專利名稱：發(fā)動機自進角可調兩次高能電子點火器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機電子點火裝置，特別是一種發(fā)動機自進 角可調兩次高能電子點火器。
背景技術：
現(xiàn)有的點火器所采用的電路一般包括兩部分自激升壓電路和 高壓放電電路，如圖1所示。
自激升壓電路其特點是在轉速較低時點火能量較大，在高速時由于自激振 蕩頻率的限制，其輸出高壓也急速下降，因而，自激式電子點火器點火能量會 隨著轉速的增大而不斷降低，以至于達到一定速度后無法正常使用。
高壓放電電路原理為首先關閉單向(雙向)可控硅S1，并利用自激升壓 電路將電容C1充至電壓為U0。此時，若給S1正脈沖驅動信號，單向(雙向)
可控硅開啟，則電容C1單向(雙向)可控硅S1以及高壓變壓器T1的初級線圈 便構成回路，Tl初級線圈產(chǎn)生電流，由電磁感應原理，在T1的次級線圈便感 應出高壓，擊穿火花塞之間的液油混合物而放電，此種放電模式雖前端為電容 放電，但后端仍為電感放電，由于電感放電本身限制，故能量較小。
由于S1端的輸出脈沖為固定頻率的脈沖，故其他電子點火器在工作過程中 始終保持固定點火提前角度，其點火提前角不可更改
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，克服上述已有產(chǎn)品之不足，而 提供一種發(fā)動機自進角可調兩次高能電子點火器，以他激式對電子點火器電路 供電，使其進行兩次放電，提高點火的可靠性和發(fā)動機燃料的燃燒效率。
本發(fā)明的技術方案如下
一種發(fā)動機自進角可調兩次高能電子點火器，主要由升壓電路和點火電路 組成，點火電路連接發(fā)動機的火花塞，其中，升壓電路包括連接有蓄電池的升壓變壓器，其特征是所述升壓電路還包括場效應管或者晶體管和他激芯片， 他激芯片的輸出端與場效應管或者晶體管的控制端相連接，場效應管或者晶體 管還與升壓變壓器的初級線圈相連；升壓電路的次級線圈與點火電路連接。
所述點火電路包括并聯(lián)而成的一次放電電路和二次放電電路，其中， 一次 放電電路由可控硅、儲能電容和高壓變壓器的初級線圈串聯(lián)而成；二次放電電 路與高壓變壓器的次級線圈相連；還包括輸入端與升壓變壓器的次級線圈相連 的橋式電路，橋式電路的輸出端通過D4 二極管與一次放電電路的輸入端相連； 橋式電路的輸出端通過D3 二極管與二次放電電路的輸入端相連；高壓變壓器的 初級線圈通過Dl 二極管與火花塞一端相連，二次放電電路通過D2 二極管也與 火花塞的該端相連。
所述的他激芯片可以為PWM電源控制模塊，其輸入端連接有主要由電阻和 電容組成的外圍電路。
所述的他激芯片還可以為數(shù)字或模擬集成芯片構成的方波發(fā)生器，其輸入 端連接有主要由電阻和電容組成的外圍電路。
所述的他激芯片還可以為實現(xiàn)所需要的方波信號的單片機或實現(xiàn)所需要的 方波信號的可編程芯片。
所述的他激芯片還可以為由可編程邏輯器件實現(xiàn)的方波發(fā)生電路。
所述的他激芯片還可以為實現(xiàn)擊需要的方波信號的由分立元件組成的電 路，所述分立元件包括電容、電阻、三極管和變壓器。
升壓電路和點火電路上分別帶有與計算機通信的接口。 本發(fā)明具有以下特點 (1)、采用他激式方波振蕩電路，其振蕩頻率與轉速無關，僅與自身參數(shù) 有關，因而可以在任意轉速下均保持有較高電壓和能量輸出，從而能夠保證電
子點火器在任意轉速下的高能特征。(2) 、在Sl未開啟前，由于火花塞5中間液油混合物未被擊穿故火花塞5為斷路。由二極管D1隔離作用，C2作為電壓源無法構成回路，因而C2保持儲能狀態(tài)，此時若給可控硅S1正脈沖驅動信號，則單向(雙向)可控硅S1開啟，由C 1放電形成高壓離子弧擊穿火花塞5中間的油氣混合物，在擊穿狀態(tài)下，火花塞5之間的電阻非常小，此時C2便與火花塞5構成回路，C2中的電荷便通過擊穿后的火花塞5釋放能量，C 2中的能量全部用于點火為真正的電容放電，
為其主要放電能量(電感放電部分忽略)，調節(jié)C2和U1的數(shù)值大小，便可生產(chǎn)出不同能量級別的高能電子點火器。
(3) 、有通信接口與計算機相連，用戶可對轉速實時測量，并對自進角函數(shù)曲線進行任意設定。


圖1是現(xiàn)有技術中一種典型點火器的電路圖。
圖2是本發(fā)明的原理方框圖。
圖3是本發(fā)明的電路原理圖。
圖4是專用芯片UC3843驅動信號產(chǎn)生電路圖。
圖5是NE555芯片信號產(chǎn)生電路圖。
圖6是單片機信號產(chǎn)生電路圖。
圖7是CPLD信號產(chǎn)生電路圖。
圖8是分立元件信號產(chǎn)生電路圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式
進一步說明本發(fā)明。一、升壓電路。
如圖2、 3所示，升壓電路2包括連接有蓄電池1的升壓變壓器T。所述升壓電路還包括場效應管或者晶體管Ql和他激芯片Ul，他激芯片Ul的輸出端與場效應管或者晶體管Q1的控制端相連接，場效應管或者晶體管Q1還與升壓變壓器T的初級線圈相連；升壓電路的次級線圈與點火電路連接。
6所采用的為他激式升壓電路，通過他激式芯片和外圍電路構成產(chǎn)生驅動電路的方波，該方波具有較高的振蕩頻率，在設計轉速范圍內，其輸出能量與轉速無關，因而在低速和高速的范圍內均保持有恒定的高能輸出。
產(chǎn)生場效應管或者晶體管Ql控制端的驅動信號，即產(chǎn)生一定頻率的方波驅
動信號，有如下幾種實現(xiàn)形式
(1) 、使用專用PWM電源控制模塊實現(xiàn)例如UC3842、 UC3843等，以UC3843為例說明該類模塊的原理，如圖4所示。
與PWM模塊相連接的部分為外圍電路，其中包括電阻R和電容C，其中調節(jié)RC的數(shù)值可改變PWM模塊的輸出頻率和占空比，信號由Toutl端輸出，場效應管或者晶體管Q1的驅動端，開通或閉合對直流電產(chǎn)生交變信號。與管腳VFB、 ISEN相連接的為反饋回路能夠防止過流或過壓，起到保護電路的目的。
(2) 、利用常用數(shù)字或模擬集成芯片構成方波發(fā)生器，如555， 74系列芯片等。以555為例說明該類芯片的原理，電路如圖5所示。
數(shù)值可改變的輸出頻率和占空比，從Vo端輸出一定頻率的方波，場效應管或者晶體管Q1的控制端，將直流信號變?yōu)榻涣餍盘枺瑥亩谧儔浩鞔渭壘€圈輸出所設計的高壓。
(3) 、利用單片機(MCU)或ARM等可編程芯片編程實現(xiàn)所需要的方波信號。以ATMEGA8為例說明該類芯片的工作原理，如圖6所示。
編程便可以實現(xiàn)一定頻率方波，由MOUT端輸出，場效應管或者晶體管Q1的控制端，將直流信號變?yōu)榻涣餍盘枺瑥亩谧儔浩鞔渭壘€圈輸出所設計的高壓。
(4) 、利用可編程邏輯器件(CPLD或FPGA)實現(xiàn)的電路形成如圖7所示。其中CRYSTAL為兆級有源晶振，由于其頻率遠遠超過變壓器所規(guī)定的頻
率，因而將CPLD(或FPGA)有關引腳上，利用編程的形式對其進行分頻處理，分頻至系統(tǒng)所要求頻率的方波輸出，場效應管或者晶體管Q1的控制端，將直流
7信號變?yōu)榻涣餍盘?，從而在變壓器次級線圈輸出所設計的高壓。
(5)、利用電容、電阻、三極管、變壓器等常用分立元件實現(xiàn)，電路如圖8所示。
利用該電路便可以產(chǎn)生一定頻率的驅動信號，場效應管或者晶體管Q1的控制端，將直流信號變?yōu)榻涣餍盘?，從而在變壓器次級線圈輸出所設計的高壓。
以上幾種方式均可實現(xiàn)他激式方波振蕩電路，其振蕩頻率與轉速無關，僅與自身參數(shù)有關，因而可以在任意轉速下均保持有較高電壓和能量輸出，從而能夠保證電子點火器在任意轉速下的高能特征。
二、點火電路。
仍如圖2、 3所示，點火電路包括并聯(lián)而成的一次放電電路4和二次放電電路3，其中， 一次放電電路由可控硅S1、儲能電容C1和高壓變壓器T1的初級線圈串聯(lián)而成；二次放電電路與髙壓變壓器T1的次級線圈相連；還包括輸入端與升壓變壓器T的次級線圈相連的橋式電路B，橋式電路B的輸出端通過D4二極管與一次放電電路4的輸入端相連;橋式電路B的輸出端通過D3 二極管與二次放電電路3的輸入端相連；高壓變壓器T1的初級線圈通過D1 二極管與火花塞5 —端相連，二次放電電路3通過D2 二極管也與火花塞5的該端相連。
蓄電池1在控制電路的控制下，經(jīng)升壓電路2升壓后，有兩路輸出， 一路為一次放電電路4供電，另外一路為二次放電電路3供電。
一部分為一次放電電路部分，原理如圖3所示，所不同的在于T1次級線圈中有隔離二極管D1、 D2分別隔離兩部分電路，兩部分電路分別通過二極管D3、D4將將電容C1、 C2充電至電壓U0、 Ul。在S1未開啟前，由于火花塞5中間液油混合物未被擊穿故火花塞5為斷路。由二極管Dl隔離作用，C 2作為電壓源無法構成回路，因而C 2保持儲能狀態(tài)，此對若給可控硅Sl正脈沖驅動信號，則單向(雙向)可控硅S1開啟，由C1放電形成高壓離子弧擊穿火花塞5中間的油氣混合物，在擊穿狀態(tài)下,火花塞5之間的電阻非常小，此時C2便與火花
8塞5構成回路，C2中的電荷便通過擊穿后的火花塞5釋放能量，C2中的能量全部用于點火為真正的電容放電，為其主要放電能量(電感放電部分忽略)，調節(jié)C 2和U1的數(shù)值大小，便可生產(chǎn)出不同能量級別的高能電子點火器。
二極管Dl的作用為防止離子弧產(chǎn)生前，C2中的電荷由Tl次級線圈釋放能量。D2的作用為在T1產(chǎn)生離子弧瞬間，電壓將為上萬伏，遠大于U1的值，為防止電能量傳至C 2 ，故電路中設置為D 2 ， D 2具有的特點為有上萬伏的反向電壓，很大的正向電流，二極管D1、 D2可根據(jù)電容充電極性不同，采用如圖所示的方向或相反的方向。
二極管D3、 D4分別隔離引弧和二次儲能充電部分，使兩部分充電不受影響。
三、點火提前角度自由設定。
點火器上有與計算機通信的接口，計算機端有控制軟件，能夠與計算機進行數(shù)據(jù)通信，其功能有三個 一能夠測量發(fā)動機的轉速，點火器可以將轉速
上傳至計算機端，計算機端可以將轉速進行顯示；二計算機端可以任意修改
和設定點火器的點火提前角以及點火觸發(fā)脈沖極性，并將提前角、觸發(fā)脈沖極
性信息通過接口下傳至點火器上；三點火器能夠測量點火器工作時刻的提前
角，并通過通信接口上傳至計算機端，計算機能夠將提前角予以顯示，并通過所顯示的提前角與所顯示的提前角進行比較，起到校正的目的。
權利要求
1、一種發(fā)動機自進角可調兩次高能電子點火器，主要由升壓電路(2)和點火電路組成，點火電路連接發(fā)動機的火花塞(5)，其中，升壓電路(2)包括連接有蓄電池(1)的升壓變壓器(T)，其特征是所述升壓電路(2)還包括場效應管或者晶體管(Q1)和他激芯片(U1)，他激芯片(U1)的輸出端與場效應管或者晶體管(Q1)的控制端相連接，場效應管或者晶體管(Q1)還與升壓變壓器(T)的初級線圈相連；升壓電路的次級線圈與點火電路連接。
2、 如權利要求1所述的發(fā)動機自進角可調兩次高能電子點火器，其特征是所述點火電路包括并聯(lián)而成的一次放電電路(4)和二次放電電路(3)，其中，一次放電電路(4)由可控硅(Sl)、儲能電容(Cl)和高壓變壓器(Tl)的初級線圈串聯(lián)而成；二次放電電路與高壓變壓器(Tl)的次級線圈相連；還包括輸入端與升壓變壓器(T)的次級線圈相連的橋式電路(B)，橋式電路(B)的輸出端通過D4二極管與一次放電電路(4)的輸入端相連；橋式電路(B)的輸出端通過D3二極管與二次放電電路(3)的輸入端相連；高壓變壓器(Tl)的初級線圈通過D1 二極管與火花塞(5) —端相連，二次放電電路(3)通過D2二極管也與火花塞(5)的該端相連。
3、 如權利要求1或2所述的發(fā)動機自進角可調兩次高能電子點火器，其特征是所述的他激芯片(Ul)為PWM電源控制模塊，其輸入端連接有主要由電阻和電容組成的外圍電路。
4、 如權利要求1或2所述的發(fā)動機自進角可調兩次高能電子點火器，其特征是所述的他激芯片(Ul)為數(shù)字或模擬集成芯片構成的方波發(fā)生器，其輸入端連接有主要由電阻和電容組成的外圍電路。
5、 如權利要求1或2所述的發(fā)動機自進角可調兩次高能電子點火器，其特征是所述的他激芯片(Ul)為實現(xiàn)所需要的方波信號的單片機或實現(xiàn)所需要的方波信號的可編程芯片。
6、 如權利要求1或2所述的發(fā)動機自進角可調兩次高能電子點火器，其特 征是所述的他激芯片(Ul)為由可編程邏輯器件實現(xiàn)的方波發(fā)生電路。
7、 如權利要求1或2所述的發(fā)動機自進角可調兩次高能電子點火器，其特 征是所述的他激芯片(Ul)為實現(xiàn)所需要的方波信號的由分立元件組成的電路，所述分立元件包括電容、電阻、三極管和變壓器。
8、 如權利要求1或2所述的發(fā)動機自進角可調兩次高能電子點火器，其特 征是升壓電路(2)和點火電路上分別帶有與計算機通信的接口。
全文摘要
本發(fā)明是一種發(fā)動機自進角可調兩次高能電子點火器，主要由升壓電路(2)和點火電路組成，升壓電路還包括場效應管或者晶體管(Q1)和他激芯片(U1)，他激芯片(U1)的輸出端與場效應管或者晶體管(Q1)的控制端相連接，場效應管或者晶體管(Q1)還與升壓變壓器(T)的初級線圈相連；升壓電路的次級線圈與點火電路連接。采用他激式方波振蕩電路，其振蕩頻率與轉速無關，僅與自身參數(shù)有關，因而可以在任意轉速下均保持有較高電壓和能量輸出，從而能夠保證電子點火器在任意轉速下的高能特征。
文檔編號F02P5/145GK101649799SQ20081013950
公開日2010年2月17日 申請日期2008年8月15日 優(yōu)先權日2008年8月15日
發(fā)明者良 呂, 張愛平, 杜永源, 郝金光 申請人:良 呂