Электронная система зажигания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 02 191 Ы 2 я)5 Е 02 Р 3/О НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ О ПАТЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССР М 832106, кл. Е 02 Р 3/06, 1980.Авторское свидетельство СССР М 937758, кл, Е 02 Р 3/Об, 1981.Авторское свидетельство СССР М 1470989, кл, Е 02 Р 3/06, 1986.(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 б, анод и катод которого соединены с выходами выпрямителя 5, последовательно соединенные накопительный конденсатор 7 и первичную обмотку 8 катушки 9 зажигания, включенные параллельно тиристору б, 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 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 встречно- последовательно 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 встречно- параллельно 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.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 35 40 45 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 б, 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 питания 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, Инвертор 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 10 15 соединенных последовательно между собой и встречно-параллельно тиристору б, 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, Запуск 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 4 В) амплитуда всплесков достигала уровня номинального напряжения питания 15 В), 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 б 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 системы электронного зажигания, Всплескинапряжения на входе инвертора 2 ограничиваются на выходе инвертора 2 путем ограничения напряжения возбуждениятранзисторов 15, 16 и соответственно на 5первичной 3 обмотке трансформатора, Когда всплески напряжения на базах транзисторов 15, 16 достигнут величинынапряжения стабилизации стабилитрона 23,поочередно открываются диоды 21, 22 и ответвляют излишний ток возбуждения в цепьстабилитрона 23,При работе двигателя на номинальныхоборотах в конце процесса заряда накопительного конденсатора 7 инвертор напряжения 2 работает на холостом ходу, Привключении тиристора б инвертор напряжения 2 устанавливается в режим работы,. обусловленный наличием последовательного контура, образованного катушкой индуктивности 11 и конденсатором 28, емкостькоторого приведена к входу инвертора напряжения 2, Транзисторы 15, 16 продолжаютработать в ключевом режиме, в системе:катушка индуктивности 11 - инвертор 2 - 25конденсатор 28 возникает процесс раскачки образованного контура с накоплением внем энергии, которая после запирания тиристора 6 вь 1 деляется на накопительномконденсаторе 7, Ограничение тока инверто,ра 2 при включенном тиристоре 6 и в дальнейшем при дозаряде накопительногоконденсатора 7 осуществляется на элементах вышеуказанного колебательного контура, 35При неисправности системы регулирования, поддерживающей напряжение бортовой сети автомобиля на номимальномуровне, напряжение источника питания 1может неконтролируемо вырасти. Как только напряжение превьсит аварийный уровень (например 16 В), устройство контроля14 запрещает прохождение запускающихимпульсов с выхода блока управления 10 науправляющий электрод тиристора б, при 45этом происходит пропуск циклов искрообразования обороты коленчатого вала и соответственно вала генератора уменьшаются инапряжение источника питания 1 бортовойсети уменьшается, что предотвращает выход из строя системы электронного зажигания и позволяет продолжить движениеавтомобиля на малых оборотах двигателя,Благодаря тому, что в систему введеныкатушка индуктивности, включенная в цепь 55питания инвертора, конденсатор, подключенный параллельно шинампитания инвертора между катушкой индуктивности иинвертором, две цепи развязки, каждая изкоторых 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 - 50 одо 95 ОД 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 о т л и ч а ю щ а я с я 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 оставитель В,Лысенкехред М,Моргентал орректор А,Козор Редактор э 861 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина,ния, а второго блока контроля - параллельно тиристору, а выход - к второму входу блока управления.2. Система зажигания, по и, 1, отл и ч аю 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 первыйи второй резисторы ограничения тока возбуждения соответственно с входом и выходом первичной обмотки трансформатора,5 причем эмиттеры первого и второго транзисторов соединены соответственно с концомпервой и третьей частей первичной обмоткитрансформатора, коллекторы и базы соединены соответственно непосредственно или10 через первый и второй резисторы смещенияс общей шиной,3. Система зажигания по пп, 1 и 2, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что выпрямительвыполнен в виде последовательно соеди 15 ненных пятого и шестого диодов, к среднейточке которых подключена первая клеммаконденсатора, причем вторая клемма конденсатора вход пятого и выход шестого диодов являются соответственно второй20 клеммой входа, первыми клеммами входа ивыхода, второй клеммой выхода выпрямителя.