Устройство генерирования импульсов высокого напряжения

 

Изобретение относится к устройствам для генерирования импульсов высокого напряжения и может быть использовано в качестве системы зажигания автомобильных двигателей. Цель изобретения ~ повышение энергии !/? длительности искрового разряда. Для этого в устройство генерирования импульсов высокого напряжения, содержащее высоковольтный трансформатор 1. управляемый ключ 4, транзисторный усилитель 5i управляющие контакты 6. первый резистор 7, блок 8 управления, введены первый и второй резмстивные делители 9. 10. переключающий транзистор 11. конденсатор 12 обратной связи, резистор 13 тока, конденсатор 14 тока, второй резистор 15, первый и второй конденсаторы 16, 17, диод^18, а высоковольтный трансформатор 1 снабжен дополнительной первичной обмоткой 19.33.П. ф-лы, 2 ил.^"siss;* *%b=-•ф-25ю к>&са-KOSI^. 'NJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ы>Б t= 02 Р 3/04

К ПАТЕНТУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4028645/21 (86) РСТ/HU 85/00053 от 06.09.85 (22) 10,12.86 (31) 1335/85 (32) 11.04.85 (33} HU (46) 30.01,92. Бюл, М 4 (72) Адам Ковач (НО} (53) 621.43.044 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К.. 977846, кл. F 02 Р 3/04, 1981.

В помощь радиолюбителю. Вып. 70, изд-во ДОСААФ, 1980, с. 45 — 52, рис, 1. (54} УСТРОЙСТВО ГЕНЕРИРОВАНИЯ ИМ-

ПУЛЬСОВ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к устройствам для генерирования импульсов высокого на..!М,„, 17Î9923 АЗ пряжения и может быть использовано в качестве системы зажигания автомобильных двига-,елей. Цель изобретения — повышение знергии и длительности искрового разряда.

Для этого в устройство генерирования импульсов высокого напряжения, содержащее высоковольтный трансформатор 1, управляемый ключ 4, транзисторный усилитель 5, управляющие контакты 6, первый резистор

7, блок 8 управления, введены первый и второй резистивные делители 9, 10, переключающий транзистор 11, конденсатор 12 обратной связи, резистор 13 тока, конденсатор 14 тока, второй резистор 15, первый и второй конденсаторы 16, 17, диод 18, а высоковольтный трансформатор 1 снабжен дополнительной первичной обмоткой 19. 3 з,п. ф-лы, 2 ил.

1709923

Изобретение относится к устройствам для генерирования из постоянного напряжения импульсов высокого напряжения и используется, преимущественно, в качестве системы зажигания автомобильных двигателей, Цель изобретения — повышение энергии и длительности искрового разряда.

На фиг. 1 представлена электрическая схема устройства генерирования импульсов высокого напряжения; на фиг. 2 — временная диаграмма тока выходного блока (трансформатор, ключ) для одного цикла зажигания.

Устройство генерирования импульсов высокого напряжения (фиг. 1) содержит высоковольтный трансформатор 1, первый вывод первичной обмотки 2 которого соединен с первой шиной питания, выводы вторичной обмотки 3 высоковольтного трансформатора 1 являются выходными выводами устройства; управляемый ключ 4, управляющий электрод которого соединен с выходом транзисторного усилителя 5, управляющие контакты 6, первый из которых соединен с первым выводом первого резистора 7, второй — с второй шиной питания, блок 0 управления, первый и второй резистивные делители 9 и 10, переключающий транзистор 11, конденсатор 12 обратной связи, резистор 13 тока, конденсатор 14 тока, второй резистор 15, первый и второй конденсаторы 16 и 17, диод 18; высоковольтный трансформатор 1 снабжен дополнительной первичной обмоткой 19, первый вывод которой соединен с первым выводом первого конденсатора 16 и катодом диода 18, анод которого соединен с вторым выводом первичной обмотки 2 и первым выводом второ го конденсатора 17, второй вывод которого и второй вывод дополнительной первичной обмотки 19 соединены с первым силовым электродом управляемого ключа 4, первый вывод второго резистора соединен с базой переключающего транзистора 11 и первым выводом второго резистивного делителя 10, второй вывод которого соединен с вторым выводом первого конденсатора 16 и первой шиной питания, средняя точка второго резистивного делителя 10 через конденсатор

12 обратной связи соединена с первым силовым электродом управляемого ключа 4, второй силовой электрод которого соединен с вторым выводом второго резистора 15 и первым выводом конденсатора 14 тока, а через резистор 13 тока — с второй шиной питания, с которой соединен эмиттер переключающего транзистора 11, коллектор которого соединен со средней точкой первого резистивного делителя 9, первый вывод которого. соединен с входом транзисторного усилителя 5, второй вывод первого резистивного делителя 9 соединен со вторым выводом конденсатора 14 тока и выходом

5 блока 8 управления, вход которого соединен с вторым выводом первого резистора 7; блок 8 управления образован катушкой 20 индуктивности, первый вывод которой, являющийся входным выводом блока 8 управ10 ления, подсоединен к эмиттеру транзистора

21, второй ее вывод подсоединен к первой шине питания и базе транзистора 21, в другом варианте выводы катушки индуктивности 20 подсоединены к одним выводам

15 третьего и четвертого резисторов, другие выводы которых — к базе транзистора 21.

Между средним и первым выводом первого резистивного делителя подсоединен третий конденсатор 24, 25 — источник питания.

20 Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

При замыкании управляющих контактов

6 через первый резистор 7 и катушку 20 индуктивности протекает ток, при прерывании которого в последней индуцируется напряжение, полярность которого такова, что на эмиттере транзистора 21 возникает положительный скачок напряжения, а на его базе — отрицательный.

В описанном варианте исйользуется транзистор 21 типа р-и-р. Под действием скачка напряжения на катушке 20 индуктивности транзистор 21 включается и от источника 25 напряжения через катушку 20

35 индуктивности и цепь эмиттер —.коллектор транзистора 21 прямое напряжение поступает на вход транзисторного усилителя 5. K выходу транзисторного усилителя 5 подкл ючен конденсатор 14, что существенно при

40 формировании сигнала на его входе. В ответ на импульс напряжения в катушке 20 индуктивности включается транзистор 21, а протекающий через цепь эмиттер — коллектор этого транзистора ток создается за счет не

45 только напряжения источника 25 напряжения, но и за счет импульса напряжения, последовательного импульсу, создаваемому в катушке 20 индуктивности. К средней точке резистивного делителя 9 подключена цепь.

50 эмиттер — коллектор переключающего транзистора 11, Таким образом. как вход транзисторного усилителя 5, ток и переключающий транзистор 11 находятся в состоянии проводимости.

Между коллектором управляемого клю- . ча 4 и второй шиной питания включен рези- . стор 13 управления током, имеющий очень малое сопротивление. Значение этого сопротивления составляет всего несколько

Ом, поэтому он практически не ограничива1709923 ет ток, протекающий как через управляемый ключ 4, так и через первичные обмотки 2 и 3 трансформатора 1. К базе указанного переключающего транзистора 11 подключен делитель напряжения, второй резистор 15 5 которого со стороны эмиттера соединен с резистором 13 тока. Между средней точкой второго резистивного делителя 10 и общей точкой управляемого ключа 4 и трансформатора 1 включен конденсатор 12. Этот кон- 10 денсатор 12 обеспечивает обратную связь па напряжению с базой переключающего транзистора 11, а подъем напряжения на резисторе 13 тока, которое пропорционально протекающему по нему тоху, обеспечива- 15 ет обратную связь по току с базой того же переключающего транзистора 11.

На фиг. 2 показана форма тока, протекающего через первичные обмотки 2 и 3 трансформатора 1, управляемый ключ 4 и 20 резистор. 13 тока в функции времени t. В точке А ключ 4 включается, и, как описано, подключенные последовательно к источнику 25 напряжения конденсаторы 17 и 16 вырабатывают сильноточный импульс, воз- 25 растающий до точки В. В точке В заряд конденсаторов 17 и 16 израсходован, и ток

Хуменьшается до точки С. Этот сильноточный импульс индуцирует во вторичной обмотке 3 трансформатора 1 импульс 30 высокого напряжения.

На резисторе 13 тока нарастает на пряжение, пропорциональное току 2. Это напряжение суммируется с аккумулиро. ванным в конденсаторе 14 напряжением, что обеспечивает сохранение ключа 4 во включенном состоянии при отключенном транзисторе 21.

Нарастающее на резисторе 13 тока на- пряжение управляет также базой переклю- 40 чающего транзистора 11 и в окрестности точки В стремится включить транзистор 1.1.

Одновременно нарастающий на конденсаторе 12 более высокий отрицательный импульс противодействует этому и надежно 45 удерживает транзистор 11 в окрестности точки В в отключенном состоянии, что исключает возможность отключения управляемого ключа 4. Если известны характеристики делителя 10, конденсатора 50

12, значения напряжения источника 25 на.пряжения и падения напряжения на резисторе 13 тока, то эта функция легко. рассчитывается.

Согласно фиг, 2 за точкой В ток разряда 55 конденсаторов 17 и 16 понижается и в точке

С через первичные обмотки 2 и 3 и диод 18 протекает только ток источника 25; причем диод 18 в это время находится в состоянии проводимости. От точки С и далее ток 3 нарастает с наклоном, определяемым индуктивностью трансформатора 1. По мере приближения к точке О создаваемое на резисторе 13 тока напряжение включает через резистор 15 переключающий транзистор 11. В момент включения транзистора

11 происходит мгновенное отключение ключа 4, а прерванный ток I индуцирует в первичных обмотках 2 и 3 напряжение противоположной полярности для повторного заряда конденсаторов 17 и 16.

Зависимость параметров транзистора

11 от температуры такова, что изменение прямого напряжения в зависимости от температуры приводит к изменению положения точки D на кривой тока. При понижении температуры точка 0 перемещается по пунктирной линии (фиг. 2), а это означает возможность нарастания тока 2 до более высокого значения. В этом случае результатом является увеличение аккумулируемой в трансформаторе 1 магнитной энергии, т.е. в холодную погоду даже при низком питающем напряжении импульс высокого напряжения сохраняет постоянную энергию в широком диапазоне температур. Существенные преимущества обеспечиваются при холодном запуске автомобиля, Рекомендуется включать третий конденсатор 24, так как это ускоряет включение транзисторного усилителя 5. Показанный на фиг. 1 выходной блок на управляемом ключе

4 и трансформаторе 1 может найти применение и в других схемах для генерирования импульса, причем трансформатор 1 дополняется схемой восстановления энергии.

Формула изобретения

1. Устройство генерирования импульсов высокого напряжения, содержащее высоковольтный трансформатор, первый вывод первичной обмотки которого соединен с первой шиной питания, выводы вторичной обмотки высоковольтного трансформатора являются выходными выводами устройства генерирования импульсов высокого напряжения, управляемый ключ, -управляющий . электрод которого соединен с выходом транзисторного усилителя, управляющие контакты, первый из которых соединен с первым выводом первого резистора. второй — с второй шиной питания, блок управления,отличающееся тем,чта,сцелью повышения энергии и длительности искрового разряда, введены первый и вторЬй. резистивные делители, переключающий транзистор,- конденсатор обратной связи, резистор тока, конденсатор тока, второй резистор, первый и второй конденсаторы, ди1709923

Составитель А.Борзиков

Техред М.Моргентал Корректор О,Кравцова

Редактор М.Келемеш

Заказ 441 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ( од, высоковольтный трансформатор снабжен дополнительной первичной обмоткой, первый вывод которой соединен с первым выводом первого конденсатора и катодом диода, анод которого соединен.с вторым 5 выводом первичной обмотки и первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого и второй вывод дополнительной первичной обмотки соединены с первым силовым электродом управляемого ключа, 10 первый вывод второго резистора соединен с базой переключающего транзистора и первым выводом второго резистивного делителя, второй вывод которого соединен с вторым выводом первого конденсатора и первой шиной питания, средняя точка второго резистивного делителя через конденсатор обратной связи соединена с первым силовым электродом управляемого ключа, второй силовой электрод которого соединен 20 с вторым выводом второго резистора и первым выводом конденсатора тока, а через резистор тока — с второй шиной питания, с которой соединен змиттер переключающего транзистора, коллектор которого соеди- 25 нен со средней точкой первого резистивного делителя, первый вывод которОго соединен с входом транзисторного усилителя, второй вывод первого резистивного делителя соединен с вторым выводом конденсатора тока и выходом блока управления, вход которого соединен с вторым выводом первого резистора.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок управления образован катушкой индуктивности, первый вывод которой, являющийся входным выводом блока управления. подсоединен к эмиттеру транзистора, второй вывод подсоединен к первой шине питания и базе транзистора, коллектор которого является выходом блока управления.

3. Устройство поп.2, отл ич а ю щеес я тем, что база транзистора подсоединена к выводам катушки индуктивности через третий и четвертый резисторы.

4. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что между средней точкой первого реэистивного делителя и его первым выводом подсоединен третий конденсатор.