Полупроводниковый преобразователь напряжения для системы зажигания Советский патент 1982 года по МПК F02P3/04 

(54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ

1,

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано, например, для системы зажигания двигателей внутреннего сгорания.

Известны полупроводниковые преобразователи, содержащие силовой трансформатор, средняя точка первичной обмотки которого присоединена к одному из полюсов источника энергии, а крайние зажимы - к одноименным электродам управляемых полупроводниковых приборов, другие одноименные электроды которых соединены с другим полюсом источника энергии 1.

Однако данные преобразователи характеризуются наличием недопустимых перенапряжений на полупроводниковых элементах.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является полупроводниковый п()еобразователь для системы за-, жигания двигателя внутреннего сгорания, содержащий мультивибратор и усилитель, а также повышающий силовой трансформатор, средняя точка первичной обмотки которого присоединен к одному из полюсов ис-. точника энергии, а крайние зажимы первичной обмотки - к коллекторам транзисторов.

эмиттеры которых соединены с другим полюсом источника энергии.

Одна из особенностей известного преобразователя состоит в том, что крайние зажимы первичной обмотки трансформатора присоединены к анодам диодов, а общая точка соединения их катодов присоединена как к средней точке первичной обмотки силового трансформатора, так и к положительному зажиму источника энергии. Такое соединение диодов с первичной обмоткой силового транс0 форматора позволяет избежать недопустимых перенапряжений насоединенных с этой обмоткой силовых транзисторах при их запирании вследствие высвобождающейся при этом энергии магнитного поля, запасенной в индуктивности рассеяния отключаемой половины первичной обмотки трансформатора. В схеме известного преобразователя создаются условия дли дальнейшего прохождения тока через эту половину обмотки и индуктирующий ее диод под воздействием запасенной энергии магнитного поля в индуктивности рассевиия 2.

Однако дальнейшее прохождение неизменного по направлению токав отключенной от силового транзистора половине обмотки

силового трансформатора известного преобразователя создает в его сердечнике магнитный поток, направленный встречно основному магнитному потоку, создаваемому напряжением источника, приложенному в этом случае к другой половине первичной обмотки через посредство своего силового транзистора. Это приводит к относительному увеличению тока в подключенной к источнику половине обмотки трансформатора, что приводит к увеличению потерь в силовом трансформаторе и ухудшению энергетических показателей преобразователя, т.е. КПД, а также к относительному завышению типовой мощности, ухудшению массогабаритных показателей силового трансформатора и мощлых транзисторов.

Цель изобретения - улучшение энергетических показателей, т.е. повышение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в полупроводниковом преобразователе напряжения для системы зажигания двигателя внутреннего сгорания, содержаш.ем мультивибратор с усилителем и усилитель мош,ности с повышаюш,им силовым трансформатором, средняя точка первичной обмотки которого подсоединена к одному из полюсов источника энергии, а крайние-выводы- к коллекторам транзисторов, эмиттеры которых подсоединены к другому полюсу источника энергии, причем вторичная обмотка повышаюпдего силового трансформатора подключена к распределителю зажигания, к крайним выводам первичной обмотки повышающего силового трансформатора присоединена первичная обмотка дополнительного трансформатора, вторичная обмотка которого соединена последовательно со вторичной обмоткой силового повыщаюш.его трансформатора.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого преобразователя.

Полупроводниковый преобразователь содержит силовой трансформатор 1, первичная обмотка которого разделена на части 2 и 3, средняя точка первичной обмотки присоединена к положительному полюсу источника 4 энергии, ее крайние выводы - к коллекторам силовых транзисторов 5 и 6, эмиттеры KQTopbix соединены с отрицательным полюсом источника 4 энергии. Крайние выводы разделенной-на части 2 и 3 первичной обмотки повышающего силового трансформатора 1 присоединены также к первичной обмотке 7 дополнительного трансформатора 8, вторичная обмотка 9 которого вместе с последовательно соединенной с ней вторичной обмоткой 10 силового повышающего трансформатора 1 присоединена через распределитель 11 к свечам зажигания 12. Управляющие входы силовых транзисторов 5, усилителя мощности присоединены к мультивибратору с усилителем 13.

Преобразователь работает следующим образом.

Отпирание транзистора 5 приводит к об- , разованию токовой цепи;положительный полюс источника 4 питания- средняя точка первичной обмотки силового трансформатора 1 крайний вывод части 2 этой первичной обмотки - открытый транзистор 5 -отрицательный полюс источника 4 питания; кнаведению ЭДС на вторичной обмотке 10 силового трансформатора 1; к наведению ЭДС и напряжения как на последовательном соединении частей первичной обмотки

2 и 3 силового трансформатора и на параллельно соединенной первичной обмотке 7 дополнительного трансформатора 8, так и вторичной обмотке 9 этого трансформатора. Далее происходит запирание ранее открытого транзистора 5. В следующий за этим интервал времени продолжается прохождение тока по цепи; положительный полюс источника 4 --средняя точка частей 2 и 3 первичной обмотки силового трансформатора - часть 2 - первичная обмотка 7 дополнительного трансформатора 8 - другая часть 3 первичной обмотки силового трансформатора 1; ранее запасенная энергия в индуктивности рассеяния первичной обмотки силового трансформатора 1 через первичную обмотку 7 дополнительного трансформатора 8 и его магнитную систему передается во вторичную обмотку 9, увеличивающую результирующее напряжение вторичной цепи обмоток 9 и 10, т. е. в нагрузке - свечах зажит-ания 12. Далее следует отпирание силового транзистора 6, что приводит: к образованию токовой цепи через положительный полюс источника 4, средний вывод первичной обмотки силового трансформатора 1, крайний вывод ее части 3, открытый транзистор 6, отрицательный полюс источника 4 энергии; к наведению ЭДС противоположной полярности по сравнению с предыдущим интервалом времени как на частях 2 и 3 первичной обмотки трансформатора 1, так и на его вторичной обмотке

10 и вторичной обмотке 9 дополнительного трансформатора 8 поскольку его первичная обмотка 7 присоединена к крайним выводам первичной обмотки силового трансформатора 1.

Однако наибольшее значение напряжения на последовательном соединении вторичных обмоток 10 и 9 трансформаторов 1 и 8 наблюдается в последующий интервал времени после запирания ранее открытого траНзистора 6, предшествующий отпиранию силового транзистора 5. В этот интервал времени продолжает протекать ток по соединенным между собой первичным обмоткам обоих трансформаторов I и 8, что приводит к утилизации запасенной ранее энергии в магнитном поле трансформатора 1, благодаря ее передаче во .вторичную цепь через дополнительный трансформатор 8 идостижению максимального значения напряжения на последовательном соединении вторичных обмоток 9 и 10 трансформаторов 1 и 8. Далее открывается транзистор 5 и процессы повторяются.

Особенность данного полупроводникового преобразователя позволяет утилизировать энергию магнитного поля запасавшуюся ранее в магнитном поле отдельных частей первичной обмотки силового трансформатора, улучшить использование силового трансформатора и силовых транзисторов. Открывающиеся за счет этого возможности улучшения массогабаритных показателей силового трансформатора позволяют надеяться на то, что даже введение дополнительного трансформатора в устройстве не ухудшает его массогабаритные показатели по сравнению с известным.

Формула изобретения

Полупроводниковый преобразователь напряжения для системы зажигания двигателя внутреннего сгорания, содержащий мультивибратор с усилителем и усилитель

мощности с повышающим силовым трансформатором, средняя точка первичной обмотки которого присоединена к одному из полюсов источника энергии, а крайние выводы - к коллекторам транзисторов усилителя мощности, эмиттеры которых подсоединены к другому полюсу источника энергии, причем вторичная обмотка повыщающего силового трансформатора подключена к распределителю зажигания, отличающийся тем, что, с целью повыщения КПД к крайним

0 выводам первичной обмотки, повыщающего силового трансформатора присоединена первичная обмотка дополнительного трансформатора, вторичная обмотка которого соединена последовательно со вторичной 5 обмоткой повыщающего силового трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Японский патент № 53-39570, кл. 56 С 61, 1978.

0

2.Авторское свидетельство НРБ (Брлгария) № 19507, кл. F 02 р 3/00, 1978.

12