СИСТЕМА ТИРИСТОРНОГО ЗАЖИГАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F02P3/06 

Изобретение относится к электрооборудованию бензиновых двигателей внутреннего сгорания, в частности к электронным системам зажигания с накоплением энергии в конденсаторе.

Известны системы электронного зажигания со стабилизированной энергией искры с одноимпульсным преобразованием магнитной энергии индуктивного накопителя в электрическую энергию накопительного конденсатора.

Недостатком этих систем является их относительная сложность, большой вес и габариты.

Известны системы электронного зажигания со стабилизированной энергией искры с многоимпульсным зарядом накопительного конденсатора.

Ее недостатком является то, что она работает в относительно малом диапазоне питающего напряжения.

Известна система тиристорного зажигания, содержащая индуктивный накопитель, первичная обмотка которого через силовой транзистор первой проводимости подключена к выводам источника питания; коллектор силового транзистора соединен с общим проводом схемы, а база с коллектором второго транзистора второй проводимости, у которого эмиттер соединен с общим проводом схемы, а база или с эмиттером третьего транзистора второй проводимости, или, если третьего транзистора нет с выходом блока стабилизации, причем, если включен третий транзистор, то коллектор третьего транзистора через резистор соединен с шиной источника питания, а база с выходом блока стабилизации, между базой и эмиттером второго транзистора включен диод; выход же блока стабилизации соединен с началом второй вторичной обмотки индуктивного накопителя, конец которой через первый резистор соединен с общим проводом схемы; начало же первой вторичной обмотки соединено или с концом первичной обмотки, или с концом второй вторичной обмотки, конец первой вторичной обмотки через диод подключен с выводом накопительного конденсатора, который соединен с входом блока стабилизации и с тиристором, последовательно с которым включена первичная обмотка трансформатора искрообразования, управляемый же вход тиристора соединен с выходом блока прерывания.

Недостатком этой системы является относительно низкая ее надежность и относительно низкий КПД.

Сущность изобретения заключается в том, что конец второй вторичной обмотки через дополнительные последовательно соединенные конденсатор и второй резистор соединен с общим проводом схемы, если же в базовую цепь второго транзистора включен третий транзистор, то между базой и эмиттером последнего включен дополнительно диод.

Постоянная времени указанной цепи из последовательно соединенных конденсатора и второго резистора составляет 0,1-0,5 значения от времени длительности импульса открытого силового транзистора.

На фиг. 1 и 2 изображены схемы систем зажигания в двух альтернативных вариантах.

Система тиристорного зажигания включает индуктивный накопитель 1, первичная обмотка которого через силовой первый транзистор 2 первой проводимости подключена к выводам источника питания. Коллектор силового транзистора 2 соединен с общим проводом схемы, а его база с коллектором второго транзистора 3 второй проводимости. Эмиттер второго транзистора 3 соединен с общим проводом схемы, а база в первом альтернативном варианте соединена с выходом блока 4 стабилизации. Между базой и эмиттером второго транзистора 3 включен диод 5. Во втором альтернативном варианте база второго транзистора 3 соединена с эмиттером третьего транзистора 6, коллектор которого через резистор 7 соединен с шиной источника питания. Между базой и эмиттером транзистора 6 включен диод 8. Начало второй вторичной обмотки индуктивного накопителя 1 соединено с выходом блока 4 стабилизации и или с базой транзистора 3 (первый альтернативный вариант), или с базой транзистора 6 (второй вариант). Конец второй вторичной обмотки через первый резистор 9, а также через последовательно соединенные конденсатор 10 и второй резистор 11 соединена с общим проводом схемы. Постоянная времени цепи из конденсатора 10 и резистора 11 составляет 0,1-0,5 значения от времени длительности импульса открытого силового транзистора 2.

Начало первой вторичной обмотки индуктивного накопителя 1 соединено или с одним из выводов источника питания, или с концом или первичной, или вторичной обмотки индуктивного накопителя 1. Конец первой вторичной обмотки через диод 12 соединен с выводом накопительного конденсатора 13, который также соединен с входом блока 4 стабилизации и с анодом тиристора 14, последовательно с которым включена первичная обмотка трансформатора 15 искрообразования. Управляемый вход тиристора 14 соединен с выходом блока 16 прерывания.

Система тиристорного зажигания работает следующим образом.

Если напряжение на накопительном конденсаторе 13 меньше заданного, то блок 4 стабилизации, выдает некоторый ток или в цепь базы транзистора 3 (первый вариант), или в цепь базы транзистора 6 (второй альтернативный вариант). В результате этого силовой транзистор 2 отпирается, а во вторичных обмотках индуктивного накопителя 1 трансформируется напряжение. Под действием этого напряжения через вторую вторичную обмотку, через резисторы 9 и 11, а также или через базовый переход транзистора 3 (первый вариант), или через базовые переходы и транзистора 3 и транзистора 6 (второй вариант) проходит ток, открывающий до насыщения транзистор 3. При этом через первичную обмотку индуктивного накопителя 1 идет линейно нарастающий ток. После насыщения магнитопровода индуктивного накопителя 1 напряжение на вторичных обмотках сначала уменьшается, а затем изменяет свою полярность. В результате этого меняет свою полярность и ток через резисторы 9 и 11. Этими токами дополнительно запираются и транзистор 3 (первый вариант) или и транзистор 3 и транзистор 6 (второй вариант). При этом запирающие токи резисторов 9 и 11 проходят соответственно или через диод 5, или через оба диода 8 и 5. Транзистор 3, запираясь, запирает и силовой транзистор 2, а магнитная энергия индуктивного накопителя 1 под действием тока через вторичные обмотки и через диод 12 преобразуется в энергию заряда накопительного конденсатора 13. После восстановления состояния магнитопровода накопителя 1, если конденсатор 13 не заряжается до заданного напряжения, с выхода блока 4 стабилизации снова поступает сигнал через транзистор 3 (транзисторы 3 и 6) на отпирание силового транзистора 2. Обратная положительная связь из резисторов 9 и 11 обеспечивает высокую крутизну фронтов как при отпирании транзисторов 3 и 2, так и при их запирании. Такой автоколебательный режим системы сохраняется до заряда накопительного конденсатора 13 до заданного напряжения, при котором блок 4 стабилизации не закрывает транзистор 3 (транзисторы 3 и 6), срывая автогенерацию импульсов. В необходимом положении коленчатого вала двигателя блок 16 прерывания выдает сигнал на отпирание тиристора 14. Формируется искра, после которой схема путем описанной автогенерации импульсов снова заряжает накопительный конденсатор 13 до заданного напряжения.

Достоинством описанной схемы является то, что благодаря использованию цепочки из конденсатора 10 и резистора 11 ускоряется запирание транзистора 3 (транзисторов 3 и 6). Без этой цепочки транзистор 3 (транзисторы 3 и 6) запирается относительно медленно, связанное с тем, что этот (эти) транзистор(ы) будучи в насыщении относительно медленно запираются из-за рассасывания в них неосновных носителей тока. В предложенной схеме в момент начала и конца запирания транзистора 3 (транзисторов 3 и 6) под действием цепи из конденсатора 10 и резистора 11 через диод 5 (диоды 5 и 8) проходит большой ток, ускоряющий запирание транзистора 3 (транзисторов 3 и 6). Постоянная времени цепочки 10 и 11 должна быть такой, что за время импульса при открытых транзисторах 2 и 3 конденсатор 10 успевал бы перезарядиться на 80-50% Этому условию удовлетворяет постоянная времени цепочки 10 и 11 0,1-0,5 значения от длительности импульса открытого транзистора 2. Поскольку под действием тока цепочки 10 и 11 ускоряется запирание транзистора 3, то ускоряется запирание и силового транзистора 2, что уменьшает нагрев транзистора 2. Благодаря этому улучшается надежность системы и повышается КПД преобразования.

Использование: в электрооборудовании бензиновых двигателей внутреннего сгорания, в частности в электронных системах зажигания с накоплением энергии конденсатора. Сущность изобретения: система зажигания включает индукционный накопитель 1, силовой транзистор 2, блок 4 стабилизации, трансформатор 15 искрообразования, накопительный конденсатор 13. Особенностью изобретения является то, что конец второй вторичной обмотки накопителя 1 через дополнительные последовательно соединенные конденсатор и второй резистор соединен с общим проводом схемы, если же в базовую цепь второго транзистора включен третий транзистор, то между базой и эмиттером последнего включен дополнительный диод, и кроме того то, что постоянная времени указанной цепи из последовательно соединенных конденсатора и второго резистора составляет 0,1 0,5 значения от времени длительности импульса открытого силового транзистора. Указанное позволяет повысить надежность системы и улучшить ее КПД 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. СИСТЕМА ТИРИСТОРНОГО ЗАЖИГАНИЯ, содержащая индуктивный накопитель, первичная обмотка которого через силовой транзистор первой проводимости подключена к выводам источника питания, коллектор силового транзистора соединен с общим проводом схемы, а база с коллектором второго транзистора второй проводимости, у которого эмиттер соединен с общим проводом схемы, а база или с эмиттером третьего транзистора второй проводимости, или, если третьего транзистора нет, с выходом блока стабилизации, причем если включен третий транзистор, то коллектор третьего транзистора через резистор соединен с шиной источника питания, а ьаза с выходом блока стабилизации, между базой и эмиттером второго транзистора включен диод, выход блока стабилизации соединен с началом второй вторичной обмотки индуктивного накопителя, конец которой через первый резистор соединен с общим проводом схемы, начало первой вторичной обмотки соединено или с концом первичной обмотки, или с концом второй вторичной обмотки, конец первой вторичной обмотки через диод подключен к выводу накопительного конденсатора, который соединен с входом блока стабилизации и с тиристором, последовательно с которым включена первичная обмотка трансформатора искрообразования, управляемый вход тиристора соединен с выходом блока прерывания, отличающаяся тем, что конец второй вторичной обмотки через дополнительные последовательно соединенные конденсатор и второй резистор соединен с общим проводом схемы, если в базовую цепь второго транзистора включен третий транзистор, то между базой и эмиттером последнего включен дополнительный диод. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что постоянная времени указанной цепи из конденсатора и второго резистора составляет 0,1 0,5 значения от времени длительности импульса открытого силового транзистора.