УСТРОЙСТВО для ИМПУЛЬСНОЙ ЗАРЯДКИ Советский патент 1973 года по МПК F02P3/06 

Изобретение относится к системам зажигания для двигателей внутреннего сгорания с наконлением энергии в емкости, и в частности к устройствам для имиульсной зарядки конденсатора. Известны устройства для имнульсной зарядки наконительного конденсатора, содержащие имнульсный трансформатор, питаюш.ийся от источника постоянного тока через контакты прерывателя. Однако контакты прерывателя в таких устройствах нагружены большим током разрыва, что нриводит к их эрозии. Кроме того, напряжение заряда конденсатора зависит от скорости вращения распределительного валика, в связи с этим необходимо выбирать параметры системы таким образом, чтобы на максимальных скоростях вращения обеснечивалось достаточное напряжение. На низких же скоростях это приводит к увеличению средней потребляемой мощности от источника питания сверх необходимой. Предложенное устройство отличается от известных тем, что последовательно с нервичной сбмоткой импульсного трансформатора включена схема ограничения максимального тока, выполненпая в виде двухстабильной траизисторной схемы с составным силовым транзистором и добавочным резистором в эмиттерной цепн и усилителя постоянного тока, управляющего током базы составного транзистора. Усилитель постоянного тока вынолпеи на транзисторе но схеме с общим эмиттером без эмиттерного резистора и подключен нараллельно цепи: чоллектор составного траизнстора - эмиттер - добавочный резистор. Коллектор транзистора уснлителя соединен с ба3011 составного транзистора. Последовательно с базой транзистора усилителя постоянного тока включен нолунроводннковый диод, выполняющий функцию элемента сравнеиня напряжений. Параллельно цени: коллектор составного транзистора - эмиттер - добавочный резнзистор включен делитель иапрял.ения в виде двух резисторов, нанряжение с которого нодается на диод в цени базы транзистора усилителя ностоянного тока, а нараллельно резнстору делнтеля напряжения, имеющему общую точку с эмиттером транзнстора усилителя постоянного тока, включен копдеисатор, служащий для временной задержки подачи нанряження сравнення с делителя напряжения в цень базы транзнстора уснлителя иостояииого тока. На фиг. 1 нриведеиа нринцнинальная схема предложенного устройства (условно обозначено нозицией I н обведено щтрнх-иунктнрной

линией) и одии из вариаитов использования устройства в коидеисаторной TiipiicTopiioii системе зажигания; иа фиг. 2 н 3 - графики измснепня тока и иаиряжении иервичиой обiMOiKH в функции времени с момента замыKanii) )оичактов прерывателя.

ycTjjoiicTBo состоит из импульсного траисфорл:а 0ра 1, первичная облотка 2 которого включена последовательно со схемой 3 ограничения максимального тока, контактами замка 4 зал игания и контактами прерывателя 5 иа паиряжеиие источника 6 нитания. Вторичная обмотка 7 импульсного трансформатора через выпрямительный диод 8 иодключена к накопительному конденсатору 9.

Схема 3 имеет релейную характеристику тниа реле с самоблокировкой. Она состоит из транзисторов 10 и 11, соединенных по схеме составного транзистора, вместе с добавочным резистором 12 образующих силовую цепь зарядиого тока первичной обмотки импульсного трансформатора, и усилителя постоянного тока с цепью сравнения напряжений. База транзистора И управляется током коллектора транзистора 13, образующего с резистором 14 каскад усилителя постоянного тока.

Между базой транзистора 13 и делителем напряжения на резисторах 15 и 16 включен диод 17, являющийся элементом цепи сравнеиия нанряжений. Конденсатор 18 и резистор 16 образуют день временной задержки.

Стабиливольт 19 защищает схему ограничения максимального тока от неренапряжений при коммутации тока в обмотке 2. Резистор 2U служит для температурной стабилизации составного транзистора.

При включении замка зажигаиия 4 и замыкания контактов прерывателя 5 через обмотку 2 к схеме ограничения максимального тока 3 прикладывается напряжение источника питания 6. Конденсатор 18 препятствует мгновенному нарастанию напряжения на резисторе 16, и вследствие этого транзистор 13 некоторое время (порядка 10 мксек) остается в закрытом состоянии.

За это время транзисторы 10 и И переходят в открытое состояние благодаря протекалкю тока базы транзистора 11 через резистор 14. После открывания транзисторов 10 и 11 напряжение на схеме ограничения тока (следовательно и на резисторах 15 и 16 делителя напряжения) падает до долей вольта, так как в этот начальный момент ток в ценн обмотки 2 из-за влияния ее индуктивности ен;е мал, и падение напряжения на резисторе

12близко к нулю. Поэтому напряжение на jie3HCTope 16 меньше величины прямого надеиня напряжения на диоде 17, и транзистор

13остается в закрытом состоянии.

После открывания транзисторов 10 и И ток в обмотке 2 начинает форсированно нарастать с постоянной времени, определяемой индуктивностью этой обмотки, ее активным сопротивлением, сопротивлением транзисторов 10 и 11 и резистора 12 (фиг. 2 участок I).

В течеиие всего этого периода напряжение па первичной обмотке уменьнгается незначительно, изменяясь лишь на величину падени/; напряжения иа транзисторах 10 и 11 и резисторе 12, которое мало по сравнению с напряжением источника питани 6 (фиг. 3, участок I).

С увеличением тока в обмотке 1 и ростом падения нанряжения иа резисторе 12 и транзисторах 10 и 11 повышается напряжение на резисторе 16, и в момент, когда это нанряжение нревысит величину прямого падения нанряжения на диоде 17 и участке база- эмиттер транзистора 13, транзистор 13 открывается, вызывая закрывание транзисторов 10 и И.

В результате этого резко прерывается ток в облютке 2, и индуктируется импульс высокого напряжения в обмотке 7, заряжаюшей на0 конительный конденсатор 9 через диод 8.

Вновь неревестн схему ограничения максимального тока в открытое состояние возможно лишь снятием нитающего нанряжения, поэтому иа протяжении оставшегося времени до MOMeirra размыкапи;: контактов прерывателя в первичной обмотке 2 остается равным току холостого хода схемы, не превышающему 10 ма (фиг. 2 и 3, участок II).

0 Возможен также вариант использоваиня предложенного устройства в системе с иснользоваиием тиристора в качестве переключающего элемента (фиг. 1). Накопительный конденсатор 9 вклЕОчен последовательно с первичной обмоткой 21 катушки зажигания 22 и тиристором 23. Цепь управления тиристором, предназначенная для иодачи пусковых имнульсов на управляющий электрод тиристора, состоит из конденсатора

0 24, резисторов 25 и 26 и диода 27. Высоковольтный имнульс, подаваемый на распределитель зажигания и от него к свечам, снимается со вторичной обмотки 28 катушки .эяжигания.

5 Управление работой всей системы зажигания осуществляется от одиих и тех же контактов прерывателя.

В момепт замыкания контактов прерывателя резистор 25 нодключается к источнику

0 питания 6, и конденсатор 24 заряжается до нанряжения источника нитания через резистор 26. Причем полярность падения нанряженпя на резисторе 26 обратна но OTHOHJCнню к полярности диода 27 (нлюс на катоде

5 тиристора 23), и тиристор 23 остается запертым. В момент размыкания контактов прерывателя 5, что происходит всегда после заряда накопительной емкости 9, конденсатор 24 разряжается через резисторы 25 и 26. Причем нолярность падения напряжения на резисторе 26 совпадает с полярностью диода 27, и возникающий положительный импульс напряжения через диод 27 подается на управляющий электрод тиристора, вызывая его открывание и разряд накопительного конденсатора 9 через первичную обмотку 21 катушки зажигания 22.

При последующем замыкании контактов все пронессы повторяются.

Таким образом, контакты прерывателя размыкаются практически в обесточенной цепи, что предотвращает их электрическую эрозию, а средний ток, потребляемый всем устройством, определяется лищь угловой скоростью двигателя, так как независимо от числа оборотов амплитудное значение и форма кривой тока не изменяются.

Предмет изобретения

1.Устройство для импульсной зарядки накопительного конденсатора в системе зажигания двигателя внутреннего сгорания, содержащее импульсный трансформатор, нитающнйся от источника постоянного тока через контакты прерывателя, отличающееся тем, что, с целью уменьщения потребляемой от источника мощности и снижения величины тока, разрываемого контактами прерывателя, последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора и контактами прерывателя включена схема ограничения величины максимального тока.

2.Устройство но н. 1, отличающееся тем, что схема ограничения максимального тока выполнена в виде двухстабильной транзисторiioii схемы, вх.пючающей составноГ силовоГ транзистор с л(}савоч11Ыл резистором в эмнттерно цепи, и усилителя постоянного тока, управляющего током базы составного трапзистора, и включена в цепь первичной обмотки трансформатора точками: коллектор составного транзистора - добавочный резистор.

3.Устройство но н. 2, отличающееся тем, что усилитель постоянного тока выполнен па

транзисторе по схс-.;е с общим эмиттером без эмиттериого резистора, нодключен параллельно цени: коллектор составного транзистора - эмиттер - добавочный резистор, а коллектор транзистора усилителя соединен с базой составпого транзистора.

4. стройство но п. 3, отличающееся тем, что последовательно с базой т 1апзистора усилнтел;; постоянного тока пключен нолунроводпиковый диод, вынолияющн: функцию элемента сравнения нанр5 жений.

5.Устройство по пп. 2-4, отличающееся тем, что параллельно цепи: коллектор составного транзистора - эмиттер - добавочный резистор включен делитель нанряження в внде двух резисторов, напряжение с которого подается на диод в цепи базы транзистора усилителя постоянного тока.

6.Устройство по пп. 2-5, отличающееся тем, что параллельно рез :стору делнтеля,

имеющему общую точху с эмиттером транзистора усилителп посто :нного тока, включен конденсатор.

Vvacmofd, Л

-- Время

иг-1