Устройство для импульсной зарядки

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

М. Кл. F 02р 3/06

Заявлено 01.1V.1971 (№ 1642944, 24-6) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 03.Х,1973. Бюллетень № 39

Дата опубликов, ия описания 11.11.1974

Государственный комитет

Совета Министров СССР на делам изобретений и открытий с ДЬ 621 43 044 3 (088.8) Автор изобретения

1О. С. Артамонов

Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г. И. Носова

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОЙ ЗАРЯДКИ

НАКОПИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА В СИСТЕМЕ

ЗАЖИГАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к системам зажигания для двигателей внутреннего сгорания с накоплением энергии в емкости, и в частности к устройствам для импульсной зарядки конденсатора.

Известны устройства для импульсной зарядки накопительного конденсатора, содержащие импульсный трансформатор, питающийся от источника постоянного тока через контакты прерывателя.

Однако контакты прерывателя в таких устройствах нагружены большим током разрыва, что приводит 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 обеспечивалось 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 первичной обмоткой импульсного трансформатора включена схема ограничения максимального тока, выполненная в виде двухстабильной транзисторной схемы с составным силовым транзистором и добавочным резистором в эмиттерной цепи и усилителя постоянного тока, управляющего током базы составного транзистораа.

Усилитель постоянного тока выполнен на транзисторе по схеме с общим эмиттером без эмпттерного резистора и подк.почен параллельно цепи: коллектор составного транзистора — эхшттер — добавочный резистор. Коллектор транзистора усилителя соединен с батО зой составного транзистора.

Последовательно с базой транзистора усилителя посто:шного тока включен полупроводниковый диод, выполняющий функцшо элемента сравнения напряжений.

1б Параллельно цепи: коллектор составного транзистора — эмнттер — добавочньш резизистор включен делитель напряжения в виде двух резисторов, напряжение с которого подается на диод в цспп базы транзистора усилителя постоя.шого тока, а параллельно резистору делителя напряжения, имеющему общую точку с эмпттером TpBI131Iclора усилителя постоянного тока, включен конденсатор, служащий для временной задержки подачи напряжения сраинешгя с делителя напряжения в цепь базы транзистора усилителя посiо;шного тока.

На фиг. 1 приведена пршщипиальная схема предложенного устройства (условно обознало чено позицией 1 и обведено штрих-пунктирной

3 лшшсй) и Одпп из варна!ивов использования устройства в конденсаторной тирпс орной спс;сме зажигания; Ila (pl!i". 2 и 3 — графики пз.,:с11сппя тока и напряжения первичной обмо! !1 в функции Врсме!1и с момента зямl.l..il! Illÿ контактов прерывателя. . стр(?йство состоит из импульсного транс-! рормспора 1, первичная об:„отка 2 которого включена последовательно со схемой 3 ограппче!1Ия максимального токa, o» 1 актами зам1.» l зажигания и контяк->ими !!рерывя5 !!а пап1?яжепие источника б пи! Яния.

Вторичная обмотка 7 импульсного трапсформaòîðà через выпрями1ельный диод 8 подлючена к накопительному конденсатору 9.

Схема 3 имеет релейную харакгеристику типа реле с самоблокировкой. Оня состоит из транзисторов 10 и 11, соединенных по схеме составного транзистора, вместе с добавоч>гым резистором 12 образующих силовую цепь зарядного тока первичной обмотки импульсного трансформатора, и усилител„постоянного тока с цепью сравнения напряжений. База транзистора 11 управляется током коллектора транзистора 13, образующего с резистором

14 каскад усилителя постоянного тока.

11е>кду базой транзистора 13 и делителем иапря>кения на резисторах 15 и 16 включен диод F, являющийся элементом цепи сравнения напряжений, Конденсатор 18 и резистор

16 образуют цепь временной задержки.

Стабиливольт 19 защищает схему ограни-!

Спи>! максимального тока от перенапряжений при коммутации тока в обмотке 2. Резистор

20 служит для температурной стабилизации составного транзистора.

При вкл1очении замка зажигания 4 и замыкания контактов прерывателя 5:ерез обмо1ку 2 к схеме ограничения максимального тока 3 прикладывается напря>кение источника питания б. Конденсатор 18 препятствует мгноьсппо 1у нарастанию напряжения на резисторе 16, и вследствие этого транзистор 13 неl.o l opoe ape!i! k1 (!!op HgI(a 1 0 i» «cek() Остается а зс к1?ытоъ! состоянии.

За это время транзисторы 10 и l l !Iepexoдят в открытое состояние благодаря протека:!1!1О 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 дсли7еля напряжения) падает до долей вольта, так как в этот начальный момент ток в цепи обмотки 2 из-за влияния ее индуктивпости еще мал, и падение напряжения на резисторе

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

l3 остается в закрытом состоянии.

После открывания транзисторов 10 и 11 ток в обмотке 2 начинает форсированно наpac7a7k с постоянной времени, определяемой индуктивпостью этой обмотки, ее активным сопротивлением, сопротивлением транзисторс в 10 и 11 и резистора 12 (фиг. 2 участок I) .

399617

В течение всего этого периода напряжение па первичной обмо1ке уменьшается незначи7 слыло, !!яме!11!1!Сь лишь па ве likikk!! I) пядеllkiя напря>кения па транзисторах 10 и 11 и резисторе 12, которое мало по сравнению с напри жепием источника питания б (фиг. 3, участок I).

С увеличением тока в обмоткс 1 и ростом падения 1!Япряжепия на резисторе 12 и тран1О зисто :а: 1О и 11 повышается напряжение на резисторе 16, и в момент, когда это напряжс!1!!e превысит величину прямого падения

11апряжепия па диоде 17 и участке база— э!!и!тор транзистора 13, транзистор 13 открывается, вызывая закрывание транзисторов 10 и 11.

В результате этого резко прерывается ток в обмотке 2, и индуктируется импульс высокого напряжения в обмотке 7, заряжающей на>!1 копительпый конденсатор 9 через диод 8.

Вновь перевести схему ограничения максимапьпого тока в Открытое сос7ояние возможно лишь снятием питающего напряжения, по 5 э Ом ч 11а пР07 Я?k(el!kkk! Ос 1 ЯвшегосЯ ВРемени ДО момента раз>пыкапи.; конта;;тов прерывателя

1ок в первичной обмотке 2 остается равным

7оку холосi Ого хода схемы, не превышающему 10 ма (сриг. 2 и 3, участок П).

Возможен тяк>!(е вариант использования предложенного устройства в системе с использованием тиристоpà в качестве переключа1ощего элеаснта (фиг. 1).

Накопительный конденсатор 9 включен последовательно с первичной обмоткой 21 катушки зажигания 22 и тиристором 23. Цепь управления тиристором, предназначенная для подачи пусковых импульсов на управляющий электрод тиристора, состоит из конденсатора

41О 24, резисторов 25 и 26 и диода 27. Высоковольтный импульс, подаваемый на распределитель зажигания и от него к свечам, снимается со вторичной обмотки 28 кат шки зажигания.

4 Управ пение работой всей системы зажигания осуществляется от одних и тех же контактов прерывателя.

В момент замыкания контактов прерывателя резистор 25 подключается к источнику питания 6, и конденсатор 24 заряжается до напряжения источника питания через резистор 26. Причем полярность падения напряжения на резисторе 26 обратна по отношени!о к полярности диода 27 (плюс на катоде у тиристора 23), и тиристор 23 остается запертым. В момент размыкания контактов прерывател;! 5, что происходит всегда после заря;ia накопительной емкости 9, конденсатор 24 разряжается через резисторы 25 и 26. Причем полярность 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 оТу крывание и разряд накопительного конденса399617 тора 9 через первичную обмотку 21 катушки зажигания 22.

При последующем замыкании контактов все процессы повторяются.

Таким образом, контакты прерывателя размыкаются практически в обесточенной цепи, что предотвращает их электрическую эрозию, а средний ток, потребляемый всем устройством, определяется лишь 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, питающийся от источника постоянного тока через контакты прерывателя, отличающееся тем, что, с целью уменьшения 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 по п. 1, отличающееся тем, что схема ограничения максимального тока выполнена в виде гггвухстабильной транзисторпой схем ы, вкл го га!Ощей составной силовой 1ранзпстор с;!О;..аво.шым резисторк в эмпттерной цепи, и усилителя постоя!шого тока, управляющего током базы составного тран5 зистора, и включена в цепь первичной обмотки трансформатора точками: коллектор составного транзистора — добавочный резистор.

3. 5 стройство по п. 2, отлггчающееся тем, что усилитель постоянного тог.а выполнен на

10 транзисторе по схеме с oбщим э;иттером без э.,:иттер ого резпстоpà, подключен параллельно цени: коллектор составного транзистора— э п!ттер — добавочный резистор, а коллектор транзистора усилителя соединен с базой сос15 тавного транзистора.

4.; стройство по п. 3, от.ги :по!кеес.г тем, что послсдователш!о с базой тра !зисгора усилител, посто;!иного тока вкл!очсп полупровод!ш;свый диод, выполпгпощ!!й фупкцшо эле2Q мента соавпенг!я напр !жеп!и!.

5. Устройство по пп. 2 — 4. Отличагощееся те;I, ч — î параллельно цепи: коллектор составного траизис" Ора — э п!ттер — — добаво шьш резистор включен делитель напряжения в ви25 де двух резисторов, напряжение с которсго подается на диод в цепи базы трапзистооа усилителя постоянного тока. б. Устройство по пп, 2 — 5, от.гичающееся тем, что параллельно рез, с-.ору делителя, имеющему общую т ч..у с . ï;ïåðoì транзисгор;I усилгпел..: посто.:нного тока, включен конденсатор.

1,"7Д0070р:, УУ0 "070л Г(,и

У

4"0г Я

Учопппи! Учюсгюк Ю

0,0гжЯ

Р0г 1

Сос вп гели А. 111вецов

Тск1к .j 3. рарааепко

Корректор Л. Орлова

Р.д;."r" . кр; вцова !

Заказ 217/8 Изд. М 67 1иратк 662 Подписное

Ц1-1ИИПИ 1 ос.,;„арстненного кож:тета Совета Министров СССР но дел ; и" оопетсниЙ н открытвЙ

Москва,,К-35, Раушскан аб., д. 4, 5 1II: г; аф:. j, jlje Сапуноза, 2