一種多脈沖內(nèi)燃機點火裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多脈沖內(nèi)燃機點火裝置，該裝置由P溝道開關(guān)管V1和N溝道開關(guān)管V2，PNP型三極管T1和NPN型三極管T2，二極管D1和二極管D2，由閉合磁路磁芯與初級繞組N1和次級繞組N2組成的高壓點火線圈B，設(shè)有輸出端out、電流保護端Ix的IC控制電路，驅(qū)動電阻Rd，電阻Rf、電流檢測電阻Rx，濾波電容器C，高壓輸出端HV，控制端K、輸入電源端Ec和公共地GND組成。該電路采用雙端正激電路設(shè)有回能二極管，提高了轉(zhuǎn)換電路效率。利用P溝道開關(guān)管和N溝道開關(guān)管組合成雙端正激變換電路，簡化了驅(qū)動電路，降低了成本，提高了變換頻率，進而縮小了磁芯面積和體積，提高了點燃幾率。
【專利說明】
一種多脈沖內(nèi)燃機點火裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及內(nèi)燃機用點火電路，特別是涉及一種多脈沖內(nèi)燃機點火裝置。【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的通用內(nèi)燃機發(fā)動機中的點火裝置，大多采用開放磁路高壓點火線圈，驅(qū)動電路采用觸點式和半導(dǎo)體(電子)無觸點式。半導(dǎo)體無觸點式驅(qū)動使用壽命長，正在逐步替代觸點式。但是半導(dǎo)體無觸點式驅(qū)動大都采用單只半導(dǎo)體開關(guān)管驅(qū)動開放式磁路磁芯制成的高壓線圈進行工作，在開關(guān)管關(guān)斷瞬間，高壓點火線圈存儲的能量產(chǎn)生的尖峰電壓需要阻容吸收進行消耗，以保護驅(qū)動管，導(dǎo)致開放式磁路磁芯損大，電能轉(zhuǎn)換效率一般只有65 % 左右。另一方面，驅(qū)動電路為單脈沖點火，不易點燃，而且單脈沖工作驅(qū)動點火線圈的電流工作頻率低，點火線圈的匝數(shù)多，鐵心面積大，制作出的點火線圈體積大，成本高。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，利用新的技術(shù)替代現(xiàn)有內(nèi)燃機點火電路已經(jīng)是大勢所趨?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種多脈沖內(nèi)燃機點火裝置。該裝置利用一只P溝道開關(guān)管和一只N溝道開關(guān)管、兩只二極管和高壓點火線圈的初級繞組構(gòu)成雙端正激開關(guān)電路，由1C控制電路輸出脈沖組，驅(qū)動一只N溝道開關(guān)管；由一只PNP型三極管和一只NPN型三極管組成驅(qū)動電路，驅(qū)動P溝道開關(guān)管，在高壓點火線圈的次級繞組感應(yīng)出高壓脈沖組，進行點火工作。當1C控制電路關(guān)斷輸出時，由兩只二極管構(gòu)成的能量反饋電路將存儲在點火線圈的能量釋放回電源。當過電流時，由一只電流檢測電阻將檢測到的信號傳給1C控制電路，自動減小驅(qū)動脈沖寬度，以保護電路。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，一種多脈沖內(nèi)燃機點火裝置由 P溝道開關(guān)管VI和N溝道開關(guān)管V2，PNP型三極管T1和NPN型三極管T2，二極管D1和二極管D2， 由閉合磁路磁芯繞制的初級繞組N1和次級繞組N2組成的高壓點火線圈B，設(shè)有輸出端out、 電流保護端lx的1C控制電路，驅(qū)動電阻Rd，電阻Rf、電流檢測電阻Rx，濾波電容器C，高壓輸出端HV，控制端K、輸入電源端Ec和公共地GND組成。
[0005]—種多脈沖內(nèi)燃機點火裝置的連接關(guān)系如下:輸入電源端Ec與濾波電容器C的一端、IC控制電路的供電端、P溝道開關(guān)管VI的源極、PNP型三極管T1的發(fā)射極和二極管D1的負極相接，濾波電容器C的另一端與1C控制電路的GND、電阻Rf的一端、NPN型三極管T2的發(fā)射極、二極管D2的正極、電流檢測電阻Rx的一端和高壓點火線圈B的次級繞組N2的另一端與公共地GND相連接，P溝道開關(guān)管VI的漏極與二極管D2的負極和高壓點火線圈B的初級繞組N1 的一端相連接，二極管D1的正極與N溝道開關(guān)管V2的漏極和高壓點火線圈B的初級繞組N1的另一端相接，電流檢測電阻Rx的另一端與N溝道開關(guān)管V2的源極和1C控制電路的電流保護端lx相接，驅(qū)動電阻Rd的一端與PNP型三極管T1的基極、NPN型三極管T2的基極和電阻Rf?的一端相連，驅(qū)動電阻Rd的另一端與1C控制電路的輸出端out、N溝道開關(guān)管V2的柵極相連， PNP型三極管T1和NPN型三極管T2的集電極與P溝道開關(guān)管VI的柵極相連，高壓點火線圈B的次級繞組N2的一端與高壓輸出端HV相連。
[0006]所述的1C控制電路由通用單端輸出PWM集成開關(guān)穩(wěn)壓電源驅(qū)動芯片和相應(yīng)的外圍電路所組成。
[0007]可將所述的1C控制電路與P溝道開關(guān)管VI和N溝道開關(guān)管V2,二極管D1、D2，PNP型三極管T1和NPN型三極管T2，電流檢測電阻Rf、電阻Rx和驅(qū)動電阻Rd設(shè)置成集成電路或厚膜電路板。
[0008]圖1是一種多脈沖內(nèi)燃機點火裝置原理圖，其工作原理是:將輸入電源端Ec和公共地GND接入12 V內(nèi)燃機工作電源，控制端K與內(nèi)燃機點火控制電路IC連接，工作時由控制端K 給入點火信號，由PWM集成開關(guān)穩(wěn)壓電源驅(qū)動芯片組成的IC控制電路的輸出端out端輸出高電平，一路直接驅(qū)動N溝道開關(guān)管V2，另一路經(jīng)驅(qū)動電阻Rd至電阻Rf—端，驅(qū)動NPN型三極管 T2導(dǎo)通，PNP型三極管T1關(guān)斷，驅(qū)動P溝道開關(guān)管VI工作；電流經(jīng)P溝道開關(guān)管VI和N溝道開關(guān)管V2經(jīng)高壓點火線圈B的初級繞組N1和電流檢測電阻Rx進行PWM脈寬調(diào)制式工作，工作頻率在5KHZ-100KHZ，在高壓點火線圈B的次級繞組N2感應(yīng)出點火高壓，經(jīng)高壓輸出端HV驅(qū)動火花塞點火。當P溝道開關(guān)管VI和N溝道開關(guān)管V2關(guān)斷時，存儲在高壓點火線圈B內(nèi)的能量經(jīng)二極管D1和二極管D2釋放回輸入電源端Ec;當點火開關(guān)控制端K斷開時，1C控制電路的輸出端 out停止輸出。當火花塞和高壓線路出現(xiàn)故障時，電流檢測電阻Rx兩端電壓達到限定電壓， IC控制電路的電流保護端I x得到限定電壓，使IC控制電路輸出脈沖變窄，避免整體高頻脈沖內(nèi)燃機點火電路過電流，當故障消除后恢復(fù)正常工作。
[0009]本實用新型有益效果在于，由于高壓點火線圈采用閉合磁路磁芯，可減少磁芯的漏磁，進而提高了轉(zhuǎn)換效率。采用雙端正激電路設(shè)有回能二極管，提高了轉(zhuǎn)換電路效率，降低了開關(guān)管承受電壓，降低了成本。利用P溝道開關(guān)管和N溝道開關(guān)管組合成雙端正激變換電路，簡化了驅(qū)動電路，降低了成本。脈沖組高壓點火提高了點燃幾率，提高了變換頻率，進而縮小了磁芯面積和體積?！靖綀D說明】[〇〇1〇]圖1多脈沖內(nèi)燃機點火裝置原理圖
[0011]圖2多脈沖內(nèi)燃機點火裝置電路圖【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合實施例及其附圖2對本實用新型做進一步詳細說明。
[0013]本實用新型是一種多脈沖內(nèi)燃機點火裝置，圖2是一種多脈沖內(nèi)燃機點火裝置電路圖。該電路由P溝道開關(guān)管VI和N溝道開關(guān)管V2，PNP型三極管T1和NPN型三極管T2,二極管 D1和二極管D2,閉合磁路磁芯繞制的初級繞組N1和次級繞組N2組成的高壓點火線圈B，設(shè)有輸出端out、電流保護端lx的1C控制電路，驅(qū)動電阻Rd，電阻Rf、電流檢測電阻Rx，濾波電容器C，高壓輸出端HV，控制端K、輸入電源端Ec和公共地GND組成。一種多脈沖內(nèi)燃機點火裝置電路的連接關(guān)系如下:輸入電源端Ec與濾波電容器C的一端、IC控制電路的供電端、P溝道開關(guān)管VI的源極、PNP型三極管T1的發(fā)射極和二極管D1的負極相接，濾波電容器C的另一端與 1C控制電路的GND、電阻Rf的一端、NPN型三極管T2的發(fā)射極、二極管D2的正極、電流檢測電阻Rx的一端和公共地GND、高壓點火線圈B的次級繞組N2的另一端相連接，P溝道開關(guān)管VI的漏極與二極管D2的負極和高壓點火線圈B的初級繞組N1的一端相連接，二極管D1的正極與N 溝道開關(guān)管V2的漏極和高壓點火線圈B的初級繞組N1的另一端相接，電流檢測電阻Rx的另一端與N溝道開關(guān)管V2的源極和1C控制電路的電流保護端lx相接，驅(qū)動電阻Rd的一端與PNP 型三極管T1的基極、NPN型三極管T2的基極和電阻Rf的一端相連，驅(qū)動電阻Rd的另一端與1C 控制電路的輸出端out、N溝道開關(guān)管V2的柵極相連，PNP型三極管T1和NPN型三極管T2的集電極與P溝道開關(guān)管VI的柵極相連，高壓點火線圈B的次級繞組N2的一端與高壓輸出端HV相連。[〇〇14] 圖2其中1C控制電路由單端PWM脈寬調(diào)制芯片采用uc3842,確定頻率的RC電阻RT和電容CT，脈沖寬度給定的可調(diào)電阻W和電阻R5，開關(guān)控制用三極管T3和電阻Rl、R2、R3和R4組成。1C電路各部分的連接關(guān)系是:控制端K與電阻R1的一端相連，電阻R1的另一端與電阻R2 的一端和三極管T3的基極相連，電阻R2的另一端與電阻R3的一端、可調(diào)電阻W的一端和中心端、uc3842的7腳和輸入電源端Ec相連，電阻R3的另一端與三極管T3的集電極相連，三極管 T3的發(fā)射極與可調(diào)電阻W的另一端、電阻R5的一端、UC3842的2腳和電阻R4的一端相連，電阻 R4的另一端與UC3842的1腳相連，電阻RT的一端與UC3842的8腳相連，電阻RT的另一端與電容CT的一端和UC3843的4腳相連，電容CT的另一端與電阻R5的另一端、UC3842的5腳和公共地GND相連。[〇〇15]工作時，電源輸入端Ec接入電源，當點火開關(guān)的控制端K給入低電平，三極管T3關(guān)斷，UC3842的2腳得到給定脈沖寬度的電壓，由電阻RT和電容CT確定頻率工作;輸出端out6) 輸出要求的脈沖組，一路直接驅(qū)動N溝道開關(guān)管V2,另一路經(jīng)驅(qū)動電阻Rd和電阻Rf、驅(qū)動PNP 型三極管T1和NPN型三極管T2驅(qū)動P溝道開關(guān)管VI工作；由P溝道開關(guān)管VI和N溝道開關(guān)管V2 與經(jīng)電流檢測電阻Rx和高壓點火線圈B的初級繞組N1構(gòu)成雙端正激變換電路;經(jīng)高壓點火線圈B的次級繞組N2感應(yīng)出高壓15KV-32KV脈沖組，脈沖組經(jīng)高壓輸出端HV到內(nèi)燃機的火花塞進行高壓點火。當輸出端出現(xiàn)故障，電流達到設(shè)定值時，電流檢測電阻Rx兩端電壓達到限定值，經(jīng)uc3842的3腳電流檢測端lx控制6腳輸出端out脈沖自動變窄，實現(xiàn)保護。當故障消失，裝置自動恢復(fù)正常工作。
[0016]用本實用新型的原理制成的多脈沖內(nèi)燃機點火裝置，具有體積小、成本低、可靠性高、轉(zhuǎn)換效率高達92%以上、易于安裝，并可減少內(nèi)燃機沒有點燃現(xiàn)象的發(fā)生。
【主權(quán)項】
1.一種多脈沖內(nèi)燃機點火裝置，其特征在于:該裝置由P溝道開關(guān)管VI和N溝道開關(guān)管 V2，PNP型三極管T1和NPN型三極管T2，二極管D1和二極管D2，由閉合磁路磁芯繞制的初級繞 組N1和次級繞組N2組成的高壓點火線圈B，設(shè)有輸出端out、電流保護端lx的1C控制電路，驅(qū) 動電阻Rd，電阻Rf、電流檢測電阻Rx，濾波電容器C，高壓輸出端HV，控制端K、輸入電源端Ec 和公共地GND組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多脈沖內(nèi)燃機點火裝置，其特征在于:該裝置的連接關(guān)系: 輸入電源端Ec與濾波電容器C的一端、1C控制電路的供電端、P溝道開關(guān)管VI的源極、PNP型 三極管T1的發(fā)射極和二極管D1的負極相接，濾波電容器C的另一端與1C控制電路的GND、電 阻Rf的一端、NPN型三極管T2的發(fā)射極、二極管D2的正極、電流檢測電阻Rx的一端和高壓點 火線圈B的次級繞組N2的另一端與公共地GND相連接，P溝道開關(guān)管VI的漏極與二極管D2的 負極和高壓點火線圈B的初級繞組N1的一端相連接，二極管D1的正極與N溝道開關(guān)管V2的漏 極和高壓點火線圈B的初級繞組N1的另一端相接，電流檢測電阻Rx的另一端與N溝道開關(guān)管 V2的源極和1C控制電路的電流保護端lx相接，驅(qū)動電阻Rd的一端與PNP型三極管T1的基極、 NPN型三極管T2的基極和電阻Rf的一端相連，驅(qū)動電阻Rd的另一端與1C控制電路的輸出端 out、N溝道開關(guān)管V2的柵極相連，PNP型三極管T1和NPN型三極管T2的集電極與P溝道開關(guān)管 VI的柵極相連，高壓點火線圈B的次級繞組N2的一端與高壓輸出端HV相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種多脈沖內(nèi)燃機點火裝置，其特征在于:可將所述的1C控 制電路與P溝道開關(guān)管VI和N溝道開關(guān)管V2，二極管D1、D2，PNP型三極管T1和NPN型三極管 T2,電流檢測電阻Rf、電阻Rx和驅(qū)動電阻Rd設(shè)置成集成電路或厚膜電路板。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種多脈沖內(nèi)燃機點火裝置，其特征在于:所述的1C控制電 路由通用單端輸出PWM集成開關(guān)穩(wěn)壓電源驅(qū)動芯片和相應(yīng)的外圍電路所組成。
【文檔編號】F02P3/00GK205646793SQ201620346342
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】張煒, 張玉潔, 孟凡斌, 范宇軒, 李佳偉, 劉毅權(quán), 司睿豪, 王穎, 李香龍
【申請人】河北工業(yè)大學