SE448927B - Gnistgivare - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 448 927 2 hos utgångsspänningen Uz och gnistenergin Wf av batteri- spänningen eller någon annan driftspänning Ubat. Detta medför att man vid vanliga strömförsörjningsaggregat av l2V eller 24V driftspänning behöver en speciellt anpas- sad utföringsform av gnistgivaren. Dessutom framgår av detta starka beroende hos karakteristikan för utgångs- spänningen och gnistenergin i förhållande till batteri- spänningen, att utgångsspänningen och i ännu högre grad gnistenergin minskar i underspänningsomrâdet, vilket är speciellt viktigt under vinterdrift på grund av kylda och klenare batterier till följd av mindre strömupptag- ning. Sambandet är i en första approximation proportio- nellt mellan batterispänningen och utgångsspänningen och kvadratiskt mellan batterispänningen och gnistenergin.

Detta kan i extremfall betyda att en för liten utgångs- tändspänning och/eller gnistenergi föreligger för möjlig- görande av en tändning, vilket slutligen innebär att uppvärmningsanläggningen inte kan fungera. En ytterli- gare nackdel med kända gnistgivare är att en hög förlust- värme uppträder i överspänningsområdet genom mättnings- effekter i magnetiseringslindningen speciellt för sepa- ratmagnetiserade gnistgivare. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en gnistgivare, som är lika lämplig för båda drifts- spänningsomrâdena l2V och 24V och dessutom undanröjer de ovan nämnda nackdelarna, som orsakas av de i fordonen tillåtna spänningssänkningarna av plus/minus 25% av märk- spänningen.

Ovanstående ändamål uppnås med en gnistgivare av in- ledningsvis nämnt slag, vilken kännetecknas av en kons- tantströmkälla, som är ansluten till strömställaren; och att komparatorn är anordnad att momentant avbryta srömmatningen från konstantströmkällan till strömställaren vid uppnáende av börvärdet, så att strömställaren blir icke-ledande under avbrottet, vilket resulterar i en självinduktion i sekundärlindningen och därigenom alstring av en högspänningspuls för bildande av tändgnistan. 10 15 20 25 30 35 448 927 3 Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan med hjälp av utföringsexempel under hänvisning till medföl- jande ritningar. Fig l visar ett diagram över utgångs- spänningens- och gnistenergins beroende av driftspän- ningen vid tidigare kända system. Fig 2 visar ett block- schema över en strömtriggad gnistgivare enligt uppfin- ningen. Fig 3 visar ett konkret principkopplingsschema över en gnistgivare enligt uppfinningen. Fig 4 visar ett diagram över utgångsspänningen och gnistenergin som funk- tion av batterispänningen vid användning av en gnistgi- vare enligt uppfinningen.

Fig l visar utgångsspänningens UZ och gnistener- gins Wf starka beroende av batterispänningen Ubat vid de tidigare kända vilket innebär att olika tändningsgnistgivare krävs för drift- spänningsområdena Ul och U2 (t ex l2V och 24V). Dessutom finner man att betydande funktionsstörningar kan uppträ- da även vid varje sådan tändningsgnistgivare på grund systemen, av det starka batterispänningsberoendet, eftersom sådana tändningsgnistgivare i princip måste vara så beskaffade, att de kan arbeta tillfredsställande även vid tillåtna driftspänningsvariationer av plus/minus 25% av märkspän- ningen.

Vid den i fig 2 visade tändningsgnistgivaren flyter en icke visad batteriström genom en fyrpolsskyddsanord- ning l och laddar upp en kondensator 2, som tjänstgör som buffertelement och högfrekvensfilter, om plus- och minusledningarna kopplas till motsvarande poler på ett icke visat batteri. Parallellt med detta flyter ström via en shunt 3, primärspolen i en tändspoleanordning 4 och en ledande halvledarströmställare 5 tillbaka till strömkällan (batteriet).

Genom primärspolens induktans kommer strömvärdet vid inkopplingsögonblicket att vara nästan noll och därefter stiga utefter en exponentialfunktion. Ett proportionellt spänningsfall åstadkommes härigenom över shunten 3, vil- ket spänningsfall jämförs med ett förbestämt spännings- värde i en strömkomparator 6 och utlöser en strömställ- 10 15 20 25 30 35 448 927 4 ningssignal vid överskridande av detta börvärde. Denna strömställningssignal verksamgör en företrädesvis av en monostabil vippa bildad pulskrets 7 för avgivande av en medelst en enda puls definierat tidsintervêll- Under pulsintervallet kommer en konstantströmkälla 8, som ma- tar den nödvändiga styrströmmen till halvledarströmstäl- laren 5, att overksamgöras. ' Strömflödet genom primärspolen kommer därmed att ab- rupt brytas. Till följd av detta uppstår i tändspolan- ordningens 4 sekundärspole, vilken är utformad som en högspänningslindning, genom självinduktion den för gnist- överslaget vid de icke visade tändelektroderna nödvän- diga högspänningspulsen.

Efter den i pulskretsen 7 alstrade pulsen verksam- göres åter konstantströmkällan 8, varvid halvledarström- ställaren S återigen släpper igenom ström tack vare den återigen tillförda styrströmmen. Strömflödet genom tänd- spolanordningens 4 primärkrets återuppstår.

En stabiliseringskrets 9 alstrar ur den ovan nämnda med plus/minus 25% variation tillåtna driftsingångsspän- ningen, vilken kan anslutas till tändningsgnistgivarens plus- och minusuttag, en för drift av pulskretsen 7 och strömkomparatorn 6 samt âstadkommande av börvärdet för strömkomparatorn 6 nödvändig, konstant utgångsspänning.

Pâ grund av det fysikaliska förhållandet för energi- lagring i en induktans WL = l/2 x L x I2 räcker det för konstanthållning av den lagrade energin och därmed gnist- energin och utgångsspänningen att övervaka och konstant- hålla den upptagna strömmen, dvs den ström, som flyter genom spolen omedelbart före strömavbrottet, eftersom induktansen är en spolkonstant.

Insättningen av en konstantströmkälla istället för ett annars vanligen använt motstånd mellan triggkretsen och halvledarströmställaren gör det möjligt att hålla halvledarströmställarens styrning optimal och oberoende av batterispänningen. Vid en motstândsanordning skulle styrströmmen till halvledarströmställaren 5 vara liten om batterispänningen vore liten, vilket skulle leda 10 15 448 927 5 till en ytterligare spänningsförlust på halvledarström- ställarens 5 kopplingssträcka. Vid högre driftspänning skulle å andra sidan om man inte återigen vidtog dyra åtgärder mot detta, notera en stark uppvärmning av mot- ståndet.

Diagrammet i fig 4 visar, att utgångsspänningen och gnistenergin är approximativt driftspänningsoberoende över ett stort spänningsområde, varigenom det är möjligt att utnyttja gnistgivaren enligt uppfinningen på samma sätt för l2V som för 24V driftspänning.

Uppfinningen är inte begränsad till det visade utfö- ringsexemplet utan det torde inses att ett flertal olika kopplingsvarianter är möjliga utan att man för den skull faller utanför uppfinningens ram. Dessutom kan gnistgi- varen inte bara användas som tändningsgnistgivare utan även användas allmänt i samband med stabiliserad hög- spänningsalstring.

Claims (7)

10 15 20 25 30 448 927 PATENTKRAV

1. l. Gnistgivare med en första drivspänningskälla, en till denna källa ansluten laddningskrets, som har en tändspole (4) med en primärlindning och en sekundär- lindning och en elektriskt styrd strömställare (S), som är anordnad att avbryta strömflödet i primärlindningen, och en strömkomparator (6), som är ansluten till primär- lindningen och anordnad att jämföra värdet på en ström, som flyter i primärlindningen med ett förbestämt börvärde, k ä n n e t e c k n a d av en konstantströmkälla (8), som är ansluten till strömställaren; och att komparatorn är anordnad att momentant avbryta strömmatningen från konstantströmkällan (8) till strömställaren (S) vid uppnàende av börvärdet, så att strömställaren blir icke- ledande under avbrottet, vilket resulterar i en själv- induktion i sekundärlindningen och därigenom alstring av en högspänningspuls för bildande av tändgnistan.

2. Gnistgivare enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a d av en till strömkomparatorn (6) ansluten spänningsstabiliseringskrets (9), som är anordnad att hälla komparatorn oberoende av gnistgivarens drivspännings- källa.

3. Gnistgivare enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att strömkomparatorn (6) och konstantströmkällan (8) har en mellan dessa komponenter inkopplad pulsgivare (7).

4. Gnistgivare enligt patentkravet 3, k ä n n e - t e c k n a d därav, att konstantströmkällan (8) är inkopplad under pulsgivarens (7) inaktiva stabila fas och urkopplad under pulsgívarens (7) aktiverade, kvasi- stabila fas.

5. Gnistgivare enligt patentkravet 4, k ä n n e - t e c k n a d av två samverkande, tidsbestämmande kompo- nenter för upprätthållande av en oscillation. <7' 10 448 927 7

6. Gnistgivare enligt patentkravet 5, k ä n n e - t e c k n a d därav, att induktansen i spolanordningens (4) primärspole är användbar för bestämning av den för uppnående av ett förbestämt strömvärde nödvändiga upp- laddningstiden'för spolen.

7. Gnistgivare enligt patentkravet 6, k ä n n e - t e c k n a d av en pulskoppling, vilken i sin aktive- rade fas bryter strömflödet genom spolanordningens (4) primärspole, varvid den genom lagringsförmågan för elek- trisk laddning i en kondensator åstadkomna pulslängden utnyttjas.