JPH06501293A - 誘導負荷、例えば内燃機関の点火コイルを切り換えるためのダーリントン回路を備えた高出力段 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 誘導負荷、例えば内燃機関の点火コイルを切り換えるためのダーリントン回路を 備えた高出力段従来の技術 本発明は、請求項１の上位概念に記載の、誘導負荷、例えば内燃機関の点火コイ ルを切り換えるためのダーリントン回路を備えた高出力段に関する。

パワトランジスタによって誘導負荷を切り換える際に、パワトランジスタまたは 概して電子回路における誘導電圧を所定の値に制限する必要がしばしば生じる。

このために公知の方法では、出力トランジスタのエミッターコレクタ間に並列に 保護素子を接続することができる。さらに、ヨーロッパ特許出願公開第０１７４ ４７３号公報から、出力トランジスタのコレクターベース間に並列に、一般に２ ５０ｖ以上の上側限界電圧に達した際に出力トランジスタのベースをオン制御す るツェナーダイオードを接続することが公知であるさらに所定の用途においては 、第２の、比較的低い電圧レベルへの電圧制限も行うことができるようにして、 例えば点火コイルの蓄積されたエネルギーを、スパークを来すことがない程度に 低減することができるようにする必要が生じる。この所謂無スパーク遮断は基本 的に、出力段の遮断を点火火花の発生のために用いるべきでないときに必要であ る。比較的低い電圧レベルへのこの形式の電圧制限を実現するために、従来の技 術において、出力トランジスタのコレクターベース間に並列に分圧器が接続され ており、その際タップはトランジスタ段を介して前置制御トランジスタのベース に作用する。さらに、前置制御トランジスタのベースとアースとの間に遮断モー ドを予め定めるための外部スイッチングトランジスタが接続されている。このス イッチングトランジスタが阻止されているときにのみ、前置制御トランジスタの ベースは分圧器および電圧制限トランジスタ回路を介してオン制御することがで きる。このために公知の回路では多数の素子が必要であり、このために著しいコ ストがかかる。

発明の利点 請求項１の特徴部分に記載の構成を有する本発明の高出力段は、例えば点火コイ ルの無火花遮断を実現するための比較的低い電圧レベルへのこの形式の電圧制限 を著しく僅かな素子コストでも実現することができるという利点を有している。

これにより回路構成はコストの点で有利になりかつ容易にモノリシック集積する ことができる。別の利点は、この装置が集積されたダーリントン回路を有する完 全に集積されていない高出力段に対しても使用することができる点にある。その 理由は、いまやダーリントン回路のトランジスタ間の調整操作がもはや必要ない からである。

その他の請求項に記載の構成により、請求項１に記載の高出力段の有利な実施例 および改良例が可能である。

温度補償のために、ダーリントン回路のタップとコレクタとの間に存在する、分 圧器部分は有利には、抵抗に直列接続されたツェナーダイオードを有している数 多くの用途に対して、分圧器タップの、ダーリントン回路のベースからの減結合 が有利であるかまたは必要である。このためにこの分圧器のタップは少なくとも １つの減結合ダイオードを介してダーリントン回路のベースに接続されている。

ダーリントン回路の、比較的低い限界電圧でのオン制御は、ダーリントン回路の 入力トランジスタを介してではなく、そのスイッチング区間がダーリントン回路 の出力トランジスタのコレクターベース間を橋絡しかつそのベースが分圧器のタ ップに接続されている補助トランジスタを介しても行うことができる。

既述の装置はまた、有利にも、比較的低い限界電圧に達した際に補助機能を働か せるために使用することができる。このために分圧器のエミッタ側の部分にお回 路部分は分圧器の構成部分でありまたは補助機能回路を介して分圧器の部分電圧 が取り出される。この形式の補助機能回路は例えば、電流調整を遮断するための 回路、障害発生情報を発生するための回路等である補助機能回路は有利には同様 、殊にパワ出力段と一緒に、モノリシック集積回路として形成することができる 。

比較的低い限界電圧へ電圧を制限することに対して付加的に、電子素子、殊にダ ーリントン回路を保護するために、比較的高い電圧レベルに対する電圧制限を行 うことが勿論できる。このためにツェナーダイオードがダーリントン回路の出力 トランジスタのコレクターエミッタ間を橋絡する。

図面 本発明の３つの実施例が図面に示されておりかつ以下の説明において詳しく説明 する。

第１図は、外部接続部を有すル高出力段の第１実施例の回路略図であり、 第２図は、比較的低い限界電圧への電圧制限のための補助トランジスタを備えた 第２実施例の回路略図であり、 第３図は、補助機能回路を備えた第３実施例の回路略図である。

実施例の説明 第１図に示された第１実施例において、モノリンツク集積にて実現することがで きる高出力段１０は実質的に、ｎｐｎ前置制御トランジスタ１１とｎｐｎ出力ト ランジスタ１２とから成るダーリントン回路から成っている。この場合周知のよ うに、前置制御トランジスタ１１のエミッタは出力トランジスタ１２のベースに 接続されており、かつ２つのトランジスタ１１．１２の相互接続されているコレ クタは、ダーリントン回路ないし高出力段１０のコレクタ接続端子（Ｃ）１３を 形成する。出力トランジスタ１２のエミッタはエミッタ接続端子（Ｅ）１４に接 続されておりかつ前置制御トランジスタ１１のベースはダーリントン回路ないし 高出力段１０のベース接続端子（Ｂ）１５に接続されている。

コレクタ接続端子１３およびベース接続端子１５は、抵抗１６の直列接続を介し てツェナーダイオード１７に接続されている。抵抗１８は、ベース接続端子１５ をエミッタ接続端子１４に接続する。抵抗１６，１８は、ツェナーダイオード１ ７とともに、ダーリントン回路のコレクターエミッタ電圧が加わる分圧器を形成 する。ツェナーダイオード１９は、出力トランジスタ１２のベースとコレクタ接 続端子１３との間に接続されている。高出力段１０の外部接続部として、コレク タ接続端子１３は内燃機関の点火装置に対する点火コイル２０の１次巻線を介し て給電電圧Ｕ、を有している給電電圧源のプラス極に接続されている。さらに、 給電電圧源のプラス極２１とアースとして実現されている、マイナス極との間に 抵抗２２と２つのトランジスタ２３．２４のスイッチング区間との直列接続が設 けられている。この場合２つのトランジスタ２３゜２４間の接続点はベース接続 端子１５に接続されておす、一方トランジスタ２４のアース側の接続端子はエミ ッタ接続端子に接続されている。２つのトランジスタ２３．２４は、ここでは例 えばマイクロ計算機として形成されている点火制御装置である電子制御装置２５ によりて制御される。

勿論、高出力段１０は別の誘導負荷の制御のためにも使用することができる。

正常な作動状態において、点火コイル２０に電流が流れている期間、トランジス タ２３は通電しておりかつトランジスタ２４は阻止されている。これによりダー リントン回路はオン制御されかつ点火コイル２０の１次巻線を介して電流が流れ ることが保証されている。点火時点において２つのトランジスタ２３．２４は反 転制御され、即ちトランジスタ２３は阻止されかつトランジスタ２４は導通制御 される。これによりダーリントン回路は非常に迅速に遮断され、点火火花の発生 のために利用される。

ツェナーダイオード１９は、正常作動時にも電圧制限のために用いられる。この ためにこのツェナーダイオード１９を介して例えば２５０Ｖ以上のクランプ電圧 が定められる。この電圧に達すると、出力トランジスタ１２を電圧低減のために 再び導通状態にする降伏が生じる。所謂無スパーク遮断のために、２つのトラン ジスタ２３．２４が同時に阻止される。これによりまず、ダーリントン回路が阻 止され、その結果誘導に基づいて電圧上昇が生じる。コレクタ接続端子１３とエ ミッタ接続端子１４との間に存在する、上昇する電圧が同時に、分圧器１６−１ ８に加わる。この分圧器は、例えば３５Ｖの所定の電圧において、抵抗１６を流 れる電流が前置制御トランジスタ１１をオン制御しかつこのトランジスタを介し て出力トランジスタ１２を再びオン制御するように、選定されている。トランジ スタ２４は阻止されているので、即ちこの電流はいまやアースに流れることがで きない。これにより電圧は、分圧器によって設定される、点火火花が生じる可能 性がない程低い値に制限される。ツェナーダイオード１７は温度補償のために用 いられかつ比較的簡単な実施例においては省略することもできる。

電圧制限は、 Ｕｃｅ＝　２　ＵＳ！　（１＋Ｒ＋６／　Ｒ＋ｓ）　＋Ｕｂにおいて行われる。

ただし、Ｕ　ｃｔはダーリントン回路のコレクターエミッタ電圧であり、一方Ｕ 、はツェナーダイオード１７において降下する電圧である。この条件は、１段の 前置トランジスタ１１に対して当て嵌まる。この前置トランジスタは勿論、この ことは第１図に示されているように、多段に構成することができ第２図に示され ている第２実施例および第３図に示されている第３実施例は、殆ど第１実施例に 相応しているので、同じまたは同じ作用をする素子には同一の参照番号が付され ておりかつそれらについては繰り返し説明しない。同様に簡単にするために、外 部接続部は省略されているが、それは勿論第１実施例の場合と同様に構成するこ とができる。

第２図に示された第２実施例では、第１実施例とは異なって、分圧器１６−１８ のタップは直接ではな（、減結合ダイオード２６を介してベース接続端子１５に 接続されている。さらに、このタップは第１補助トランジスタ２７のベースに接 続されており、この補助トランジスタのスイッチング区間は前置制御トランジス タ１１のスイッチング区間と並列に接続されている例えば３５Ｖの比較的低い限 界電圧に達した際にオン制御はここではもはや前置制御トランジスタ１１を介し てではなく、補助トランジスタ２７を介して行われる。前置制御トランジスタ１ １のベースは、減結合ダイオード２６のため減結合ダイオードの順方向電圧分だ け補助トランジスタ２７のベース電圧より下方にあり、即ち前置制御トランジス タ１１は電圧制限の開始時に阻止状態にとどまり、かつ補助トランジスタ２７の みが導通状態になりかつこれにより出力トランジスタ１２を導通状態に制御する 。これに対してベース接続端子１５がアースに引っ張られており、即ち外部トラ ンジスタ２４が導通しているとき、補助トランジスタ２７も常時阻止されている 。その理由は、そのベース電流が減結合ダイオード２６を介してアースに放出さ れるからである。その場合電圧制限は、例えば２５０Ｖ以上の高い電圧レベルに 達した際にのみ、ツェナーダイオード１９を介して行われる。

ダーリントン回路のトランジスタ１１．１２は多段、例えば２段に形成されてい るので、減結合ダイオード２６に代わって、比較的低い限界電圧のレベルへのク リップ作動において前置制御トランジスタ１１を一層強く補助トランジスタ２７ から減結合するために、この形式の２つのダイオードを使用することもできる。

補助トランジスタ２７も勿論、一段または多段に構成することができる。

第３図に示されている第３実施例では、第２実施例の場合と同様に減結合ダイオ ード２６が設けられているが、補助トランジスタ２７は省略されている。分圧器 の抵抗１８は出力トランジスタ１２のエミッタにないしアースに直接ではなくて 、付加的にさらに前置制御トランジスタ１１のエミッタにも接続されている補助 機能回路２８を介して間接的に接続されている。補助機能回路２８は例えば、電 流調整の遮断のための公知の回路、障害発生情報を発生するための回路等である 。分圧器において降下する電圧の部分を取り出すことによって、比較的低い限界 電圧に達したときに、その都度の補助機能が働（ようにすることができる。その 際減結合ダイオード２６によって、ベース接続端子１５がエミッタ接続端子１４ から分離されているとき、従ってトランジスタ２４が阻止されているときにのみ 、補助機能の作動が保証される。

補助機能回路２８は例えば、モノリシック集積回路として形成することができか つ残りの高出力段とともに唯一の集積回路を形成することができる。

比較的低い電圧レベルへの制限が行われる作動状態およびこの制限が行われない 作動状態の設定のために、トランジスタ２４に代わって、ベース接続端子１５お よびエミッタ接続端子を相互に接続または相互に分離することができる別の切換 手段を使用することもできる。別の用途にたいして比較的低い電圧レベルへの電 圧制限が常時行われるようにしたいときは勿論、エミッタ接続端子１４は常時、 ベース接続端子１５から切り離されていなければならない。

国際調査報告 国際調査報告 ＤＥ　９１００７１２ Ｓ＾　５０７５８ フロントページの続き （７２）発明者　ガーデマン、ロタールドイツ連邦共和国　Ｄ−７４０７ロツテ ンプルク／エヌ　ジュルヒエンシュトラーセ（７２）発明者　ポーディッヒ、　 ベルントドイツ連邦共和国　Ｄ−７１４１シュヴイーバーデインゲン　リヒャル トーヴアーグナーーシュトラーセ　５アー

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．誘導負荷、例えば内燃機関の点火コイルの切換えのためのダーリントン回路 を備え、かつ高出力段の作動形式を予め定め、前記ダーリントン回路のべース− エミッタ間を橋絡するスイッチを備え、該スイッチは前記出力段の迅速な遮断の 際に開成されておりかつ出力段の電圧制限遮断の際に開放されており、かつ少な くとも２つの抵抗から成り、前記ダーリントン回路のスイッチング区間を橋絡す る分圧器を備え、該分圧器は、前記ダーリントン回路のベースに作用するタップ を有している、高出力段において前記分圧器（１６−１８）のタップは、前記ス イッチ（２４）と前記ダーリントン回路（１１，１２）のベースとの間の接続点 に接続されており、その際前記スイッチ（２４）は前記分圧器（１６−１８）の 部分（１８）に並列に接続されていることを特徴とする高出力段。
2. ２．モノリシック集積回路として形成されている請求項１記載の高出力段。
3. ３．スイッチ（２４）は外部トランジスタとして形成されている請求項２記載の 高出力段。
4. ４．タップとダーリントン回路（１１，１２）のコレクタとの間に存在する、分 圧器（１６−１８）の部分は、抵抗（１６）に直列に接続されているツェナーダ イオード（１７）を有している 請求項１から３までのいずれか１項記載の高出力段。
5. ５．分圧器（１６−１８）のタップは少なくとも１つの減結合ダイオード（２６ ）を介してダーリントン回路（１１，１２）のベースに接続されている請求項１ から４までのいずれか１項記載の高出力段。
6. ６．補助トランジスタ（２７）が投げられており、該補助トランジスタのスイッ チング区間は、ダーリントン回路（１１，１２）の出力トランジスタ（１２）の コレクタ−ベース間を橋絡しかつそのベースは、分圧器（１６−１８）のタップ に接続されている請求項５記載の高出力段。
7. ７．分圧器（１６−１８）のエミッタ側の部分に、補助機能回路（２８）が設け られており、該補助機能回路のうちの回路部分は分圧器の構成部分であり、また は前記補助機能回路によって分圧器の部分電圧が取り出される請求項５または６ 記載の高出力段。
8. ８．補助機能回路（２８）は、電流調製を遮断するための回路、障害発生情報を 発生するための回路等である請求項７記載の高出力段。
9. ９．補助機能回路（２８）は、例えば高出力段ととにモノリシック集積回路とし て実現されている請求項７または８記載の高出力段。
10. １０．ツェナーダイオード（１９）は、ダーリントン回路（１１，１２）の出力 トランジスタ（１２）のコレクタ−エミッタ間を橋絡する請求項１から９までの いずれか１項記載の高出力段。