專利名稱：一種點火線圈驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種點火線圈驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
發(fā)動機是整個汽車的核心動力部位，而電子點火式內(nèi)燃發(fā)動機中點火線 圈的失效將直接導致整車拋錨。因此，為了提高整車的性能，提高點火線圈 的安全防護措施已成為迫切需要解決的問題。在電子點火式內(nèi)燃發(fā)動機中， 點火方式采用對高電感線圈快速充放磁來產(chǎn)生高的瞬時電壓，再通過二次線 圈的變壓作用產(chǎn)生更高的電壓，從而通過火花塞放電產(chǎn)生火花來點燃燃料。 如果發(fā)動機電子管理系統(tǒng)的控制導通時間過長，將會導致點火線圈充磁飽 和，使電流瞬時增大，從而燒毀次級點火線圈。
圖1是現(xiàn)有的點火線圈驅(qū)動電路，該電路包括初級點火線圈1、次級點
火線圈2、火花塞3、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT) Pl以及電阻Rll，連接 關(guān)系如圖1所示，電阻Rll未與IGBTP1的柵極相連的一端作為點火信號輸 入端5， IGBTP1的源極作為點火地6并接地，初級點火線圈1未與IGBT Pl 的漏極相連的一端作為點火電源端7。當點火信號輸入端5輸入的點火信號 為高電平時，所述IGBTP1導通，與其連接的初級點火線圈1產(chǎn)生瞬時電流。 由于所述初級點火線圈1具有抑制電流的作用，所以電流會緩慢增大，直到 線圈充磁飽和后電流達到最大值。當充磁飽和達一定時間時，所述點火信號 從高電平變?yōu)榈碗娖?，使IGBTP1截止，從而初級點火線圈1的電流被瞬時 切斷，在初級點火線圈1中產(chǎn)生很大的感應電壓。由于次級點火線圈2的匝 數(shù)要遠大于初級點火線圈1的匝數(shù)，所以在次級點火線圈2上產(chǎn)生的感應電 壓也遠大于在初級點火線圈l上產(chǎn)生的感應電壓，因此得到高感應電壓，該
高壓通過所述火花塞3的放電來產(chǎn)生火花，從而完成點火。
現(xiàn)有點火線圈驅(qū)動電路由絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)控制，然而， 目前使用的常為普通型IGBT，不具備限流功能，電流增大后點火線圈長時 間處于充磁狀態(tài)，容易損壞點火線圈。目前也存在一部分智能的IGBT，它 與普通型的IGBT相比，具有避免點火信號加載時間過長而導致點火線圈損 壞的功能，但由于所述智能IGBT的價格過于昂貴，使其應用受到了限制。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有點火線圈驅(qū)動電路使點火線圈長時間處 于充磁狀態(tài)而容易導致點火線圈損壞的缺點，提供一種不易導致點火線圈損 壞的點火線圈驅(qū)動電路。
本實用新型提供的點火線圈驅(qū)動電路包括絕緣柵雙極型晶體管 (IGBT)，其中，該點火線圈驅(qū)動電路還包括保護電路，所述保護電路包括 第一三極管和調(diào)壓電阻，所述調(diào)壓電阻并聯(lián)在所述第一三極管的基極和發(fā)射 極之間，且該第一三極管的發(fā)射極接地，該第一三極管的集電極和基極分別 與所述IGBT的柵極和源極相連。
該點火線圈驅(qū)動電路還包括點火線圈，火花塞，點火線圈包括互相耦合 的初級點火線圈和次級點火線圈、火花塞與次級點火線圈電連接，初級點火 線圈與絕緣柵雙極型晶體管的漏極連接。
當本實用新型提供的點火線圈驅(qū)動電路工作時，點火信號由IGBT的柵 極輸入。當點火信號為高電平時，IGBT導通，從而初級點火線圈開始充磁， 初級點火線圈中的電流開始緩慢增大，電阻兩端的電壓也隨著電流的增大而 增大。當電阻兩端的電壓達到保護電路中第一三極管的導通電壓時，第一三 極管導通，從而使得IGBT的柵極處的電壓為零，IGBT截止，這樣初級點 火線圈中的電流減小，電阻兩端的電壓也減小。當電阻兩端的電壓減小到低
于第一三極管的導通電壓時，第一三極管截止，IGBT導通，初級點火線圈 中的電流又開始緩慢增大。因此，本實用新型的點火線圈驅(qū)動電路可以限制 流經(jīng)所述初級點火線圈的電流，從而達到了防止因初級點火線圈中的瞬間電 流變化過大而燒壞次級次級線圈的目的，并且保護電路成本低，易于廣泛使 用。


圖1是現(xiàn)有的點火線圈驅(qū)動電路的電路示意圖2是本實用新型的一種實施方式所提供的點火線圈驅(qū)動電路的電路示 意圖3是根據(jù)本實用新型的第一優(yōu)選實施方式的點火線圈驅(qū)動電路的電路 示意圖4是根據(jù)本實用新型的第二優(yōu)選實施方式的點火線圈驅(qū)動電路的電路 示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖來詳細描述本實用新型。
圖2是本實用新型的一種實施方式提供的點火線圈驅(qū)動電路的電路示意 圖。如圖2所示，該點火線圈驅(qū)動電路包括IGBTP1，其中，該點火線圈驅(qū) 動電路還包括保護電路，所述保護電路包括第一三極管T1和電阻VR1，所 述電阻VR1并聯(lián)在所述第一三極管T1的基極和發(fā)射極之間，且該第一三極 管T1的發(fā)射極接地，該第一三極管T1的集電極和基極分別與所述IGBTP1 的柵極和源極相連。該點火線圈驅(qū)動電路還包括點火線圈，火花塞3，點火 線圈包括互相耦合的初級點火線圈1和次級點火線圈2、火花塞與次級點火 線圈2電連接，初級點火線圈1與絕緣柵雙極型晶體管P1的漏極連接。
所述IGBTP1與第一三極管T1構(gòu)成了一個負反饋電路，達到了對充磁 電流限流的目的，并且可以通過改變電阻VR1的阻值可以使充磁電流限定 在指定的范圍內(nèi)。
IGBTP1可以選用BTS2140、 MGP15N40CL、 NGD15N41CL等。所述 第一三極管T1和電阻VR1可以是任何三極管和阻值范圍為l-10Q的電阻， 例如所述第一三極管Tl可以選用9014型三極管，電阻VR1可以選用10Q 的電阻。
如圖2所示，IGBTP1的柵極作為點火信號輸入端5，輸入點火信號， 一般情況下，所述點火信號是發(fā)動機電子管理系統(tǒng)(EMS)產(chǎn)生的5V邏輯 門信號。保護電路中的第一三極管T1的集電極連接到IGBTP1的柵極(即 點火信號輸入端5)，第一三極管T1的基極與IGBTP1的源極相連。這樣， 當點火信號為高電平時，IGBTP1導通，從而初級點火線圈1開始充磁，初 級點火線圈1中的電流開始緩慢增大，電阻VR1兩端的電壓也隨著電流的 增大而增大。當電阻VR1兩端的電壓達到第一三極管T1的導通電壓時，第 一三極管Tl導通，從而使得IGBTP1柵極處的電壓為零，則IGBTP1截止， 初級點火線圈1中的電流減小，電阻VR1兩端的電壓也減小。當電阻VR1 兩端的電壓減小到低于第一三極管Tl的導通電壓時，第一三極管Tl截止， IGBTP1導通，初級點火線圈1中的電流又開始緩慢增大，然后再重復上述 過程，由此形成循環(huán)，從而達到限制初級點火線圈1中的電流的目的。
如圖3所示，為本實用新型的第一優(yōu)選實施方式，其中所述保護電路還 可以包括第一電阻R1、第二電阻R2、場效應管M1、第二三極管T2和工作 電源8，所述場效應管M1的漏極分別與第一電阻R1的一端和第二三極管 T2的基極電連接，場效應管M1的源極接地，第二三極管T2的集電極分別 與第二電阻R2的一端和所述第一三極管Tl的集電極電連接，第二三極管 T2的發(fā)射極接地，第一電阻(Rl)的另一端和第二電阻(R2)的另一端連 接并都與工作電源8連接。其中，當工作時，場效應管M1的柵極作為點火 信號輸入端5，第一電阻R1、第二電阻R2另一端都與工作電源8連接，例 如可以是13V的汽車蓄電池。
所述第一電阻Rl、第二電阻R2、場效應管Ml和第二三極管T2可以 是任何能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能的器件，所述第一電阻Rl和第二電阻R2可以選 用阻值為200Q至2KQ的電阻，所述第二三極管T2可以選用9014， 803等 NPN型三極管，所述場效應管M1可以選用1A/25V， Ml工作電源為車載電 瓶電壓13.5伏左右，因此選擇工作電壓25V,遠超過額定電壓，由于Ml負載電 阻R1最大可取，則負載電流最大為不超過100毫安，因此選1A，遠大于額 定電流。
根據(jù)第一優(yōu)選實施方式，其工作過程如下從點火信號輸入端5輸入的 點火信號經(jīng)過場效應管M1隔離反相，然后又經(jīng)過第二三極管T2緩沖反相， 進而控制IGBTP1的導通和截止。例如，當點火信號為高電平時，場效應管 Ml導通，從而節(jié)點B處的電位為低電平，第二三極管T2截止，此時由于 第二電阻R2的上拉作用，節(jié)點C處的電位為高電平，從而控制IGBTP1導 通。而當點火信號為低電平時，場效應管Ml截止，此時由于第一電阻Rl 的上拉作用，從而節(jié)點B處的電位為高電平，第二三極管T2導通，節(jié)點C 處的電位為低電平，從而控制IGBTP1截止。
由于在對初級點火線圈1充磁時，初級點火線圈1上的電壓達到幾百伏 特，而次級點火線圈2上的電壓高達到幾千伏特，高電壓的后級電路可能會 損壞前級電路的點火信號，所以利用場效應管M1的緩沖作用可以很好地保 護點火信號。
如圖4所示，為本實用新型的第二優(yōu)選實施方式。由于在第二三極管 T2處于截止狀態(tài)時，IGBTPl的柵極處的電壓可能較大以致于損壞IGBTPl， 因此，優(yōu)選情況下，如圖4所示，本實用新型提供的點火線圈保護電路還包
括第三電阻R3，該第三電阻R3并聯(lián)在所述第一三極管Tl的集電極和發(fā)射 極之間。所述第三電阻R3是IGBTP1柵極的分壓電阻，所起的作用是減小 第一三極管T1柵極處的控制電壓，從而防止電壓過大而損壞IGBTP1。
由于點火信號的電平有時可能不足以使場效應管M1導通，為了提高點 火信號的穩(wěn)定性，優(yōu)選情況下，所述保護電路還包括第四電阻R4，該第四 電阻R4的一端與場效應管Ml的柵極電連接。在具體使用時，將所述第四 電阻R4的另一端與工作電源8電連接，該第四電阻R4所起到的作用是提 高點火信號的電位。當點火信號為低電平時，第四電阻R4就直接與地連接， 基點A處的電位為零，當點火信號不為零時，即可能處于不足以使場效應管 Ml導通的不穩(wěn)定狀態(tài)時，第四電阻R4與產(chǎn)生點火信號的電路構(gòu)成通路， 從而第四電阻R4確?；cA處的電位為一固定的高電平。
通過使用本實用新型提供的點火線圈保護電路，可以很好地對初級點火 線圈的充磁電流進行限制，進而避免因初級點火線圈中的電流過大而損壞次 級點火線圈。而且，本實用新型提供的點火線圈保護電路中所使用的元器件 均為普通器件，成本低，易于廣泛使用。
權(quán)利要求1、一種點火線圈驅(qū)動電路，該點火線圈驅(qū)動電路包括絕緣柵雙極型晶體管(P1)，其特征在于，該點火線圈驅(qū)動電路還包括保護電路，所述保護電路包括第一三極管(T1)和調(diào)壓電阻(VR1)，所述調(diào)壓電阻(VR1)并聯(lián)在所述第一三極管(T1)的基極和發(fā)射極之間，且該第一三極管(T1)的發(fā)射極接地，該第一三極管(T1)的集電極和基極分別與所述絕緣柵雙極型晶體管(P1)的柵極和源極相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的點火線圈驅(qū)動電路，其特征在于，所述保護 電路還包括第一電阻(Rl)、第二電阻(R2)、場效應管(Ml)和第二三極 管(T2)，所述場效應管(Ml)的漏極分別與第一電阻(Rl)的一端和第二 三極管(T2)的基極電連接，場效應管(Ml)的源極接地，第二三極管(T2) 的集電極分別與所述第二電阻(R2)的一端和所述第一三極管(Tl)的集電 極電連接，第一電阻(Rl)的另一端和第二電阻(R2)的另一端連接，第 二三極管(T2)的發(fā)射極接地。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的點火線圈驅(qū)動電路，其特征在于，所述保護 電路還包括工作電源(8)，與第一電阻(Rl)的另一端和第二電阻(R2) 的另一端連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的點火線圈驅(qū)動電路，其特征在于，所述保護 電路還包括第三電阻(R3)，該第三電阻(R3)并聯(lián)在所述第一三極管(Tl) 的集電極和發(fā)射極之間。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項權(quán)利要求所述的點火線圈驅(qū)動電路，其 特征在于，所述保護電路還包括第四電阻(R4)，該第四電阻(R4)的一端 與場效應管(Ml)的柵極電連接，第四電阻(R4)的另一端與第一電阻(Rl) 和第二電阻(R2)的另一端連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的點火線圈驅(qū)動電路，其特征在于，該點火線 圈驅(qū)動電路還包括點火線圈，火花塞(3)，點火線圈包括互相耦合的初級點 火線圈(1)和次級點火線圈(2)、火花塞(3)與次級點火線圈(2)電連 接，初級點火線圈(1)與絕緣柵雙極型晶體管(Pl)的漏極連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l-4中任一項所述的點火線圈驅(qū)動電路，其特征在于， 該點火線圈驅(qū)動電路還包括點火線圈，火花塞(3)，點火線圈包括互相耦合 的初級點火線圈(1)和次級點火線圈(2)、火花塞(3)與次級點火線圈(2) 電連接，初級點火線圈(1)與絕緣柵雙極型晶體管(Pl)的漏極連接。
專利摘要本實用新型提供一種點火線圈驅(qū)動電路，該點火線圈驅(qū)動電路包括絕緣柵雙極型晶體管(P1)以及保護電路，該保護電路包括三極管(T1)和調(diào)壓電阻(VR1)，調(diào)壓電阻(VR1)并聯(lián)在三極管(T1)的基極和發(fā)射極之間，且該三極管(T1)的發(fā)射極接地，該三極管(T1)的集電極和基極分別與絕緣柵雙極型晶體管(P1)的柵極和源極相連。通過使用本實用新型提供的保護電路，可以限制絕緣柵雙極型晶體管IGBT中流通的電流，防止次級點火線圈因初級點火線圈中的電流過大而被燒毀。
文檔編號F02P3/02GK201206526SQ20082011591
公開日2009年3月11日 申請日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者汪武東, 強 沈, 王世友 申請人:比亞迪股份有限公司