RU2107185C1 - Устройство для заряда накопительной емкости в электросистеме двигателя внутреннего сгорания - Google Patents
Устройство для заряда накопительной емкости в электросистеме двигателя внутреннего сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2107185C1 RU2107185C1 RU96112011A RU96112011A RU2107185C1 RU 2107185 C1 RU2107185 C1 RU 2107185C1 RU 96112011 A RU96112011 A RU 96112011A RU 96112011 A RU96112011 A RU 96112011A RU 2107185 C1 RU2107185 C1 RU 2107185C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- winding
- transformer
- circuit
- transistor switch
- transistor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
Abstract
Использование: электрооборудование двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: устройство для заряда накопительной емкости содержит повышающий трансформатор 2, вторичная обмотка 4 которого соединена с выпрямителем 5, а первичная обмотка 3 подключена к низковольтному источнику питания 7 через транзисторный ключ 6, и задающий генератор 8 импульсов, соединенный с цепью управления транзисторного ключа 6. Генератор импульсов 8 и транзисторный ключ 7 выполнены на базе трансформатора 9 с насыщающимся магнитопроводом, первая обмотка 10 которого, являющаяся выходной обмоткой генератора импульсов, включена между базой и эмиттером силового транзистора 11, а вторая обмотка 12 включена в цепь нагрузки последнего, причем первая и вторая обмотки включены согласно, а отношение количества витков в первой обмотке к количеству витков во второй обмотке больше или равно коэффициенту усиления силового транзисторного ключа. Схема 8 запуска транзисторного ключа представляет собой блокинг-генератор с коллекторно-базовой трансформаторной обратной связью, при этом параллельно времязадающему конденсатору 17 блокинг-генератора включена защитная цепь из последовательно соединенных резистора 21 и диода 22, точка соединения которых через дополнительный диод 23 подключена к выводу вторичной обмотки повышающего трансформатора. Устройство может быть снабжено пороговой схемой измерения напряжения на емкостном накопителе энергии, выполненой на резисторах 24, 25 и стабилитроне 27, а трансформатор с насыщающимся магнитопроводом снабжен дополнительной обмоткой 28, выводы которой соединены между собой через полупроводниковый ключ 29 с односторонней проводимостью, управляющий вход которого подключен к выходу упомянутой схемы измерения. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к электрооборудованию двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано в системах электростартерного пуска и искрового зажигания.
Из уровня техники известна электросистема двигателя внутреннего сгорания, содержащая накопительные емкости, одна из которых предназначена для работы в системе электростартерного пуска, а другая - в системе искрового зажигания. Устройство для заряда накопительных емкостей содержит повышающий трансформатор, инвертор, включенный между аккумуляторной батареей и первичной обмоткой трансформатора, и выпрямитель, подключенный ко вторичной обмотке трансформатора [1].
Известно также устройство для заряда накопительной емкости в электронной системе зажигания, содержащее повышающий трансформатор, выпрямитель, подключенный ко вторичной обмотке трансформатора, транзисторный ключ, включенный между первичной обмоткой трансформатора и источником питания, выполненным в виде аккумуляторной батареи, и схему управления транзисторным ключом [2].
Известные устройства для заряда накопительных емкостей недостаточно экономичны и надежны в работе, что объясняется нагревом силовых транзисторов и возможностью выхода их из строя. Потери энергии в выходных транзисторных каскадах обусловливают необходимость применения радиаторов, имеющих большие габариты и вес.
Задача изобретения - повышение экономичности и надежности устройства для заряда накопительной емкости.
Поставленная задача решается путем того, что в устройстве для заряда накопительной емкости, содержащем повышающий трансформатор, вторичная обмотка которого соединена с выпрямителем, а первичная обмотка подключена к низковольтному источнику питания через транзисторный ключ, и задающий генератор импульсов, соединенный с цепью управления транзисторного ключа, генератор импульсов и транзисторный ключ выполнены на базе трансформатора с насыщающимся магнитопроводом, первая обмотка которого, являющаяся выходной обмоткой генератора импульсов, включена между базой и эмиттером транзисторного ключа, а вторая обмотка - включена в цепь нагрузки последнего, причем первая и вторая обмотки включены согласно, а отношение количества витков в первой обмотке к количеству витков во второй обмотке больше или равно коэффициенту усиления силового транзисторного ключа.
Предпочтительным является выполнение генератора импульсов, управляющего работой транзисторного ключа в виде блокинг-генератора с коллекторно-базовой трансформаторной обратной связью, при этом параллельно времязадающему конденсатору блокинг-генератора включают защитную цепь из последовательно соединенных резистора и диода, точка соединения которых через дополнительный диод подключена к выводу вторичной обмотки повышающего трансформатора.
Устройство может быть снабжено пороговой схемой измерения напряжения на емкостном накопителе энергии, а трансформатор с насыщающимся магнитопроводом снабжен дополнительной обмоткой, выводы которой соединены между собой через полупроводниковый ключ с односторонней проводимостью, управляющий вход которого подключен к выходу схемы измерения.
Отличительные признаки изобретения, указанные в п. 1 формулы, обеспечивают получение следующего технического результата.
Ток базы описанного транзисторного ключа пропорционален току нагрузки, что позволяет минимизировать потери энергии в цепи управления ключом. Кроме того, предлагаемый транзисторный ключ запускается малым током и работает в режиме глубокого насыщения. Уменьшаются потери при выключении ключа за счет более эффективного рассасывания неосновных носителей базы.
Описанная в п. 2 защитная цепь предотвращает запуск блокинг-генератора, управляющего транзисторным ключом, во время протекания тока во вторичной обмотке повышающего трансформатора. Это позволяет избежать накопления энергии в индуктивности первичной обмотки и стабилизировать амплитуду тока в коллекторной цепи ключа.
Размещенная на трансформаторе с насыщающимся магнитопроводом дополнительная обмотка, включенная в схему так, как это указано в п. 3 формулы, обеспечивает надежную блокировку транзисторного ключа при достижение заданного напряжения на накопительной емкости.
На фиг. 1 представлена электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - графики, поясняющие работу транзисторного ключа.
Устройство для заряда накопительной емкости 1 содержит повышающий трансформатор 2 с первичной обмоткой 3 и вторичной обмоткой 4, выпрямитель, выполненный в виде диода 5, включенного между одним из выводов вторичной обмотки и массой, транзисторный ключ 6, через который первичная обмотка 3 повышающего трансформатора подключена к низковольтному источнику питания, выполненному в виде аккумуляторной батареи 7, и схему включения транзисторного ключа 6, представляющую собой генератор импульсов 8. Транзисторный ключ 6 и генератор импульсов 8 выполнены на базе трансформатора 9 с насыщающимся сердечником. Первая обмотка 10 трансформатора 9 является выходной обмоткой генератора импульсов 8 и включена между базой и эмиттером силового транзистора 11, на котором выполнен ключ 6, а вторая обмотка 12 трансформатора 9 включена в цепь эмиттера силового транзистора 11, причем обмотки 10 и 12 включены согласно, а отношение количества витков в первой обмотке 10 к количеству витков во второй обмотке 12 больше или равно коэффициенту усиления силового транзистора 11. Между базой и эмиттером силового транзистора 11 включен резистор 13.
Задающий генератор 8 импульсов представляет собой блокинг-генератор, содержащий транзистор 14, в базовую и коллекторную цепи которого включены соответственно обмотки 15 и 16 насыщающегося трансформатора 9. Обмотки 15 и 16 включены согласно и создают положительную обратную связь, необходимую для работы блокинг-генератора. Между одним из выводов обмотки 15 и эмиттером транзистора 14 включен времязадающий конденсатор 17. Точка соединения последнего с обмоткой 15 через резистор 18 подключена к стабилизатору напряжения, выполненному на стабилитроне 19 и резисторе 20. Параллельно времязадающему конденсатору 17 блокинг-генератора включена защитная цепь из последовательно соединенных резисторов 21 и диода 22, точка соединения которых через дополнительный диод 23 подключена к выводу вторичной обмотки 4 повышающего трансформатора 2 и к катоду диода 5.
Устройство также снабжено пороговой схемой измерения напряжения на емкостном накопителе энергии 1, состоящей из делителя напряжения на резисторах 24 и 25 и стабилитрона 27. Трансформатор 9 снабжен дополнительной обмоткой 28, выводы которой соединены между собой через полупроводниковый ключ 29 с односторонней проводимостью, состоящий из транзистора 30, диода 31 и резистора 32. Стабилитрон 27 при этом включен между точкой соединения резисторов 24, 25 и базой транзистора 30. Питание подается на устройство через выключатель 33.
На фиг. 2 представлены графики изменения тока базы Iб, напряжения база-эмиттер Vбэ, и тока коллектора Iк силового транзистора 11.
Устройство работает следующим образом.
После замыкания выключателя 33 начинает работать блокинг-генератор 8. Времязадающий конденсатор 17 заряжается через резисторы 20 и 18 и ток протекает через обмотку 15 трансформатора 9, включенную в базовую цепь транзистора 14. Последний открывается и подключает к источнику питания 7 обмотку 16, включенную согласно с обмоткой 15. В результате лавинообразного процесса отпирания транзистора 14 формируется короткий управляющий импульс, поступающий с обмотки 10 трансформатора 9 в базовую цепь силового транзистора 11 (моменты времени t=0 и t=t3 на графиках, приведенных на фиг. 2). Транзистор 11 при малых токах эмиттера имеет коэффициент усиления 50-100 и более, в его коллекторе имеется индуктивная нагрузка, ток мал и слабый ток транзистора 14 сразу насыщает транзистор 11. Ток начинает протекать в первичной обмотке 3 повышающего трансформатора 2 и в обмотке 12 трансформатора 9. За счет того, что обмотка 12 магнитно связана с обмоткой 10, ток в последней трансформируется как в трансформаторе тока из тока эмиттера транзистора 11. Причем, так как количество витков в обмотке 10 (W10) больше количества витков в обмотке 12 (W12) в B раз (B - минимальный коэффициент усиления транзистора 11), то ток базы транзистора 11
Iб = IкW12/W10,
т.е. обеспечивается ток базы, необходимый для поддержания транзистора 11 в насыщенном состоянии.
Iб = IкW12/W10,
т.е. обеспечивается ток базы, необходимый для поддержания транзистора 11 в насыщенном состоянии.
В момент времени t= t1, сердечник трансформатора 9 насыщается и ток в обмотках 10 и 12 начинает уменьшаться. В момент времени t=t2 знак напряжения на переходе база - эмиттер транзистора 11 изменяется на противоположный и последний закрывается. Этому способствует значительный ток закрытия, поступающий из индуктивного тока трансформатора 9. Фронты закрытия могут быть менее 0,1 мкс, что способствует малой мощности потерь.
В процессе работы транзисторного ключа 6 постоянное напряжение источника 7 преобразуется с помощью трансформатора 2 в более высокое переменное напряжение, которое через выпрямительный диод 5 поступает на заряд накопительной емкости 1.
При протекании тока через диод 5 отрицательный потенциал (-1 В) через диод 23 и резистор 21 поступает в базовую цепь транзистора 14. Это позволяет предотвратить повторное отпирание последнего (и соответственно формирование импульса, включающего силовой транзистор 11) до тех пор, пока идет заряд накопительной емкости 1. После прекращения тока в обмотке 5 описанный выше процесс повторяется.
После заряда накопительной емкости 1 до требуемого уровня напряжения пробивается стабилитрон 27 и транзистор 30 открывается. Таким образом, дополнительная обмотка 28 трансформатора 9 оказывается закороченной через ключ 29 с односторонней проводимостью. Количество витков в обмотке 28 больше количества витков в обмотке 10 и включена она так, что наводимая в ней ЭДС препятствует формированию управляющего импульса в обмотке 10 и транзистор 11 остается в состоянии отсечки несмотря на то, что блокинг-генератор 8 продолжает работать. Это обеспечивает автоматическое поддержание напряжения на емкостном накопителе энергии 1 в заданных пределах.
Claims (3)
1. Устройство для заряда накопительной емкости в электросистеме двигателя внутреннего сгорания, содержащее повышающий трансформатор, вторичная обмотка которого через выпрямитель соединена с накопительной емкостью, а первичная обмотка подключена к низковольтному источнику питания через транзисторный ключ, и задающий генератор импульсов, соединенный с цепью управления транзисторного ключа, отличающееся тем, что генератор импульсов и транзисторный ключ выполнены на базе трансформатора с насыщающимся магнитопроводом, первая обмотка которого, являющаяся выходной обмоткой генератора импульсов, включена между базой и эмиттером транзисторного ключа, а вторая обмотка - включена в цепь нагрузки последнего, причем первая и вторая обмотки включены согласно, а отношение количества витков в первой обмотке к количеству витков во второй обмотке больше или равно коэффициенту усиления транзисторного ключа.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что генератор импульсов выполнен в виде транзисторного блокинг-генератора с коллекторно-базовой трансформаторной связью, причем параллельно времязадающему конденсатору блокинг-генератора включена защитная цепь из последовательно соединенных резистора и диода, точка соединения которых через дополнительный диод подключена к выводу вторичной обмотки повышающего трансформатора.
3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что оно снабжено пороговой схемой измерения напряжения на емкостном накопителе энергии, а трансформатор с насыщающимся магнитопроводом снабжен дополнительной обмоткой, выводы которой соединены между собой через полупроводниковый ключ с односторонней проводимостью, управляющий вход которого подключен к выходу схемы измерения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96112011A RU2107185C1 (ru) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | Устройство для заряда накопительной емкости в электросистеме двигателя внутреннего сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96112011A RU2107185C1 (ru) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | Устройство для заряда накопительной емкости в электросистеме двигателя внутреннего сгорания |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2107185C1 true RU2107185C1 (ru) | 1998-03-20 |
RU96112011A RU96112011A (ru) | 1998-06-27 |
Family
ID=20181966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96112011A RU2107185C1 (ru) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | Устройство для заряда накопительной емкости в электросистеме двигателя внутреннего сгорания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2107185C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2581837C1 (ru) * | 2015-02-17 | 2016-04-20 | Евгений Анатольевич Обжиров | Система зажигания для двигателей внутреннего сгорания |
RU2629751C1 (ru) * | 2016-09-26 | 2017-09-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Устройство для бесконтактной передачи электроэнергии на подводный объект через трансформатор с низким коэффициентом магнитной связи |
-
1996
- 1996-06-14 RU RU96112011A patent/RU2107185C1/ru active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2581837C1 (ru) * | 2015-02-17 | 2016-04-20 | Евгений Анатольевич Обжиров | Система зажигания для двигателей внутреннего сгорания |
WO2016133429A1 (ru) * | 2015-02-17 | 2016-08-25 | Евгений Анатольевич ОБЖИРОВ | Система зажигания для двигателей внутреннего сгорания |
RU2629751C1 (ru) * | 2016-09-26 | 2017-09-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Устройство для бесконтактной передачи электроэнергии на подводный объект через трансформатор с низким коэффициентом магнитной связи |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5558071A (en) | Ignition system power converter and controller | |
EP0297584B1 (en) | Ignition system for internal combustion engine | |
CN109196220B (zh) | 多次充电点火系统和操作多次充电点火系统的方法 | |
EP0297459A2 (en) | Discharge load driving circuit | |
US4117818A (en) | Ignition system for internal combustion engines with tapped ignition coil | |
RU2107185C1 (ru) | Устройство для заряда накопительной емкости в электросистеме двигателя внутреннего сгорания | |
US3626200A (en) | Electric pulse generator means | |
US4829971A (en) | Regulated power supply for a solid state ignition system | |
US4036200A (en) | Capacitor discharge ignition circuit | |
US3453492A (en) | Capacitor discharge ignition system | |
JP2572503Y2 (ja) | 内燃機関用燃料噴射装置 | |
SU960460A2 (ru) | Транзисторна конденсаторна система зажигани | |
RU1838664C (ru) | Устройство электронного зажигани | |
RU2014718C1 (ru) | Устройство управления коммутирующим транзистором | |
RU1830604C (ru) | Стабилизированный однотактный преобразователь напр жени | |
SU289217A1 (ru) | Транзисторная конденсаторная система зажигания | |
SU1429099A1 (ru) | Ключевой регул тор напр жени посто нного тока с защитой от перегрузки по току | |
EP0000652A1 (en) | Internal combustion engine spark ignition apparatus producing an oscillating discharge current of a capacitor | |
SU1488942A1 (ru) | Однотактный преобразователь постоянного напряжения | |
JPS6033753Y2 (ja) | コンデンサ放電式イグニッション装置 | |
SU1658326A1 (ru) | Однотактный преобразователь посто нного напр жени | |
SU892611A1 (ru) | Преобразователь посто нного напр жени | |
RU2118696C1 (ru) | Электронный ключ | |
RU1802854C (ru) | Электронна система зажигани | |
RU1798529C (ru) | Конденсаторна система зажигани |