JPS6091720A - 電力トランジスタ用の制御回路 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、電力トランジスタのコレクタ電圧の制限回路
と、トランジスタの蓄積時間の低減用回路装置とを備え
た、電力トランジスタのコレクタ回路内の誘導性負荷を
切換えるための電力トランジスタ用の制御回路に関する
。

従来の技術 電力トランジスタは、例えば電子制御形点火装置におい
て電力終段に使われる。その際、特に電力ダーリントン
トランジスタである電力トランジスタのコレクタ回路に
、点火装置の１次コイルが設けられている。電力トラン
ジスタによって、１次電流がオン、オフされる。その際
、電力トランジスタの遮断によって点火／ｅルスがトリ
ガされる。電力トランジスタの遮断の場合、この電力ト
ランジスタのコレクタに生じる誘導電圧は、有利にはク
ランプ回路を用いて制限される。このクランプ回路の目
的は、電力トランノスタを、その破損の前に保護し、か
つ２次高電圧を制限することである。

公知回路の場合、電力トランジスタのコレクタ電圧は、
例えばンエナダイオー　ドを用いて検出される。電力ト
ランジスタのコレクタが所望の電圧に達した場合、１次
コイルのエネルギの一部分が電力トランジスタのコレク
タからベースに帰還され、その結果、電力トランジスタ
が導通され、コレクタ電圧が更に上昇するのを回避でき
る。この所謂クランプ回路の内部抵抗は小さい。

電力トランジスタの制御電流は、終段トランジスタの電
流増幅率Ｂと温度に左右される。電流増幅率Ｂが、例え
ば低温度の場合に値７５を有ｌ−１かつ７．５　Ａの１
次ピーク電流に達し得る場合、１００ｍＡの制御電流を
給電しなければならない。

高い温度で高い電流増幅率Ｂの値の場合、数１ηＡの小
さな制御電流が必要である。

最近の点火装置は、１次コイル電流の制限用の制御回路
を有している。この電流制御力式では、制御電流は、】
次電流に対する所望の最大値を越えな〜・ように制御さ
れる。

高いエンジン回転数の場合、点火順序の周期は、１次コ
イル′亀流の上昇時間に比して小さい。

その結果、１次電流は、最早や必要最大値に達すること
ができない。制菌回路は、この１次電流を比較的高いベ
ース電流を用いて補償しようとする。従って、終段トラ
ンジスタは過飽和ばなり、その結果、終段トランジスタ
の遮断の場合、トランジスタに蓄積された電荷の、比較
的長い放電時間を必要とする。そのことから生じる蓄積
時間によって、点火過程が遅延され、従って、効率が低
下する。

それに対して、低い回転数で十分な給電電圧ＵＢＡＴＴ
の場合、ベース制御電流は非常に小さい。

と言うのは、１次コイル電流の上昇のためて十分な時間
が得られるからである。この場合、終段１−ランジスタ
の遮断の際、非常に小さな蓄積時間しか生じない。

従って、点火装置において、１次電流が最早やその目標
最大値に達しない場合、例えば高い回転数の場合が問題
どなる。と言５のは、この場合、電力トランノスタの蓄
積時間眞基いて不所望な点火時点のずれが牛しる。蓄積
時間ｔ＝５０μｓ（２シで温度２５°Ｃの・１気筒エン
ジンで、例えばｎ＝６ｏｏｏ回／分の回１１狽数の場合
、クランク軸の角度で表現して△Ｚ；１８°＋＜Ｗ（ク
ランク軸）の点火時点のずれが生じろ。１＝１２５°Ｃ
の温度の場合、この点火時点のずれは△Ｚ−４５゜ＫＷ
　Ｋ増大する。

本発明の課題は、トランジスタの強い過励振の場合でも
蓄へ時間が極めて小さなままである電力トランジスタの
制御回路を提供することにある。その際、同時に、誘導
性の負荷を有する終段トランジスタのコレクタ電圧を、
所定値に制限し続ける必要がある。

問題点を解決するための手段 この課題は、冒頭に記載した形式の制御回路において、
本発明によると、電流導出回路を設け、電流導出回路を
用いて、電力トランジスタに対する遮断信号によって電
力トランジスタのベース電極が、電流導出の条件たる電
位に低抵抗で接続されるように゛し、素子を設け、この
素子によって、電流導出回路は、電力トランジスタのコ
レクタ電位が所定値に達した場合に電流の流れが遮断さ
れ、それによって電圧制御回路が作動するようにしたこ
とによって解決される。

また、本発明の制御回路の場合、電圧制限回路が有利に
は電カド）−ンジスタのコレクタとベースとの間にツェ
ナダイオードを有している。

このツェナダイオードによって、分圧器回路と共働して
電カドランジス、りのコレクタ電圧が呼出される。電力
トランジスタのコレクタが所定の電位に達した場合にツ
ェナダイオードを流れる電流が電力トランジスタのベー
ス電極に流れてこの電力トランジスタを導通するように
、ツェナダイオードは分圧器のタップに接続されている
。電流導出回路は、電力トランジスタのベースに接続さ
れていて、電力トランジスタに対する遮断信号によって
導通接続されるトランジスタから構成されている。

実施例 第１図は、本発明の、電力トランジスタの制御回路の実
施例の回路図を示す。

第１図の制御回路は、電力−ダーリントントランジスタ
Ｔ、　、Ｔ′Ｘから構成されており、そのコレクタ回路
に、点火コイルの１次コイルＺ８カ接続されている。ト
ランジスタＴ１のコレクタ電極は、抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ
ｏから成る分圧器を介して基準電位と接続されている。

抵抗Ｒ４とＲ５との接続点は、ツェナダイオードＤ２を
介してグーリントントランジスタＴ１のベース電極と接
続されている。トランジスタＴ１のベース電極Ｂには、
更に電流導出回路のトランジスタＴ２が接続されており
、トランジスタＴ２のベース電極は、入力信号によって
制御される。この入力信号Ｕ１Ｎは、抵抗Ｒ１と反転ト
ランジスタＴ３を介して反転形式でトランジスタＴ４の
ベース電極に供給され、トランジスタＴのエミッタはダ
ーリントントランジスタＴ１のベース電極と接続されて
いる。トラジスタＴ４のコレクタは、抵抗ｌｔ３を介し
てバッテリ電位と接続されている。電流導出回路のトラ
ンジスタＴ２のベース−エミッタ区間は、トランジスタ
Ｔ５のコレクターエミッタ区間によって橋絡されており
、トランジスタＴ５のベース電極は、抵抗巧を介して分
圧器回路の抵抗Ｒ５とＲ６との接続点Ａに接続されてい
る。

第２図ａ　、　ｂ、ｃ、　ｄは、第１図の回路の実質的
な電流−および電圧特性を示す。

第１図の回路の入力側には、第２図ａの入力信号Ｕ１Ｎ
が入力される。この入力信号は、比較的大きなノクルス
間隔をおいた・ξルスとして示されており、接続された
点火コイルの点火過程を制御する。入力信号の、低レベ
ルから高レベルへの上昇の場合、点火過程がトリガされ
る。トランジスタＴ３．Ｔ４を介して、第２図すの、反
転された入力信号が、電力トランジスタＴ１のベース電
極に供給される。従って、入力信号Ｕ１Ｎが低レベルを
有している場合、電力トランジスタが導通接続され、１
次コイル電流が、第２図Ｃのように１次コイルＺ８を介
して上昇することができる。点火過程の周期期間か過度
に小さい場合、１次電流はその最大値に達しない。その
結果、電力トランジスタＴ１は過励振される。入力信号
Ｕ１Ｎは、同時に非反弘形式でトランジスタＴ２のベー
ス電極に供給される。その結果、このトラ／）スタは１
次コイルを介しての電流上列フェーズ中遮断し続ける。

従って、・Ｓツテリ電圧と抵抗Ｒ３とによって決まる電
流全体が、電力トランジスタＴ１のベース電極に流れる
。

制御卸信号Ｕ１Ｎが低レベルから高レベルに飛躍的に変
化した場合（それによって点火過程がトリガされる）、
トランジスタ′ｒ２．Ｔ３は、導通制御され、従って基
準電位に引１Δ止れる。その結果、トランジスタＴ４を
流れる電流が遮断され、電力トランジスタＴ１には最早
や〈〜スミ流が供給されない。それと同時に、電力トラ
ンジスタＴ１に蓄積されて℃・た電荷は導通接続された
トランジスタＴ２を介して低抵抗でアースに流出するこ
とができる。

従って、点火コイルの１次電流、およびトンそれ故、ト
ラ／）フタＴ１のコレクタυξおける電抗Ｒ４，Ｒ５，
Ｒ６から成る分圧回路によって検出される。分圧器は、
例えばＲ４＝１．２５にΩ、■化、・・−１にΩ、■工
。ニー３０Ω　のように回路定数か選定されている。そ
のような回路定数選定の場合、約５０Ｖのコレクタ電圧
Ｕ。のむとで、ｌ・ランノスタＴ５の導通制御のために
十分な約０６５Ｖの電圧が抵抗Ｒ６に印加する。従って
、！・ランノスタＴ５が導通し、かつトランジスタＴ２
のベース電極は、基準電位に引込まれる。その結果、ト
う３・ＩＯＶに制限される。トランジスタＴのコレフタ
Ｃておける電圧がこの値以上に上昇した場合、′１Ｌ流
がツェナダイオードＤ２を介して終段トランジスタＴ１
のベースに流れる。と言うのは、［・ランジスタＴ２か
遮断されているからである。ｌ・ランノスタＴ１をＵｃ
　Ｋ対するフランツ回路に関与させることによって、ツ
ェナダイオードを低電力用に構成することができるとい
う利点が得られる。

前述の回路によると、終段）・ランノスタの蓄積時間は
、８μｓｅｔ以下の値に低減できる。

トランジスタＴ１のコレクタ主局ＥＬＪ、の経過が、第
２図ｄに示されている。

発明の効毛 本発明の側脚回路は、電力トランジスタのコレクタにフ
ランジ回路が作用するｉｌ」に、低抵抗の電流導出回路
を遮断できるという利点なイ〕［ている。このようにし
て、コレクタ電ｌＪ二の１開眼の際に生じる電流を、ツ
ェナグイオー　１・ゝによ−って電力トランジスタのベ
ースに流すことかてこざ、従って、低抵抗のフランジ回
路か（１１’ｒねる。

【図面の簡単な説明】

Ｆｉ１図は、本発明の、電力ｌ・う／ノスタのＨｉｌｌ
σ１）回路の実施１クリの回路図、第２図（コ１、第１
図の回路の実質的な電流および電圧特性を示す図である
。 Ｔ１・・・電力トランジスタ、ＺＳ　・Ｊ（欠コイル、
Ｔ２・電流導出回路、Ｒ４，Ｒ，、Ｒｏ、　Ｉ）７・７
し圧制御回路。 第１頁の続き ＠発明者　マンフレート・サロモ ン ＠発明者　ヴイリー・ミナー ドイツ連邦共和国ラインガルテン・エピンガーφシュト
ラーセ　８６ ドイツ連邦共和国シュヴアイゲルン・イム俸エゼルスベ
ルク　１２０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　電力トランジスタのコレクタ電圧の制限回路と、ト
   ランジスタの蓄積時間の低減用回路装置とを備えた、電
   力トランジスタのコレクタ回路内の誘導性負荷を切換え
   るための電力トランジスタ用の制御回路において、電流
   導出回路（Ｔ２）を設け、電流導出回路（Ｔ２）を用い
   て、電カドラン・ジスタ（Ｔ１）に対する遮断信号によ
   って電力トランジスタ（Ｔ１）のベース電極が、電流導
   出の条件たる電位に低抵抗で接続されるようにし、素子
   （Ｒ６＋　Ｒ７、”５）を設け、該素子（Ｒ６’　Ｒ７
   ’　”５）によって、電流導出回路（Ｔ２）は、電力ト
   ランジスタ（Ｔ１）のコレクタ電位が所定値に達した場
   合に電流の流れが遮断され、それによって電圧制限回路
   （Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｄ２）が作動するようにしたこと
   を特徴とする電力トランジスタの制御回路。 ２　電圧制限回路の部分として、電力トランジスタ（Ｔ
   １）のコレクタとベースとの間にツェナダイオード（Ｄ
   ２）を接続した特許請求の範囲第１項記載の電力トラン
   ジスタの制御回路。 ３、電力トランジスタ（Ｔ１）のコレクタ電圧の検出の
   ために分圧器回路（Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６）を設け、ツェナ
   ーダイオード（Ｄ２）を分圧器のタップに接続し該フラ
   ジへの接続は電力トランジスタ（Ｔ１）のコレクタが所
   定の電位に達した場合、ツェナダイオードを流れる電流
   が電力トランジスタのベース電極に流れて該電力トラン
   ジスタを導通させるように、ツェナダイオード（Ｄ２）
   を分圧器のタップに接続した特許請求の範囲第１項から
   第２項までの１項に記載の電力トランジスタの制御回路
   。 ４、　電流導出を行なうために、トランジスタ（Ｔ２）
   を電力トランジスタ（Ｔ１）のベースに接続し、該トラ
   ンジスタ（Ｔ２）は電力トランジスタに対する遮断信号
   によって導通接続される特許請求の範囲第１項記載の電
   力トランジスタの制御回路。 ５　電流導出回路のトランジスタ（Ｔ２）のＪ−スーエ
   ミソタ区間を別のトラン、クスタ（Ｔ５）で橋絡し、電
   力トランジスタが所定のコレクタ電圧に達した場合にこ
   の別のトランジスタ（Ｔｐ）が導通接続され、かつ電流
   導通回路のトランジスタ（Ｔ２）が遮断されるように、
   別のトランジスタ（Ｔ５）のベース電極を分圧器回路（
   Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６）のタップと接続した特許請求の範囲
   第４項記載の電力トランジスタの制御回路。