RU2111378C1 - Spark ignition voltage supply device - Google Patents

Spark ignition voltage supply device Download PDF

Info

Publication number
RU2111378C1
RU2111378C1 RU96112009A RU96112009A RU2111378C1 RU 2111378 C1 RU2111378 C1 RU 2111378C1 RU 96112009 A RU96112009 A RU 96112009A RU 96112009 A RU96112009 A RU 96112009A RU 2111378 C1 RU2111378 C1 RU 2111378C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transformer
winding
circuit
magnetic
switching
Prior art date
Application number
RU96112009A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96112009A (en
Inventor
А.П. Буденный
Original Assignee
Калашников Юрий Дмитриевич
Буденный Анатолий Павлович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Калашников Юрий Дмитриевич, Буденный Анатолий Павлович filed Critical Калашников Юрий Дмитриевич
Priority to RU96112009A priority Critical patent/RU2111378C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2111378C1 publication Critical patent/RU2111378C1/en
Publication of RU96112009A publication Critical patent/RU96112009A/en

Links

Images

Landscapes

  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines; ignition systems. SUBSTANCE: to increase speed of current switching in primary circuit of step up transformer 1 to value exceeding the limits of contact or electronic switch, device is furnished with choke 4 with saturating magnetic circuit (magnetic switch), switching capacitor 7 and switching inductor 8 placed in charging circuit of capacitor 7. Primary winding 2 of step-up transformer is connected to switching capacitor through operating winding 9 of magnetic switch which has magnetizing winding 10 providing saturation of switch magnetic circuit with magnetic flux whose direction is opposite to direction of flux created by operating winding. Voltage supply device can be made according to push-pull circuit. Version is provided for stabilizing amount of energy evolved in spark plug. EFFECT: enlarged operating capabilities. 15 cl, 17 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических системах зажигания двигателей внутреннего сгорания. The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in electrical ignition systems of internal combustion engines.

Для зажигания рабочей смеси в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания используют электрические импульсы напряжением около 30 кВ. Если принять, что суммарная емкость свечи зажигания и подводящего провода составляет около 15 пф, то накопленная перед разрядом энергия будет равна примерно 6,7 мДж. Однако, если учитывать активные сопротивления подводящего провода и гасящего резистора, предназначенного для уменьшения радиопомех, энергия, необходимая для надежного воспламенения смеси, должна быть больше примерно в три аза. To ignite the working mixture in the cylinders of an internal combustion engine, electrical impulses with a voltage of about 30 kV are used. If we assume that the total capacity of the spark plug and the lead wire is about 15 pF, then the energy stored before discharge will be approximately 6.7 mJ. However, if we take into account the active resistances of the lead wire and the quenching resistor, designed to reduce radio interference, the energy necessary for reliable ignition of the mixture should be more than about three basics.

Высокое напряжение налагает жесткие требования на сопротивление утечки свечи зажигания, которое не должно быть меньше 1 МОм. Если же трудно обеспечить такое большое сопротивление, то длительность вырабатываемого импульса должна быть уменьшена до 10 мкс и меньше. Подвод энергии 20 - 40 мДж за время 10 мкс требует импульсной мощности до 400 Вт. Источник питания и ключ должны обеспечивать напряжение и ток, соответствующие этой мощности, причем ограничения на ток могут оказаться наиболее труднопреодолимыми. Например, при напряжении питания 12 В требуется ток 1700 А, что трудновыполнимо. Поэтому в системах зажигания обязательно используется предварительное накопление энергии за сравнительно большое время, чтобы затем выдать ее в импульсе. Требования к коммутационной мощности источника питания при этом снимаются, но требования к ключам остаются. High voltage imposes stringent requirements on the leakage resistance of the spark plug, which should not be less than 1 MΩ. If it is difficult to provide such a large resistance, then the duration of the generated pulse should be reduced to 10 μs or less. An energy supply of 20 - 40 mJ in a time of 10 μs requires a pulsed power of up to 400 watts. The power source and switch must provide a voltage and current corresponding to this power, and current restrictions can be most difficult to overcome. For example, with a supply voltage of 12 V, a current of 1700 A is required, which is difficult. Therefore, in ignition systems, preliminary accumulation of energy for a relatively large time is necessarily used, then to give it out in a pulse. The requirements for the switching power of the power source are removed, but the requirements for the keys remain.

Классическая система зажигания содержит катушку зажигания, представляющую собой индуктивный накопитель энергии, совмещенный с повышающим трансформатором. Импульс зажигания в такой системе вырабатывается при прерывании тока через первичную обмотку катушки зажигания. Известны также системы зажигания, содержащие индуктивный накопитель энергии, выполненный в виде отдельного элемента, включенного в цепь первичной обмотки повышающего трансформатора. Однако системы с накоплением энергии в индуктивности имеют невысокий КПД, а сами накопители имеют большие мссогабаритные показатели. The classical ignition system contains an ignition coil, which is an inductive energy storage device combined with a step-up transformer. An ignition pulse in such a system is generated when the current is interrupted through the primary winding of the ignition coil. Ignition systems are also known, containing an inductive energy storage device, made in the form of a separate element included in the primary winding circuit of a step-up transformer. However, systems with energy storage in the inductance have a low efficiency, and the drives themselves have large overall dimensions.

Известны также системы зажигания с накоплением энергии в конденсаторе, который при искрообразовании разряжается на первичную обмотку повышающего трансформатора через тиристорный или транзисторный ключ. Однако такие системы зажигания не позволяют достигнуть скоростей коммутации, указанных выше. Предел скорости коммутации в них ограничивается возможностями силового полупроводникового ключа. Ignition systems with energy storage in a capacitor are also known, which, when sparked, is discharged to the primary winding of a step-up transformer through a thyristor or transistor switch. However, such ignition systems do not allow reaching the switching speeds indicated above. The switching speed limit in them is limited by the capabilities of the power semiconductor switch.

Из уровня техники известна также система зажигания, в которой для увеличения скорости коммутации применен насыщающийся дроссель (см. заявку ФРГ 2623612, F 02 P 3/08, 1978). Насыщающийся дроссель действительно может быть использован в качестве быстродействующего сильноточного ключа. Однако в рассматриваемой системе зажигания дроссель включен последовательно с традиционным ключом (контактным или электронным) и ограничение тока этого ключа не может быть преодолено, даже если насыщающийся дроссель способен развить большой ток. Применение дросселя, запасающего энергию, как это предлагается в известном изобретении, требует применения магнитного материала со сравнительно малой магнитной проницаемостью или с диэлектрическим зазором. Это в принципе ограничивает область изменения магнитной индукции от нуля до +Bs, в то время как целесообразно использовать магнитный материал в диапазоне от -Bs до +Bs, что позволяет повысить скорость коммутации и снизить габариты дросселя. The ignition system is also known in the prior art, in which a saturable inductor is used to increase the switching speed (see application FRG 2623612, F 02 P 3/08, 1978). A saturable choke can indeed be used as a high-speed high-current key. However, in the ignition system under consideration, the inductor is connected in series with a traditional key (contact or electronic) and the current limitation of this key cannot be overcome, even if a saturable inductor is capable of developing a large current. The use of an energy storage choke, as proposed in the known invention, requires the use of a magnetic material with a relatively low magnetic permeability or with a dielectric gap. This, in principle, limits the range of variation of magnetic induction from zero to + Bs, while it is advisable to use magnetic material in the range from -Bs to + Bs, which allows to increase the switching speed and reduce the dimensions of the inductor.

Кроме того, в известном изобретении основная часть энергии выделяется в индуктивной фазе разряда. Существует мнение, что токи в индуктивной фазе разрушают контакты свечи и предпочтительнее заменить энергию индуктивного разряда на последовательность (цуг)импульсов емкостного разряда. Сколько именно разрядов должно быть в емкостной фазе и какова должна быть энергия разрядов, зависит от типа двигателя и режима его работы. Возможность установить оптимальный режим зажигания в известном изобретении ограничена. In addition, in the known invention, the main part of the energy is released in the inductive phase of the discharge. There is an opinion that currents in the inductive phase destroy the contacts of the spark plugs and it is preferable to replace the energy of the inductive discharge with a sequence (train) of capacitive discharge pulses. How many discharges should be in the capacitive phase and what should be the energy of the discharges depends on the type of engine and its operating mode. The ability to establish the optimal ignition mode in the known invention is limited.

Задачей настоящего изобретения является создание малогабаритного устройства получения напряжения для электроискрового зажигания, обеспечивающего высокую скорость нарастания напряжения во вторичной цепи и требуемую энергию емкостной и индуктивной фаз разряда, а также получение последовательности поджигающих импульсов, обладающих необходимой энергией. Поставленная задача решается путем повышения скорости коммутации тока в первичной цепи выше предела, ограниченного возможностями контактного или электронного ключа. The objective of the present invention is to provide a small-sized device for producing voltage for spark ignition, providing a high rate of voltage rise in the secondary circuit and the required energy of the capacitive and inductive phases of the discharge, as well as obtaining a sequence of ignition pulses with the necessary energy. The problem is solved by increasing the current switching speed in the primary circuit above a limit limited by the capabilities of a contact or electronic key.

Указанный результат достигается тем, что в устройстве получения напряжения для электроискрового зажигания, содержащем повышающий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к схеме формирования импульсов тока, снабженной дросселем с насыщающимся магнитопроводом (магнитным ключом), и управляющий ключ, через который схема формирования соединена с источником питания, схема формирования снабжена коммутирующей емкостью и включенной в цепь ее заряда коммутирующей индуктивностью, при этом первичная обмотка повышающего трансформатора подключена к коммутирующей емкости через рабочую обмотку магнитного ключа, который выполнен с подмагничивающей обмоткой, обеспечивающей насыщение магнитопровода ключа магнитным потоком, направление которого противоположно направлению потока, создаваемого рабочей обмоткой. При таком включении насыщающийся дроссель, именуемый далее магнитном ключом, не служит для накопления энергии, поэтому он может быть взят с максимальной магнитной проницаемостью и смещен перед началом работы в -Bs. Это позволяет обеспечить перепад индукции в 2 Bs со всеми вытекающими преимуществами. Наличие линейной коммутирующей индуктивности и коммутирующего конденсатора между магнитным и электрическим управляющим ключами создает между ними развязку, так что магнитный ключ может развивать любые возможные для него токи, которые не проходят через электрический ключ. Такое включение позволяет получить и другие преимущества, которые будут видны при описании работы устройства. This result is achieved by the fact that in the voltage generating device for electric spark ignition containing a step-up transformer, the primary winding of which is connected to a current pulse generating circuit equipped with a choke with a saturable magnetic circuit (magnetic key), and a control key through which the generating circuit is connected to a power source , the formation circuit is equipped with a switching capacitance and a switching inductance included in the circuit of its charge, while the primary winding of the raising transform The actuator is connected to the switching capacitance through the working winding of the magnetic key, which is made with a magnetizing winding, which ensures saturation of the magnetic circuit of the key with magnetic flux, the direction of which is opposite to the direction of the flow created by the working winding. With this switching on, the saturable inductor, hereinafter referred to as the magnetic key, does not serve to store energy, therefore it can be taken with maximum magnetic permeability and shifted before operation in -Bs. This allows a difference in induction of 2 Bs with all the attendant advantages. The presence of a linear switching inductance and a switching capacitor between the magnetic and electric control keys creates an isolation between them, so that the magnetic switch can develop any currents that can not pass through the electric switch. This inclusion allows you to get other benefits that will be visible when describing the operation of the device.

LC-цепь из последовательно соединенных коммутирующей индуктивности и коммутирующей емкости может быть подключена к источнику питания через управляющий ключ, а повышающий трансформатор выполнен с дополнительной подмагничивающей обмоткой, подключенной к источнику питания и обеспечивающей насыщение магнитопровода повышающего трансформатора магнитным потоком, направление которого противоположно направлению потока, создаваемого первичной обмоткой. Это позволяет использовать для увеличения скорости нарастания тока в первичной обмотке магнитопровод повышающего трансформатора. Подмагничивающие обмотки магнитного ключа и повышающего трансформатора могут быть соединены последовательно, либо подмагничивающая обмотка повышающего трансформатора может быть включена последовательно с коммутирующей индуктивностью в цепь заряда коммутирующей емкости. An LC circuit made of series-connected switching inductance and switching capacitance can be connected to the power source via a control key, and the step-up transformer is made with an additional magnetizing winding connected to the power source and providing saturation of the step-up transformer magnetic circuit with magnetic flux, the direction of which is opposite to the direction of the flow generated primary winding. This makes it possible to use a magnetic circuit of a step-up transformer to increase the slew rate of the current in the primary winding. The magnetizing windings of the magnetic switch and the step-up transformer can be connected in series, or the magnetizing winding of the step-up transformer can be connected in series with the switching inductance in the charge circuit of the switching capacitor.

При невозможности выполнения повышающего трансформатора с подмагничивающей обмоткой, для увеличения скорости коммутации и количества энергии, накапливаемой в коммутирующей емкости, магнитный ключ снабжают трансформаторной обмоткой, а цепь из последовательно соединенных управляющего ключа, коммутирующей индуктивности, трансформаторной обмотки магнитного ключа и коммутирующей емкости включают между одним из полюсов источника питания и первым выводом первичной обмотки повышающего трансформатора. Второй вывод первичной обмотки при этом соединяют со вторым полюсом источника питания и, через рабочую обмотку дросселя, - с точкой соединения коммутирующей индуктивности с трансформаторной обмоткой магнитного ключа. Устройство при этом может быть снабжено дополнительным ускоряющим каскадом, состоящим из второй коммутирующей емкости и второго магнитного ключа, при этом коммутирующие емкости соединены последовательно и включены между трансформаторной обмоткой первого магнитного ключа и первым выводом первичной обмотки повышающего трансформатора, второй вывод которой подключен к точке соединения емкостей через второй магнитный ключ. If it is not possible to make a step-up transformer with a magnetizing winding, to increase the switching speed and the amount of energy accumulated in the switching capacitance, the magnetic key is provided with a transformer winding, and a circuit of serially connected control key, switching inductance, transformer winding of the magnetic key and switching capacitance is connected between one of poles of the power source and the first output of the primary winding of the step-up transformer. The second output of the primary winding is connected to the second pole of the power source and, through the working winding of the inductor, to the connection point of the switching inductance with the transformer winding of the magnetic key. The device can be equipped with an additional accelerating cascade consisting of a second switching capacitance and a second magnetic key, while the switching capacitances are connected in series and connected between the transformer winding of the first magnetic key and the first terminal of the primary winding of the step-up transformer, the second terminal of which is connected to the connection point of the capacitors through the second magnetic key.

Параллельно коммутирующей емкости, соединенной с первичной обмоткой повышающего трансформатора, может быть подключен обратный диод. При этом сразу за емкостной фазой разряда следует индуктивная, т.е. имеет место только один импульс. Параллельно первичной обмотке повышающего трансформатора подключают шунтирующий резистор, способствующий затуханию колебаний во время переходных процессов, возникающих в схеме. In parallel with the switching capacitance connected to the primary winding of the step-up transformer, a reverse diode can be connected. In this case, the inductive phase immediately follows the capacitive phase of the discharge, i.e. there is only one impulse. In parallel with the primary winding of the step-up transformer, a shunt resistor is connected, which contributes to the damping of oscillations during transients that occur in the circuit.

В соответствии с другим вариантом, устройство получения напряжения для электроискрового зажигания, содержащее повышающий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к схеме формирования импульсов тока, снабженной магнитным ключом, и схему управления, через которую схема формирования соединена с источником питания, отличается тем, что схема формирования снабжена коммутирующей емкостью и двумя магнитосвязанными коммутирующими индуктивностями, магнитный ключ выполнен с подмагничивающей обмоткой и двумя симметричными рабочими обмотками, обеспечивающими его переход из одного насыщающего состояния в другое, а коммутационная схема выполнена в виде двух управляющих ключей, причем к источнику питания подключены две параллельные цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных одной из рабочих обмоток магнитного ключа, коммутирующей индуктивности и управляющего ключа, а коммутирующая емкость, рабочие обмотки магнитного ключа и первичная обмотка повышающего трансформатора образуют замкнутый контур разряда коммутирующей емкости, в цепь заряда которой включена одна коммутирующая индуктивность, а в цепь перезаряда - другая коммутирующая индуктивность. Данный вариант предполагает выполнение устройства получения напряжения по двухтактной схеме, что позволяет уменьшить мощность, расходуемую на подмагничивание ключей. Первые выводы рабочих обмоток магнитного ключа могут быть соединены с общую точку, а последовательно соединенные коммутирующий конденсатор и первичная обмотка повышающего трансформатора включены между вторыми выводами рабочих обмоток магнитного ключа. Для более эффективной работы устройство может быть снабжено дополнительным каскадом, состоящим из второй коммутирующей емкости, включенной последовательно с первой, и второго магнитного ключа, включенного между точкой соединения емкостей и выводом первичной обмотки повышающего трансформатора. Так же как и в однотактной схеме, описанной выше, возможно выполнение повышающего трансформатора с подмагничивающей обмоткой. Его первичная обмотка при этом может быть выполнена со средней точкой, которая подключена к источнику питания, при этом крайние выводы первичной обмотки подключены к параллельным цепям, состоящим из последовательно соединенных одной из рабочих обмоток магнитного ключа, коммутирующей индуктивности и управляющего ключа, а подмагничивающие обмотки магнитного ключа и повышающего трансформатора соединены последовательно и образуют замкнутый контур. In accordance with another embodiment, a voltage-generating device for spark ignition, comprising a step-up transformer, the primary winding of which is connected to a current pulse generating circuit provided with a magnetic key, and a control circuit through which the generating circuit is connected to a power source, characterized in that the generating circuit equipped with a switching capacitance and two magnetically connected switching inductances, the magnetic key is made with a magnetizing winding and two symmetrical working windings, ensuring its transition from one saturating state to another, and the switching circuit is made in the form of two control keys, and two parallel circuits are connected to the power source, each of which consists of one of the working windings of a magnetic key, a commuting inductance and a control circuit connected in series key, and the switching capacity, the working windings of the magnetic key and the primary winding of the step-up transformer form a closed discharge circuit of the switching capacity, in the charge circuit to Torah includes one commuting inductance, and recharge circuit - another commuting inductance. This option involves the implementation of a device for receiving voltage in a push-pull circuit, which reduces the power spent on magnetizing the keys. The first terminals of the working windings of the magnetic key can be connected to a common point, and the series-connected switching capacitor and the primary winding of the step-up transformer are connected between the second terminals of the working windings of the magnetic key. For more efficient operation, the device can be equipped with an additional cascade consisting of a second switching capacitor connected in series with the first and a second magnetic key connected between the connection point of the capacitors and the output of the primary winding of the step-up transformer. As in the single-cycle circuit described above, it is possible to make a step-up transformer with a magnetizing winding. In this case, its primary winding can be performed with a midpoint that is connected to a power source, while the extreme terminals of the primary winding are connected to parallel circuits, consisting of one of the working windings of the magnetic key, commutating inductance and control key, and the magnetizing windings of the magnetic key and step-up transformer are connected in series and form a closed loop.

Третий вариант устройства позволяет получать искру, энергия которой стабильна и не зависит от емкости свечи зажигания и величины пробивного напряжения. Данный технический результат достигается тем, что устройство получения напряжения для электроискрового зажигания, содержащее источник импульсов напряжения, повышающий трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к свече зажигания, а первичная обмотка соединена последовательно с магнитным ключом, снабжено накопительным и вспомогательным конденсаторами, накопительный конденсатор подключен к источнику импульсов напряжения, вторичная обмотка повышающего трансформатора включена между накопительным конденсатором и свечой зажигания, а вспомогательный конденсатор и магнитный ключ включены в цепь питания первичной обмотки повышающего трансформатора. Цепь из последовательно соединенных вспомогательного конденсатора, первичной обмотки повышающего трансформатора и магнитного ключа может быть подключена параллельно накопительному конденсатору. Возможно выполнение магнитного ключа с трансформаторной обмоткой, включенной последовательно с накопительным конденсатором и образующей с первичной обмоткой повышающего трансформатора и с вспомогательным конденсатором замкнутый контур. The third version of the device allows you to get a spark whose energy is stable and does not depend on the capacity of the spark plug and the magnitude of the breakdown voltage. This technical result is achieved in that the voltage generating device for spark ignition, comprising a voltage pulse source, a step-up transformer, the secondary winding of which is connected to the spark plug, and the primary winding is connected in series with a magnetic key, is equipped with a storage and auxiliary capacitors, a storage capacitor is connected to the source voltage pulses, the secondary winding of the step-up transformer is connected between the storage capacitor and the spark plug Egan, and an auxiliary capacitor and a magnetic switch included in the primary winding circuit power-up transformer. A chain of serially connected auxiliary capacitor, primary winding of step-up transformer and magnetic key can be connected in parallel with the storage capacitor. It is possible to carry out a magnetic key with a transformer winding connected in series with a storage capacitor and forming a closed loop with a primary winding of a step-up transformer and with an auxiliary capacitor.

Таким образом, отличительные признаки каждого из описанных вариантов изобретения позволяют решить поставленную задачу. Thus, the distinctive features of each of the described variants of the invention allow to solve the problem.

На чертежах представлены электрические схемы вариантов предлагаемого устройства получения напряжения для электроискрового зажигания. The drawings show electrical diagrams of variants of the proposed device for producing voltage for spark ignition.

Фиг. 1 - электрическая схема одноимпульсного устройства, выполненного в соответствии с п. 1 - 3 формулы изобретения; фиг. 2 - диаграммы, поясняющие работы схемы, представленной на фиг. 1; на фиг. 3 - схема многоимпульсного устройства, выполненного в соответствии с п. 1 - 3 формулы; фиг. 4 - диаграммы, поясняющие работу схемы, представленной на фиг. 3; фиг. 5 - 8 - возможные варианты подключения подмагничивающих обмоток магнитного ключа и повышающего трансформатора; фиг. 9 - диаграммы, поясняющие работу схемы, изображенной на фиг. 5% фиг. 10 - схема устройства получения импульсов, магнитный ключ которого снабжен дополнительной трансформаторной обмоткой (п. 5 формулы изобретения); фиг. 11 - схема устройства с дополнительным ускоряющим каскадом (п. 6 формулы изобретения); фиг. 12 - двухтактная схема устройства с дополнительным ускоряющим каскадом; фиг. 13 - двухтактная схема устройства с повышающим трансформатором, имеющим подмагничивающую обмотку; фиг. 14 - 17 - примеры выполнения устройства, позволяющего стабилизировать энергию искры. FIG. 1 is an electrical diagram of a single-pulse device made in accordance with paragraphs 1 to 3 of the claims; FIG. 2 is a diagram explaining the operation of the circuit shown in FIG. one; in FIG. 3 is a diagram of a multi-pulse device made in accordance with paragraph 1 to 3 of the formula; FIG. 4 is a diagram explaining the operation of the circuit shown in FIG. 3; FIG. 5 - 8 - possible options for connecting the magnetizing windings of the magnetic key and step-up transformer; FIG. 9 is a diagram explaining the operation of the circuit shown in FIG. 5% of FIG. 10 is a diagram of a pulse receiving device, the magnetic key of which is provided with an additional transformer winding (paragraph 5 of the claims); FIG. 11 is a diagram of a device with an additional accelerating cascade (p. 6 claims); FIG. 12 is a push-pull circuit of the device with an additional accelerating cascade; FIG. 13 is a push-pull circuit of a device with a step-up transformer having a magnetizing winding; FIG. 14 - 17 are examples of a device for stabilizing the energy of a spark.

Устройство получения напряжения для электроискрового зажигания согласно варианту, представленному на фиг. 1, содержит повышающий трансформатор 1, первичная обмотка 2 которого подключена к схеме 3 формирования импульсов тока, снабженной дросселем 4 с насыщающимся магнитопроводом (магнитным ключом), и управляющий ключ 5, через который схема 3 формирования соединена с источником питания 6. Схема 3 формирования снабжена коммутирующей емкостью 7 и включенной в цепь ее заряда коммутирующей индуктивностью 8, при этом первичная обмотка 2 повышающего трансформатора подключена к коммутирующей емкости 7 через рабочую обмотку 9 магнитного ключа, который выполнен с подмагничивающей обмоткой 10, обеспечивающей насыщение магнитопровода ключа магнитным потоком, направление которого противоположно направлению потока, создаваемого рабочей обмоткой 9. Вторичная обмотка 11 повышающего трансформатора 1 через контакт распределителя 12 подключена к свече зажигания 13. С помощью конденсаторов 14 и 15 показаны паразитные емкости высоковольтных проводов и свечи зажигания. A voltage generating apparatus for spark ignition according to the embodiment of FIG. 1, comprises a step-up transformer 1, the primary winding 2 of which is connected to a current pulse generating circuit 3, equipped with a choke 4 with a saturable magnetic circuit (magnetic key), and a control key 5, through which the forming circuit 3 is connected to a power source 6. The generating circuit 3 is provided switching capacitance 7 and a switching inductance 8 included in the circuit of its charge, while the primary winding 2 of the step-up transformer is connected to the switching capacitance 7 through the working winding 9 of the magnetic key, which It is connected with a magnetizing winding 10, which saturates the magnetic core of the key with magnetic flux, the direction of which is opposite to the direction of the flux created by the working winding 9. The secondary winding 11 of the step-up transformer 1 is connected to the spark plug 13 through the contact of the distributor 12. wires and spark plugs.

Повышающий трансформатор снабжен подмагничивающей обмоткой 15. Подмагничивающие обмотки 10 и 15 магнитного ключа и повышающего трансформатора соединены последовательно и подключены к источнику питания 6 через резистор 16. Параллельно первичной обмотке 2 повышающего трансформатора подключено шунтирующее сопротивление 17. Параллельно коммутирующей емкости 7 подключен обратный диод 18. The step-up transformer is equipped with a magnetizing winding 15. The magnetizing windings 10 and 15 of the magnetic key and the step-up transformer are connected in series and connected to a power source 6 through a resistor 16. A shunt resistance 17 is connected in parallel with the primary winding 2 of the step-up transformer. A reverse diode 18 is connected in parallel with the switching capacitance 7.

Многоимпульсная схема, изображенная на фиг. 3, не содержит обратного диода 18, а транзисторный ключ 5 (для защиты от обратного напряжения) подключен к источнику питания 6 через диод 19. Обмотка подмагничивания трансформатора 1 может представлять собой один виток, который включен в цепь заряда коммутирующего конденсатора 7, как это показано на фиг. 5 - 8. Это эквивалентно включению приведенной к данному витку емкости 20 последовательно с конденсатором 7. Как указано на фиг. 7, коммутирующая емкость может быть разделена на два конденсатора 21 и 22, причем виток подмагничивания включен в цепь заряда только одного из них. The multi-pulse circuit depicted in FIG. 3, does not contain a reverse diode 18, and the transistor switch 5 (for protection against reverse voltage) is connected to a power source 6 through a diode 19. The magnetization winding of the transformer 1 can be a single turn, which is included in the charge circuit of the switching capacitor 7, as shown in FIG. 5 - 8. This is equivalent to turning on the capacitor 20 brought to this coil in series with the capacitor 7. As indicated in FIG. 7, the switching capacitance can be divided into two capacitors 21 and 22, and a bias coil is included in the charge circuit of only one of them.

На фиг. 10 представлена схема, согласно которой магнитный ключ 4 снабжен трансформаторной обмоткой 23, а цепь из последовательно соединенных управляющего ключа 5, коммутирующей индуктивности 8, трансформаторной обмотки 23 магнитного ключа и коммутирующей емкости 7 включена между одним из полюсом источника питания 6 и первым выводом первичной обмотки 2 повышающего трансформатора, второй вывод которой соединен со вторым полюсом источника питания 6 и через рабочую обмотку 9 магнитного ключа подключен к точке соединения коммутирующей индуктивности 8 с трансформаторной обмоткой 23. Данная схема, как это указано на фиг. 11, может быть снабжена дополнительным каскадом, состоящим из второй коммутирующей емкости 24 и второго магнитного ключа 25, при этом коммутирующие емкости 7 и 24 соединены последовательно и включены между трансформаторной обмоткой 23 первого магнитного ключа 4 и первым выводом первичной обмотки 2 повышающего трансформатора, второй вывод которой подключен к точке соединения емкостей 7 и 24 через второй магнитный ключ 25. В состав схемы также входит шунтирующий резистор 26, подключенный параллельно второму магнитному ключу 25, и шунтирующий резистор 27, включенный между точкой соединения трансформаторной обмотки 23 с коммутирующей емкостью 7 и вторым выводом первичной обмотки 2 повышающего трансформатора. In FIG. 10 is a diagram according to which the magnetic switch 4 is equipped with a transformer winding 23, and a chain of serially connected control key 5, switching inductance 8, transformer winding 23 of the magnetic key and switching capacitance 7 is connected between one of the pole of the power source 6 and the first output of the primary winding 2 step-up transformer, the second terminal of which is connected to the second pole of the power source 6 and through the working winding 9 of the magnetic key is connected to the connection point of the switching inductance 8 s ransformatornoy winding 23. This circuit, as shown in FIG. 11 may be provided with an additional cascade consisting of a second switching capacitance 24 and a second magnetic key 25, while the switching capacities 7 and 24 are connected in series and connected between the transformer winding 23 of the first magnetic key 4 and the first terminal of the primary winding 2 of the step-up transformer, the second terminal which is connected to the connection point of the tanks 7 and 24 through the second magnetic key 25. The circuit also includes a shunt resistor 26 connected in parallel with the second magnetic key 25, and a shunt resistor R-27 connected between the connection point of the transformer winding 23, a switching capacitance 7 and the second terminal of the primary winding of the boosting transformer 2.

В двухтактной схеме устройства, представленной на фиг. 12, съема формирования импульсов тока снабжена коммутирующими емкостями 7 и 24, и двумя магнитосвязанными коммутирующими индуктивностями 8 и 28, магнитный ключ 4 выполнен с двумя симметричными рабочими обмотками 9 и 29, обеспечивающими его переход из одного насыщенного состояния в другое, а коммутационная схема 30 выполнена в виде двух управляющих ключей 31 и 32. Причем к источнику питания подключены две параллельные цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных одной из рабочих обмоток магнитного ключа, коммутирующей индуктивности и управляющего ключа. Первые выводы рабочих обмоток 9 и 29 магнитно ключа соединены в общую точку, а последовательно соединенные коммутирующие конденсаторы 7 и 24 и первичная обмотка 2 повышающего трансформатора включены между вторыми выводами рабочих обмоток. Таким образом, последовательно соединение коммутирующие емкости 7 и 24, рабочие обмотки 9 и 29 магнитного ключа и первичная обмотка 2 повышающего трансформатора образуют замкнутый контур. Схема снабжена вторым магнитным ключом 25 и шунтирующими сопротивлениями 17 и 26, включенными также как в схеме, представленной на фиг. 11, описанной выше. Подмагничивающая обмотка 10 магнитного ключа в данной схеме подключена к источнику питания 6 через резистор 16. In the push-pull circuit of the device of FIG. 12, the current pulse generation detachment is equipped with switching capacitances 7 and 24, and two magnetically connected switching inductances 8 and 28, the magnetic key 4 is made with two symmetrical working windings 9 and 29, ensuring its transition from one saturated state to another, and the switching circuit 30 is made in the form of two control keys 31 and 32. Moreover, two parallel circuits are connected to the power source, each of which consists of one of the working windings of a magnetic key connected inductively in series STI and control key. The first conclusions of the working windings 9 and 29 of the magnetic key are connected to a common point, and the series-connected switching capacitors 7 and 24 and the primary winding 2 of the step-up transformer are connected between the second conclusions of the working windings. Thus, in series connection the switching capacitances 7 and 24, the working windings 9 and 29 of the magnetic key and the primary winding 2 of the step-up transformer form a closed loop. The circuit is equipped with a second magnetic key 25 and shunt resistances 17 and 26, which are also included as in the circuit shown in FIG. 11 described above. The magnetizing winding 10 of the magnetic key in this circuit is connected to a power source 6 through a resistor 16.

Повышающий трансформатор 1 может быть выполнен с подмагничивающей обмоткой 15, а его первичная обмотка 2 - выполнена со средней точкой, которая подключена к источнику питания, причем крайние выводы первичной обмотки подключены к параллельным цепям, состоящим из последовательно соединенных одной из рабочих обмоток 9 или 29 магнитного ключа, коммутирующей индуктивности 8 или 28 и управляющего ключа 31 или 32, а магнитный ключ снабжен дополнительной обмоткой смещения 33, включенной последовательно с подмагничивающей обмоткой 15 повышающего трансформатора и образующей с ней замкнутый контур (см. фиг. 13). Магнитный ключ может быть также снабжен дополнительной подмагничивающей обмоткой 34, включенной противофазно обмотке 10. Ток через обмотку 34 ограничивается с помощью сопротивления 35. В цепи питания обмоток 10 и 34 включены коммутационные элементы 36 и 37. The step-up transformer 1 can be made with a magnetizing winding 15, and its primary winding 2 is made with a midpoint that is connected to a power source, and the extreme terminals of the primary winding are connected to parallel circuits consisting of one of the working windings 9 or 29 of the magnetic key switching inductance 8 or 28 and the control key 31 or 32, and the magnetic key is equipped with an additional bias winding 33, connected in series with the magnetizing winding 15 increasing trans rmatora and closed loop forming with it (see. Fig. 13). The magnetic key can also be equipped with an additional magnetizing winding 34, which is connected in antiphase winding 10. The current through the winding 34 is limited by resistance 35. In the power circuit of the windings 10 and 34, switching elements 36 and 37 are included.

Вариант устройства получения напряжения для электроискрового зажигания, представленный на фиг. 14 - 17, содержит источник импульсов напряжения (на фиг. не показан), повышающий трансформатор 1, вторичная обмотка 11 которого подключена к свече зажигания 13, а первичная обмотка 2 - соединена последовательно с магнитным ключом 4, накопительный конденсатор 38, вспомогательный конденсатор 39, и шунтирующие сопротивления 40 и 41, одно из которых подключено параллельно вторичной обмотке повышающего трансформатора, а второе - параллельно рабочей обмотке магнитного ключа 4. Накопительный конденсатор 38 подключен к источнику импульсов напряжения, вторичная обмотка 11 повышающего трансформатора включена между накопительным конденсатором 38 и свечой зажигания 13, а вспомогательный конденсатор 39 и магнитный ключ 4 включены в цепь питания первичной обмотки 2 повышающего трансформатора. The embodiment of the voltage generating apparatus for spark ignition shown in FIG. 14 to 17, contains a voltage pulse source (not shown in FIG.), A step-up transformer 1, the secondary winding of which 11 is connected to the spark plug 13, and the primary winding 2 is connected in series with a magnetic key 4, a storage capacitor 38, an auxiliary capacitor 39, and shunt resistances 40 and 41, one of which is connected parallel to the secondary winding of the step-up transformer, and the second is parallel to the working winding of the magnetic key 4. The storage capacitor 38 is connected to a voltage pulse source, the secondary Single winding-up transformer 11 is connected between the storage capacitor 38 and the spark plug 13, and the auxiliary capacitor 39 and the magnetic key 4 included in the primary winding of the power supply circuit 2 up transformer.

Цепь из последовательно соединенных вспомогательного конденсатора 39, первичной обмотки 2 повышающего трансформатора и магнитного ключа 4 может быть подключена параллельно накопительному конденсатору 38, как это показано на фиг. 14 и 15. Магнитный ключ 4 может быть выполнен с трансформаторной обмоткой 23, при этом рабочая обмотка 9 включена последовательно с накопительным конденсатором 38, а трансформаторная - образует с первичной обмоткой 2 повышающего трансформатора и с вспомогательным конденсатором 39 замкнутый контур (фиг. 16 и 17). A chain of serially connected auxiliary capacitor 39, primary winding 2 of the step-up transformer and magnetic key 4 can be connected in parallel with the storage capacitor 38, as shown in FIG. 14 and 15. The magnetic key 4 can be made with a transformer winding 23, while the working winding 9 is connected in series with the storage capacitor 38, and the transformer - forms a closed loop with the primary winding 2 of the step-up transformer and with an auxiliary capacitor 39 (Fig. 16 and 17 )

Шунтирующий резистор 41 при этом подключают параллельно трансформаторной обмотке 23. The shunt resistor 41 is connected in parallel with the transformer winding 23.

Схемы, представленные на фиг. 14 - 17 могут быть использованы при размещении повышающего трансформатора 1 непосредственно на свече зажигания 13, то есть для каждой свечи зажигания 13 должен быть предусмотрен отдельный повышающий трансформатор. The circuits shown in FIG. 14-17 can be used when placing the step-up transformer 1 directly on the spark plug 13, that is, a separate step-up transformer should be provided for each spark plug 13.

Устройство получения напряжения для электроискрового зажигания работает следующим образом. A device for producing voltage for spark ignition works as follows.

Перед началом работы трансформатор 1 и магнитный ключ 4 смещаются в состояние -Bs по отношению к рабочему ходу, как это видно из схемы, приведенной на фиг. 1. То есть их магнитопроводы насыщаются до индукции -Bs магнитным потоком, создаваемым обмотками подмагничивания 10 и 15. Before starting operation, the transformer 1 and the magnetic switch 4 are shifted to the -Bs state with respect to the stroke, as can be seen from the circuit shown in FIG. 1. That is, their magnetic circuits are saturated before the induction of -Bs by the magnetic flux created by the magnetization windings 10 and 15.

При замыкании управляющего ключа 5 напряжение U1 становится равным напряжению E источника питания 6 и коммутирующий конденсатор 7 начинает заряжаться от источника питания 6 через коммутирующую индуктивность 8. Ток I1 через коммутирующую индуктивность 8 нарастает по синусоиде (фиг. 2в), достигает максимума и спадает до нуля. Напряжение U2, приложенное к рабочей обмотке 9 магнитного ключа, увеличивается по косинусоиде (фиг. 2б). Индукция в магнитном ключе 4 нарастает от -Bs через нуль к +Bs в соответствии с вольтсекундной площадью графика изменения напряжения U2. Когда ∫ U2dt достигнет величины 2B S W, где Sc - площадь магнитопровода, W - число витков рабочей обмотки, магнитопровод ключа 4 насыщается и конденсатор 7 соединяется с первичной обмоткой 2 повышающего трансформатора 12 через небольшую индуктивность рабочей обмотки 9. Конденсатор 7 образует с первичной обмоткой 2 LC-контур, постоянная времени которого на порядок меньше, чем постоянная времени контура, образованного конденсатором 7 и коммутирующей индуктивностью 8. В результате напряжение U3 и ток через первичную обмотку 12 (фиг. 2г и 2д) нарастают значительно круче, чем напряжение U2, что позволяет использовать трансформатор 1 меньшего размера и с меньшим числом витков.When the control switch 5 closes, the voltage U 1 becomes equal to the voltage E of the power source 6 and the switching capacitor 7 starts to be charged from the power source 6 through the switching inductance 8. The current I 1 through the switching inductance 8 increases in a sinusoid (Fig. 2c), reaches a maximum and decreases to zero. The voltage U 2 applied to the working winding 9 of the magnetic key increases along the cosine (Fig. 2b). Induction in magnetic key 4 rises from -Bs through zero to + Bs in accordance with the volt-second area of the voltage change graph U 2 . When ∫ U 2 dt reaches 2B SW, where S c is the area of the magnetic circuit, W is the number of turns of the working winding, the magnetic circuit of the key 4 is saturated and the capacitor 7 is connected to the primary winding 2 of the step-up transformer 12 through a small inductance of the working winding 9. The capacitor 7 forms with the primary winding 2 LC-circuit whose time constant is much less than the time constant of the circuit formed by the capacitor 7 and the inductance of the switching 8. As a result, the voltage U 3 and the current through the primary winding 12 (FIG. 2d and 2e) growing znach Tel'nykh steeper than the voltage U 2, that allows the use of a transformer 1 with a smaller and smaller number of turns.

На фиг. 2 показан случай, когда магнитный ключ 4 еще не насыщен, в то время как ток I1 достиг нуля, а напряжение U2 - достигло максимума. Если управляющий ключ 5 при этом закрывается, например, если он выполнен на тиристоре, то напряжение U2 достигает 2E, как это показано на фигуре 2б. Такое соотношение времен его понимания работы устройства, фактически же, ив, выгоднее уменьшать вольт-секундную площадь ключа 4 так, его срабатывание происходило в момент равенства тока I1 и даже несколько раньше, несмотря на то, что при этом могут некоторые потери энергии. Обратим внимание, что в приведенном на 2 случае к управляющему ключу 5 прикладывается обратное напряжение, примерно равное -E. Для защиты от обратного напряжения предназначен диод 19 (см. фиг. 3).In FIG. 2 shows the case when the magnetic switch 4 is not yet saturated, while the current I 1 has reached zero, and the voltage U 2 has reached a maximum. If the control key 5 is closed, for example, if it is made on a thyristor, then the voltage U 2 reaches 2E, as shown in figure 2b. Such a ratio of the times of his understanding of the operation of the device, in fact, it will be more profitable to reduce the volt-second area of the key 4 so that it triggered at the moment of equal current I 1 and even somewhat earlier, despite the fact that some energy losses could occur. Note that in the case shown in 2, a reverse voltage of approximately -E is applied to the control switch 5. To protect against reverse voltage, a diode 19 is designed (see Fig. 3).

Срабатывание магнитного ключа 4 приводит к передаче энергии из емкости 7 в емкость 20 (см. фиг. 3), равную сумме емкостей 14 и 15. Если приведенная к первичной обмотке трансформатора емкость 20 равна емкости конденсатора 7, то передача энергии оказывается полной (напряжение U3 достигает величины 2E, кривая изменения тока I2 представляет собой половину синусоиды, конденсатор 7 полностью разряжается, а конденсатор 20 - заряжается до максимального напряжения. Если напряжение на свече 13 в этот момент оказывается меньше пробивного напряжения, разряд не возникает, и оставшаяся энергия выделяется во время колебательного процесса, возникающего при периодических срабатываниях магнитного ключа. Сопротивление 17 при этом способствует затуханию процесса. Если же происходит разряд в свече, то вся энергия выделяется в емкостной фазе разряда.The operation of the magnetic key 4 leads to the transfer of energy from the capacitance 7 to the capacitance 20 (see Fig. 3), equal to the sum of the capacities 14 and 15. If the capacitance 20 reduced to the primary winding of the transformer is equal to the capacitance of the capacitor 7, then the energy transfer is complete (voltage U 3 reaches a value of 2E, the current curve I 2 is half the sine wave, the capacitor 7 is completely discharged, and the capacitor 20 is charged to the maximum voltage. If the voltage on the candle 13 at this moment is less than the breakdown voltage, the discharge is not it occurs, and the remaining energy is released during the oscillatory process that occurs during periodic trips of the magnetic key. Resistance 17 contributes to the process attenuation. If discharge occurs in the candle, then all the energy is released in the capacitive phase of the discharge.

Более типичным является случай, когда разряд возникнет при меньшем напряжении. На фиг. 2ж, з, и приведены диаграммы, иллюстрирующие такой случай. При падении напряжения U4, ток I2, уже достигший максимума в синусоиде, снова начинает увеличиваться, и оставшаяся в конденсаторе 7 энергия переходит в индуктивность насыщенного магнитного ключа 4 (фиг. 2з). Напряжение U2 падает с растущей скоростью и в момент максимума тока I2 достигает нуля. Диод 18 не позволяет напряжению U2 стать существенно меньшим нуля, разряд конденсатора 7 прекращается, и ток I2 насыщенного магнитного ключа 4 медленно уменьшается, образуя индуктивную фазу разряда. Следует отметить, что напряжение U4 во время индуктивной фазы не равно нулю. Пунктиром на фиг. 2 ж, з, и показаны кривые изменения напряжений и тока в случае, если пробоя искрового промежутка свечи зажигания не произошло.More typical is the case when the discharge occurs at a lower voltage. In FIG. 2g, h, and diagrams are presented illustrating such a case. When the voltage U 4 drops, the current I 2 , which has already reached a maximum in the sinusoid, starts to increase again, and the energy remaining in the capacitor 7 goes into the inductance of the saturated magnetic switch 4 (Fig. 2h). The voltage U 2 drops with increasing speed and at the time of maximum current I 2 reaches zero. The diode 18 does not allow the voltage U 2 to become significantly less than zero, the discharge of the capacitor 7 stops, and the current I 2 of the saturated magnetic switch 4 slowly decreases, forming the inductive phase of the discharge. It should be noted that the voltage U 4 during the inductive phase is not equal to zero. The dotted line in FIG. 2 g, h, and shows the curves of changes in voltage and current in the event that breakdown of the spark gap of the spark plug does not occur.

После окончания индуктивной фазы разряда следует фаза предсмещения (подмагничивания) магнитного ключа 4 и повышающего трансформатора 1 и подготовка их к следующему циклу. Шунтирующее сопротивление 17 способствует затуханию процессов предсмещения. After the end of the inductive phase of the discharge, the phase of pre-bias (magnetization) of the magnetic key 4 and step-up transformer 1 and their preparation for the next cycle follows. Shunt resistance 17 contributes to the attenuation of pre-bias processes.

Таким образом, ток, протекающий через магнитный ключ 4 и, соответственно, через первичную обмотку 2 повышающего трансформатора, значительно больше, чем ток, протекающий через управляющий ключ 5. Увеличение тока при уменьшении времени его протекания позволяет снизить требования к изоляции высоковольтных цепей. Габариты магнитного ключа 4 уменьшаются за счет использования двойного перепада индукции, а габариты повышающего трансформатора 4 уменьшаются как по той же причине, так и в результате укорочения импульса на его выходе. Thus, the current flowing through the magnetic switch 4 and, accordingly, through the primary winding 2 of the step-up transformer, is much larger than the current flowing through the control switch 5. Increasing the current while decreasing the time it takes to reduce the insulation requirements of high voltage circuits. The dimensions of the magnetic key 4 are reduced due to the use of a double differential induction, and the dimensions of the step-up transformer 4 are reduced both for the same reason and as a result of shortening the pulse at its output.

На фиг. 3 показан вариант источника получения напряжения, в соответствии с которым конденсатор 7 не шунтирован диодом, вместе с тем обратный диод 19 включен последовательно с ключом 5, предохраняя его от обратного напряжения. На фиг. 4 показаны временные диаграммы, поясняющие работу данной схемы. Как видно из диаграммы, напряжение U2 на конденсаторе 7 становится отрицательным, после чего происходит очередное срабатывание магнитного ключа 4 и в первичной и вторичной обмотках трансформатора 2 возникают импульсы напряжения обратной полярности. На фиг. 4 показан случай, когда последний разряд исчерпывает всю энергию, накопленную в конденсаторе 7, и процесс завершается. Если напряжение на свече в этот момент оказывается меньше пробивного, разряд не возникает и оставшаяся энергия выделяется при периодических срабатываниях магнитного ключа 4. Сопротивление 17 способствует затуханию переходного процесса.In FIG. 3 shows a variant of a voltage source, according to which the capacitor 7 is not shunted by the diode, however, the return diode 19 is connected in series with the key 5, protecting it from reverse voltage. In FIG. 4 is a timing chart explaining the operation of this circuit. As can be seen from the diagram, the voltage U 2 on the capacitor 7 becomes negative, after which the next activation of the magnetic switch 4 occurs and reverse voltage polarity pulses occur in the primary and secondary windings of the transformer 2. In FIG. 4 shows the case when the last discharge exhausts all the energy stored in the capacitor 7, and the process ends. If the voltage on the candle at this moment is less than the breakdown, the discharge does not occur and the remaining energy is released during periodic trips of the magnetic key 4. Resistance 17 contributes to the attenuation of the transition process.

Увеличив энергию в конденсаторе 7 и установив приведенную к первичной обмотке емкость 20 меньше емкости 7, можно добиться множества разрядов в течение одного цикла срабатывания управляющего ключа 5. Каждый раз в свечу зажигания будет передаваться энергия в виде емкостного разряда, индуктивная фаза также имеет место, но только длительность ее мала и энергия незначительна. После переключения магнитного ключа 4 ток его становится близким к нулю и разряд в свече прекращается. Новая подача напряжения при новом срабатывании магнитного ключа 4 вызывает новый емкостной разряд. By increasing the energy in the capacitor 7 and setting the capacitance 20 reduced to the primary winding less than the capacitance 7, it is possible to achieve many discharges during one cycle of operation of the control key 5. Each time, energy in the form of a capacitive discharge will be transferred to the spark plug, the inductive phase also takes place, but only its duration is small and its energy is negligible. After switching the magnetic key 4, its current becomes close to zero and the discharge in the candle stops. A new supply of voltage with a new actuation of the magnetic key 4 causes a new capacitive discharge.

Так как магнитный ключ укорачивает импульс, то при равных по амплитуде напряжениях U2 и U3 длительность фронта нарастания последнего будет меньше. Соответственно меньше будет вольт-секундная площадь первичной обмотки трансформатора 1. Если площади магнитопроводов равны, то соответственно меньшим должно быть количество витков. Это приводит к необходимости снижения количества витков обмотки подмагничивания 15 трансформатора 1 с соответствующим повышением тока подмагничивания. Кроме того магнитопровод повышающего трансформатора 1 трудно выполнить замкнутым кольцевым без воздушного зазора. Это резко увеличивает необходимый ток смещения.Since the magnetic key shortens the pulse, then with equal voltages U 2 and U 3 of equal amplitude, the duration of the rise front of the latter will be less. Accordingly, the volt-second area of the primary winding of the transformer 1 will be smaller. If the areas of the magnetic cores are equal, then the number of turns should be smaller. This leads to the need to reduce the number of turns of the magnetization winding 15 of the transformer 1 with a corresponding increase in the magnetization current. In addition, the magnetic circuit of the step-up transformer 1 is difficult to perform closed ring without air gap. This dramatically increases the required bias current.

На фиг. 5 показан вариант источника с предсмещением магнитопровода повышающего трансформатора 1 током I1. Для этого ток заряда коммутирующего конденсатора 7 пропускают через обмотку подмагничивания 15, представляющую собой, как правило, один виток.In FIG. 5 shows a variant of the source with the bias of the magnetic circuit of the step-up transformer 1 by the current I 1 . For this, the charge current of the switching capacitor 7 is passed through a bias winding 15, which is usually one turn.

На фиг. 9 показано напряжение U2 на конденсаторе 7, напряжение U3 на первичной обмотке трансформатора 1 и индукция B в магнитопроводе трансформатора. Так как трансформатор 1 выполнен с зазором (естественным), то перед началом работы индукция в нем естественно устанавливается вблизи нулевого значения независимо от характеристики намагничивания магнитного материала. В начале цикла заряда конденсатора 7 индукция B смещается от нулевого значения в отрицательное, не достигая индукции насыщения (фиг. 9в). Затем при насыщении магнитного ключа 4 следует перемагничивание трансформатора 1 в пределах, меньших -Bs и +Bs. Так как конденсатор 7 в схеме на фигуре 5 не шунтирован диодом, то возможны колебания с подачей нескольких импульсов (см. на фиг. 4). При этом виток смещения 15 оказывается включенным последовательно с первичной обмоткой 2 трансформатора и рабочей обмоткой 9 магнитного ключа и принимает участие в колебаниях. На фигуре 6 показан другой вариант источника, где виток смещения в колебаниях не участвует. Оба варианта имеют свои преимущества в разных случаях.In FIG. 9 shows the voltage U 2 on the capacitor 7, the voltage U 3 on the primary winding of the transformer 1 and the induction B in the magnetic circuit of the transformer. Since the transformer 1 is made with a gap (natural), before starting work, the induction in it is naturally set near zero, regardless of the magnetization characteristic of the magnetic material. At the beginning of the charge cycle of the capacitor 7, the induction B is shifted from zero to negative, not reaching the saturation induction (Fig. 9c). Then, when the magnetic key 4 is saturated, the magnetization reversal of the transformer 1 follows within the limits less than -Bs and + Bs. Since the capacitor 7 in the circuit in figure 5 is not shunted by the diode, oscillations are possible with the supply of several pulses (see in Fig. 4). In this case, the bias coil 15 is turned on in series with the primary winding 2 of the transformer and the working winding 9 of the magnetic key and takes part in the oscillations. Figure 6 shows another variant of the source, where the displacement coil is not involved in the oscillations. Both options have their advantages in different cases.

Может оказаться так, что единственный виток смещения оказывается избыточным (например, при укорочении импульса в десять раз вольт-секундная площадь на витке смещения должна быть равна 1/20 от вольт-секундной площади первичной обмотки 2 трансформатора, которая, к примеру, имеет 12 витков, следовательно, для предсмещения требуется 0,6 витка). В этом случае полезен вариант источника, показанный на фиг. 7, где емкость 7 разделена на два конденсатора 21 и 22. Причем для подмагничивания трансформатора 2 используется ток одного из конденсаторов, что позволяет получить нужное смещение при единичном витке. На фиг. 8 показан вариант источника с предсмещением трансформатора 1, согласно которому коммутирующий конденсатор 7 зашунтирован диодом. Как уже рассмотрено выше, при этом после емкостной фазы разряда следует индуктивная фаза, то есть имеет место единственный импульс. It may turn out that a single turn of the bias turns out to be excessive (for example, when the pulse is shortened by a factor of ten, the volt-second area on the bias loop should be 1/20 of the volt-second area of the primary winding 2 of the transformer, which, for example, has 12 turns therefore, 0.6 turns are required for pre-offset). In this case, the source variant shown in FIG. 7, where the capacitance 7 is divided into two capacitors 21 and 22. Moreover, for the magnetization of the transformer 2, the current of one of the capacitors is used, which makes it possible to obtain the desired bias at a single turn. In FIG. 8 shows a variant of the source with bias of the transformer 1, according to which the switching capacitor 7 is shunted by a diode. As already discussed above, in this case, after the capacitive phase of the discharge, an inductive phase follows, that is, a single pulse takes place.

В случае, если повышающий трансформатор 1 не имеет подмагничивающей обмотки (например, он представляет собой стандартное изделие) целесообразно использовать схему, представленную на фиг. 10, 11. В этом случае магнитный ключ 4 выполняет функцию трансформатора (или автотрансформатора). Схема, представленная на фиг. 11, отличается тем, что она содержит дополнительный каскад повышения крутизны нарастания тока в первичной обмотке 2 трансформатора, состоящий из второго коммутирующего конденсатора 24 и второго магнитного ключа 25. Предварительно смещенный магнитный ключ 4 трансформирует ток заряда конденсатора 7 через резистор 26 и обмотку магнитного ключа 25. Так как вольт-секундная площадь ключа 25 существенно меньше, чем ключа 4, то он вскоре насыщается и зарядный ток конденсатора 7 проходит через обмотку насыщенного магнитного ключа. Затем насыщается магнитный ключ 4 и закорачивает заряженный конденсатор 7 на землю, создавая импульс отрицательной полярности. Магнитный ключ 25 выходит из состояния насыщения с индукцией +Bs и переходит к состоянию насыщения с индукцией -Bs. Происходит зарядка следующего коммутирующего конденсатора 24 до отрицательного напряжения через сопротивление 17 и первичную обмотку 2. Затем насыщается магнитный ключ 25, и импульс положительной полярности поступает на первичную обмотку 2 трансформатора 1. If the step-up transformer 1 does not have a magnetizing winding (for example, it is a standard product), it is advisable to use the circuit shown in FIG. 10, 11. In this case, the magnetic key 4 performs the function of a transformer (or autotransformer). The circuit shown in FIG. 11, characterized in that it contains an additional cascade for increasing the steepness of current rise in the primary winding 2 of the transformer, consisting of a second switching capacitor 24 and a second magnetic key 25. A pre-biased magnetic key 4 transforms the charge current of the capacitor 7 through the resistor 26 and the winding of the magnetic key 25 Since the volt-second area of the key 25 is much smaller than the key 4, it is soon saturated and the charging current of the capacitor 7 passes through the winding of the saturated magnetic key. Then the magnetic key 4 is saturated and shorts the charged capacitor 7 to the ground, creating a pulse of negative polarity. The magnetic key 25 exits the saturation state with induction + Bs and proceeds to the saturation state with induction -Bs. The next switching capacitor 24 is charged to a negative voltage through the resistance 17 and the primary winding 2. Then the magnetic switch 25 is saturated, and a pulse of positive polarity is fed to the primary winding 2 of the transformer 1.

Этот вариант имеет определенные преимущества, так как магнитные ключи могут одновременно трансформировать напряжение. То есть напряжение на конденсаторе 7 может быть больше величины 2E. Прохождение тока заряда коммутирующего конденсатора через последующий магнитный ключ создает достаточное смещение для его подготовки, даже если его магнитопровод выполнен из материала с небольшой магнитной проницаемостью или с неизбежным магнитным зазором, как например у повышающего трансформатора. Но, так как второй ключ 25 насыщается не мгновенно, несколько ухудшается работа ключа 4 и имеет место заряд второго конденсатора 24 с одновременным недозарядом первого конденсатора 7. Кроме того, в схеме возникают затухающие переходные процессы, во время которых некоторая энергия рассеивается в шунтирующих резисторах 17, 26 и 27. Если емкости конденсаторов 7 и 24 выбраны равными, то энергия, поступившая в конденсатор 7, полностью передается в конденсатор 24 и далее - в емкость 20. This option has certain advantages, since magnetic keys can simultaneously transform voltage. That is, the voltage across the capacitor 7 may be greater than 2E. The passage of the charge current of the switching capacitor through the subsequent magnetic key creates a sufficient bias for its preparation, even if its magnetic circuit is made of a material with a small magnetic permeability or with an inevitable magnetic gap, such as for a step-up transformer. But, since the second switch 25 does not saturate instantaneously, the operation of the switch 4 worsens somewhat and the charge of the second capacitor 24 takes place, while the first capacitor 7 is undercharged. In addition, damped transients occur during which some energy is dissipated in the shunt resistors 17 , 26 and 27. If the capacitors of the capacitors 7 and 24 are chosen equal, then the energy received in the capacitor 7 is completely transferred to the capacitor 24 and then to the capacitor 20.

Конденсатор 24 может быть зашунтирован обратным диодом 18, в результате чего после пробоя искрового промежутка свечи вся оставшаяся энергия переходит в индуктивность насыщенного магнитного ключа 25 и следует индуктивная фаза разряда. Естественно, что два магнитных ключа могут существенно укоротить импульс, увеличивая соответственно его ток, и длительность индуктивной фазы будет меньшей, чем в ранее рассмотренных случаях, а токи диода 18 (импульсные) могут достигать сотен ампер. The capacitor 24 can be shunted by the reverse diode 18, as a result of which, after the breakdown of the spark gap of the candle, all the remaining energy goes into the inductance of the saturated magnetic key 25 and the inductive phase of the discharge follows. Naturally, two magnetic keys can significantly shorten the pulse, increasing its current, respectively, and the duration of the inductive phase will be shorter than in the previously considered cases, and the currents of the diode 18 (pulsed) can reach hundreds of amperes.

Рассмотрение выше схемы с магнитными ключами-трансформаторами позволяют гибко менять напряжения и длительности фронтов их нарастания, а именно - получать столь короткие длительности, что выходная обмотка повышающего трансформатора на 30 кВ может содержать всего несколько сот или даже десятков витков, то есть трансформатор оказывается дешевым и надежным. Considering the above circuit with magnetic keys-transformers allows you to flexibly change the voltage and duration of the rising edges, namely, to obtain such short durations that the output winding of a step-up transformer by 30 kV can contain only a few hundred or even tens of turns, that is, the transformer is cheap and reliable.

Все рассмотрение одноактные (в смысле работы магнитного ключа 4) схемы после окончания импульса (или серии импульсов) должны быть предсмещены для нового цикла. Время предсмещения зависит от мощности, расходуемой на смещение. Можно полагать, что время, необходимое для предсмещения магнитного ключа, прямо пропорционально времени его работы и обратно пропорционально отношению энергии смещения к рабочей энергии. Например, при времени работы 50 мкс, рабочей энергии 20 мДж и энергии смещения 2 мДж, время предсмещения будет составлять 500 мкс. Уменьшение этого времени требует увеличения мощности, расходуемой на подмагничивание. Однако уже после окончания рабочего хода магнитные ключи находящится в насыщенном состоянии и готовы к немедленному повторению рабочего хода, но для напряжения другой полярности. All consideration of one-act (in the sense of the magnetic key 4) operation of the circuit after the end of the pulse (or series of pulses) should be pre-allocated for a new cycle. The pre-shift time depends on the power spent on the shift. It can be assumed that the time required to pre-shift the magnetic key is directly proportional to the time of its operation and inversely proportional to the ratio of the bias energy to the working energy. For example, with a run time of 50 μs, a working energy of 20 mJ and a bias energy of 2 mJ, the bias time will be 500 μs. Reducing this time requires an increase in the power spent on magnetization. However, after the end of the stroke, the magnetic keys are in a saturated state and are ready for an immediate repetition of the stroke, but for a voltage of a different polarity.

На фиг. 12 показан вариант источника, выполненного по двухтактной схеме, содержащей два электронных управляющих ключа 31 и 32. Аналогично однотактной схеме, приведенной на фиг. 11, первичная обмотка 2 повышающего трансформатора 1 подключена к дополнительному коммутирующему конденсатору 24 через второй магнитный ключ 25. Коммутирующая индуктивность и основной магнитный ключ 4 выполнены с двумя обмотками (8, 28 и 9, 29), включенными противофазно. Подмагничивание ключа 4 осуществляется через резистор 16, так же, как и в рассмотренных выше схемах. Работа схемы начинается при замыкании левого управляющего ключа 31. Коммутирующий конденсатор 7 заряжается по цепи: обмотка 29 ключа 4, параллельно соединенные резистор 26 и магнитный ключ 25, коммутирующая индуктивность 8. Далее так же, как и в схеме, приведенной на фиг. 11, осуществляется передача энергии из конденсатора 7 в конденсатор 24, который с вою очередь разряжается на первичную обмотку 2 повышающего трансформатора. После окончания цикла управляющий ключ 31 закрывается, а управляющий ключ 32 открывается и конденсатор 7 перезаряжается через обмотку 9 магнитного ключа 4 и коммутирующую индуктивность 28. Осуществлять предсмещение ключа 4 при этом не требуется, так как полярность прикладываемого к нему напряжения изменяется. In FIG. 12 shows a variant of a push-pull source comprising two electronic control keys 31 and 32. Similarly to the one-stroke circuit shown in FIG. 11, the primary winding 2 of the step-up transformer 1 is connected to an additional switching capacitor 24 through a second magnetic switch 25. The switching inductance and the main magnetic switch 4 are made with two windings (8, 28 and 9, 29) turned on in antiphase. The magnetization of the key 4 is carried out through the resistor 16, in the same way as in the above schemes. The circuit starts when the left control key 31 is closed. The switching capacitor 7 is charged through the circuit: the winding 29 of the key 4, the resistor 26 and the magnetic key 25, the switching inductance 8 connected in parallel 8. Further, as in the circuit shown in FIG. 11, energy is transferred from the capacitor 7 to the capacitor 24, which, in turn, is discharged to the primary winding 2 of the step-up transformer. After the end of the cycle, the control key 31 is closed, and the control key 32 is opened and the capacitor 7 is recharged through the winding 9 of the magnetic key 4 and the switching inductance 28. It is not necessary to pre-shift the key 4, since the polarity of the voltage applied to it changes.

Проблема предсмещения магнитных ключей и трансформатора достаточна сложна. Можно использовать естественную установку индукции в нулевое состояние, если в магнитопроводе имеется зазор. Но в этом случае может быть использована только половина возможного перепада индукции. Предсмещение может быть достаточно эффективно осуществлено током заряда предшествующего конденсатора (см. описание работы схемы, представленной на фиг. 11). Однако в этом случае в схеме возникает колебательный процесс, сопровождающийся беспорядочной коммутаций ключей и потерей энергии, выделяющейся на шунтирующих сопротивлениях. Схемы с предсмещением током заряда коммутирующего конденсатора (фиг. 5 - 8) достаточно эффективны при стабильных емкостях. Емкость коммутирующего конденсатора является стабильной, однако емкость 20 - это паразитная емкость проводов, поэтому она может иметь значительные отклонения. В этом случае величина предсмещения также имеет отклонения. The problem of pre-biasing magnetic keys and a transformer is quite complicated. You can use the natural installation of induction in the zero state, if there is a gap in the magnetic circuit. But in this case, only half of the possible difference in induction can be used. The pre-bias can be quite effectively implemented by the charge current of the previous capacitor (see the description of the operation of the circuit shown in Fig. 11). However, in this case, an oscillatory process occurs in the circuit, accompanied by erratic switching of the keys and the loss of energy released by the shunt resistances. Circuits with the bias current of the charge of the switching capacitor (Fig. 5 - 8) are quite effective with stable capacities. The capacitance of the switching capacitor is stable, but the capacitance 20 is the stray capacitance of the wires, so it can have significant deviations. In this case, the bias value also has deviations.

На фиг. 13 показан вариант источника, выполненного по двухтактной схеме, в котором влияние отклонений емкости 20 значительно снижено. Смещение повышающего трансформатора 2 создается напряжением, снимаемым с дополнительной обмотки смещения 33 магнитного ключа 4. Сопротивление провода выбирается таким, чтобы RC-цепь, образованная им с приведенной емкостью 20, имела постоянную времени, меньшую времени ожидания срабатывания магнитного ключа 4. Это обеспечивает стабильность вольт-секундной площади на обмотке смещения ключа 4. Однако постоянная времени должна быть не настолько мала, чтобы вносить заметные потери при последующей коммутации ключа. В схеме также применены две противофазных обмотки 10 и 34 подмагничивания ключа 4. Эти обмотки коммутируются элементами 36 и 37 так, что двухтактная схема оказывается в любой момент предсмещенной для срабатывания любого из управляющих ключей 31 и 32. То есть серия может содержать любое число импульсов, в том числе и нечетное, в этом случае следующая серия начинается с работы правого по схеме управляющего ключа 32. In FIG. 13 shows a variant of a push-pull source in which the effect of capacitor 20 deviations is significantly reduced. The bias of the step-up transformer 2 is created by the voltage taken from the additional bias winding 33 of the magnetic key 4. The resistance of the wire is selected so that the RC circuit formed by it with the reduced capacitance 20 has a time constant shorter than the wait time for the magnetic key 4. The stability of the volt -second area on the key offset winding 4. However, the time constant should not be so small as to introduce noticeable losses during subsequent switching of the key. The circuit also employs two antiphase windings 10 and 34 of magnetization of key 4. These windings are switched by elements 36 and 37 so that the push-pull circuit is pre-biased at any time to operate any of the control keys 31 and 32. That is, the series can contain any number of pulses, including odd, in this case, the next series begins with the operation of the right one according to the control key scheme 32.

Как уже отмечалось выше, энергия разряда накапливается в паразитной емкости свечи зажигания. Теоретические расчеты показывают, что 90% накопленной энергии выделяется в разряде за время, равное примерно 2,5 нс при фронтах в доли наносекунды. Перепад напряжения в 30 кВ за доли наносекунды создает мощные радиопомехи. Для их устранения применяют подводящие проводники с высоким сопротивлением, вследствие чего КПД системы ограничивается на уровне не более 30%. На самом деле КПД оказывается еще ниже, если принять во внимание следующее. As already noted above, the discharge energy is accumulated in the stray capacitance of the spark plug. Theoretical calculations show that 90% of the accumulated energy is released in the discharge during a time equal to about 2.5 ns at fronts of a fraction of a nanosecond. A voltage drop of 30 kV per fractions of a nanosecond creates powerful radio interference. To eliminate them, lead conductors with high resistance are used, as a result of which the efficiency of the system is limited to no more than 30%. In fact, the efficiency is even lower if we take into account the following.

Устройство для получения импульсов зажигания должно гарантировать их амплитуду (например 30 кВ) с учетом запаса на отклонения различных параметров. Однако в действительности пробой может возникнуть при значительно меньшей величине вторичного напряжения. Можно предположить, что при определенных условиях (температуре, частоте вращения двигателя, состоянии разрядного промежутка свечи и т.д.) пробивное напряжение будет равно всего 12 кВ. Это соответствует энергии 1,08 мДж при энергии генерируемого импульса 40 мДж, т. е. КПД оказывается равным всего 2,5%. С этой точки зрения представляется полезной система, в которой энергия искры может быть стабильной несмотря на разброс упомянутых выше параметров (см. схемы, представленные на фиг. 14 - 17). Показанные части устройства должны быть расположены в непосредственной близости от свечи зажигания. A device for receiving ignition pulses must guarantee their amplitude (for example, 30 kV), taking into account the margin for deviations of various parameters. However, in reality, breakdown can occur at a significantly lower secondary voltage. It can be assumed that under certain conditions (temperature, engine speed, condition of the discharge gap of the plug, etc.), the breakdown voltage will be only 12 kV. This corresponds to an energy of 1.08 mJ at an energy of the generated pulse of 40 mJ, i.e., the efficiency is only 2.5%. From this point of view, it seems useful to have a system in which the energy of the spark can be stable despite the scatter of the parameters mentioned above (see the schemes shown in Figs. 14-17). The parts shown should be located in close proximity to the spark plug.

Магнитопроводы магнитного ключа 4 и повышающего трансформатора 1 выполнены с диэлектрическим зазором или из магнитного материала с линейной характеристикой на среднем участке. Шунтирующие сопротивления способствуют установке индукции вблизи нуля перед подачей импульса. Емкость и напряжение заряда накопительного конденсатора 38 выбраны с учетом необходимого для искрообразования количества энергии, причем напряжение, до которого заряжается конденсатор 38, существенно меньше необходимого пробивного напряжения (примерно 2 - 5 кВ). Импульс напряжения такой величины подается на конденсаторы 38 и 39. Когда магнитный ключ 4 насыщается, импульс пробивного напряжения (примерно 30 кВ) генерируется во вторичной обмотке 11 повышающего трансформатора и разрядный промежуток свечи зажигания 13 пробивается. Затем магнитопровод трансформатора 1 насыщается и энергия из конденсатора 38 передается в проводящий разрядный промежуток свечи. Схемы, представленные на фиг. 14, 15, отличаются знаком высоковольтного импульса по отношению к низковольтному. Каждая из них имеет определенные преимущества. При обратном знаке импульса пробивного напряжения разряд накопительного конденсатора следует непосредственно за зарядным импульсом, а при одинаковых знаках - между ними образуется временной интервал в десятые доли микросекунды. Токи и напряжения в соединительном кабеле, показанном пунктиром, находятся в микросекундном интервале времени, а следовательно, радиопомехи невелики. The magnetic circuits of the magnetic key 4 and the step-up transformer 1 are made with a dielectric gap or of magnetic material with a linear characteristic in the middle section. Shunt resistances help to establish induction near zero before applying a pulse. The capacity and charge voltage of the storage capacitor 38 are selected taking into account the amount of energy necessary for sparking, and the voltage to which the capacitor 38 is charged is substantially less than the required breakdown voltage (approximately 2 - 5 kV). A voltage pulse of this magnitude is supplied to the capacitors 38 and 39. When the magnetic switch 4 is saturated, a breakdown voltage pulse (approximately 30 kV) is generated in the secondary winding 11 of the step-up transformer and the discharge gap of the spark plug 13 breaks through. Then the magnetic core of the transformer 1 is saturated and the energy from the capacitor 38 is transferred to the conductive discharge gap of the candle. The circuits shown in FIG. 14, 15, are distinguished by the sign of the high voltage pulse with respect to the low voltage pulse. Each of them has certain advantages. With the reverse sign of the breakdown voltage pulse, the discharge capacitor discharge immediately follows the charge pulse, and with the same signs, a time interval of tenths of a microsecond is formed between them. The currents and voltages in the connecting cable shown by the dotted line are in the microsecond time interval, and therefore, the radio noise is small.

На фиг. 16 и 17 показан вариант источника, согласно которому магнитный ключ 4 включен по трансформаторной схеме. Трансформируемый зарядный ток конденсатора 39 проходит через первичную обмотку 2 повышающего трансформатора и осуществляет его предсмещение в состояние с индукцией -B. Это позволяет использовать в трансформаторе 1 двойной перепад индукции. В самом же магнитном ключе 4 двойного перепада индукции нет, и для его предустановки требуется магнитопровод с диэлектрическим зазором. Схемы, приведенные на фиг. 16 и 17, также отличаются полярностью импульса заряда по отношению к поджигающему импульсу. Для заряда накопительного конденсатора в схемах, представленных на фиг. 14 - 17, могут быть использованы описанные выше источники импульсов, например схема, представленная на фиг. 13. In FIG. 16 and 17 show a variant of the source, according to which the magnetic key 4 is turned on by a transformer circuit. The transformable charging current of the capacitor 39 passes through the primary winding 2 of the step-up transformer and carries out its bias in the state with induction -B. This allows you to use in the transformer 1 double differential induction. In the magnetic key 4, there is no double difference in induction, and for its pre-installation, a magnetic circuit with a dielectric gap is required. The circuits shown in FIG. 16 and 17 also differ in the polarity of the charge pulse with respect to the ignition pulse. To charge the storage capacitor in the circuits shown in FIG. 14-17, the pulse sources described above can be used, for example, the circuit shown in FIG. thirteen.

Claims (15)

1. Устройство получения напряжения для электроискрового зажигания, содержащее повышающий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к схеме формирования импульсов тока, снабженной дросселем с насыщающимся магнитопроводом (магнитным ключом), и управляющий ключ, через который схема формирования соединена с источником питания, отличающееся тем, что схема формирования снабжена коммутирующей емкостью и включенной в цепь ее заряда коммутирующей индуктивностью, при этом первичная обмотка повышающего трансформатора подключена к коммутирующей емкости через рабочую обмотку магнитного ключа, который выполнен с подмагничивающей обмоткой, обеспечивающей насыщение магнитопровода ключа магнитным потоком, направление которого противоположно направлению потока, создаваемого рабочей обмоткой. 1. A voltage generating device for spark ignition, comprising a step-up transformer, the primary winding of which is connected to a current pulse generating circuit equipped with a choke with a saturable magnetic circuit (magnetic key), and a control key, through which the generating circuit is connected to a power source, characterized in that the formation circuit is equipped with a switching capacitance and a switching inductance included in the circuit of its charge, while the primary winding of the step-up transformer is connected to ommutiruyuschey container through the working winding of the magnetic key which is adapted to the magnetizing winding, which provides the saturation magnetic flux key whose direction is opposite to the direction of flow produced by the working winding. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что LC-цепь из последовательно соединенных коммутирующей индуктивности и коммутирующей емкости подключена к источнику питания через управляющий ключ, а повышающий трансформатор выполнен с дополнительной подмагничивающей обмоткой, подключенной к источнику питания и обеспечивающей насыщение магнитопровода повышающего трансформатора магнитным потоком, направление которого противоположно направлению потока, создаваемого первичной обмоткой. 2. The device according to claim 1, characterized in that the LC circuit of the series-connected switching inductance and switching capacitance is connected to the power source through the control key, and the step-up transformer is made with an additional magnetizing winding connected to the power source and providing saturation of the magnetic circuit of the step-up transformer magnetic flux, the direction of which is opposite to the direction of the flow generated by the primary winding. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что подмагничивающие обмотки магнитного ключа и повышающего трансформатора соединены последовательно. 3. The device according to claims 1 and 2, characterized in that the magnetizing windings of the magnetic key and the step-up transformer are connected in series. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что подмагничивающая обмотка повышающего трансформатора включена последовательно с коммутирующей индуктивностью в цепь заряда коммутирующей емкости. 4. The device according to claim 2, characterized in that the magnetizing winding of the step-up transformer is connected in series with the switching inductance in the charge circuit of the switching capacitor. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что магнитный ключ снабжен трансформаторной обмоткой, а цепь из последовательно соединенных управляющего ключа, коммутирующей индуктивности, трансформаторной обмотки магнитного ключа и коммутирующей емкости включена между одним из полюсов источника питания и первым выводом первичной обмотки повышающего трансформатора, второй вывод которой соединен с вторым полюсом источника питания и через рабочую обмотку магнитного ключа подключен к точке соединения коммутирующей индуктивности с трансформаторной обмоткой магнитного ключа. 5. The device according to p. 1, characterized in that the magnetic switch is equipped with a transformer winding, and a circuit of serially connected control key, commutation inductance, transformer winding of the magnetic key and switching capacitance is connected between one of the poles of the power source and the first output of the primary winding of the step-up transformer , the second output of which is connected to the second pole of the power source and through the working winding of the magnetic key is connected to the connection point of the switching inductance with the transformer polar winding magnetic key. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным каскадом, состоящим из второй коммутирующей емкости и второго магнитного ключа, при этом коммутирующие емкости соединены последовательно и включены между трансформаторной обмоткой первого магнитного ключа и первым выводом первичной обмотки повышающего трансформатора, второй вывод которой подключен к точке соединения емкостей через второй магнитный ключ. 6. The device according to claim 5, characterized in that it is equipped with an additional cascade consisting of a second switching capacitance and a second magnetic key, while the switching capacitances are connected in series and connected between the transformer winding of the first magnetic key and the first terminal of the primary winding of the step-up transformer, the second the output of which is connected to the connection point of the containers through the second magnetic key. 7. Устройство по пп.1 - 6, отличающееся тем, что параллельно коммутирующей емкости, соединенной с первичной обмоткой повышающего трансформатора, подключен обратный диод. 7. The device according to claims 1 to 6, characterized in that a reverse diode is connected in parallel with the switching capacitance connected to the primary winding of the step-up transformer. 8. Устройство по пп.1 - 7, отличающееся тем, что параллельно первичной обмотке повышающего трансформатора подключен шунтирующий резистор. 8. The device according to claims 1 to 7, characterized in that a shunt resistor is connected parallel to the primary winding of the step-up transformer. 9. Устройство получения напряжения для электроискрового зажигания, содержащее повышающий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к схеме формирования импульсов тока, снабженной магнитным ключом, и схему управления, через которую схема формирования соединена с источником питания, отличающееся тем, что схема формирования снабжена коммутирующей емкостью и двумя магнитосвязанными коммутирующими индуктивностями, магнитный ключ выполнен с подмагничивающей обмоткой и двумя симметричными рабочими обмотками, обеспечивающими его переход из одного насыщенного состояния в другое, а коммутационная схема выполнена в виде двух управляющих ключей, причем к источнику питания подключены две параллельные цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных одной из рабочей обмоток магнитного ключа, коммутирующей индуктивности и управляющего ключа, а коммутирующая емкость, рабочие обмотки магнитного ключа и первичная обмотка повышающего трансформатора образуют замкнутый контур разряда коммутирующей емкости, в цепь заряда которой включена одна коммутирующая индуктивность, а в цепь перезаряда - другая коммутирующая индуктивность. 9. A voltage generating device for spark ignition, comprising a step-up transformer, the primary winding of which is connected to a current pulse generating circuit provided with a magnetic key, and a control circuit through which the generating circuit is connected to a power source, characterized in that the generating circuit is provided with a switching capacitance and two magnetically connected switching inductances, the magnetic key is made with a magnetizing winding and two symmetrical working windings, providing transition from one saturated state to another, and the switching circuit is made in the form of two control keys, and two parallel circuits are connected to the power source, each of which consists of one of the working windings of the magnetic key, a commutating inductance and a control key, connected in series, and a commutating one the capacitance, the working windings of the magnetic key and the primary winding of the step-up transformer form a closed discharge circuit of the switching capacitance, in the charge circuit of which one commutator is included schaya inductance, and recharge circuit - another commuting inductance. 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что первые выводы рабочих обмоток магнитного ключа соединены в общую точку, а последовательно соединенные коммутирующий конденсатор и первичная обмотка повышающего трансформатора включены между вторыми выводами рабочих обмоток магнитного ключа. 10. The device according to claim 9, characterized in that the first terminals of the working windings of the magnetic key are connected to a common point, and the series-connected switching capacitor and the primary winding of the step-up transformer are connected between the second terminals of the working windings of the magnetic key. 11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным каскадом, состоящим из второй коммутирующей емкости, включенной последовательно с первой, и второго магнитного ключа, включенного между точкой соединения емкостей и выводом первичной обмотки повышающего трансформатора. 11. The device according to p. 10, characterized in that it is provided with an additional cascade consisting of a second switching capacitor connected in series with the first and a second magnetic key connected between the connection point of the capacitors and the output of the primary winding of the step-up transformer. 12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что повышающий трансформатор выполнен с подмагничивающей обмоткой, а его первичная обмотка выполнена со средней точкой, которая подключена к источнику питания, причем крайние выводы первичной обмотки подключены к параллельным цепям, состоящим из последовательно соединенных одной из рабочих обмоток магнитного ключа, коммутирующей индуктивности и управляющего ключа, а магнитный ключ снабжен дополнительной обмоткой смещения, которая соединена последовательно с подмагничивающей обмоткой повышающего трансформатора и образует с ней замкнутый контур. 12. The device according to claim 10, characterized in that the step-up transformer is made with a magnetizing winding, and its primary winding is made with a midpoint that is connected to a power source, and the extreme terminals of the primary winding are connected to parallel circuits consisting of one connected in series working windings of the magnetic key, commutating inductance and control key, and the magnetic key is equipped with an additional bias winding, which is connected in series with the magnetizing winding th transformer and forms a closed loop with it. 13. Устройство получения напряжения для электроискрового зажигания, содержащее источник импульсов напряжения, повышающий трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к свече зажигания, а первичная обмотка соединена последовательно с магнитным ключом, отличающееся тем, что оно снабжено накопительным и вспомогательным конденсаторами, накопительный конденсатор подключен к источнику импульсов напряжения, вторичная обмотка повышающего трансформатора включена между накопительным конденсатором и свечой зажигания, а вспомогательный конденсатор и магнитный ключ включены в цепь питания первичной обмотки повышающего трансформатора. 13. A device for producing voltage for electric spark ignition, comprising a voltage pulse source, a step-up transformer, the secondary winding of which is connected to the spark plug, and the primary winding is connected in series with a magnetic key, characterized in that it is provided with storage and auxiliary capacitors, the storage capacitor is connected to the source voltage pulses, the secondary winding of the step-up transformer is connected between the storage capacitor and the spark plug, and the auxiliary A capacitor and a magnetic key are included in the primary circuit of the primary winding of the step-up transformer. 14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что цепь из последовательно соединенных вспомогательного конденсатора, первичной обмотки повышающего трансформатора и магнитного ключа подключена параллельно накопительному конденсатору. 14. The device according to item 13, wherein the circuit from a series-connected auxiliary capacitor, the primary winding of a step-up transformer and a magnetic key is connected in parallel with a storage capacitor. 15. Устройство по п.13, отличающееся тем, что магнитный ключ выполнен с трансформаторной обмоткой, которая образует с первичной обмоткой повышающего трансформатора и с вспомогательным конденсатором замкнутый контур, при этом рабочая обмотка магнитного ключа включена последовательно с накопительным конденсатором. 15. The device according to item 13, wherein the magnetic key is made with a transformer winding, which forms a closed loop with the primary winding of the step-up transformer and with an auxiliary capacitor, while the working winding of the magnetic key is connected in series with the storage capacitor.
RU96112009A 1996-06-14 1996-06-14 Spark ignition voltage supply device RU2111378C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96112009A RU2111378C1 (en) 1996-06-14 1996-06-14 Spark ignition voltage supply device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96112009A RU2111378C1 (en) 1996-06-14 1996-06-14 Spark ignition voltage supply device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2111378C1 true RU2111378C1 (en) 1998-05-20
RU96112009A RU96112009A (en) 1998-08-27

Family

ID=20181964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96112009A RU2111378C1 (en) 1996-06-14 1996-06-14 Spark ignition voltage supply device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2111378C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10631395B2 (en) Inductively coupled pulsed RF voltage multiplier
KR100354728B1 (en) Circuit appangement for the production of voltage pulse sequences, in particular for the operation of dielectrically impeded discharges
KR910010809A (en) DC / DC Switching Converter Circuit
US4922396A (en) DC-DC converter
EP0297459A2 (en) Discharge load driving circuit
EP0329099B1 (en) Ignition system
US5009213A (en) Static ignition device for internal combustion engines
RU2111378C1 (en) Spark ignition voltage supply device
CN113691239B (en) Magnetic switch pulse generator for electric pulse rock breaking
US3529587A (en) Ignition system for internal combustion engine
US3445723A (en) Ignition system applying induced voltage to the coil primary
EP0408142A1 (en) Method and electric circuit for exciting a gas discharge laser
US4809149A (en) Single-ended down converter
SU868985A1 (en) Magnetic pulse modulator
RU2003219C1 (en) Magnetic pulse oscillator
RU2155120C1 (en) Process of initiation of electric arc and device for its realization
US3121800A (en) Pulse generating circuit
SU1378036A1 (en) Magnetic-thyristor pulser
RU2011493C1 (en) Method and device for producing electric arc
SU1748233A1 (en) Pulse generator
RU2138677C1 (en) Voltage producing device for ignition working mixture in internal combustion engine
JPS62210262A (en) Pulse generation circuit and igniter using said circuit
SU327579A1 (en) PULSE MODULATOR-ALL-UNION PATTERN ^ TEHSH1CH? Sviblioteka
RU2059083C1 (en) Thyristor ignition system
SU780167A1 (en) Staircase pulse blocking-oscillator