RU198504U1 - Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors - Google Patents
Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors Download PDFInfo
- Publication number
- RU198504U1 RU198504U1 RU2020100847U RU2020100847U RU198504U1 RU 198504 U1 RU198504 U1 RU 198504U1 RU 2020100847 U RU2020100847 U RU 2020100847U RU 2020100847 U RU2020100847 U RU 2020100847U RU 198504 U1 RU198504 U1 RU 198504U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- capacitor
- output
- terminal
- input
- key
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
Abstract
Полезная модель относится к конденсаторным системам зажигания ДВС. Конденсаторный модуль зажигания на комплементарных транзисторах для ДВС содержит первый зажим для подключения к положительному выводу +Е бортовой сети автомобиля, второй зажим для подключения к отрицательному -Е выводу бортовой сети автомобиля; первый и второй выходные зажимы для подключения к зажимам первичной обмотки катушки зажигания, импульсный преобразователь напряжения, формирователь импульсов, диод, конденсатор и ключ. Новым является введение второго ключа, причем вход которого соединен со второй обкладкой конденсатора , а выход соединен со вторым информационным входом первого ключа, выход которого подключен к информационному входу второго ключа. The utility model relates to condenser ignition systems for internal combustion engines. The capacitor ignition module on complementary transistors for the internal combustion engine contains the first terminal for connecting to the positive terminal + E of the vehicle on-board network, the second terminal for connecting to the negative -E terminal of the vehicle's on-board network; the first and second output terminals for connection to the terminals of the primary winding of the ignition coil, a pulse voltage converter, a pulse shaper, a diode, a capacitor and a switch. New is the introduction of the second key, the input of which is connected to the second plate of the capacitor, and the output is connected to the second information input of the first key, the output of which is connected to the information input of the second key.
Description
Полезная модель относится к автомобильной электронике, в частности, к конденсаторным системам зажигания, и может быть использована в системах зажигания двигателей внутреннего сгорания для повышения эффективности поджога и сгорания воздушно-топливной смеси в двигателе внутреннего сгорания, в том числе в процессе его запуска и работе на всех режимах. The utility model relates to automotive electronics, in particular to capacitor ignition systems, and can be used in ignition systems of internal combustion engines to increase the efficiency of ignition and combustion of an air-fuel mixture in an internal combustion engine, including during its start-up and operation on all modes.
Известно устройство зажигания для двигателя внутреннего сгорания (Пат. US № 4688538, МПК F02P 3/08, опубл. 25.07.1987), содержащее импульсный преобразователь напряжения, первый вход которой подключен к первому входу формирователя импульсов и первому зажиму устройства зажигания для двигателя внутреннего сгорания для подключения к положительному выводу +Е бортовой сети автомобиля, вторые входы импульсного преобразователя напряжения и формирователя импульсов соединены со вторым зажимом устройства зажигания для двигателя внутреннего сгорания для подключения к отрицательному –Е выводу бортовой сети автомобиля, выход формирователя импульсов соединен с информационным входом ключа, вход которого подсоединен к выходу импульсного преобразователя напряжения и первой обкладке конденсатора, вторая обкладка которого подключена к первому выходному зажиму устройства зажигания для двигателя внутреннего сгорания, для подключения к одному из выводов первичной обмотки катушки зажигания, второй выходной зажим устройства зажигания для подключения к второму выводу первичной обмотки катушки зажигания соединен с выходом ключа, вторым зажимом устройства зажигания для двигателя внутреннего сгорания, и через диод – к второму выходу импульсного преобразователя напряжения.A known ignition device for an internal combustion engine (US Pat. US No. 4688538, IPC
Недостатком известной системы зажигания является небольшая амплитуда двухполярной индуктивной фазы искрового разряда длительностью не превышающей 0,3 мс, что отрицательно проявляется при пуске двигателя и работе на холостых оборотах.The disadvantage of the known ignition system is the small amplitude of the bipolar inductive phase of the spark discharge with a duration not exceeding 0.3 ms, which is negatively manifested when starting the engine and operating at idle.
Известно устройство зажигания для двигателя внутреннего сгорания (Пат. US № 5404859, МПК F02P 3/08, опубл. 11.04.1995), содержащее импульсный преобразователь напряжения, первый вход которой подключен к первому входу формирователя импульсов и первому зажиму устройства зажигания для двигателя внутреннего сгорания, для подключения к положительному выводу +Е бортовой сети автомобиля, вторые входы импульсного преобразователя напряжения и формирователя импульсов соединены со вторым зажимом устройства зажигания для двигателя внутреннего сгорания, для подключения к отрицательному –Е выводу бортовой сети автомобиля, первый выход формирователя импульсов соединен с информационным входом ключа и информационным входом импульсного преобразователя напряжения, выход которого подсоединен к первой обкладке конденсатора, вторая обкладка которого подключена к аноду первого диода и первому выходному зажиму устройства зажигания для двигателя внутреннего сгорания, для подключения к одному из выводов первичной обмотки катушки зажигания, второй выходной зажим устройства зажигания, для подключения ко второму выводу первичной обмотки катушки зажигания, соединен с катодом первого диода и с выходом ключа, вторым зажимом устройства зажигания для двигателя внутреннего сгорания, и через второй диод ко второму выходу импульсного преобразователя напряжения.A known ignition device for an internal combustion engine (US Pat. No. 5404859, IPC
Недостатком данной системы зажигания является небольшая амплитуда однополярной индуктивной фазы искрового разряда, длительностью не превышающая 0,6 мс, что отрицательно проявляется при пуске двигателя и работе на холостых оборотах.The disadvantage of this ignition system is the small amplitude of the unipolar inductive phase of the spark discharge, with a duration not exceeding 0.6 ms, which is negatively manifested when starting the engine and operating at idle.
Наиболее близкой к полезной модели является система зажигания для двигателей внутреннего сгорания (Пат. US № 5074274, МПК F02P3/04, опубл. 21.02.1991), содержащая импульсный преобразователь напряжения, первый вход которой подключен к первому входу формирователя импульсов и первому зажиму системы зажигания для двигателя внутреннего сгорания, для подключения к положительному выводу +Е бортовой сети автомобиля, вторые входы импульсного преобразователя напряжения и формирователя импульсов соединены со вторым зажимом системы зажигания для двигателя внутреннего сгорания, для подключения к отрицательному –Е выводу бортовой сети автомобиля, первый выход формирователя импульсов соединен с информационным входом импульсного преобразователя напряжения, первый выход которого подсоединен через первый диод ко входу ключа и к одной из обкладок накопительного конденсатора, вторая обкладка которого подключена к аноду второго диода и к одному из выходных зажимов системы зажигания для двигателя внутреннего сгорания для подключения к одному из выводов первичной обмотки катушки зажигания, второй выходной зажим системы зажигания для двигателя внутреннего сгорания, для подключения ко второму из выводов первичной обмотки катушки соединен с катодом второго диода, вторым выходом импульсного преобразователя напряжения, вторым зажимом системы зажигания для двигателя внутреннего сгорания и выходом ключа, управляющий вход которого соединен со вторым выходом формирователя импульсов.The closest to the utility model is an ignition system for internal combustion engines (US Pat. No. 5074274, IPC F02P3 / 04, publ. 02.21.1991), containing a pulse voltage converter, the first input of which is connected to the first input of the pulse shaper and the first terminal of the ignition system for an internal combustion engine, for connection to the positive terminal + E of the car's on-board network, the second inputs of the pulse voltage converter and pulse generator are connected to the second terminal of the ignition system for the internal combustion engine, for connecting to the negative –E terminal of the car's on-board network, the first output of the pulse former connected to the information input of the pulse voltage converter, the first output of which is connected through the first diode to the input of the key and to one of the plates of the storage capacitor, the second plate of which is connected to the anode of the second diode and to one of the output terminals of the ignition system for the internal engine about combustion for connection to one of the terminals of the primary winding of the ignition coil, the second output terminal of the ignition system for an internal combustion engine, for connection to the second of the terminals of the primary winding of the coil is connected to the cathode of the second diode, the second output of the pulse voltage converter, the second terminal of the ignition system for the engine internal combustion and the output of the key, the control input of which is connected to the second output of the pulse former.
Недостатком данного устройства зажигания для двигателя внутреннего сгорания, как и предыдущих, является маленькая длительность однополярной индуктивной составляющей искрового разряда, не превышающая 0,6 мс, и, соответственно, низкая надежность поджога на различных режимах работы двигателей внутреннего сгорания и различных альтернативных видах топлива при нормальном и мощном режимах.The disadvantage of this ignition device for an internal combustion engine, like the previous ones, is the short duration of the unipolar inductive component of the spark discharge, not exceeding 0.6 ms, and, accordingly, the low reliability of arson in various operating modes of internal combustion engines and various alternative types of fuel under normal and powerful modes.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах для двигателей внутреннего сгорания с увеличенной длительностью и мощностью искрового разряда.The problem to be solved by the claimed utility model is to create a capacitor ignition module based on complementary transistors for internal combustion engines with increased duration and power of the spark discharge.
Технический результат – повышение надежности поджога воздушно-топливной смеси на различных режимах работы двигателей внутреннего сгорания и различных альтернативных видах топлива при нормальном и мощном режимах.The technical result is an increase in the reliability of the ignition of the air-fuel mixture at various operating modes of internal combustion engines and various alternative fuels under normal and powerful modes.
Технический результат достигается за счет того, что в конденсаторный модуль зажигания на комплементарных транзисторах для двигателей внутреннего сгорания, содержащий импульсный преобразователь напряжения, первый вход которого подключен к первому входу формирователя импульсов и первому зажиму конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах для подключения к положительному выводу +Е бортовой сети автомобиля, второй вход импульсного преобразователя напряжения и второй вход формирователя импульсов соединены со вторым зажимом конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах для подключения к отрицательному –Е выводу бортовой сети автомобиля, первый и второй выходы формирователя импульсов соединены, соответственно, с информационным входом импульсного преобразователя напряжения и первым информационным входом ключа, первый выход импульсного преобразователя напряжения подключен к первой обкладке накопительного конденсатора, первому входу ключа и третьему выходу формирователя ипульсов, вторая обкладка накопительного конденсатора подсоединена к первому выходному зажиму конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения к одному из выводов первичной обмотки катушки зажигания, второй выходной зажим конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения ко второму из выводов первичной обмотки катушки зажигания, соединен с выходом ключа, вторым зажимом конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах и через обратно включенный диод со вторым выходом импульсного преобразователя напряжения, при этом введенен второй ключ, причем вход которого соединен со второй обкладкой накопительного конденсатора, а выход со вторым информационным входом первого ключа, выход которого подключен к информационному входу второго ключа.The technical result is achieved due to the fact that in the capacitor ignition module on complementary transistors for internal combustion engines, containing a pulse voltage converter, the first input of which is connected to the first input of the pulse shaper and the first terminal of the capacitor ignition module on complementary transistors for connection to the positive terminal + E the vehicle on-board network, the second input of the pulse voltage converter and the second input of the pulse former are connected to the second terminal of the capacitor ignition module on complementary transistors for connection to the negative –E terminal of the vehicle electrical system, the first and second outputs of the pulse former are connected, respectively, to the information input of the pulse converter voltage and the first information input of the key, the first output of the pulse voltage converter is connected to the first plate of the storage capacitor, the first input of the key and the third output a pulse former, the second plate of the storage capacitor is connected to the first output terminal of the capacitor ignition module on complementary transistors, to connect to one of the terminals of the primary winding of the ignition coil, the second output terminal of the capacitor ignition module on complementary transistors, to connect to the second of the terminals of the primary winding of the ignition coil , connected to the output of the key, the second terminal of the capacitor ignition module on complementary transistors and through a reverse-connected diode with the second output of the pulse voltage converter, while the second key is introduced, the input of which is connected to the second plate of the storage capacitor, and the output to the second information input of the first key , the output of which is connected to the information input of the second key.
Конденсаторный модуль зажигания на комплементарных транзисторах характеризуется тем, что первый ключ содержит N-канальный транзистор, исток которого соединен с анодом стабилитрона, одним из выводов первого резистора и входом ключа, выход которого подсоединен к стоку N-канального транзистора, затвор которого подключен к катоду стабилитрона, второму выводу первого резистора и через второй резистор к первому информационному входу ключа, второй информационный вход которого соединен через диод и третий резистор с затвором N-канального транзистора.The capacitor ignition module on complementary transistors is characterized by the fact that the first switch contains an N-channel transistor, the source of which is connected to the anode of the zener diode, one of the terminals of the first resistor and the input of the switch, the output of which is connected to the drain of the N-channel transistor, the gate of which is connected to the cathode of the zener diode , the second terminal of the first resistor and through the second resistor to the first information input of the key, the second information input of which is connected through the diode and the third resistor to the gate of the N-channel transistor.
Конденсаторный модуль зажигания на комплементарных транзисторах характеризуется тем, что второй ключ содержит P-канальный транзистор, исток которого соединен с катодом стабилитрона, одним из выводов первого резистора и входом ключа, информационный вход которого подсоединен через обратно включенный диод и второй резистор к аноду стабилитрона, второму выводу первого резистора и затвору P-канального транзистора, сток которого соединенен с выходом ключа.The capacitor ignition module on complementary transistors is characterized by the fact that the second switch contains a P-channel transistor, the source of which is connected to the cathode of the zener diode, one of the terminals of the first resistor and the input of the switch, the information input of which is connected through a reverse-connected diode and the second resistor to the anode of the zener diode, the second the terminal of the first resistor and the gate of the P-channel transistor, the drain of which is connected to the output of the key.
Сущность предлагаемого конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах для двигателей внутреннего сгорания заключается в увеличении амплитуды и длительности тока при формировании первой индуктивного фазы искрового разряда, путем формирования тока разряда накопительной емкости через первичную обмотку катушки зажигания в заданный момент времени, и формирования второй индуктивной фазы искрового разряда обратного направления, путем прерывания тока разряда накопительной емкости через первичную обмотку катушки зажигания в момент достижения им максимального значения. The essence of the proposed capacitor ignition module on complementary transistors for internal combustion engines is to increase the amplitude and duration of the current during the formation of the first inductive phase of the spark discharge, by forming the discharge current of the storage capacity through the primary winding of the ignition coil at a given time, and forming the second inductive phase of the spark discharge the opposite direction, by interrupting the discharge current of the storage capacity through the primary winding of the ignition coil at the moment it reaches its maximum value.
Введение второго ключа и его связей с первым ключом, формирователем импульсов и общей шиной, позволило организовать триггер на двух комплементарных транзисторах, которые могут находиться в двух устойчивых состояниях - открытом или закрытом, что соответствует одновременному протеканию тока или отсутствию тока через транзисторы. The introduction of the second key and its connections with the first key, the pulse shaper and the common bus made it possible to organize a trigger on two complementary transistors, which can be in two stable states - open or closed, which corresponds to the simultaneous flow of current or no current through the transistors.
Особенностью данного технического решения конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах является то, что при срабатывания триггера в заданный момент времени по сигналу с формирователя импульсов, происходит резкое возникновение магнитного потока, образованного протеканием тока разряда накопительного конденсатора через первичную обмотку катушки зажигания, что приводит к возникновению ЭДС во вторичной обмотке катушки зажигания, пробою искрового промежутка и формированию вторичного тока первой высокоэнергетической индуктивной фазы искрового разряда. В момент достижения максимального значения тока разряда накопительного конденсатора через первичную обмотку катушки зажигания или минимального значения напряжения на накопительном конденсаторе, формируется лавинообразное выключение триггера и, соответственно, исчезновение тока в первичной обмотке катушки зажигания. Резкое изменение магнитного потока, вызванное исчезновением тока в первичной обмоке катушки зажигания, наводит во вторичной обмотке катушки зажигания ЭДС противоположного знака, относительно ЭДС во вторичной обмотке при включении триггера, что приводит, соответственно, к повторному пробою искрового промежутка свечи зажиганияи и изменению направления вторичного тока второй индуктивной фазы искрового разряда. A feature of this technical solution of the capacitor ignition module on complementary transistors is that when the trigger is triggered at a given moment in time according to a signal from the pulse former, a sharp magnetic flux occurs, formed by the discharge current of the storage capacitor through the primary winding of the ignition coil, which leads to the emergence of EMF in the secondary winding of the ignition coil, the breakdown of the spark gap and the formation of the secondary current of the first high-energy inductive phase of the spark discharge. At the moment of reaching the maximum value of the discharge current of the storage capacitor through the primary winding of the ignition coil or the minimum value of the voltage across the storage capacitor, an avalanche-like switch off of the trigger is formed and, accordingly, the disappearance of the current in the primary winding of the ignition coil. A sharp change in the magnetic flux caused by the disappearance of the current in the primary winding of the ignition coil induces an EMF of the opposite sign in the secondary winding of the ignition coil, relative to the EMF in the secondary winding when the trigger is turned on, which leads, respectively, to a repeated breakdown of the spark gap of the spark plug and a change in the direction of the secondary current the second inductive phase of the spark discharge.
Вторая индуктивная фаза вторичного тока искрового разряда, обусловленная только параметрами вторичной цепи катушки зажигания, независимо от параметров разомкнутой первичной цепи обеспечивает эффективное поддержание процесса горения воздушно – топливной смеси, т.к. имеет существенно большую продолжительность при меньшей амплитуде тока по сравнению с первой высокоэнергетической индуктивной фазой вторичного тока искрового разряда, но превышает по энергетическим параметрам индуктивную фазу искрового разряда традиционных транзисторных модулей зажигания.The second inductive phase of the secondary current of the spark discharge, due only to the parameters of the secondary circuit of the ignition coil, regardless of the parameters of the open primary circuit, ensures effective maintenance of the combustion process of the air-fuel mixture, since has a significantly longer duration at a lower current amplitude as compared to the first high-energy inductive phase of the secondary spark discharge current, but exceeds the energy parameters of the inductive phase of the spark discharge of traditional transistor ignition modules.
На Фиг. 1 изображена блок-схема конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах для двигателей внутреннего сгорания, содержащего первый зажим 1 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах для подключения к положительному выводу +Е бортовой сети автомобиля, второй зажим 2 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах для подключения к отрицательному -Е выводу бортовой сети автомобиля, импульсный преобразователь напряжения 3, формирователь импульсов 4, диод 5, накопительный конденсатор 6, первый ключ 7, второй ключ 8, выходные зажимы, соответственно, 9 и 10 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения, соответственно, к первому и второму из выводов первичной обмотки 11 катушки зажигания 12 (Фиг.3 и Фиг. 4). FIG. 1 shows a block diagram of a capacitor ignition module on complementary transistors for internal combustion engines, containing the
На Фиг. 2 изображена структурная схема конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах для двигателей внутреннего сгорания, содержащая импульсный преобразователь напряжения 3, первый 3-1 вход которого подключен к первому 4-1 входу формирователя импульсов 4 и первому 1 зажиму конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах для подключения к положительному выводу +Е бортовой сети автомобиля, второй вход 3-2 импульсного преобразователя напряжения 3 и второй вход 4-2 формирователя 4 импульсов соединены со вторым зажимом 2 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах для подключения к отрицательному –Е выводу бортовой сети автомобиля, первый 4-3 и второй 4-4 выходы формирователя импульсов 4 соединены, соответственно, с информационным входом 3-3 импульсного преобразователя напряжение 3 и первым информационным входом 7-1 ключа 7, первый выход 3-4 импульсного преобразователя напряжения 3 подключен к первой обкладке накопительного конденсатора 6, входу 7-2 ключа 7 и третьему выходу 4-5 формирователя импульсов 4, вторая обкладка накопительного конденсатора 6 подсоединена к первому выходному зажиму 9 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения к одному из выводов первичной обмотки катушки зажигания, второй выходной зажим 10 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, для подключения ко второму из выводов первичной обмотки катушки зажигания соединен с выходом 7-3 ключа 7, вторым зажимом 2 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах и через обратно включенный диод 5 со вторым выходом 3-5 импульсного преобразователя напряжения 3, причем вход 8-1 второго ключа 8 соединен со второй обкладкой накопительного конденсатора 6, а выход 8-3 со вторым информационным входом 7-4 первого ключа 7, выход 7-3 которого подключен к информационному входу 8-2 второго ключа 8. К выходам 3-4 и 3-5 импульсного преобразователя напряжения 3 подключена выходная обмотка 3-6 импульсного трансформатора 3-7, входные обмотки 3-8 и 3-9 которого подключены к блоку управления 3-10 импульсного преобразователя напряжения 3. FIG. 2 shows a block diagram of a capacitor ignition module on complementary transistors for internal combustion engines, containing a
На фиг. 2 показаны также внутренние связи первого 7 и второго 8 ключей. In FIG. 2 also shows the internal connections of the first 7 and second 8 keys.
Первый ключ 7 содержит N-канальный транзистор 7-5, исток которого соединен с анодом стабилитрона 7-6, одним из выводов первого резистора 7-7 и первым входом 7-2 ключа 7, выход 7-3 которого подсоединен к стоку N-канального транзистора 7-5, затвор которого подключен к катоду стабилитрона 7-6 второму выводу первого резистора 7-7 и через второй резистор 7-8 – к первому информационному входу 7-1 ключа 7, второй информационный вход 7-4 которого соединен через диод 7-9 и третий резистор 7-10 с затвором N-канального транзистора 7-5.The
Второй ключ 8 содержит P-канальный транзистор 8-4, исток которого соединен с катодом стабилитрона 8-5, одним из выводов первого резистора 8-6 и входом 8-1 ключа 8, информационный вход 8-2 которого подсоединен через обратно включенный диод 8-8 и второй резистор 8-7 к аноду стабилитрона 8-5, второму выводу первого резистора 8-6 и затвору P-канального транзистора 8-4, сток которого соединен с выходом 8-3 ключа 8.The
На Фиг. 3 и Фиг. 4 приведены принципиальные схемы одновыводной и двухвыводной катушек зажигания, где: 11 и 13, соответственно, первичная и вторичная обмотки катушки зажигания 12, искровой зазор 14 свечи зажигания.FIG. 3 and FIG. 4 shows the schematic diagrams of one-lead and two-lead ignition coils, where: 11 and 13, respectively, the primary and secondary windings of the
На Фиг. 5 приведены принципиальная схемы формирователя импульсов, который управляется, например, от датчика Холла или от микропроцессорний системы управления зажиганием, с сответствующей синхронизацией от коленчатого (распределительного) вала ДВС. FIG. 5 shows a schematic diagram of a pulse generator, which is controlled, for example, from a Hall sensor or from a microprocessor-based ignition control system, with appropriate synchronization from the crankshaft (camshaft) of the internal combustion engine.
На Фиг. 6 – Фиг. 9 приведены временные диаграммы работы формирователя импульсов 4 с датчиком Холла. FIG. 6 to FIG. 9 shows the timing diagrams of the operation of the
На Фиг. 6 приведена временная диаграмма напряжения на датчике Холла (не показан), на входе 4-6 ключа 4 и, соответственно, на затворе транзистора 4-7. FIG. 6 shows a timing diagram of the voltage across the Hall sensor (not shown), at the input 4-6 of the
На Фиг. 7 приведена временная диаграмма падения напряжения на диоде 4-8, подключенного к катоду и управляющему электроду тринистора 4-9, относительно анода диода 4-8, обеспечивающего, при протекании тока через диода 4-8, закрывающий потенциал на управляющем электроде триристора 4-9.FIG. 7 shows a timing diagram of the voltage drop across diode 4-8, connected to the cathode and the control electrode of the SCR 4-9, relative to the anode of the diode 4-8, which, when current flows through the diode 4-8, the closing potential on the control electrode of the triristor 4-9 ...
На фиг. 8 приведена временная диаграмма напряжения на конденсаторе 4-10 относительно анода диода 4-8.In FIG. 8 shows a timing diagram of the voltage across the capacitor 4-10 relative to the anode of the diode 4-8.
На Фиг. 9 приведена временная диаграмма напряжения на зажиме 4-4 относительно зажима 4-5 формирователя импульсов 4, формируемого вторичной обмоткой 4-11 импульсного трансформатора 4-12, открывающий транзистор 7-5 первого ключа 7. Положительный импульс, в момент закрытия транзистора 4-7, с выхода 4-3 относительно зажима 4-2 формирователя импульсов 4 поступает на вход 3-3 импульсного преобразователя напряжения 3 и выключает его на время резонансного разряда конденсатора 6 через первичную 11 обмотку катушки 12 зажигания (Фиг. 3 и Фиг. 4).FIG. 9 shows a timing diagram of the voltage at terminal 4-4 relative to terminal 4-5 of the
На Фиг. 10 – Фиг. 15 приведены временные диаграммы работы конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах.FIG. 10 to FIG. 15 shows the timing diagrams of the operation of the capacitor ignition module on complementary transistors.
На Фиг. 10 показан запускающий импульс напряжения положительной полярности на входе 7-1 относительно выхода 7-2 с выхода формирователя импульсов 4.FIG. 10 shows a starting voltage pulse of positive polarity at the input 7-1 relative to the output 7-2 from the output of the
На Фиг. 11, Фиг. 12 и Фиг. 13 показаны, соответственно, напряжения на конденсаторе 6, на выходном зажиме 9 относительно выходного зажима 10 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах и ток через первичную обмотку 11 катушки зажигания 12.FIG. 11, Fig. 12 and FIG. 13 shows, respectively, the voltages across the
На Фиг. 14, Фиг. 15 показаны, соответственно, падение напряжения и ток искрового разряда в зазоре 14 свечи зажигания (Фиг. 3 и Фиг.4).FIG. 14, Fig. 15 shows, respectively, the voltage drop and the spark discharge current in the
Рассмотрим работу формирователя импульсов изображенного на Фиг. 5.Consider the operation of the pulse shaper shown in FIG. five.
Исходное состояние: транзистор 4-7 открыт и по цепи протекает ток от источника энергии бортовой сети +Е через зажим 1 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах, зажим 4-1 формирователя импульсов 4, резистор 4-13, транзистор 4-7, зажим 4-2, общий зажим 2. А также, по следующей цепи протекает ток от источника энергии бортовой сети +Е: зажим 1, зажим 4-1 формирователя импульсов 4, стабилитрон 4-14, диод 4-8, резистор 4-15 (определяет минимальное время заряда конденсатора 4-10), транзистор 4-7, зажим 4-2, общий зажим 2 конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах. Конденсатор 4-10 заряжается до напряжения по величине равного напряжению стабилизации стабилитрона 4-14.Initial state: transistor 4-7 is open and current flows through the circuit from the energy source of the on-board network + E through
В момент времени t0, t2, t4 (Фиг. 6) транзистор 4-7 по сигналу цепи управления 4-6 закрывается, и к диоду 4-8 прикладывается напряжение конденсатора 4-10 в обратной полярности, и диод 4-8 закрывается, а к управляющему электроду тиристора 4-9 это напряжение прикладывается в прямом направлении, и он открывается. Напряжение с конденсатора 4-10 прикладывается к катоду диода 4-8 относительно его анода по цепи: верхняя обкладка конденсатора 4-10, резистор 4-13, диод 4-16, катод диода 4-8. Ток через управляющий электрод тринистора 4-9 протекает по цепи: верхняя обкладка конденсатора 4-10, резистор 4-13 (значение сопротивления которого определяет ток управления тиристора 4-9), диод 4-16, управляющий электрод тринистора 4-9, катод тринистора 4-9, нижняя обкладка конденсатора 4-10. Амплитуда напряжения положительного импульса на катоде диода 4-8 и на управляющем электроде тринистора 4-9 определяется напряжением срабатывания управляющего электрода тринистора 4-9. К первичной обмотке 4-17 импульсного трансформатора 4-12 прикладывается напряжение заряженного конденсатора 4-10 (фиг. 8). Конденсатор 4-10 в течение 100-200 мкс разряжается на первичную обмотку 4-17 импульсного трансформатора 4-12 и на вторичной обмотке 4-11 формируется положительный импульс запуска (фиг. 9) длительностью не менее 50 мкс, поступающие на выход 4-4 ключа 4 через диод 4-18. At the time t0, t2, t4 (Fig. 6), the transistor 4-7 closes on the signal of the control circuit 4-6, and the voltage of the capacitor 4-10 is applied to the diode 4-8 in reverse polarity, and the diode 4-8 closes, and this voltage is applied to the control electrode of the thyristor 4-9 in the forward direction, and it opens. The voltage from the capacitor 4-10 is applied to the cathode of diode 4-8 relative to its anode along the circuit: the upper plate of the capacitor 4-10, resistor 4-13, diode 4-16, diode cathode 4-8. The current through the control electrode of the SCR 4-9 flows through the circuit: the upper plate of the capacitor 4-10, the resistor 4-13 (the resistance value of which determines the control current of the SCR 4-9), the diode 4-16, the control electrode of the SCR 4-9, the SCR cathode 4-9, the bottom plate of the capacitor 4-10. The amplitude of the voltage of the positive pulse at the cathode of the diode 4-8 and at the control electrode of the SCR 4-9 is determined by the response voltage of the control electrode of the SCR 4-9. The voltage of the charged capacitor 4-10 is applied to the primary winding 4-17 of the pulse transformer 4-12 (Fig. 8). Capacitor 4-10 within 100-200 μs is discharged to the primary winding 4-17 of pulse transformer 4-12 and a positive start pulse is formed on the secondary winding 4-11 (Fig. 9) with a duration of at least 50 μs, arriving at the output 4-4
Амплитудное значение напряжения и тока запускающих импульсов для конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах зависит от емкости конденсатора 4-10, напряжения источника энергии бортовой сети автомобиля, коэффициента трансформации импульсного трансформатора 4-12, напряжения стабилизации стабилитрона 4-14 и сопротивления резистора 4-13 электронного ключа 7. The amplitude value of the voltage and current of the triggering pulses for the capacitor ignition module on complementary transistors depends on the capacitance of the capacitor 4-10, the voltage of the energy source of the vehicle's on-board network, the transformation ratio of the pulse transformer 4-12, the stabilization voltage of the Zener diode 4-14 and the resistance of the electronic resistor 4-13
При включении транзистора 4-7 (Фиг. 6, с момента времени t1, t3), формируется заряд конденсатора 4-10 (фиг. 8) до заданного значения напряжения, т.е. до напряжения стабилизации стабилитрона 4-14, и осуществляется не менее чем за 2 мс при максимальном значении напряжения источника энергии бортовой сети автомобиля (13,8-14,4В). При возникновении импульсных помех в бортовой сети автомобиля при открытом транзисторе 4-7 запуск электронного ключа 4 не происходит, т.к. к управляющему электроду тринистора 4-9 приложено отрицательное (закрывающее) напряжение по величина равное падению напряжения на диоде 4-8.When the transistor 4-7 is turned on (Fig. 6, from the time t1, t3), the charge of the capacitor 4-10 (Fig. 8) is formed up to the specified voltage value, i.e. up to the stabilization voltage of the zener diode 4-14, and is carried out in at least 2 ms at the maximum value of the voltage of the energy source of the vehicle's on-board network (13.8-14.4V). In the event of impulse noise in the on-board network of the car with an open transistor 4-7, the
При возникновении импульсных помех в бортовой сети автомобиля при закрытом состоянии транзистора 4-7, запуск тринистора 4-9 не происходит, т.к. конденсатор 4-10 разряжен. Для устойчивой работы тринистора 4-9 между управляющим электродом и катодом установлен резистор 4-19.In the event of impulse noise in the vehicle's on-board network when the transistor 4-7 is closed, the SCR 4-9 does not start, because capacitor 4-10 is discharged. For stable operation of the SCR 4-9, a 4-19 resistor is installed between the gate electrode and the cathode.
Рассмотрим работу конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах для двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с использованием временных диаграмм, изображенных на Фиг. 10 - Фиг. 15.Let us consider the operation of the capacitor ignition module on complementary transistors for internal combustion engines (ICE) using the timing diagrams shown in FIG. 10 to FIG. 15.
При пуске и работе ДВС транзистор 4-7 (Фиг. 5) открывается и закрывается, и в момент закрытия транзистора 4-7 на выходе 4-4 относительно выхода 4-5 формирователя 4 формируется положительный импульс запуска (Фиг. 9), который поступает (Фиг. 10) на первый информационный вход 7-1, относительно входа 7-2 первого ключа 7. Полевой транзистор 7-5 открывается, и положительный потенциал напряжения со второй (правой) обкладки конденсатора 6 (ранее заряженного от импульсного преобразователя напряжения 3), прикладывается через выходной зажим 9, первичную обмотку 11 катушки зажигания 12, второй выходной зажим 10 к выходу 7-3 первого ключа 7 и, соответственно, переходу исток-сток полевого транзистора 7-5, выходу 7-2 первого ключа 7 относительно первой (левой) обкладки конденсатора 6. Ток, протекающий через первичную обмотку 11 катушки зажигания 12 (Фиг. 13), формирует нарастающий магнитный поток, что приводит к возникновению ЭДС (Фиг.14) во вторичной обмотке 13 катушки зажигания 12, пробою искрового промежутка 14 и формированию вторичного тока (Фиг.15) первой высокоэнегетической индуктивной фазы искрового разряда.When starting and operating the internal combustion engine, the transistor 4-7 (Fig. 5) opens and closes, and at the moment of closing the transistor 4-7 at the output 4-4 relative to the output 4-5 of the
Кроме того, положительное напряжение прикладывается от второй (правой) обкладки накопительного конденсатора 6, через вход 8-1 второго ключа 8 к переходу затвор-исток полевого транзистора 8-4 и далее через резистор 8-7, диод 8-8, информационный вход 8-2 ключа 8, выход 7-3 первого ключа 7, переход сток – исток полевого транзистора 7-5, вход 7-2 ключа 7, первая (левая) обкладка конденсатора 6. Полевой транзистор 8-4 ключа 8 открывается, и к переходу затвор - исток полевого транзистора 7-5 первого ключа 7 прикладывается положительное напряжение заряженного конденсатора 6 по цепи: вторая (правая) обкладка конденсатора 6 вход 8-1 ключа 8, переход исток–сток полевого транзистора 8-4, выход 8-3 ключа 8, второй информационный вход 7-4 первого ключа 7, диод 7-10, резистор 7-9, переход затвор-исток полевого транзистора 7-5, вход 7-2 ключа 7, первая (левая) обкладка конденсатора 6. Данное напряжение, приложенное к переходу исток–затвор полевого транзистора 7-5, поддерживает полевой транзистор 7-5 в открытом состоянии, тогда как импульс запуска от формирователя импульсов 4 прекращается по истечении 50 мкс. In addition, a positive voltage is applied from the second (right) plate of the
Таким образом, триггер, составленный из двух ключей 7 и 8 с соответствующими внешними связями на двух комплементарных полевых транзисторах 7-8 и 8-6, переходит в устойчивое открытое состояние. Напряжение на конденсаторе 6 падает по гармоническому закону косинуса (Фиг. 12), а ток изменяется по гармоническому закону синуса (Фиг. 13). Через половину периода колебательного процесса напряжение на конденсаторе достигает значения, при котором приложенный потенциал к переходам затвор-исток обоих полевых транзисторов не может удержать их открытыми, и триггер на комплементарных транзисторах 7-5 и 8-4 лавинообразно закрывается. При этом ток в первичной обмотке 11 катушки зажигания 12 резко исчезает, а, соответственно, исчезает магнитный поток в первичной обмотке, и во вторичной обмотке 13 возникает высоковольтный импульс напряжения обратного знака (Фиг. 14), происходит повторный пробой в искровом зазоре 14 свечи зажигания. Ток через искровой зазор 14 (Фиг. 15) также меняет направление на обратное значение, однако длительность его существенно больше, чем длительность тока в первой фазе искрового разряда и превышает традиционной длительности транзисторных систем зажигания из-за большего значения тока разрыва.Thus, the flip-flop, made up of two
Построение конденсаторного модуля зажигания на комплементарных транзисторах по предложенной схеме обеспечивает увеличенную длительность и мощность искрового разряда, что приводит к повышению надежности поджога воздушно-топливной смеси на различных режимах работы двигателей внутреннего сгорания и различных альтернативных видах топлива при нормальном и мощном режимах.The construction of a capacitor ignition module on complementary transistors according to the proposed scheme provides an increased duration and power of the spark discharge, which leads to an increase in the reliability of the ignition of the air-fuel mixture at various operating modes of internal combustion engines and various alternative types of fuel under normal and powerful modes.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020100847U RU198504U1 (en) | 2020-01-14 | 2020-01-14 | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020100847U RU198504U1 (en) | 2020-01-14 | 2020-01-14 | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU198504U1 true RU198504U1 (en) | 2020-07-13 |
Family
ID=71616175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020100847U RU198504U1 (en) | 2020-01-14 | 2020-01-14 | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU198504U1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3418988A (en) * | 1966-07-27 | 1968-12-31 | Gen Motors Corp | Ignition system for internal combustion engines |
US5074274A (en) * | 1990-03-29 | 1991-12-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Ignition system for internal combustion engines |
US20050263144A1 (en) * | 2004-05-28 | 2005-12-01 | Denso Corporation | Multi-spark type ignition system |
RU116578U1 (en) * | 2011-12-09 | 2012-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE IGNITION SWITCH |
-
2020
- 2020-01-14 RU RU2020100847U patent/RU198504U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3418988A (en) * | 1966-07-27 | 1968-12-31 | Gen Motors Corp | Ignition system for internal combustion engines |
US5074274A (en) * | 1990-03-29 | 1991-12-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Ignition system for internal combustion engines |
US20050263144A1 (en) * | 2004-05-28 | 2005-12-01 | Denso Corporation | Multi-spark type ignition system |
RU116578U1 (en) * | 2011-12-09 | 2012-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE IGNITION SWITCH |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR930007999B1 (en) | Ignition system for internal combustion engine | |
RU116578U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE IGNITION SWITCH | |
CN109196220B (en) | Multi-charge ignition system and method of operating a multi-charge ignition system | |
JP2590995B2 (en) | Ignition device | |
RU198504U1 (en) | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors | |
RU198505U1 (en) | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors | |
RU198506U1 (en) | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors | |
RU198498U1 (en) | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors | |
RU198499U1 (en) | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors | |
RU198503U1 (en) | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors | |
RU2418977C2 (en) | Method and device for increasing spark energy in capacitive-discharge ignition systems | |
RU198501U1 (en) | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors | |
RU198583U1 (en) | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors | |
RU198500U1 (en) | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors | |
RU196453U1 (en) | Ignition Capacitor Module for Complementary Transistors | |
US4438751A (en) | High voltage generating circuit for an automotive ignition system | |
RU198495U1 (en) | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors | |
RU198497U1 (en) | Capacitor Ignition Module on Complementary Transistors | |
US3410257A (en) | Spark ignition systems | |
US3485227A (en) | Switching circuit | |
ES441694A1 (en) | Ignition system for internal combustion engines using an ignition coil | |
KR910000036B1 (en) | Condenser discharge type ignitor for engine | |
RU2116499C1 (en) | Method for producing current in ignition coil of internal- combustion engine and switch implementing it | |
RU114102U1 (en) | PULSE FORMER FOR CAPACITOR-THYRISTOR IGNITION MODULE | |
RU174179U1 (en) | One-stroke flyback stabilized DC / DC converter for capacitor ignition modules |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200415 |