input terminal in order to trigger the comparator 70 at the rise of the collector voltage of the transistor 75. The above trigger has a constant frequency because it is synchronized with the unstable multivibrator, and although it cannot be confirmed in the mounted state, it has the waveform shown in Figure 6c, and the trigger is applied to the (+) input terminal of the comparator 70. , the trigger voltage is HIGH than the (-) input terminal voltage V 3
Since the output voltage of the comparator 70 is
becomes HIGH, resistors 63, 64, capacitor 6
8. A current flows through the route of the resistors 62 and 61, and a voltage expressed by the following equation is generated at the (+) input terminal V 2 of the comparator 70.
抵抗61,62,63,64の各抵抗値;
R61,R62,R63,R64
コンデンサ68の容量;C68
R=R61+R62+R63+R64
上式で示される(+)入力端子電圧V2が(−)
入力端子電圧V3以上のときのみコンパレータ7
0の出力はHIGHとなるため、第1図に示すDC
−DCコンバータのパワートランジスタ11を
ONする。 Each resistance value of resistors 61, 62, 63, 64;
R 61 , R 62 , R 63 , R 64 Capacity of capacitor 68; C 68 R = R 61 + R 62 + R 63 + R 64 (+) input terminal voltage V 2 shown in the above formula is (-)
Comparator 7 only when input terminal voltage V 3 or higher
Since the output of 0 is HIGH, the DC
-DC converter power transistor 11
Turn on.
第6図Dにはコンパレータ70の(+)入力端
子電圧V2と(−)入力端子電圧V3が示されてお
り、第6図EにはD端子電圧波形が示されてい
る。ダイオード72は、コンパレータ70の負サ
ージ保護用である。 FIG. 6D shows the (+) input terminal voltage V 2 and (-) input terminal voltage V 3 of the comparator 70, and FIG. 6E shows the D terminal voltage waveform. The diode 72 is for negative surge protection of the comparator 70.
次に抵抗60、ツエナダイオード72の働きに
つき説明する。ツエナダイオード73は、例えば
バツテリ電圧が10VでONできるように設定して
おく、バツテリ電圧が10V未満の場合には、ツエ
ナダイオード73はONしないため、逆降伏電流
IZは0でありコンパレータ70の(−)入力端子
電圧V3は、抵抗58,59の分割比のみで決定
される。D端子の電圧波形の周期は非安定マルチ
バイブレータにより固定されていため、バツテリ
電圧が10V未満では、第1図のパワートランジス
タ11のONデユーテイ(=ON時間×100/周期
(%))を、例えば70%になるように、抵抗58,
59を設定しておく。バツテリ電圧が10V未満の
場合の電圧波形は第6図D,Eに示されている。 Next, the functions of the resistor 60 and Zener diode 72 will be explained. For example, the Zener diode 73 is set so that it can be turned on when the battery voltage is 10V.If the battery voltage is less than 10V, the Zener diode 73 will not turn on, so the reverse breakdown current will be low.
I Z is 0, and the (-) input terminal voltage V 3 of the comparator 70 is determined only by the division ratio of the resistors 58 and 59. Since the period of the voltage waveform at the D terminal is fixed by an unstable multivibrator, when the battery voltage is less than 10V, the ON duty (=ON time x 100/period (%)) of the power transistor 11 in Fig. 1 is changed to, for example, Resistor 58, so that it is 70%.
Set 59. The voltage waveforms when the battery voltage is less than 10V are shown in FIGS. 6D and 6E.
バツテリ電圧が10V以上になると、ツエナダイ
オード73がONし、バツテリ電圧に応じて、ツ
エナダイオード73を流れる電流IZを変化する。 When the battery voltage becomes 10V or more, the Zener diode 73 is turned on, and the current I Z flowing through the Zener diode 73 is changed according to the battery voltage.
IZ、及びV3は次式で示される。 I Z and V 3 are expressed by the following equations.
IZ=VB−R59/R58+R59・VZ74−VZ73/R60
V3=R59(VZ74/R58+R59+IZ)
VB:バツテリ電圧
抵抗58,59,60の各抵抗値;R58,R59,
R60
ツエナダイオード73の逆降伏電圧;VZ73
コンパレータ70の(+)入力端子電圧V3は
IZ・R59だけ上昇する。第6図Fにコンパレータ
70のV2とV3の電圧波形が、また、第6図Gに
D端子電圧波形がそれぞれ示されている。バツテ
リ電圧の上昇につれ、V3が上昇し、D端子波形
のHIGHレベル部が短縮されることにより、第1
図のパワートランジスタ11のONデユーテイは
減少してゆく。 I Z = V B −R 59 /R 58 +R 59・V Z74 −V Z73 /R 60 V 3 =R 59 (V Z74 /R 58 +R 59 +I Z ) V B : Battery voltage Resistors 58, 59, 60 Each resistance value; R 58 , R 59 ,
R 60 Reverse breakdown voltage of Zener diode 73; V Z73 (+) input terminal voltage of comparator 70 V 3 is
I Z・R Increases by 59 . FIG. 6F shows the voltage waveforms of V 2 and V 3 of the comparator 70, and FIG. 6G shows the D terminal voltage waveform. As the battery voltage rises, V3 rises and the HIGH level part of the D terminal waveform is shortened, causing the first
The ON duty of the power transistor 11 shown in the figure decreases.
第7図に本発明の別な実施例が示されている。
本実施例は、DC−DCコンバータのONデユーテ
イを固定し、バツテリ電圧の変化に応じて発振周
波数のみを変化させた場合のものである。 Another embodiment of the invention is shown in FIG.
In this embodiment, the ON duty of the DC-DC converter is fixed, and only the oscillation frequency is changed according to changes in battery voltage.
図において、80,81,82,83,84,
85,86,87,89,90,91,92,9
3,94,65,96,97,98,99,10
0,101,102は抵抗、103,104,1
05はツエナダイオード、106,107,10
8,109はダイオード、110,111,11
2,113,114,115,116,117は
NPNトランジスタ、118,119はPNPトラ
ンジスタ、120,121,122はコンデン
サ、123,124はコンパレータであり、D端
子は第1図のパワートランジスタ11のベースに
接続され、VB端子は第1図のキースイツチ2の
IG端子に接続されている。この抵抗80、ツエ
ナダイオード104はPNPトランジスタ118
のエミツタを接続する電源ラインの安定化用であ
り、抵抗84、ツエナダイオード105はコンパ
レータ123,124の電源ラインの安定用であ
る。また、抵抗85,86,87,88,89、
コンデンサ120、コンパレータ123によつて
非安定マルチバイブレータが構成されており、抵
抗81,82,83,125、ツエナダイオード
103、NPNトランジスタ110,126によ
つてコンパレータ123の出力がHIGHレベル時
に、コンデンサ120の充電時間短縮回路が構成
されている。 In the figure, 80, 81, 82, 83, 84,
85, 86, 87, 89, 90, 91, 92, 9
3,94,65,96,97,98,99,10
0, 101, 102 are resistances, 103, 104, 1
05 is a zener diode, 106, 107, 10
8, 109 are diodes, 110, 111, 11
2,113,114,115,116,117 are
NPN transistors, 118, 119 are PNP transistors, 120, 121, 122 are capacitors, 123, 124 are comparators, the D terminal is connected to the base of the power transistor 11 shown in Figure 1, and the V B terminal is connected to the base of the power transistor 11 shown in Figure 1. key switch 2
Connected to the IG terminal. This resistor 80 and Zener diode 104 are PNP transistor 118
The resistor 84 and the Zener diode 105 are used to stabilize the power lines of the comparators 123 and 124. In addition, resistors 85, 86, 87, 88, 89,
An unstable multivibrator is configured by the capacitor 120 and the comparator 123, and when the output of the comparator 123 is at HIGH level, the capacitor 120 is A charging time reduction circuit is configured.
このような構成において、ツエナダイオード1
03は、バツテリ電圧VBが例えば、10VでONす
るように設定されている。いま、
VB<10〔V〕
では、ツエナダイオード103がONしないた
め、トランジスタ110はOFFし、コンデンサ
120の充電時間短縮回路は動作せず、このとき
のコンパレータ123の(+)入力端子電圧波形
が第8図Aに実線で示されており、(−)入力端
子電圧波形が点線で示されている。また、抵抗9
0,91、トランジスタ111によりインバータ
回路が構成され、非安定マルチバイブレータ出力
電圧は反転され、トランジスタ111のコレクタ
電圧は第8図Bに示す波形となる。コンデンサ1
21、抵抗92により微分回路が構成され、トラ
ンジスタ111のコレクタ電圧波形の立上りで、
抵抗98,99,100、ダイオード109、ト
ランジスタ115,116で構成される双安定回
路のトランジスタ99のベースに印加するトリガ
を得るために、ダイオード108で微分回路出力
波形に整流される。整流されたトリガ波形は、コ
ンデンサ120の充電時間短縮回路が動作してい
ないため、第8図Cに示す周波数の電圧波形とな
る。 In such a configuration, the Zener diode 1
03 is set to turn on when the battery voltage V B is, for example, 10V. Now, when V B <10 [V], the Zener diode 103 does not turn on, so the transistor 110 turns off, and the charging time reduction circuit of the capacitor 120 does not operate, and the (+) input terminal voltage waveform of the comparator 123 at this time is shown by a solid line in FIG. 8A, and the (-) input terminal voltage waveform is shown by a dotted line. Also, resistance 9
0,91, and the transistor 111 constitute an inverter circuit, the unstable multivibrator output voltage is inverted, and the collector voltage of the transistor 111 has the waveform shown in FIG. 8B. capacitor 1
21, a differential circuit is configured by the resistor 92, and at the rise of the collector voltage waveform of the transistor 111,
In order to obtain a trigger to be applied to the base of transistor 99 of a bistable circuit composed of resistors 98, 99, 100, diode 109, and transistors 115, 116, the signal is rectified by diode 108 into a differentiating circuit output waveform. Since the charging time reduction circuit for the capacitor 120 is not operating, the rectified trigger waveform becomes a voltage waveform with a frequency shown in FIG. 8C.
次にバツテリ電圧VB210Vの場合について説明
する。 Next, a case where the battery voltage V B is 210V will be explained.
コンパレータ123の出力電圧がHIGHレベル
の場合には、コンデンサ120には、抵抗89,
87を介して流れる充電電流以外に、抵抗83を
介して流れる充電電流がある。バツテリ電圧VB
210Vでコンパレータ出力がHIGHレベル時には
トランジスタ111はONし、トランジスタ12
6はOFFするため、バツテリ電圧VBから抵抗8
1、ツエナダイオード103を介し流れるツエナ
ダイオード103の逆降伏電流は、トランジスタ
126に引き込まれず、トランジスタ110のベ
ースに流れ込むため、トランジスタ110はON
する。トランジスタ110はエミツタホロワ構成
となつており、能動領域で動作し、抵抗82、ト
ランジスタ110のコレクタ、エミツタ、抵抗8
3のルートで、バツテリ電圧VBに応じて変化す
る充電電流をコンデンサ120に供給する。この
ため、コンパレータ123の(−)入力端子電圧
の立上りを早め、コンデンサ120の充電時間を
短縮する。 When the output voltage of the comparator 123 is at HIGH level, the capacitor 120 includes a resistor 89,
In addition to the charging current flowing through resistor 87, there is a charging current flowing through resistor 83. Battery voltage V B
When the comparator output is at HIGH level at 210V, transistor 111 is turned on and transistor 12 is turned on.
6 is OFF, so resistor 8 is connected from the battery voltage V B.
1. The reverse breakdown current of the Zener diode 103 flowing through the Zener diode 103 is not drawn into the transistor 126 but flows into the base of the transistor 110, so the transistor 110 is turned on.
do. The transistor 110 has an emitter follower configuration and operates in the active region, with the resistor 82, the collector of the transistor 110, the emitter, and the resistor 8
3, a charging current that changes depending on the battery voltage VB is supplied to the capacitor 120. Therefore, the rise of the (-) input terminal voltage of the comparator 123 is accelerated, and the charging time of the capacitor 120 is shortened.
次にコンパレータ123の出力電圧がLOWレ
ベルのときには、トランジスタ111はOFFし、
126がONするため、バツテリ電圧VBより、抵
抗81、ツエナダイオード103を介し流れるツ
エナダイオードの逆降伏電流はトランジスタ12
6に引き込まれ、トランジスタ110のベースに
は流れないため、トランジスタ110はOFFし、
抵抗82、トランジスタ110、抵抗83のルー
トでのコンデンサ120の充電電流は流れない。
コンパレータ123の出力電圧がLOWレベルの
ときは、コンデンサ120に蓄積された電荷は抵
抗87、コンパレータ123の出力端子のルート
で放電する期間であり、コンデンサ120の充電
時間短縮回路が動作しないため、第8図Aの点線
で示す立下り区間と同じ放電時間を有する。以上
よりVB10Vで充電時間短縮回路により、コン
デンサ120の充電時間のみが短縮される。コン
パレータ123の(+)入力端子電圧波形を第8
図Fに実線で示し、(−)入力端子電圧波形を点
線で示す。VB10Vの場合のトランジスタ11
1のコレクタ電圧波形と第8図Gに、ダイオード
108で整流されたトリガ波形を第8図Hに示
す。 Next, when the output voltage of the comparator 123 is at the LOW level, the transistor 111 is turned off.
126 is turned ON, the reverse breakdown current of the Zener diode flowing through the resistor 81 and the Zener diode 103 from the battery voltage VB is the transistor 12.
6 and does not flow to the base of transistor 110, transistor 110 is turned off.
The charging current of the capacitor 120 does not flow through the route of the resistor 82, transistor 110, and resistor 83.
When the output voltage of the comparator 123 is at LOW level, the charge accumulated in the capacitor 120 is discharged through the route of the resistor 87 and the output terminal of the comparator 123, and the charging time reduction circuit of the capacitor 120 does not operate. It has the same discharge time as the falling section shown by the dotted line in Figure 8A. From the above, when V B is 10V, only the charging time of the capacitor 120 is shortened by the charging time shortening circuit. The (+) input terminal voltage waveform of the comparator 123 is
It is shown in Figure F by a solid line, and the (-) input terminal voltage waveform is shown by a dotted line. Transistor 11 for V B 10V
The collector voltage waveform of 1 is shown in FIG. 8G, and the trigger waveform rectified by the diode 108 is shown in FIG. 8H.
VB<10Vではトリガ周波数は一定であり、VB
10Vではバツテリ電圧VBの上昇につれトリガ
周波数は上昇することになる。 For V B < 10V the trigger frequency is constant and V B
At 10V, the trigger frequency increases as the battery voltage VB increases.
次にD端子出力のデユーテイに関し説明する。
ダイオード108により整流されたトリガ波形
(例えば第8図C)がトランジスタ116のベー
スに印加されると、トランジスタ116はON
し、抵抗100を介して流れる電流はトランジス
タ116に引き込まれるため、抵抗97,99に
はベース電流は流れず、トランジスタ113,1
15はOFFする。 Next, the duty of the D terminal output will be explained.
When a trigger waveform rectified by diode 108 (e.g., FIG. 8C) is applied to the base of transistor 116, transistor 116 is turned ON.
However, since the current flowing through the resistor 100 is drawn into the transistor 116, no base current flows through the resistors 97 and 99, and the transistors 113 and 1
15 is turned off.
トランジスタ113がOFFすると、抵抗93、
ダイオード106、トランジスタ114で構成さ
れるカレントミラー形の定電流回路が動作し、コ
ンデンサ122の電荷を定電流I2で放電し、定電
流で放電するためコンデンサ122の端子電圧は
一定傾料で立上がる。I2は次式で示される。 When the transistor 113 turns off, the resistor 93
A current mirror constant current circuit consisting of a diode 106 and a transistor 114 operates, discharging the charge in the capacitor 122 with a constant current I 2 , and the terminal voltage of the capacitor 122 rises at a constant slope. Go up. I 2 is expressed by the following formula.
I2=VZ−VF2/R93
VZ:ツエナダイオード105のツエナ電圧
VF2:ダイオード106の順方向電圧
R93:抵抗93の抵抗値
コンデンサ122の端子電圧が抵抗95,96
の分割電位と同じになると、コンパレータ124
の出力電圧はLOWレベルとなり、抵抗98を介
して流れる電流はコンパレータ124の出力端子
に引き込まれ、ダイオード109を介してトラン
ジスタ116にはベース電流が流れないため、ト
ランジスタ116はOFFする。トランジスタ1
16がOFFすると、トランジスタ115,11
3がONする。トランジスタ113がONすると
トランジスタ114のベース電圧は0Vとなり、
トランジスタ114がOFFし、コンデンサ12
2の放電を停止する。 I 2 = V Z −V F2 /R 93 V Z : Zener voltage of Zener diode 105 V F2 : Forward voltage of diode 106 R 93 : Resistance value of resistor 93 The terminal voltage of capacitor 122 is the same as that of resistors 95 and 96.
When the potential becomes the same as the divided potential of the comparator 124
The output voltage becomes LOW level, the current flowing through the resistor 98 is drawn into the output terminal of the comparator 124, and the base current does not flow into the transistor 116 through the diode 109, so the transistor 116 is turned off. transistor 1
When 16 turns off, transistors 115 and 11
3 turns on. When transistor 113 turns on, the base voltage of transistor 114 becomes 0V,
Transistor 114 turns OFF and capacitor 12
Stop the discharge of step 2.
一方、抵抗94、ダイオード107、トランジ
スタ112、PNPトランジスタ118,119
よりなるカレントミラー回路により、トランジス
タ119のコレクには、抵抗94により決まる定
電流I1が常に流れているため、コンデンサ122
の端子電圧は、定電流I1に定まる一定傾料で充電
される。定電流I1は、次式で示される。 On the other hand, resistor 94, diode 107, transistor 112, PNP transistors 118 and 119
Due to the current mirror circuit consisting of
The terminal voltage of is charged with a constant slope determined by the constant current I1 . Constant current I 1 is expressed by the following formula.
I1=VZ−VF1/R94
VZ:ツエナダイオード105のツエナー電圧
VF1:ダイオード107の順方向電圧
R94:抵抗94の抵抗値
即ち、コンデンサ122の端子電圧VCは次式
で示される。コンデンサ122の充電時の端子電
圧VC1とし、放電時をVC2とする。 I 1 = V Z −V F1 /R 94 V Z : Zener voltage of Zener diode 105 V F1 : Forward voltage of diode 107 R 94 : Resistance value of resistor 94 In other words, terminal voltage V C of capacitor 122 is calculated by the following formula. shown. Let the terminal voltage of the capacitor 122 be V C1 when charging, and V C2 when discharging.
VC1=I1/Ct+Vref
C:コンデンサ122の容量
t:時間
Vref:抵抗95と96の分割点電圧
上式でコンデンサ122の端子電圧は上昇し、
トランジスタ116のベースに印加されるトリガ
信号により定電流で放電を開始し、放電時の端子
電圧VC2は次式で示される。 V C1 = I 1 /Ct + V ref C: Capacity of capacitor 122 t: Time V ref : Voltage at the dividing point between resistors 95 and 96 In the above equation, the terminal voltage of capacitor 122 increases,
A trigger signal applied to the base of the transistor 116 starts discharging with a constant current, and the terminal voltage V C2 during discharging is expressed by the following equation.
VC2=I1+I2/Ct+VC11
VC11:コンデンサ122の放電開始直前の端子
電圧VC1
したがつて、コンデンサ122が放電し、端子
電圧vC2が、コンパレータ124の(−)入力端
子電圧と等しくなつた時点で放電は停止し、充電
に切替わり、トランジスタ116にトリガ信号が
入るまで充電され、トリガ信号が入ると放電に切
替わり、この動作が繰返されるため、コンデンサ
122の端子電圧は第8図Dに示す様に三角波と
なる。抵抗93,94は、次式を満足する様に設
定されており、かつ、VB<10Vで三角波が飽和
しない様設定されている。 V C2 = I 1 + I 2 /Ct + V C11 V C11 : Terminal voltage of the capacitor 122 immediately before discharge starts V C1 Therefore, the capacitor 122 is discharged, and the terminal voltage V C2 becomes equal to the (-) input terminal voltage of the comparator 124. When they become equal, discharging stops and switches to charging, and the transistor 116 is charged until a trigger signal is input, and when the trigger signal is input, it switches to discharging, and this operation is repeated, so that the terminal voltage of the capacitor 122 becomes It becomes a triangular wave as shown in Figure 8D. The resistors 93 and 94 are set to satisfy the following equation, and are set so that the triangular wave does not saturate when V B <10V.
R93/R94=VZ−VF2/VZVF1(1−α/100)
VZ:ツエナダイオード105のツエナー電圧
VF1:ダイオード107の順方向電圧
VF2:ダイオード108の順方向電圧
α:第1図のパワートランジスタ11のONデ
ユーテイ
第8図Dに示す三角波の立上り時間中はトラン
ジスタ115はON、コンパレータ124の出力
はHIGHレベルであるため、抵抗102を介して
トランジスタ117のベース電流は流れないため
トランジスタ117はOFFし、三角波の立下り
時間中はトランジスタ115はOFFし、コンパ
レータ124の入力はHIGHレベルのため、抵抗
102を介してトランジスタ117にベース電流
が流がれ、トランジスタ117はONする。この
ため、トランジスタ117のコレクタ電圧波形は
第8図Eの様になり、これがD端子を介して第1
図のDC−DCコンバータのパワートランジスタ1
1のベースに印加される。 R 93 /R 94 =V Z -V F2 /V Z V F1 (1-α/100) V Z : Zener voltage of Zener diode 105 V F1 : Forward voltage of diode 107 V F2 : Forward voltage of diode 108 α: ON duty of the power transistor 11 in FIG. 1 During the rise time of the triangular wave shown in FIG. does not flow, the transistor 117 is turned off, and the transistor 115 is turned off during the falling time of the triangular wave.Since the input of the comparator 124 is at HIGH level, the base current flows to the transistor 117 via the resistor 102, and the transistor 117 turns on. Therefore, the collector voltage waveform of the transistor 117 becomes as shown in FIG.
Power transistor 1 of the DC-DC converter shown in the figure
1 base.
ここで、三角波の充・放電電流はバツテリ電圧
の変動に無関係に一定であるため、トランジスタ
116のベースに印加されるトリガ信号の周期
(周波数)には、無関係に三角角波の立上り時間
と三角波の立下り時間の比が決定されることにな
り、第1図のパワートランジスタのONデユーテ
イは常に一定となる。 Here, since the charging/discharging current of the triangular wave is constant regardless of fluctuations in the battery voltage, the period (frequency) of the trigger signal applied to the base of the transistor 116 has no relation to the rise time of the triangular wave As a result, the ON duty of the power transistor shown in FIG. 1 is always constant.
よつて第7図に示す回路構成では、バツテリ電
圧の変動に応じてONデユーテイを一定にし、周
波数を変化させることができる。 Therefore, with the circuit configuration shown in FIG. 7, it is possible to keep the ON duty constant and change the frequency according to fluctuations in battery voltage.
第8図のI,Jには、バツテリ電圧VB10V
でのコンデンサ122の端子電圧波形と、トラン
ジスタ117のコレクタ電圧波形を示す。 The battery voltage V B 10V is shown at I and J in Figure 8.
The terminal voltage waveform of capacitor 122 and the collector voltage waveform of transistor 117 are shown in FIG.
以上詳述した様に本発明のDC−DCコンバータ
に具備される発振回路によれば、バツテリ電圧の
変動に応じ、DC−DCコンバータの発振周波数と
デユーテイを変化させる構成のため、DC−DCコ
ンバータのトランスの鉄心の飽和による過電流の
防止、及び出力電圧の変動防止が計かれ、DC−
DCコンバータに具備されるパワースイツチング
素子の破壊防止と、小容量化を実現できる効果が
あり、また、小形で安価かつエネルギーロスの少
ない点火装置を提供できる効果がある。
As described in detail above, according to the oscillation circuit included in the DC-DC converter of the present invention, the oscillation frequency and duty of the DC-DC converter are changed according to fluctuations in battery voltage. The DC-
This has the effect of preventing destruction of the power switching element included in the DC converter and realizing a reduction in capacity, and also has the effect of providing an ignition device that is small, inexpensive, and has little energy loss.
第1図は従来のDC−DCコンバータを用いた点
火装置の回路図、第2図は発振回路の特性図、第
3図は本発明の実施例を示す発振回路図、第4図
は第3図の各部波形図、第5図は本発明の実施例
を示す発振回路図、第6図は第5図の各部波形
図、第7図は本発明の実施例を示す発振回路図、
第8図は第7図の各部波形図である。
1……バツテリ、2……キースイツチ、IG…
…IGスイツチ、ST……スタータスイツチ、3…
…ICイグナイタ、3a……ピツクアツプコイル、
4……点火コイル、5……配電器、6〜9……点
火プラグ、10……発振回路、11……パワート
ランジスタ、12……トランス、13〜16……
整流用高圧ダイオード、17……コンデンサ、1
8a〜18f……高圧コード、19……DC−DC
コンバータ、I1……点火コイル一次電流、V2……
二次電圧、ID1……DC−DCコンバータの励磁電
流、VD2……DC−DCコンバータの出力電圧。
Fig. 1 is a circuit diagram of an ignition system using a conventional DC-DC converter, Fig. 2 is a characteristic diagram of an oscillation circuit, Fig. 3 is an oscillation circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and Fig. 4 is a diagram of an ignition system using a conventional DC-DC converter. 5 is an oscillation circuit diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a waveform diagram of each part of FIG. 5, and FIG. 7 is an oscillation circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a waveform diagram of each part of FIG. 7. 1...Battery, 2...Key switch, IG...
...IG switch, ST...starter switch, 3...
...IC igniter, 3a...Pickup coil,
4...Ignition coil, 5...Distributor, 6-9...Spark plug, 10...Oscillation circuit, 11...Power transistor, 12...Transformer, 13-16...
Rectifier high voltage diode, 17...Capacitor, 1
8a-18f...High voltage cord, 19...DC-DC
Converter, I 1 ... Ignition coil primary current, V 2 ...
Secondary voltage, I D1 ... Excitation current of DC-DC converter, V D2 ... Output voltage of DC-DC converter.
Claims (1)
ラグ電極間の絶縁を破壊するに必要な高電圧パル
スを発生する点火装置と、該点火装置によつて点
火プラグ電極間の絶縁破壊を生ぜしめた後放電電
流をさらに継続するための中高圧のDC−DCコン
バータを備えた内燃機関用点火装置において、上
記DC−DCコンバータに具備された発振回路の周
波数をバツテリ電圧に応じて変化させるようにし
たことを特徴とする内燃機関用点火装置。 2 機械的配電機構を具備する配電器と、点火プ
ラグ電極間の絶縁を破壊するに必要な高電圧パル
スを発生する点火装置と、該点火装置によつて点
火プラグ電極間の絶縁破壊を生ぜしめた後放電電
流をさらに継続するための中高圧のDC−DCコン
バータを備えた内燃機関用点火装置において、上
記DC−DCコンバータに具備された発振回路より
出力される信号によつてスイツチングされるパワ
ースイツチング素子のデユーテイをバツテリ電圧
に応じて変化させるようにしたことを特徴とする
内燃機関用点火装置。 3 機械的配電機構を具備する配電器と、点火プ
ラグ電極間の絶縁を破壊するに必要な高電圧パル
スを発生する点火装置と、該点火装置によつて点
火プラグ電極間の絶縁破壊を生ぜしめた後放電電
流をさらに継続するための中高圧のDC−DCコン
バータを備えた内燃機関用点火装置において、上
記DC−DCコンバータに具備された発振回路の周
波数と、上記DC−DCコンバータに具備されたパ
ワースイツチング素子のデユーテイをもそれぞれ
バツテリ電圧の変化に応じて変化させるようにし
たことを特徴とする内燃機関用点火装置。[Scope of Claims] 1. A power distributor equipped with a mechanical power distribution mechanism, an ignition device that generates a high voltage pulse necessary to break down the insulation between the spark plug electrodes, and a In an ignition system for an internal combustion engine equipped with a medium-high voltage DC-DC converter for further continuing the discharge current after dielectric breakdown occurs, the frequency of the oscillation circuit provided in the DC-DC converter is set to the battery voltage. An ignition device for an internal combustion engine, characterized in that the ignition device changes accordingly. 2. A power distributor equipped with a mechanical power distribution mechanism, an ignition device that generates the high voltage pulse necessary to break down the insulation between the spark plug electrodes, and a device that causes the insulation breakdown between the spark plug electrodes by the ignition device. In an ignition system for an internal combustion engine equipped with a medium-high voltage DC-DC converter for further continuing the discharge current after discharge, the power is switched by a signal output from an oscillation circuit included in the DC-DC converter. An ignition device for an internal combustion engine, characterized in that the duty of a switching element is changed according to battery voltage. 3. A power distributor equipped with a mechanical power distribution mechanism, an ignition device that generates the high voltage pulse necessary to break down the insulation between the spark plug electrodes, and a device that causes the insulation breakdown between the spark plug electrodes by the ignition device. In an ignition system for an internal combustion engine equipped with a medium-high voltage DC-DC converter for further continuing the discharge current after discharge, the frequency of an oscillation circuit provided in the DC-DC converter and the frequency of an oscillation circuit provided in the An ignition device for an internal combustion engine, characterized in that the duty of each power switching element is changed in accordance with changes in battery voltage.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20210282A JPS5993968A (en) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | Ignition device for internal-combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20210282A JPS5993968A (en) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | Ignition device for internal-combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5993968A JPS5993968A (en) | 1984-05-30 |
JPH0364711B2 true JPH0364711B2 (en) | 1991-10-08 |
Family
ID=16451992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20210282A Granted JPS5993968A (en) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | Ignition device for internal-combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5993968A (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0254327U (en) * | 1988-10-12 | 1990-04-19 | ||
JPH04171273A (en) * | 1990-11-02 | 1992-06-18 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Converter type ignition device |
DE102014216010A1 (en) * | 2013-11-14 | 2015-05-21 | Robert Bosch Gmbh | Ignition system and method for limiting a cut-off current of a boost converter in an ignition system |
DE102014216017A1 (en) * | 2013-11-14 | 2015-05-21 | Robert Bosch Gmbh | Ignition system and method for stabilizing an output power of a boost converter in an ignition system |
-
1982
- 1982-11-19 JP JP20210282A patent/JPS5993968A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5993968A (en) | 1984-05-30 |
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