RU2044422C1

RU2044422C1 - Electron commutator of ignition system of internal combustion engine

Info

Publication number: RU2044422C1
Authority: RU
Inventors: А.Ф. Супицкий; В.Н. Гладченко; В.Л. Овчинников; В.И. Михайлов; В.А. Шайгарданов; А.С. Руднев
Original assignee: Уфимское агрегатное конструкторское бюро "Молния"
Priority date: 1992-09-10
Filing date: 1992-09-10
Publication date: 1995-09-20

Abstract

FIELD: ignition devices. SUBSTANCE: electron commutator is fabricated in the form of transistor key and ceramic plate with radio elements. Specified key is mounted on separate heat removing element put into case of commutator and is thermally insulated from ceramic plate with radio elements. EFFECT: improved operational reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к системам зажигания двигателей внутреннего сгорания, в частности к конструкции электронных коммутаторов системы зажигания двигателей внутреннего сгорания (ДВС) легковых автомобилей. The invention relates to ignition systems of internal combustion engines, in particular to the design of electronic switches of the ignition system of internal combustion engines (ICE) of passenger cars.

Известны системы зажигания с электронными коммутаторами, выполненные на базе дискретных радиоэлементов [1] Схемы данных коммутаторов для обеспечения надежной работы системы зажигания в эксплуатационных условиях достаточно сложны и содержат значительное количество радиоэлементов и других компонентов электронной техники. Это приводит к значительной массе и габаритам таких блоков, напряженному тепловому режиму его элементов, высокой себестоимости. Known ignition systems with electronic switches made on the basis of discrete radio elements [1] These switch circuits to ensure reliable operation of the ignition system in operating conditions are quite complex and contain a significant number of radio elements and other components of electronic equipment. This leads to a significant mass and dimensions of such blocks, intense thermal conditions of its elements, high cost.

Указанных недостатков в значительной степени лишены коммутаторы систем зажигания, выполненные на базе управляющей аналоговой интегральной микросхемы с использованием гибридной толстопленочной технологии [2,3] к ним относятся также коммутаторы серии РТ-1901.РТ-1903 [4] которые наиболее близки по технической сущности изобретению и принимаются в качестве прототипа. The indicated drawbacks are largely devoid of ignition system switches made on the basis of a control analog integrated circuit using hybrid thick-film technology [2,3]; they also include RT-1901.RT-1903 series switches [4] which are closest in technical essence to the invention and are accepted as a prototype.

Известный коммутатор системы зажигания [4] содержит пластмассовый корпус с вилкой соединителя, крышкой и металлическим основанием, на котором размещена керамическая печатная плата с радиоэлементами и силовой транзисторный ключ. Корпус коммутатора установлен на металлической платформе и закреплен на ней через специальные отверстия в корпусе. The well-known switch of the ignition system [4] contains a plastic case with a connector plug, a cover and a metal base, on which a ceramic printed circuit board with radio elements and a power transistor switch are placed. The switch case is mounted on a metal platform and fixed to it through special holes in the case.

Недостатком данного технического решения является то, что силовой транзисторный ключ установлен непосредственно на керамической плате, где расположены другие радиоэлементы, в том числе микросхема управления. При этом создается напряженный температурный режим их работы, так как на силовом транзисторном ключе рассеивается значительная мощность. Кроме того, близкое расположение силового транзисторного ключа к управляющим цепям коммутатора создает в них импульсы радиопомех, делая работу схемы коммутатора неустойчивой. The disadvantage of this technical solution is that the power transistor switch is installed directly on the ceramic board, where other radio elements are located, including the control chip. This creates a tense temperature regime of their operation, since considerable power is dissipated on the power transistor key. In addition, the proximity of the power transistor switch to the control circuits of the switch generates radio interference pulses in them, making the operation of the switch circuit unstable.

В процессе работы системы зажигания, при коммутации силовым транзисторным ключом значительных уровней тока в первичной обмотке катушки зажигания возникает высокая напряженность электрического поля электромагнитных помех в окружающем пространстве, а также в металлическом теплоотводящем элементе, на котором установлен транзисторный ключ. При наличии общего теплоотвода силового ключа и платы с элементами управления данные электромагнитные помехи воздействуют на элементы управления коммутатора, приводя к неустойчивости работы схемы. During operation of the ignition system, when the power transistor switch commutes to significant current levels in the primary winding of the ignition coil, a high electric field of electromagnetic interference arises in the surrounding space, as well as in the metal heat sink element on which the transistor switch is mounted. In the presence of a common heat sink of the power switch and the board with control elements, these electromagnetic interference affect the control elements of the switch, leading to instability of the circuit.

Целью и техническим результатом изобретения является повышение надежности в работе и стабильности выходных характеристик электронного коммутатора системы зажигания. The purpose and technical result of the invention is to increase the reliability and stability of the output characteristics of the electronic switch of the ignition system.

Это обеспечивается путем снижения теплового режима работы радиоэлементов на печатной плате. Кроме того, обеспечивается электромагнитная совместимость силовых цепей и цепей управления коммутатора. Для этого транзисторный ключ размещается на отдельном теплоотводящем элементе, имеющем в верхней плоскости выступающую площадку. На концах теплоотводящего элемента имеются сквозные отверстия, соосные отверстия корпуса коммутатора, посредством которых последний крепится на металлической платформе в тепловом контакте с последней, теплоотводящий элемент заармирован в пластмассовый корпус коммутатора и теплоизолирован от металлического основания корпуса, несущего плату с радиоэлементами. Выступающая площадка теплоотводящего элемента с силовым транзисторным ключом расположена над платой и изолирована от нее, а толщина этой площадки меньше толщины теплоотводящего элемента. This is achieved by reducing the thermal regime of the radioelements on the printed circuit board. In addition, electromagnetic compatibility between the power and control circuits of the switch is provided. For this, the transistor switch is placed on a separate heat sink element having a protruding platform in the upper plane. At the ends of the heat sink element there are through holes, coaxial holes of the switch housing, through which the latter is mounted on a metal platform in thermal contact with the latter, the heat sink element is reinforced in the plastic housing of the switch and insulated from the metal base of the case carrying the circuit board with radio elements. The protruding area of the heat sink element with a power transistor switch is located above the board and isolated from it, and the thickness of this site is less than the thickness of the heat sink element.

На фиг. 1 представлен коммутатор; на фиг. 2 теплоотводящий элемент. In FIG. 1 shows a switch; in FIG. 2 heat sink element.

Коммутатор (фиг.1) содержит пластмассовый корпус 1 с вилкой соединителя 2, крышкой 3 и металлическим основанием 4. The switch (figure 1) contains a plastic housing 1 with a plug connector 2, a cover 3 and a metal base 4.

На металлическом основании 4 размещена керамическая плата 5 с радиоэлементами. В пластмассовый корпус коммутатора заармирован металлический теплоотводящий элемент 6, не имеющий теплового контакта с основанием 4. On a metal base 4 there is a ceramic board 5 with radioelements. In the plastic case of the switch, a metal heat-releasing element 6 is reinforced, which does not have thermal contact with the base 4.

Теплоотводящий элемент (фиг.2) содержит выступающую площадку 7, на которой размещен силовой ключ 8, и основание 9 с боковыми сквозными отверстиями 10, расположенными соосно крепежным отверстиям 11 в корпусе, посредством которых корпус крепится к металлической платформе 12. Нижняя теплоотводящая поверхность 13 элемента 6 расположена на металлической платформе 12 в надежном тепловом контакте с ней, что обеспечивается наличием теплопроводящей пасты КТП-8. Толщина выступающей площадки 7 меньше толщины основания теплоотводящего элемента 6 (например, 1/3 толщины основания). The heat sink element (Fig. 2) contains a protruding platform 7, on which a power switch 8 is placed, and a base 9 with lateral through holes 10 located coaxially with the mounting holes 11 in the housing, through which the housing is attached to the metal platform 12. The lower heat sink surface 13 of the element 6 is located on a metal platform 12 in reliable thermal contact with it, which is ensured by the presence of heat-conducting paste KTP-8. The thickness of the protruding platform 7 is less than the thickness of the base of the heat-removing element 6 (for example, 1/3 of the thickness of the base).

При работе электронного коммутатора под электрической нагрузкой в составе системы зажигания на двигателе в наиболее напряженном режиме по току и напряжению находятся силовой транзисторный ключ 8, который коммутирует значительные (до 10 А) уровни тока в первичной обмотке высоковольтного трансформатора (бобины). В связи с этим на транзисторном ключе рассеивается определенная мощность, которая его разогревает. When the electronic switch is operating under electric load, the power transistor switch 8 is located in the ignition system on the engine in the most intense current and voltage mode, which switches significant (up to 10 A) current levels in the primary winding of the high-voltage transformer (bobbin). In this regard, a certain power is dissipated on the transistor key, which heats it up.

Одновременно транзисторный ключ является источником высокого уровня излучаемых радиопомех как в окружающее пространство, так и для металлических элементов корпуса. Благодаря тому, что транзисторный ключ 8 размещен на специальной площадке 7 отдельного теплоотводящего элемента 6, не имеющего теплового контакта с основанием корпуса, несущим печатную плату 5 с радиоэлементами, между основанием корпуса и металлической платформой 12 имеется воздушный зазор 0,2-0,5 мм, но имеющего надежный тепловой контакт через теплоотводящую поверхность 13 с массивной металлической платформой 12, обеспечивается эффективный отвод тепла от транзисторного ключа 8 и благоприятный тепловой режим работы управляющих радиоэлементов на печатной плате. At the same time, the transistor switch is a source of a high level of radiated interference both in the surrounding space and for the metal elements of the housing. Due to the fact that the transistor switch 8 is located on a special platform 7 of a separate heat sink element 6, which does not have thermal contact with the base of the case, which carries a printed circuit board 5 with radioelements, there is an air gap of 0.2-0.5 mm between the base of the case and the metal platform 12 , but having reliable thermal contact through the heat sink surface 13 with the massive metal platform 12, provides efficient heat removal from the transistor switch 8 and a favorable thermal mode of operation of the radioelements in on a circuit board.

Отсутствие непосредственной гальванической связи между элементом 6 и основанием 4 (корпус заполнен заливочным компаундом-виксинтом К-68 ТУ 38.103508-81) и пространственное удаление транзисторного ключа 8 от печатной платы 5 с управляющими радиоэлементами снижает уровень радиопомех и обеспечивает устойчивую работу коммутатора. The absence of direct galvanic connection between element 6 and base 4 (the housing is filled with K-68 TU 38.103508-81 fill-in-viscinte compound) and the spatial removal of transistor switch 8 from the printed circuit board 5 with control radio elements reduces the level of radio interference and ensures stable operation of the switch.

Армировка пластмассового корпуса 1 теплоотводящим элементом 6 и соосное расположение крепежных отверстий 11 в корпусе с отверстиями 10 в основании 9 элемента 6 обеспечивает надежный тепловой контакт теплоотводящей поверхности 13 с металлической платформой 12. The reinforcement of the plastic housing 1 with a heat-releasing element 6 and the coaxial arrangement of the mounting holes 11 in the housing with the holes 10 in the base 9 of the element 6 ensures reliable thermal contact of the heat-removing surface 13 with the metal platform 12.

Claims

ELECTRONIC COMBUSTER OF THE IGNITION SYSTEM OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE, containing a plastic case with a connector plug, a cover and a metal base, on which is placed a ceramic printed circuit board with radioelements and a power transistor key, while the case is mounted on a metal platform and is fixed to it through the hole, which is secured to it through an opening the fact that the power transistor switch is placed on a separate heat sink element having a protruding platform in the upper cavity at the ends of the heat sink element There are through holes coaxial with the openings of the housing, the lower plane of the heat sink element is located on the metal platform in thermal contact with the latter, the heat sink element being reinforced in the housing and insulated from the metal base of the housing carrying the circuit board with radio elements, the protruding area of the heat sink element with a power transistor key located above the board and isolated from it, and the thickness of this site is less than the thickness of the heat sink element.