專利名稱：雙路電容放電式汽車電子點(diǎn)火器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種汽車點(diǎn)火器，它屬于電容放電式電子點(diǎn)火器，其高速點(diǎn)火性能極為優(yōu)異，并具有強(qiáng)火花起動(dòng)點(diǎn)火的性能。
目前，汽車點(diǎn)火器(點(diǎn)火系)主要有兩種類型，一種是傳統(tǒng)的白金點(diǎn)火系，另一種是無(wú)觸點(diǎn)電子點(diǎn)火器，它們都是電感放電式點(diǎn)火器。傳統(tǒng)的白金點(diǎn)火系，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用歷史悠久，雖然至今仍廣泛采用，但因流過(guò)白金觸點(diǎn)的電流較大易產(chǎn)生電弧而使觸點(diǎn)燒蝕，以及點(diǎn)火線圈次級(jí)高壓隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高而下降，其點(diǎn)火性能受到較大限制，不能適應(yīng)現(xiàn)代汽車發(fā)展的需要，勢(shì)必被電子點(diǎn)火器所取代。無(wú)觸點(diǎn)電子點(diǎn)火器，以無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火發(fā)訊裝置取代了白金觸點(diǎn)的點(diǎn)火發(fā)訊功能，同時(shí)應(yīng)用大功率晶體三極管作為無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)元件控制點(diǎn)火線圈初級(jí)大電流的通斷代替白金觸點(diǎn)的控制。它有效地解決了白金觸點(diǎn)燒蝕的問(wèn)題，并使點(diǎn)火性能有一定提高，但是它仍未脫離電感放電方式，并不能從根本上解決電感放電原理性上的制約而導(dǎo)致的固有缺點(diǎn)。
車輛點(diǎn)火器按儲(chǔ)能元件和點(diǎn)火原理的不同分為電感放電式點(diǎn)火器和電容放電式點(diǎn)火器兩大類，由于它們的點(diǎn)火原理不同，其放電點(diǎn)火特性有很大差異。電感放電其電流不能突變，放電不夠陡峭，火花塞積炭對(duì)點(diǎn)火性能影響大，其充放電時(shí)間常數(shù)較大，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高和氣缸數(shù)的增多，點(diǎn)火線圈次級(jí)高壓顯著下降，高速點(diǎn)火性能差；電容放電其電流可以突變，放電陡峭，放電能量集中，點(diǎn)火效果更佳，該類放電火花受火花塞積炭影響小而且還有消除積炭的作用，其充放電時(shí)間常數(shù)小，在高速點(diǎn)火時(shí)，其點(diǎn)火能量仍可很高而下降較小，因此它的高速點(diǎn)火性能極好，為電感放電式點(diǎn)火器不可比擬。對(duì)于這兩類點(diǎn)火器，在有關(guān)汽車電器的技術(shù)書(shū)籍中已有明確結(jié)論，認(rèn)為電容放電式點(diǎn)火器是比較理想的一種點(diǎn)火器，它能夠完全克服電感放電式點(diǎn)火器的主要缺點(diǎn)。電容放電式點(diǎn)火器首先在摩托車領(lǐng)域成功廣泛的應(yīng)用和業(yè)已表現(xiàn)出的優(yōu)良點(diǎn)火性能為上述結(jié)論提供了一個(gè)有力例證。然而，電容放電式點(diǎn)火器在汽車上的實(shí)際應(yīng)用卻極為少見(jiàn)，雖然該類點(diǎn)火器的試驗(yàn)樣品或者研制品也有一些報(bào)導(dǎo)，但未達(dá)到實(shí)用水平和商品化階段。這是因?yàn)槠囯娙菔近c(diǎn)火器比摩托車電容式點(diǎn)火器要求更高、技術(shù)難度大，并且復(fù)雜得多。由于與摩托車情況不同，它不是由磁電機(jī)的高壓供電，而是由蓄電池的低壓供電，因此電容放電式汽車點(diǎn)火器必須采用變流技術(shù)，應(yīng)首先將蓄電池的直流低壓變流升壓為交流高壓，之后再整流為直流高壓，對(duì)儲(chǔ)能電容器充電。儲(chǔ)能電容器的放電通常采用可控硅來(lái)控制，是在點(diǎn)火信號(hào)到來(lái)時(shí)觸發(fā)可控硅導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)的。儲(chǔ)能電容器通過(guò)點(diǎn)火線圈初級(jí)放電，在點(diǎn)火線圈次級(jí)產(chǎn)生上萬(wàn)伏的高壓，進(jìn)而在火花塞產(chǎn)生電火花進(jìn)行點(diǎn)火。電容放電式點(diǎn)火器在汽車上的應(yīng)用其技術(shù)難度大，其原因除了對(duì)點(diǎn)火能量要求很高外，它的工作環(huán)境溫度特別高也是一個(gè)難點(diǎn)，由于采用變流技術(shù)，內(nèi)部電子元器件較多，還有變壓器，對(duì)這些元器件全部要求是能夠耐一百多度的高溫元器件，確實(shí)比較困難。但電容放電式點(diǎn)火器在汽車上未能得到很好應(yīng)用的更重要的原因在于，尚有一些技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題未能解決也比較難解決?？v觀現(xiàn)有的多種電容放電式汽車點(diǎn)火器的方案和電路，普遍存在著下列技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題。問(wèn)題之一是在可控硅被觸發(fā)導(dǎo)通儲(chǔ)能電容器放電的同時(shí)，由于可控硅導(dǎo)通對(duì)于變流升壓器輸出的直流高壓形成近似短路作用，并產(chǎn)生瞬間大電流。在高速點(diǎn)火狀態(tài)，此種瞬間大電流導(dǎo)致點(diǎn)火器功耗相當(dāng)大，其主要功率元器件如可控硅、變壓器、變流器大功率晶體管的發(fā)熱嚴(yán)重，易引起過(guò)熱損壞。此外，其變流升壓器通常采用的是自激振蕩式變流升壓器，存可控硅導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生的瞬間短路大電流，致使振蕩器因負(fù)載電流過(guò)大而停振，待可控硅關(guān)斷后振蕩器才又重新起振。從開(kāi)始起振到振幅達(dá)到穩(wěn)定值有一個(gè)振幅逐漸增大的過(guò)渡過(guò)程，在此過(guò)渡過(guò)程中變流升壓器的輸出直流高壓也是逐漸升高的。此過(guò)程對(duì)低速點(diǎn)火性能影響不大，但在高速點(diǎn)火狀態(tài)，由于兩次點(diǎn)火的時(shí)間間隔較小，上述過(guò)渡過(guò)程中對(duì)儲(chǔ)能電容器充電所能達(dá)到的電壓值有影響，點(diǎn)火速度越高，所充得的電壓值越低，點(diǎn)火能量便越低，點(diǎn)火性能就越差，亦即是瞬間短路大電流會(huì)引起變流升壓器中的自激振蕩器停振進(jìn)而使高速點(diǎn)火性能變差。問(wèn)題之二是此種點(diǎn)火器中采用了變流升壓器，其電壓的提升倍數(shù)又很高，通常在三十倍以上，因此直流低壓每一伏的變化，會(huì)使變流升壓后的直流高壓相應(yīng)變化幾十伏。而汽車上的蓄電池聯(lián)合供電電源的變化范圍是相當(dāng)大的，充足電的蓄電池電壓可高達(dá)16伏，而汽車起動(dòng)時(shí)蓄電池的端電壓可低至8伏或更低，對(duì)應(yīng)這兩種極端情況，直流高壓可相差二百多伏，點(diǎn)火能量相差非常大。這樣，在低壓起動(dòng)時(shí)會(huì)因點(diǎn)火能量不足，致使起動(dòng)困難，同樣在低電壓低速點(diǎn)火和低電壓怠速點(diǎn)火時(shí)，因點(diǎn)火能量不足和點(diǎn)火頻率低、火花稀疏、火花體溫度低使得點(diǎn)火性能差導(dǎo)致低速不穩(wěn)定或怠速不能維持而熄火。為了提高點(diǎn)火能量，可以采用增大電壓升壓比的方法，使低壓低速點(diǎn)火性能得到改善。但是在此種情況下照顧到低壓低速點(diǎn)火能量時(shí)，在高電壓高速點(diǎn)火狀態(tài)就出現(xiàn)點(diǎn)火器工作電流和功耗均很大的問(wèn)題。反之，在照顧到高壓高速點(diǎn)火時(shí)的電流和功耗不致過(guò)大時(shí)，又照顧不到低壓時(shí)的點(diǎn)火能量。換言之，此種點(diǎn)火器由于采用了較高的升壓比，在電源電壓變化范圍很大和點(diǎn)火速度變化范圍很寬的情況下，高低兩端的性能很難兼顧是客觀存在的一個(gè)基本矛盾，也是一個(gè)極難解決的技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題，至今尚未見(jiàn)有良策。僅僅針對(duì)起動(dòng)困難問(wèn)題，有過(guò)兩種解決方案，一種方案是在起動(dòng)時(shí)采用繼電器控制在儲(chǔ)能電容器兩端再并聯(lián)一只電容器以增強(qiáng)起動(dòng)火花，改善起動(dòng)性能；另一種方案是在變流升壓器變壓器初級(jí)增加兩個(gè)抽頭，在起動(dòng)期間通過(guò)有觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換以提高變比的方法來(lái)提高點(diǎn)火能量。前一種方法不足之處在于需要采用價(jià)格昂貴的高溫繼電器進(jìn)行控制，并且繼電器的觸點(diǎn)工作在高電壓和較大電流狀態(tài)，觸點(diǎn)易燒蝕，壽命短，工作可靠性差。后一種方案在作汽車改造時(shí)切換開(kāi)關(guān)的安裝和連線均不方便、較麻煩。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種高速點(diǎn)火性能特別優(yōu)良的更具有實(shí)用性的電容放電式汽車電子點(diǎn)火器，其點(diǎn)火能量高，起動(dòng)性能好，高低速點(diǎn)火性能均能兼顧而工作電流和功耗卻不很大，并能適應(yīng)汽車電源電壓變化范圍相當(dāng)大的工作要求。
本實(shí)用新型的目的是采用下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的汽車蓄電池的直流低壓首先由雙推挽式他激驅(qū)動(dòng)變流升壓器變流提升為交流高壓，再經(jīng)整流為直流高壓對(duì)儲(chǔ)能電容器充電。儲(chǔ)能電容器的放電是在點(diǎn)火信號(hào)脈沖到來(lái)時(shí)觸發(fā)可控硅導(dǎo)通來(lái)實(shí)現(xiàn)的。儲(chǔ)能電容器是通過(guò)點(diǎn)火線圈的初級(jí)放電的，在點(diǎn)火線圈次級(jí)立即感應(yīng)出上萬(wàn)伏的高壓，進(jìn)而在火花塞產(chǎn)生電火花進(jìn)行點(diǎn)火。在正常點(diǎn)火狀態(tài)(簡(jiǎn)稱常態(tài)點(diǎn)火)的儲(chǔ)能電容器充放電回路之外，增設(shè)一個(gè)強(qiáng)火花起動(dòng)點(diǎn)火的儲(chǔ)能電容器充放電回路，構(gòu)成雙路電容充放電回路，強(qiáng)火花起動(dòng)點(diǎn)火的儲(chǔ)能電容器的電容量要比常態(tài)點(diǎn)火儲(chǔ)能電容器的電容量大得多。兩路諸能電容器的充放電回路構(gòu)成一個(gè)雙T網(wǎng)絡(luò)形式。其相應(yīng)的點(diǎn)火信號(hào)整形觸發(fā)電路也為兩路形式。強(qiáng)火花點(diǎn)火是在汽車起動(dòng)時(shí)接通電源的三秒鐘內(nèi)進(jìn)行的，三秒鐘后自動(dòng)切換為常態(tài)點(diǎn)火工作狀態(tài)，其切換控制是由一個(gè)通電三秒自動(dòng)翻轉(zhuǎn)的RS觸發(fā)器通過(guò)對(duì)點(diǎn)火信號(hào)觸發(fā)脈沖的切換來(lái)實(shí)現(xiàn)。
所采用的雙推挽式他激驅(qū)動(dòng)變流升壓器是由四只場(chǎng)效應(yīng)管和一只高頻變壓器組成。高頻變壓器的初級(jí)繞組具有中心抽頭，中心抽頭兩側(cè)各有兩個(gè)對(duì)稱出線端子。由兩只場(chǎng)效應(yīng)管和初級(jí)全繞組組成較低變比的推挽式變流升壓電路，由另兩只場(chǎng)效應(yīng)管和對(duì)稱抽頭的部分繞組組成較高變比的推挽式變流升壓電路。點(diǎn)火器在其工作電流和功耗較小時(shí)使用較高變比的推挽電路工作，以保正低電壓低速點(diǎn)火工作狀態(tài)仍有足夠的點(diǎn)火能量；在工作電流和功耗比較大時(shí)使用較低變比的推挽電路工作，以解決在高電壓高速點(diǎn)火工作狀態(tài)時(shí)的工作電流和功耗過(guò)大的問(wèn)題。兩種變比工作狀態(tài)的切換是由變比自動(dòng)切換電路來(lái)控制。變比自動(dòng)切換電路由一個(gè)區(qū)間電壓比較器、一個(gè)RS觸發(fā)器和一片四個(gè)二輸入端與門組成，它根據(jù)變流升壓器中工作電流的大小采用自動(dòng)切換雙推挽電路場(chǎng)效應(yīng)管棚極上的他激驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)變比的控制。
他激驅(qū)動(dòng)變流升壓器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)自槽形波驅(qū)動(dòng)電路，其輸出的兩路槽形波驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)變比自動(dòng)切換電路的控制加于兩組推挽電路中的一組。槽形波驅(qū)動(dòng)電路由一個(gè)自激多諧振蕩器、一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和兩路矩形波縮窄電路組成。自激多諧振蕩器輸出的兩路相位差180°，占空比為0.5的高頻矩形波波列，分別經(jīng)兩路矩形波縮窄電路后輸出兩路相位差180°，占空比小于0.48的高頻矩形波波列，用作雙推挽式變流升壓器的他激驅(qū)動(dòng)信號(hào)。每當(dāng)點(diǎn)火信號(hào)到來(lái)一次時(shí)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器便翻轉(zhuǎn)一次并輸出一個(gè)恒定寬度的矩形脈沖，該矩形脈沖通過(guò)門電路的控制，使上述他激驅(qū)動(dòng)信號(hào)在恒定寬度的時(shí)間內(nèi)停止輸出，恒定寬度時(shí)間結(jié)束，又立即恢復(fù)輸出他激驅(qū)動(dòng)信號(hào)。這樣，對(duì)應(yīng)每一次點(diǎn)火，在他激驅(qū)動(dòng)信號(hào)的高頻矩形波波列中便出現(xiàn)一個(gè)恒定寬度的槽形缺口，使變流升壓器暫停工作，也暫停供給直流高壓，其時(shí)正對(duì)應(yīng)可控硅導(dǎo)通態(tài)，由于變流升壓器短暫停止供電，從而有效地消除了在可控硅導(dǎo)通的同時(shí)產(chǎn)生瞬間短路大電流的弊端。
本實(shí)用新型的有益效果(1)采用他激驅(qū)動(dòng)的變流升壓器克服了自激變流升壓器在點(diǎn)火時(shí)產(chǎn)生停振對(duì)高速點(diǎn)火性能的不利影響，能充分發(fā)揮電容放電式點(diǎn)火器高速點(diǎn)火性能特有的優(yōu)勢(shì)。(2)采用槽形波驅(qū)動(dòng)信號(hào)，有效地解決了在可控硅導(dǎo)通的同時(shí)產(chǎn)生瞬間短路大電流的問(wèn)題，從而大大降低了點(diǎn)火器的工作電流和功耗，使該類點(diǎn)火器在獲得極為優(yōu)異的高速點(diǎn)火性能的同時(shí)其功耗又不致過(guò)大，使之具有真正的實(shí)用性。順便提及，采用槽形波驅(qū)動(dòng)時(shí)，槽形缺口通過(guò)門電路暫停輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)使變流升壓器暫停工作和自激變流升壓器停振的特性是不一樣的，前者在槽形缺口結(jié)束時(shí)僅需門電路開(kāi)通的時(shí)間立即恢復(fù)到正常工作狀態(tài)，對(duì)高速點(diǎn)火性能影響甚微，而后者由于存在重新起振和振幅逐漸增大至穩(wěn)定幅值的過(guò)渡過(guò)程，對(duì)高速點(diǎn)火性能影響較大。(3)采用兩種變比可自動(dòng)切換的雙推挽式變流升壓器，從根本上解決了電容放電式點(diǎn)火器在汽車上應(yīng)用時(shí)存在的一個(gè)基本矛盾即是汽車供電電壓變化范圍相當(dāng)大，采用一種變比的變流升壓器是難以兼顧到低電壓低速點(diǎn)火時(shí)的點(diǎn)火能量不足和高電壓高速點(diǎn)火時(shí)的工作電流和功耗過(guò)大的矛盾。從而使本實(shí)用新型具有對(duì)汽車供電電壓變化大的適應(yīng)性。(4)采用獨(dú)立的強(qiáng)火花起動(dòng)點(diǎn)火電路和無(wú)觸點(diǎn)控制的切換方式，使本實(shí)用新型具有良好的起動(dòng)點(diǎn)火性能，而且可靠性和壽命均優(yōu)于有觸點(diǎn)的切換方式。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例子對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1本實(shí)用新型的技術(shù)方案原理圖圖2槽形波驅(qū)動(dòng)電路圖圖3變比自動(dòng)切換電路圖圖4本實(shí)用新型的實(shí)施例電路圖圖中IC1-1至IC1-4分別表示第一片集成電路中的四個(gè)二輸入端與非門，IC2-1至IC2-4分別表示第二片集成電路的四個(gè)二或非門，IC3-1至IC3-4分別表示第三片集成電路中的四個(gè)二與門，IC4-1、IC4-2分別表示第四片集成電路的雙運(yùn)算放大器，IC5-1至IC5-4分別表示第五片集成電路中的四個(gè)二或非門電路，T1、T2、T3、T4為四只場(chǎng)效應(yīng)管，T5、T6兩只PNP晶體三極管、E蓄電池、B1高頻變壓器，B2汽車點(diǎn)火線圈，SP火花塞，SCR1、SCR2兩只可控硅，P汽車分電器內(nèi)的白金觸點(diǎn)，F(xiàn)、G、H、M、N為有關(guān)功能部件的信號(hào)輸出端，VS1上限參考電壓，VS2下限參考電壓，VF電流取樣電壓，1R、1S、2R、2S分別為兩個(gè)RS觸發(fā)器的置O端和置1端，Q1、Q1,Q2,Q2分別為兩個(gè)RS觸發(fā)器的兩個(gè)輸出端，其余為常用的電阻電容元件結(jié)合實(shí)施例再予說(shuō)明。
圖4是本實(shí)用新型的一個(gè)完整實(shí)施例。由四只場(chǎng)效應(yīng)管T1至T4和高頻變壓器B1組成雙推挽式他激變流升壓器，其輸出的交流高壓分別經(jīng)整流二級(jí)管D1和D2，限流電阻R1、R2對(duì)常態(tài)點(diǎn)火儲(chǔ)能電容器C1和強(qiáng)火花起動(dòng)點(diǎn)火儲(chǔ)能電容器C2同時(shí)進(jìn)行充電?？煽毓鑃CR1和SCR2分別為電容器C1和C2的放電控制元件，SCR1的陽(yáng)極連接到電容器C1和電阻R1的連接點(diǎn)b，其陰極接地，SCR2的陽(yáng)極連接到電容器C2和電阻R2的連接點(diǎn)b′，其陰極同樣接地。電容器C1和它的充放電電路元件D1、R1以及SCR1成T形電路連接；電容器C2和它的充放電電路元件D2、R2以及SCR2也構(gòu)成一個(gè)T形電路，兩個(gè)T形電路又以雙T網(wǎng)絡(luò)形式連接。點(diǎn)火線圈B2的初級(jí)跨接于儲(chǔ)能電容器C1和高頻變壓器B1的連接點(diǎn)a和地之間，電容器C1和C2的放電均通過(guò)點(diǎn)火線圈B2的初級(jí)進(jìn)行的，在點(diǎn)火線圈的次級(jí)立即感應(yīng)出上萬(wàn)伏的高壓，進(jìn)而在火花塞SP產(chǎn)生電火花進(jìn)行點(diǎn)火。
在電源電壓剛接通的三秒鐘內(nèi)，上述放電為強(qiáng)火花起動(dòng)點(diǎn)火放電，是由電容器C2的放電來(lái)實(shí)現(xiàn)的，三秒鐘后自動(dòng)切換到正常狀態(tài)的放電點(diǎn)火工作狀態(tài)，是由電容器C1的放電來(lái)實(shí)現(xiàn)。電容器的放電是在點(diǎn)火信號(hào)到來(lái)時(shí)經(jīng)點(diǎn)火信號(hào)整形觸發(fā)電路后輸出一個(gè)脈沖觸發(fā)可控硅導(dǎo)通時(shí)進(jìn)行的。其點(diǎn)火信號(hào)整形觸發(fā)電路也是雙路形式，一路為常態(tài)點(diǎn)火信號(hào)整形觸發(fā)電路，由與非門IC1-4和電容C11、電阻R19、R20、R21、R22和三極管T6組成，另一路為強(qiáng)火花起動(dòng)點(diǎn)火信號(hào)整形觸發(fā)電路，由與非門IC1-3和電容C10、電阻R15、R16、R17、R18以及三極管T5組成。兩路工作的切換是由一個(gè)通電延時(shí)三秒翻轉(zhuǎn)的RS觸發(fā)器來(lái)控制。該RS觸發(fā)器由兩只或非門IC5-3、IC5-4和微分電路C9、R13，積分電路R12、C8組成。此部分電路的工作原理如下汽車在起動(dòng)時(shí)，首先接通電源，由于微分電路C9、R13的作用在RS觸發(fā)器的置1端2S產(chǎn)生一個(gè)正脈沖使Q2輸出高電平，Q2輸出低電平，此狀態(tài)使與非門IC1-4被封閉，常態(tài)點(diǎn)火信號(hào)整形觸發(fā)電路不工作，與非門IC1-3開(kāi)通，由強(qiáng)火花點(diǎn)火信號(hào)整形觸電路工作。其點(diǎn)火信號(hào)是從點(diǎn)火信號(hào)發(fā)訊裝置而來(lái)。本實(shí)用新型的點(diǎn)火信號(hào)發(fā)訊裝置既可采用與現(xiàn)有汽車的白金觸點(diǎn)兼容型，亦可采用無(wú)觸點(diǎn)發(fā)訊裝置。本實(shí)施例采用白金觸點(diǎn)P作為發(fā)訊元件，并采用了限流電阻R14，使觸點(diǎn)工作于小電流發(fā)訊狀態(tài)，不產(chǎn)生電弧無(wú)燒蝕，使之用作汽車改造具有最好的兼容性。白金觸點(diǎn)P的一端接地，另一端經(jīng)限流電阻R14接到電源正端。在白金觸點(diǎn)p從閉合到斷開(kāi)瞬間發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)，給與門IC1-3的輸入端送入一個(gè)高電平，IC1-3的輸出端立即產(chǎn)生一個(gè)低電平，該低電平經(jīng)微分電路C10、R15輸出一個(gè)負(fù)脈沖，進(jìn)而使三級(jí)管T5導(dǎo)通，從集中極輸出一個(gè)正脈沖，再經(jīng)電阻R18使可控硅SCR2被觸發(fā)導(dǎo)通，C2放電并在火花塞上產(chǎn)生一個(gè)電火花。白金觸點(diǎn)P每斷開(kāi)一次，點(diǎn)一次火。通電三秒后積分電路R12、C8送出高電平給RS觸發(fā)器的置O端2R，使Q2輸出端變成低電平，Q2輸出端變成高電平，通過(guò)對(duì)與非門IC1-3、IC1-4的控制，實(shí)現(xiàn)由強(qiáng)火花點(diǎn)火切換為常態(tài)點(diǎn)火狀態(tài)，常態(tài)點(diǎn)火的工作過(guò)程中與強(qiáng)火花點(diǎn)火相同，即每當(dāng)白金觸點(diǎn)P斷開(kāi)一次，三極管T6便輸出一個(gè)正脈沖經(jīng)R22觸發(fā)可控硅SCR1導(dǎo)通使C1放電產(chǎn)生一次點(diǎn)火工作。變流升壓器中場(chǎng)效應(yīng)棚極上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)采用槽形波驅(qū)動(dòng)信號(hào)，它由槽形波驅(qū)動(dòng)電路來(lái)產(chǎn)生。槽形波驅(qū)動(dòng)電路由一自激多諧振蕩器、一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和兩路矩形波縮窄電路組成。自激多諧振蕩器采用兩只反相器(由IC1-1、IC1-2與非門輸入端短接而成)和兩只電阻R3、R4及一只電容器C3按照兩級(jí)反相器RC振蕩器電路的形式連接，兩反相器的輸出端F、G輸出的兩路相位差180°、占空比為0.5的高頻矩形波波列分別送到兩路矩形波縮窄電路的輸入端。第一路矩形波縮窄電路由或非門IC2-1和二極管D3、電阻R5、電容C5組成，D3的正極為信號(hào)輸入端，負(fù)極接IC2-1的一個(gè)輸入端，電阻R5和電器C5并聯(lián)連接在該輸入端和地之間，IC2-1的另一個(gè)輸入端接單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端H，IC2-1的輸出端即是槽形波驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)輸出端M，在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器無(wú)輸出時(shí)，H端為低電平，或非門IC2-1、IC2-2均處于正常工作狀態(tài)，在自激多諧振蕩器輸出的高頻矩形波作用下，對(duì)應(yīng)于高頻矩形波的前沿，M輸出端立即產(chǎn)生一個(gè)高頻矩形波的后沿，但對(duì)應(yīng)于F端的高頻矩形波后沿，由于有二極管D3的隔離和電容C5、電阻R5的放電延時(shí)作用，或非門IC2-1的輸出端M延時(shí)產(chǎn)生高頻矩形波的前沿，使得輸出端M的高頻矩形波的占空比小于0.5，實(shí)際使用中選擇R5、C6的值使占空比小于0.48，以保證推挽變流升壓器的兩只場(chǎng)效應(yīng)管不產(chǎn)生同時(shí)導(dǎo)通的有害狀態(tài)。第二矩形波縮窄電路是由或非門IC2-2和二極管D4，電阻R6、電容C6組成，其結(jié)構(gòu)和工作原理與第一路相同，其輸出端N為槽形波驅(qū)動(dòng)電路的另一個(gè)輸出端子。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器由兩只或非門IC2-3、IC2-4和電容C4、電阻R7組成，其中IC2-4兩輸入端短接作為一只反相器用，電容C4跨接在IC2-3的輸出端和IC2-4的輸入端之間，IC2-4的輸入端與電源正端之間接有電阻R7，IC2-4輸出端H為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端并與IC2-3的一個(gè)輸入端相連，IC2-3的另一個(gè)輸入端接白金觸點(diǎn)P的非接地端。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作是在白金觸點(diǎn)P斷開(kāi)瞬間產(chǎn)生一個(gè)高電平使之被觸發(fā)而工作并輸出一個(gè)恒定寬度的矩形脈沖，該矩形脈沖由H端輸出并封閉兩只或非門IC2-1、IC2-2，使槽形波驅(qū)動(dòng)電路的兩輸出端M、N在此期間一直處于低電平，即暫時(shí)無(wú)高頻矩形波輸出，在恒定寬度的矩形脈沖結(jié)束時(shí)，M、N輸出端立即輸出兩路相位差180°，占空比小于0.48的高頻矩形波波列。每當(dāng)白金觸點(diǎn)從閉合狀態(tài)斷開(kāi)時(shí)，亦即在點(diǎn)火的同時(shí)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器便輸出一個(gè)恒定寬度的矩形脈沖，進(jìn)而使M、N輸出端的高頻矩形波波列中出現(xiàn)一個(gè)槽形缺口，形成一種特殊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)--槽形波驅(qū)動(dòng)信號(hào)。上述槽形缺口出現(xiàn)的頻率等于點(diǎn)火信號(hào)頻率，槽形缺口的寬度等于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出端H的矩形脈沖寬度，該矩形脈沖寬度由R7、C4的時(shí)間常數(shù)確定。
輸出端M、N輸出的兩路槽形波驅(qū)動(dòng)信號(hào)，是通過(guò)變比自動(dòng)切換電路后再加到雙推挽變流升壓器中的一組場(chǎng)效應(yīng)管的柵極上的。變比自動(dòng)切換電路由區(qū)間電壓比較器和一個(gè)RS觸發(fā)器以及一片四個(gè)二輸入端的與門組成。區(qū)間電壓比較器采用兩只運(yùn)算放大器IC4-1、IC4-2，兩個(gè)參數(shù)電壓VS1、VS2和電流取樣電壓VF組合而成，上限參考電壓VS1與IC4-1的負(fù)輸入端相連，下限參考電壓VS2與IC4-2的正輸入端相連，IC4-1的正輸入端和IC4-2的負(fù)輸入端連在一起再與電流采樣電壓VF相連接。上述的兩個(gè)參考電壓VS1、VS2是電源電壓經(jīng)三只電阻R8、R9、R10組成的分壓器分壓取得。電流采樣電壓VF由變流升壓器中四只場(chǎng)效應(yīng)管的源極和地之間的小阻值電阻R0上的采樣電壓再通過(guò)R11、C7低通濾波器所取得。兩只或非門IC5-1、IC5-2按輸出端與一個(gè)輸入端互相交叉連接組成一個(gè)RS觸發(fā)器。兩只運(yùn)算放大器的輸出端分別與RS觸發(fā)器的置O端1R和置1端1S直接連接。RS觸發(fā)器的輸出端Q1與四個(gè)二輸入端的與門中IC3-2和IC3-3的一個(gè)輸入端相連，輸出端Q1與IC3-1和IC3-4中的一個(gè)輸入端相連，IC3-1、IC3-2的另一個(gè)輸入端連存一起再與M輸出端相連接，同樣IC3-3、IC3-4的另一個(gè)輸入端連在一起再與N輸出端相連接。IC3-1、IC3-2、IC3-3、IC3-4的四個(gè)輸出端分別與場(chǎng)效應(yīng)管T1、T3、T4、T2的棚極直接連接。當(dāng)變流升壓器的工作電流較小時(shí)，在VF＜VS2的情況下，RS觸發(fā)器的置1端1S和輸出端Q1均為高電平，Q1為低電平，通過(guò)對(duì)四個(gè)與門的控制，M、N的輸出信號(hào)加到場(chǎng)效應(yīng)管T3、T4柵極，使變流開(kāi)壓器工作于較高變比變流升壓狀態(tài)，此狀態(tài)一直維持到VF上升到VF＞VS1為止。當(dāng)VF＞VS1時(shí)，RS觸發(fā)器的置0端1R和Q1均為高電平，而輸出端Q1為低電平，通過(guò)四個(gè)與門的控制使M、N的輸出信號(hào)自動(dòng)切換到場(chǎng)效應(yīng)管T1和T2的棚極上，變流升壓器便工作在較低變比變流升壓狀態(tài)，此過(guò)程一直維持到VF下降到VF＜VS2為止。當(dāng)VF＜VS2時(shí)，RS觸發(fā)器再次翻回Q1為高電平，Q1為低電平狀態(tài)，使變流升壓器又自動(dòng)切換到較高變比變流升壓工作狀態(tài)。
權(quán)利要求1．一種雙路電容放電式汽車電子點(diǎn)火器，它的變流升壓器是由一只初級(jí)繞組有中心抽頭的高頻變電壓器(B1)和場(chǎng)效應(yīng)管組成的推挽式變流升壓器，它的常態(tài)點(diǎn)火儲(chǔ)能電容器(C1)的充放電回路，由高頻變壓器(B1)的次級(jí)順序串聯(lián)整流二極管(D1)、限流電流(R1)后再并聯(lián)到儲(chǔ)能電容器(C1)的兩端，一只可控硅(SCR1)的陽(yáng)極連接到儲(chǔ)能電容器(C1)與限流電阻(R1)的連接點(diǎn)(b)，其陰極接地，點(diǎn)火線圈(B2)的初級(jí)跨接于儲(chǔ)能電容器(C1)與高頻變壓器(B1)的連接點(diǎn)(a)和地之間，它的點(diǎn)火信號(hào)整形觸發(fā)電路采用汽車分電器上的白金觸點(diǎn)(p)作為點(diǎn)火發(fā)訊元件，白金觸點(diǎn)(p)的一端接地，另一端接到一只與非門(IC1-4)的一個(gè)輸入端，該輸入端與電源正端之間接有一只電阻(R14)，與非門(IC1-4)的輸出端經(jīng)微分電路(C11、R19)后再通過(guò)電阻(R20)接到三極管(T6)的基極，三極管(T6)的射極接電源正端，集電極經(jīng)電阻(R21)到地，集電極還經(jīng)一只觸發(fā)限流電阻(R22)接到可控硅(SCR1)的控制極，本實(shí)用新型的特征在于它的變流升壓器是四只場(chǎng)效應(yīng)管(T1、T2、T3、T4)和高頻變壓器(B1)組成的雙推挽式他激驅(qū)動(dòng)變流升壓器，高頻變壓器(B1)的初級(jí)繞組有中心抽頭，中心抽頭兩側(cè)各有兩個(gè)對(duì)稱出線端，由兩只場(chǎng)效應(yīng)管(T1、T2)和初級(jí)全繞組組成較低變比的變流升壓電路，由另兩只場(chǎng)效應(yīng)管(T3、T4)和初級(jí)對(duì)稱抽頭的部分繞組組成較高變比的變流升壓電路，兩組推挽式電路的他激驅(qū)動(dòng)信號(hào)均來(lái)自槽形波驅(qū)動(dòng)電路兩輸出端(M,N)輸出的槽形波驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該兩路信號(hào)再經(jīng)變比自動(dòng)切換電路加到兩組場(chǎng)效應(yīng)管(T1、T2、T3、T4)之中的一組的棚極上；它的儲(chǔ)能電容器充放回路為內(nèi)含兩只儲(chǔ)能電容器(C1、C2)的雙路式電容充放電回路，一路為常態(tài)點(diǎn)火的電容充放電回路，另一路為起動(dòng)時(shí)三秒強(qiáng)火花點(diǎn)火的電容充放電回路；它的點(diǎn)火信號(hào)整形觸發(fā)電路也是雙路形式，一路為常態(tài)點(diǎn)火信號(hào)整形觸發(fā)電路，另一路是強(qiáng)火花起動(dòng)點(diǎn)火信號(hào)整形觸發(fā)電路，兩路工作的切換是由一個(gè)通電延時(shí)三秒翻轉(zhuǎn)的RS觸發(fā)器(IC5-3、IC5-4)來(lái)控制。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙路電容放電式汽車電子點(diǎn)火器，其特征在于槽形波驅(qū)動(dòng)電路由一個(gè)自激多諧振蕩器、一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和兩路矩形波縮窄電路組成，自激多諧振蕩器采用兩只集成電路反相器(IC1-1、IC1-2)和兩只電阻(R3、R4)、一只電容器(C3)按照兩級(jí)反相器RC振蕩電路的形式連接，兩只反相器(IC1-1、IC1-2)的輸出端(F、G)分別連接到兩路矩形波縮窄電路的輸入端；第一路矩形波縮窄電路由一只或非門電路(IC2-1)和二極管(D3)，電阻(R5)、電容(C5)組成，二級(jí)管(D3)的正極為信號(hào)輸入端，負(fù)極接或非門(IC2-1)的一個(gè)輸入端，電阻(R5)和電容(C5)并聯(lián)連接在該輸入端和地之間；第二路矩形波縮窄電路由另一只或非門(IC2-2)和二級(jí)管(D4)、電阻(R6)、電容(C6)組成，電路結(jié)構(gòu)與第一路相同，二極管(D4)的正極為信號(hào)輸入端，兩路矩形波縮窄電路或非門(IC2-1、IC2-2)的輸出端即是槽形波驅(qū)動(dòng)電路的兩路對(duì)稱輸出端(M、N)，兩只或非門的另一輸入端連在一起再接到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端(H)；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是由兩只或非門(IC2-3、IC2-4)和一只電容(C4)、一只電阻(R7)構(gòu)成，其中的第二只或非門(IC2-4)的兩輸入端短接僅作一只反相器使用，電容器(C4)跨接在第一只或非門(IC2-3)的輸出端和第二只或非門(IC2-4)的輸入端之間，該輸入端和電源正端之間接電阻(R7)，第二只或非門(IC2-4)的輸出端與第一只或非門(IC2-3)的一個(gè)輸入端相連，該端子亦是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端(H)，第一只或非門(IC2-3)的另一個(gè)輸入端接白金觸點(diǎn)(P)的非接地端。
3．根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的雙路電容放電式汽車電子點(diǎn)火器，其特征在于槽形波驅(qū)動(dòng)電路的兩路對(duì)稱輸出端(M、N)的輸出信號(hào)為相位差180°，占空比小于0.48的具有槽形缺口的高頻矩形波波列，其槽形缺口的頻率等于點(diǎn)火信號(hào)頻率，槽形缺口的寬度等于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出端(H)輸出的矩形脈沖寬度。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙路電容放電式汽車電子點(diǎn)火器，其特征在于變比自動(dòng)切換電路由一個(gè)區(qū)間電壓比較器、一個(gè)RS觸發(fā)器和一片四個(gè)二輸入端與門的集成電路組成；區(qū)間電壓比較器是采用兩只運(yùn)算放大器(IC4-1、IC4-2)、兩個(gè)參考電壓(VS1、VS2)和電流取樣電壓(VF)組合而成，上限參考電壓(VS1)與第一只運(yùn)算放大器(IC4-1)的負(fù)輸入端相連，下限參考電壓(VS2)與第二只運(yùn)算放大器(IC4-2)的正輸入端相連，第一只運(yùn)算放大器(IC4-1)的正輸入端和第二只放大器(IC4-2)的負(fù)輸入端相連后再與電流采樣電壓(VF)相連接，上述的兩個(gè)參考電壓(VS1、VS2)是由電源電壓經(jīng)三只電阻分壓器(R8、R9、R10)分壓取得，電流采樣電壓(VF)由變流升壓器中的四只場(chǎng)效應(yīng)管的源極和地之間的小阻值電阻(R0)上的采樣電壓再通過(guò)RC低通濾波器(R11、C7)所取得，兩只運(yùn)算放大器的輸出端直接與RS觸發(fā)器的置O端(IR)和置1端(IS)相連；RS觸發(fā)器由兩只或非門(IC5-1、IC5-2)按輸出端與一個(gè)輸入端互相交叉連接組成，它的一個(gè)輸出端(Q1)與四個(gè)與門電路中的第二只與門(IC3-2)和第三只與門(IC3-3)的一個(gè)輸入端相連，另一個(gè)輸出端(Q1)與第一只與門(IC3-1)和第四只與門(IC3-4)的一個(gè)輸入端連接，第一只與門(IC3-1)和第二只與(IC3-2)門的另一輸入端連在一起后再與槽形波驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)輸出端(M)相連，第三只與門(IC3-3)和第四只與門(IC3-4)的另一輸入端也連在一起后再連接到槽形波驅(qū)動(dòng)電路的另一輸出端(N)，四只與門(IC3-1、IC3-2、IC3-3、IC3-4)的輸出分別與變流升壓器中的四只場(chǎng)效應(yīng)管(T1、T3、T4、T2)的棚極相連。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙路電容放電式汽車電子點(diǎn)火器，其特征在于在常態(tài)點(diǎn)火的電容充放電回路中，其整流二極管(D1)，限流電阻(R1)和儲(chǔ)能電容器(C1)以及可控硅(SCR1)構(gòu)成一個(gè)T形電路；在起動(dòng)時(shí)三秒強(qiáng)火花點(diǎn)火的電容充放電回路中，其整流二極管(D2)、限流電阻(R2)和儲(chǔ)能電容器(C2)以及可控硅(SCR2)構(gòu)成另一個(gè)T形電路，兩個(gè)T形電路又以雙T網(wǎng)絡(luò)的形式連接。
專利摘要一種具有常態(tài)點(diǎn)火和強(qiáng)火花起動(dòng)點(diǎn)火功能的雙路電容放電式汽車電子點(diǎn)火器,其強(qiáng)火花起動(dòng)點(diǎn)火和常態(tài)點(diǎn)火的切換采用無(wú)觸點(diǎn)控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。點(diǎn)火器中的變流升壓器采用變比可自動(dòng)切換的他激驅(qū)動(dòng)雙推挽式變流升壓器,其驅(qū)動(dòng)信號(hào)是一種具有槽形缺口的高頻矩形波波列。本實(shí)用新型點(diǎn)火能量高,放電能量集中,起動(dòng)點(diǎn)火性能好,特別是高速點(diǎn)火性能極為優(yōu)異而點(diǎn)火器的工作電流和功耗均不很大,可廣泛適用于各種汽車,包括多缸機(jī)和高速汽油機(jī)汽車。
文檔編號(hào)F02P3/00GK2320813SQ97231749
公開(kāi)日1999年5月26日 申請(qǐng)日期1997年12月26日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月26日
發(fā)明者辜明鐘 申請(qǐng)人:辜明鐘