Электронная система зажигания

 

Использование: в электронных системах зажигания с накоплением энергии в конденсаторе. Сущность изобретения: содержит источник 1 питания, двухтактный транзисторный инвертор 2 с трансформатором , выпрямитель 5, соединенный входами с вторичной обмоткой 4 трансформатора, тиристор 6, анод и катод которого соединены с выходами выпрямителя 5, последовательно соединенные накопительный конденсатор 7 и первичную обмотку 8 катушки 9 зажигания, включенные параллельно тиристору 6, и блок 10 управления,. подключенный выходом к управляющему электроду тиристора 6. Электронная система зажигания содержит также катушку индуктивности , включенную в цепь питания инвертора, конденсатор/подключенный параллельно шинам питания между катушкой индуктивности и инвертором, два устройства контроля, первое из которых двумя входами подсоединено параллельно источнику питания, а выходом - к первому входу блока управления, а второе устройство подсоединено двумя входами параллельно тиристору , а выходом - к второму входу блока управления. Инвертор дополнительно содержит два диода, соединенные встречнопоследовательно и включенные между базами транзисторов в прямом направлении тока возбуждения транзисторов, стабилитрон , включенный в обратном направлении тока возбуждения транзисторов между общей точкой диодов и средней точкой первичной обмотки трансформатора , две цепи развязки, каждая, из которых включена между базой транзистора и резистором ограничения тока возбуждения транзистора и содержит резистор и параллельно подсоединенный к нему диод. Выпрямитель напряжения выполнен по однополупериодной схеме удвоения напряжения с конденсатором, включенным между первым выводом вторичной обмотки трансформатора и средней точкой диодов, соединенных последовательно и встречнопараллельно тиристору, подключенному анодом или катодом и второму выводу вторичной обмотки трансформатора. Такое построение системы позволяет повысить КПД и надежность. 2 з. п. ф-лы, 1 ил. ел с 00 о ю со ел -N GO

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л F 02 P 3/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОспАтент сссрнг

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

6 (21) 4909795/21 (22) 12,02.91 (46) 15,03.93. Бюл. ¹ 10 (76) Вал. С, Лысенко. О. А. Мирошниченко и

Влад, С, Лысенко (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 832106, кл. F 02 P 3/06. 1980. Авторское свидетельство СССР

¹ 937758, кл, F 02 P 3/Об, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1470989, кл, F 02 P 3/06, 1986. (54) ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ЗАЖИГА.НИЯ (57) Использование: в электронных системах зажигания с накоплением энергии в конденсаторе. Сущность изобретения:. содержит источник 1 питания. двухтактный транзисторный инвертор 2 с трансформатором, выпрямитель 5, соединенный входами с вторичной обмоткой 4 трансформатора, тиристор 6, анод и катод которого соединены с выходами выпрямителя 5, последовательно соединенные накопительный конденсатор 7 и первичную обмотку 8 катушки 9 зажигания, включенные параллельно тиристору 6. и блок 10 управления„ подключенный выходом к управляющему электроду тиристора б, Электронная система зажигания содержит также катушку индуктивности, включенную в цепь питания инвертора, конденсатор. подключенный параллельно шинам питания между катушкой

„„ЯЦ„„1802854 АЗ индуктивности и инвертором, два устройства контроля, первое из которых двумя входами подсоединено параллельно источнику питания, а выходом — к первому входу блока управления, а второе устройство подсоединено двумя входами параллельно тиристору, а выходом — к второму входу блока управления. Инвертор дополнительно содержит два диода, соединенные встречнопоследовательно и включенные между базами транзисторов в прямом направлении тока возбуждения транзисторов, стабилитрон, включенный в обратном направлении тока возбуждения транзисторов между общей точкой диодов и средней точкой первичной обмотки трансформатора, две цепи развязки, каждая из которых включена между базой транзистора и рези- стором ограничения тока возбуждения транзистора и содержит резистор и параллельно подсоединенный к нему диод. Выпрямитель напряжения выполнен по однополупериодной схеме удвоения напряжения с конденсатором. включенным между первым выводом вторичной обмотки трансформатора и средней точкой диодов. соединенных последовательно и встречнопараллельно тиристору, подключенному анодом или катодом и второму выводу вторичной обмотки трансформатора. Такое построение системы позволяет повысить КПД и надежность. 2 з. и. ф-лы, 1 ил.

1802854 соединены с выходами выпрямителя 5, последовательно соединенные накопительный конденсатор 7 и первичную обмотку 8 20 контроля 13, 14, причем устройство 13 двумя входами подсоединено параллельно ис- 30

40

50

55. Изобретение относится к системам зажигания преимущественно для двигателей внутреннего сгорания, а именно к электронным системам зажигания с накоплением энергии в конденсаторе.

Целью изобретения является повышение КПД системы и ее надежности, На чертеже представлен вариант принципиальной схемы электронной системы зажигания, Электронная система зажигания содержит иСточник питания 1, двухтактный транзисторный инвертор 2 с трансформатором, имеющем первичную 3 и вторичную 4 обмотки, выпрямитель 5, соединенный входами с вторичной 4 обмоткой трансформатора, тиристор 6, анод и катод которого катушки зажигания 9 и блок управления 10, выход которого. подключен к управляющему электроду тиристора 6. В систему введены катушка индуктивности 11, включенная в цепь питания инвертора 2, конденсатор 12, подключенный параллельно шинам питания инвертора 2 между катушкой индуктивности 11 и инвертором 2, два устройства точнику литания 1, а выходом — к первому входу блока управления 10, а устройство 14 подсоединено двумя входами параллельно тиристору 6, а выходом — к второму входу блока управления 10, И нвертор 2 содержит транзисторы 15, 16, резисторы 17, 18 смещения, включенные между базами и коллекторами транзисторов 15, 16, резисторы 19, 20 ограничения тока возбуждения транзисторов 15, 16, два диода 21, 22, соединенные встречно-последовательно между собой и включенные между базами транзисторов

15, 16 в прямом направлении тока возбуждения транзисторов 15, 16. стабилитрон 23, включенный в обратном направлении тока возбуждения транзисторов 15, 16 между общей точкой диодов 21, 22 и средней точкой первичной 3 обмотки трансформатора, две цепи развязки, каждая из которых включена между базой транзистора 15 или 16 и резистором 19 или 20 соответственно и содержит резистор 24 и 25 и параллельно подсоединенный к нему диод 26 или 27, включенный в прямом направлении тока возбуждения транзистора 15 или 16. Выпрямитель напряжения 5 выполнен по однополупериодной схеме удвоения напряжения с конденсатором 28, включенным между первым выводом вторичной 4 обмотки трансформатора и средней точкой диодов 29, 30, 5

15 соединенных последовательно между собой и встречно-параллельно тиристору 6, подключенному анодом или катодом к второму выводу вторичной 4 обмотки трансформатора, Электронная система зажигания работает следующим образом.

Напряжение от источника питания 1 через катушку индуктивности 11 поступает на двухтактный транзисторный инвертор 2. 3апуск инвертора осуществляется за счет тока смещения, проходящего через резисторы смещения 17, 18, при этом переходы базаэмиттер транзисторов незначительно зашунтированы резисторами цепей развязки.

Работа инвертора 2 в режиме автогенератора поддерживается за счет тока возбуждения транзисторов 15, 16. проходящего через резисторы 19. 20 ограничения тока возбуждения транзисторов 15, 16, диоды 26, 27 и переходы база-эмиттер транзисторов 15, 16.

При коммутации тока транзисторами инвертора в момент их переключения за счет э.д.с, самоиндукции катушки 11 на входе инвертора 2 возникают всплески напряжения. Энергия всплесков напряжения на входе инвертора 2 определяется величиной индуктивности катушки 11, а амплитуда— величиной емкости конденсатора 12, которая выбирается такой, чтобы при максимальном падении напряжения источника питания 1 бортовой сети.(до 4В) амплитуда всплесков достигала уровня номинального напряжения питания (15В). Энергия всплесков должна быть достаточна для заряда накопительного конденсатора 7 за время междудвумя искрообразованиями, Энергия всплесков прямо пропорциональна индуктивности катушки 11. Если в течение цикла между двумя искрообразованиями вследствие глубокой просадки напряжения источника питания бортовой сети (остаточное напряжение менее 4 В). напряжение на накопительном конденсаторе 7 не достигает номинальной величины, устройство контроля 13 запрещает включение тиристора 6 от блока управления 10 и очередной цикл искрообразования пропускается с целью накопления необходимой энергии в .накопительном конденсаторе 7 для получения надежного искрообразования, При вспышке горючей смеси в цилиндре обороты двигателя резко увеличиваются, нагрузка на пусковое устройство и бортовую сеть снижается и напряжение источника питания 1 восстанавливается до уровня, близкого к номинальному. При этом мощность инвертора 2 повышается до уровня, необходимого для нормальной работы сис1802854 темы электронного зажигания. Всплески напряжения на входе инвертора 2 ограничиваются на выходе инвертора 2 путем ограничения напряжения возбуждения транзисторов 15, 16 и соответственно на 5 первичной 3 обмотке трансформатора, Когда всплески напряжения на базах транзисторов 15, 16 достигнут величины напряжения стабилизации стабилитрона 23, поочередно открываются диоды 21, 22 и от- 10 ветвляют излишний ток возбуждения в цепь стабилитрона 23.

При работе двигателя на номинальных оборотах в конце процесса заряда накопительного конденсатора 7 инвертор напря- 15 жения 2 работает на холостом ходу, При включении тиристора 6 инвертор напряжения 2 устанавливается в режим работы, . обусловленный наличием последовательного контура, образованного катушкой индук- 20 тивности 11 и конденсатором 28, емкость которого приведена к входу инвертора напряжения 2. Транзисторы 15. 16 продолжают работать в ключевом режиме, в системе: катушка индуктивности 11 — инвертор 2 — 25 конденсатор 28 возникает процесс раскачки образованного контура с накоплением в нем энергии, которая после запирания тиристора 6 выделяется на накопительном конденсаторе 7. Ограничение тока инверто- 30, ра 2 при включенном тиристоре 6 и в дальнейшем при дозаряде накопительного конденсатора 7 осуществляется на элементах вышеуказанного колебательного контура. 35

При неисправности системы регулирования, поддерживающей напряжение бортовой сети автомобиля на номимальном уровне, напряжение источника питания 1 может неконтролируемо вырасти. Как толь- 40 ко напряжение превысит аварийный уровень (например 16 В), устройство контроля

14 запрещает прохождение запускающих импульсов с выхода блока управления 10 на управляющий электрод тиристора 6, при 45 этом происходит пропуск циклов искрообразования обороты коленчатого вала и соответственно вала генератора уменьшаются и напряжение источника питания 1 бортовой сети уменьшается, что предотвращает вы- 50 ход из строя системы электронного зажигания и позволяет продолжить движение автомобиля на малых оборотах двигателя.

Благодаря тому, что в систему введены катушка индуктивности, включенная в цепь 55 питания инвертора, конденсатор. подключенный параллельно шинам питания инвертора между катушкой индуктивности и инвертором, две цепи развязки, каждая из которых включена между базой транзистора и резистором ограничения тока возбуждения транзистора и содержит резистор и параллельно подсоединенный к нему диод, включенный в прямом направлении тока возбуждения транзистора, выпрямитель выполнен по однополупериодной схеме с удвоением напряжения вместо ограничения тока на активных элементах С выделением тепла происходит ограничение тока с перераспределением энергии на элементах системы с дальнейшим выделением на нагрузке (накопительном конденсаторе). В результате этого к.п.д. заявляемой электронной системы зажигания по сравнению с системой-прототипом, возрастает с 40 — 50o до 95 при максимальной частоте оборотов коленчатого вала, одновременно сохраняется работоспособность электронной системы зажигания при запуске двигателя в экстремальных условиях, а тепловая мощность рассеивания на элементах электронной системы зажигания снижается с 20 — 40

Вт до 2 — 4 Вт, что повышает надежность элементов системы, а значит,и надежность работы двигателя на максимальных оборотах в экстремальных условиях.

Формула изобретения

1. Электронная система зажигания, содержащая источник питания, минусовой выход которого соединен с общей шиной, инвертор, который включает трансформатор, который имеет первичную обмотку и вторичную обмотку. первая и вторая клеммы которой являются выходом инвертора и первая клемма которой, а также вход инвертора соединены с общей шиной, выпрямитель, первая и вторая клемма входа которого соединены с выходом инвертора, тиристор, анод и катод которого соединены соответственно с общей шиной и первой клеммой выхода выпрямителя и с второй клеммой выхода выпрямителя, соедйненные последовательно накопительный конденсатор и первичная обмотка катушки зажигания, которые соединены параллельно тиристору, и блок управления, первая выходная клемма которого соединена с управляющим входом тиристора, а вторая,— с общей шиной отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД и надежности, введены соединенные последовательно катушка индуктивности, входная клемма которой соединена с плюсовым выходом источника питания, а выходная — с второй клеммой входа инвертора, и конденсатор, выходная клемма которого соединена с общей шиной. первый и второй блоки контроля, первая и вторая клеммы входа первого из которых соединены параллельно источнику питания, а выход — к первому входу блока управле1802854

Составитель В.Лысенко

Техред M.Моргентал Корректор А,Козориз

Редактор

Заказ 861 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 ния, а второго блока контроля — параллельно тиристору, а выход — к второму входу блока управления.

2. Система зажигания, по и, 1, отличаю щ а я с я тем, что инвертор выполнен в виде двухтактного транзисторного инвертора, содержащего первый и второй диоды, соединенные встречно-последовательно, которые подсоединены между базами первого и второго транзисторов, стабилитрона, который соединен между общей точкой первого и. второго диодов и средней точкой первичной обмотки трансформатора, которая является вторым входом инвертора, которая выполнена из первой, второй, третьей и четвертой частей, которые соединены согласно, двух цепей развязки, каждая из ко, торых содержит соответственно третий и четвертый диоды и первый и второй резисторы, соединенные параллельно, которые соединены первой клеммой с базами соответственно первого и второго транзисторов, а второй через соответственно первый и второй резисторы ограничения тока возбуждения соответственно с входом и выходом первичной обмотки трансформатора, 5 причем эмиттеры первого и второго транзисторов соединены соответственно с концом первой и третьей частей первичной обмотки трансформатора, коллекторы и базы соединены соответственно непосредственно или

10 через первый и второй резисторы смещения с общей шиной.

3. Система зажигания по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что выпрямитель выполнен в виде последовательно соеди15 ненных пятого и шестого диодов, к средней точке которых подключена первая клемма конденсатора, причем вторая клемма конденсатора вход пятого и выход шестого диодов являются соответственно второй

20 клеммой входа, первыми клеммами входа и выхода, второй клеммой выхода выпрямителя.