Устройство генерирования импульсов высокого напряжения

кСОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3/04 ЕТЕНИ ПАТЕНТУ 6,09.8 во СССР1981,ителю. Вцп, 705-52, рис, 1. НИЯ ИМНИЯ ройствамсокого наФиг. 1 ГОСУДАРСТВЕ ННЫ И КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫГИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ(54) УСТРОЙСТВО ГЕНЕРИРОВА ПУЛЬСОВ ВЫСОКОГО НАПРЯЖ (57) Изобретение относится к ус для генерирования импульсов вь.БО17 О 992 пряжения и может быть использовано в качестве системы зажигания автомобильных двига-,елей, Цель изобретения - повышение энергии л длительности искрового разряда. Для этого в устройство генерирования импульсов высокого напряжения, содержащее высоковольтный трансформатор 1, управляемьнл 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,8, а высоковольтный трансформатор 1 снабжен дополнительной первичной обмоткол 19, 3 з,п, ф-лы, 2 ил.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 реэистивные 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 второго 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 выходом5 блока 8 управления, вход которогосоединенс вторым выводом первого резистора 7;блок 8 управления образован катушкой 20 индуктивности, первый вывод которой, являющийся входным выводом блока 8 управ 10 ления, подсоединен к эмиттеру транзистора21, второй ее вывод подсоединен к первой шине питания и базе транзистора 21, в другом варианте выводы катушки индуктивности 20 подсоединены к одним выводам15 третьего и четвертого резисторов, другиевыводы которых - к базе транзистора 21.Между средним и первым выводом первого реэистивного делителя подсоединен третий конденсатор 24, 25 - источник питания.20 Устройство(фиг. 1) работает следующимобразом.При замыкании управляющих контактов6 через первый резистор 7 и катушку 20 индуктивности протекает ток, при прерыва 25 нии 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 исйользуетсятранзистор 21 типа р-п-р, Под действием скачка напряжения на катушке 20 индуктивности транзистор 21 включается и от источника 25 напряжения через катушку 2035 индуктивности и цепь эмиттер - .коллектортранзистора 21 прямое напряжение поступает на вход транзисторного усилителя 5. К выходу транзисторного усилителя 5 подключен конденсатор 14, что существенно при40 формировании сигнала на его входе. В ответна импульс напряжения в катушке 20 индуктивности включается транзистор 21, а протекающий через цепь эмиттер - коллектор этого транзистора ток создается за счет не45 только напряжения источника 25 напряжения, но и за счет импульса напряжения, последовательного импульсу, создаваемому в катушке 20 индуктивности. К средней точке реэистивного делителя 9 подключена цепь50 эмиттер - коллектор переключающего транзистора 11, Таким образом. как вход транзисторного усилителя 5, ток и переключающий транзистор 11 находятся в состоянии проводимости,55 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 ограничивает ток, протекающий как через управляемыйключ 4, так и через первичные обмотки 2 и 3трансформатора 1. К базе указанного переключающего транзистора 11 подключен делитель напряжения, второй резистор 15 5которого со стороны эмиттера соединен срезистором 13 тока. Между средней точкойвторого резистивного делителя 10 и общейточкой управляемого ключа 4 и трансформатора 1 включен конденсатор 12. Этот конденсатор 12 обеспечивает обратную связьпо напряжению с базой переключающеготранзистора 11, а подъем напряжения нарезисторе 13 тока, которое пропорционально протекающему по нему тоху, обеспечивает обратную связь по току с базой того жепереключающего транзистора 11,На фиг. 2 показана форма тока, протекающего через первичные обмотки 2 и 3трансформатора 1, управляемый ключ 4 и 20резистор 13 тока в функции времени 1. Вточке А ключ 4 включается, и, как описано,подключенные последовательно к источнику 25 напряжения конденсаторы 17 и 16вырабатывают сильноточный импульс, возрастающий до точки В. В точке В зарядконденсаторов 17 и 16 израсходован, и токХуменьшается до точки С. Этот сильноточный импульс индуцирует во вторичной обмотке 3 трансформатора 1 импульс 30высокого напряжения.На резисторе 13 тока нарастает напряжение, пропорциональное току 2. Этонапряжение суммируется с аккумулиро. ванным в конденсаторе 14 напряжением,что обеспечивает сохранение ключа 4 вовключенном состоянии при отключенномтранзисторе 21.Нарастающее на резисторе 13 тока на-пряжение управляет также базой переключающего транзистора 11 и в окрестноститочки В стремится включить транзистор 11.Одновременно нарастающий на конденсаторе 12 более высокий отрицательный импульс противодействует этому и надежно 45удерживает транзистор 11 в окрестноститочки В в отключенном состоянии, что исключает возможность отключения управляемого ключа 4. Если известныхарактеристики делителя 10, конденсатора 5012, значения напряжения источника 25 напряжения и падения напряжения на резисторе 13 тока, то эта функция легко.рассчитывается,Согласно фиг, 2 за точкой В ток разряда 55конденсаторов 17 и 16 понижается и в точкеС через первичные обмотки 2 и 3 и диод 18протекает только ток источника 25; причемдиод 18 в это время находится в состояниипроводимости, От точки С и далее ток 3 нарастает с наклоном, определяемым индуктивностью трансформатора 1. По мере приближения к точке Р 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 1 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 Р на кривой тока. При понижении температуры точка Р перемещается по пунктирной линии (фиг. 2), а это означает возможность нарастания тока 1 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 изобретения1. 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,что,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, диТираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 од, высоковольтный трансформатор снабжен дополнительной первичной обмоткой, первцй вывод которой соединен с первым выводом первого конденсатора и катодом диора, 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 первцм 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 15 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 эмиттер переключающего транзистора, коллектор которого соеди 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.З.Устройство поп.2,отл ича 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 резистивного делителя и его первым выводом подсоединен третий конденсатор.