法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2015-04-22
授权
授权
2012-12-26
实质审查的生效 IPC(主分类):F02P3/08 申请日:20120803
实质审查的生效
2012-10-31
公开
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技术领域
本发明涉及一种可随控制信号的输入和停止而输出续断高压电，并能设定或者调整这种高压电的电压高低、持续时间长短和能量大小的高压电输出装置。尤其是一种能够很好地满足发动机高压火花放电点火的点火装置及实施方法。
背景技术
目前用于发动机高压火花放电点火的技术主要有两种方式：一种是电容储能式火花放电点火技术。它的工作方式是，通过电容充电后突然放电给升压变压器（俗称高压包）的原线圈，使升压变压器的副线圈感应产生高压电，此高压电被送至火花塞形成火花放电，从而点燃可燃混合气。另一种是电感储能式火花放电点火技术。它的工作方式是，使升压变压器的原线圈在通电的状态下突然断电，由于磁通的突然变化，引起升压变压器的副线圈感应产生高压电，此高压电被送至火花塞形成火花放电，从而点燃可燃混合气。
以上所述，目前用于发动机高压火花放电点火的这两种技术存在着以下缺点：第一，火花放电的能量小，抗火花塞积碳的能力差；第二，火花持续时间短，有时不能均匀、及时、可靠地点燃可燃混合气；第三，升压变压器是用金属铁芯作导磁材料制作的，输出单位电功率的体积、重量都比较大，而且能量损耗也大；第四，使用材料多，成本高。第五，寿命短。
况且以上所述的第一、第二两个缺点都是影响着发动机燃油经济性和有害气体排放量的消极因素。
发明内容
本发明的目的是：用简单的电路、较小的体积、较小的质量和较低的制作成本来实现一种输出电压高、能量大、损耗小、火花持续时间长，而且灵敏度高、可以使发动机在任意转速时进行高效点火，能进一步提高燃油经济性和减少有害气体排放量的、长寿命的发动机高压火花放电点火装置。并且，一方面本发明所输出的高压电的电压高低以及由这种高压电所产生的火花放电能量和火花持续时间可根据需要来进行设定或者调整；二方面本发明设置了各种防护电路。
本发明所采取的技术方案是：
一种变压器原线圈输入振荡电流式发动机点火装置，其由主体电路和辅助电路构成。
所述主体电路，包括：储能电路3、电流振荡器17、火花能量设定或者调整电路16、点火信号转换器10、点火信号输入电路11、信号脉宽扩大电路12、振荡电流输出控制电路13、振荡电流功率放大电路9和升压变压器14。
（1）储能电路3由电解电容器C2和小容量瓷介电容器C3组成。
C2和C3并联后，按照电解电容器的极性一端紧接在D2的后面，另一端与输入电源的负极相连而形成充电回路。
（2）电流振荡器17由R9、C7和UC3845的引脚8、引脚4组成。
R9的一端与UC3845的8脚相连，另一端则与UC3845的4脚相连；C7的一端与UC3845的4脚相连，另一端接地。
（3）由以上的R9和C7又同时组成一个火花能量设定或者调整电路16。
（4）点火信号转换器10采用微型铁芯变压器T1。
需要转换的点火信号从T1的原线圈的一端输入，T1原线圈的另一端接地；T1副线圈之与原线圈的接地端的同名端与R4的引出线相连，T1副线圈的另一端接地。
（5）由R4和VT3组成点火信号输入电路11。
R4的一端与VT3的基极相连，另一端与T1副线圈之与原线圈的接地端的同名端相连；VT3的集电极与NE555的2脚相连，VT3的发射极接地。当不需要转换点火信号时，R4的一端与VT3的基极相连，点火信号从R4的另一端输入。
（6）由R5、R6、C5、C6和NE555组成信号脉宽扩大电路12。
这里信号脉宽扩大电路12实质上就是一个单稳态触发器，这个单稳态触发器由UC3845的8脚输出的5V稳定电压提供电源。
（7）由R7、D5、VT4、R8和UC3845的引脚3、引脚8、引脚6组成振荡电流输出控制电路13。
R7和D5串联后一端与NE555的3脚相连，另一端与VT4的基极相连，D5的连接为正向连接；VT4的集电极与UC3845的3脚相连，VT4的发射极接地；R8的一端与UC3845的3脚相连，另一端与UC3845的8脚相连；UC3845的6脚输出受控制的振荡电流。
当没有安装信号脉宽扩大电路12时，R7、D5和VT4都不用安装，而VT3的集电极就与UC3845的3脚相连。
（8）由UC3845的引脚6、R10、VT6和T2的原线圈组成振荡电流功率放大电路9。
R10的一端与UC3845的6脚相连，另一端与VT6的栅极相连；VT6的漏极与T2的原线圈的一端相连，VT6的源极接地。
（9）升压变压器14的原线圈的一端与VT6的漏极相连，另一端与储能电路的正极相连，升压变压器14的副线圈输出点火高压电。
所述辅助电路，其在会影响本装置正常工作的或其他一些意外的情况发生时，能够尽最大的努力去克服或者避免这些情况对本装置或者其他东西可能造成的影响和危害，包括：保险电路1、电源极性接线错误保护电路2、消能电路4、抑制高压峰波电路5、过压保护电路6、过热保护电路7、预防电磁干扰电路15以及点火信号输入端接线错误保护电路8。
（1）在电源的输入端串联FU，作为保险电路1。
（2）在FU之后再串联一个正向连接的二极管D2构成电源极性接线错误保护电路2。
（3）消能电路4由D1、D2、D3、R1、R2、R3、VT1、VT2和C1。
其中由D1、R1和VT1的基极按顺序形成的串联电路构成VT1的基极电路，由R2、D3、和VT2的基极按顺序形成的串联电路构成VT2的基极电路，VT1的集电极与R2和D3之间的连线相接，R3的一端与VT2集电极连接，R3的另一端与R2的没有连接D3的一端相连，然后又与储能电路的正极相连,C1的一端与D1和R1的连线相接，另一端与VT1的发射极相连，VT1的基极电路的输入端和VT2的基极电路的输入端之间连接D2，VT1的发射极和VT2的发射极相连。
（4）抑制高压峰波电路5由RV、ZD2组成。
RV的一端紧接在FU之后，另一端与地相连，ZD2反向连接在VT6的栅极与地之间。
（5）过压保护电路6由ZD1、R11、R12、C8、VT5和UC3845的引脚1组成。
R11与反向连接的稳压二极管ZD1串联后一端接在VT5的基极上，另一端接储能电路正极， R12与C8并联后一端连接VT5的基极,另一端接地，VT5的发射极接地，VT5的集电极与UC3845的1脚相连。
（6）过热保护电路7由R12、C8、VT5、负温度系数热敏电阻器RT和UC3845的引脚8、引脚1组成。
RT的一端接UC3845的8脚，另一端接VT5的基极，其他的接线与以上（5）点有关所述的相同。
（7）预防电磁干扰电路15由一个高频特性好的小电容器C4一端接VT3的基极,另一端接地构成。
（8）点火信号输入端接线错误保护电路8由R4和 D4组成。
其中一种连接方法可以是，D4与VT3的基极并联并且反向连接，R4的一端连接VT3的基极，另一端连接点火信号；另一种连接方法可以是， D4与VT3的基极串联并且正向连接，R4的一端连接D4，另一端连接点火信号。
所述点火信号转换器10在需要转换点火信号时才安装，否则不安装；所述信号脉宽扩大电路12在点火信号的脉冲宽度不能满足火花持续时间的需要而要对点火信号的脉冲宽度进行扩大时才安装，否则不安装。
除外接引线和保险电路1以外，整个装置的电路用绝缘材料填装密封。其中，点火信号转换器10和升压变压器14，可以分别独立用绝缘材料填装密封，也可以与整个电路一起用绝缘材料填装密封。
一种发动机火花放电点火用高压电的获得的实施方法，其包括如下实施步骤:
（1）由电流振荡器产生振荡电流；
（2）由点火信号控制振荡电流的输出；
（3）用功率放大电路对振荡电流进行功率放大；
（4）把功率被放大了的振荡电流输入升压变压器进行升压。
下面是本发明的各个组成部分的作用：
一 、主体电路的作用
本发明的主体电路的作用是：使本装置随着控制信号的输入和停止而得出具有足够功率的续断振荡电流，并通过升压变压器把这个续断振荡电流变成续断高压电输出，同时本发明的主体电路根据需要在一定范围内设定或者调整这种高压电的电压高低、持续时间长短和能量大小，尤其是使之能够很好地满足发动机高压火花放电点火的需要。
下面叙述本发明主体电路的各个小部分的作用：
（1）储能电路3的作用是,对电源线路总电阻(包括电源内阻)较大的输入电源，或者对电压波动较大的输入电源进行储能并滤波，以使输入电源更好地为本装置的整个电路提供电能。
（2）电流振荡器17的作用是产生振荡电流。
（3）火花能量设定或者调整电路16对上述的振荡电流的占空比进行设定或者调整。通过这样，就可以在一定范围内设定或者调整输出高压电的电压高低和能量大小。
（4）点火信号转换器10，把不适合于本装置的点火信号转换成适合于本装置的点火信号，使本装置与其他发动机点火系统，例如电感储能式计算机控制点火系统以及与之类似的其他点火系统实现兼容。
（5）点火信号输入电路11，使点火信号能够指令本装置输出点火高压电。
（6）信号脉宽扩大电路12对点火信号进行处理，它通过设定或者调整点火信号的脉冲宽度，来进行设定或者调整振荡电流输出的持续时间，也即高压电输出的持续时间或火花的持续时间。
（7）振荡电流输出控制电路13，使本装置在有点火信号输入时，输出振荡电流；点火信号消失后，停止输出振荡电流。
（8）振荡电流功率放大电路9对振荡电流进行功率放大。
（9）升压变压器14，对上述功率被放大了的振荡电流的电压进行变压升高，使本装置输出能够满足发动机点火需要的高压电。
二 、辅助电路的作用
本发明的辅助电路的作用是：其在会影响本装置正常工作的或其他一些意外的情况发生时，能够尽最大的努力去克服或者避免这些情况对本装置或者其他东西可能造成的影响或者危害。
（1）当某种原因造成本装置电路的总电流过大时，保险电路1就会动作，切断输入电源，从而保护本装置不会因为电流过载而造成危害。
（2）电源极性接线错误保护电路2对输入电源的极性进行识别，在电源极性接线错误（即正负极互相接错）时，为本装置的电路中对电极性敏感的元器件实行保护。
（3）本装置储能电路3的电容器的电容量较大，而本装置整个电路的静态耗电又很微小，所以，就有可能在不需要发动机点火而切断外部电源时，还需要较长的时间，电容器里的电能才能释放掉。这里，如果不能及时地把储能电路3里的电能加速地释放掉，那么在较长的时间内，当有意外的“点火信号”输入时，本装置就有可能随意外的“点火信号”的输入而错误地输出高压电，或者说本装置就有可能会随意外的“点火信号”的输入而令发动机产生错误点火。应该说，本装置错误地输出高压电或者发动机发生这种错误点火，都是具有一定的危害性的。所以，我们应该设法在本装置切断电源，而不需要本装置输出高压电，或者说不需要发动机点火的时候，使储能电路里的电能，在尽量短的时间内释放掉，从而使本装置在这种情况下，不会，至少也极难会发生上述的错误。在这里，本装置的消能电路4就起到了使本装置不会，至少也极难会错误地输出高压电，或者说本装置的消能电路4就起到了使本装置不会，至少也极难会令发动机发生这种错误点火的作用。
（4）当由于各种情况有高压峰波侵袭到本装置的低压电路时，抑制高压峰波电路5可以抑制这种高压峰波，使本装置低压电路里的电压维持在一定的范围内，以保护本装置的电路中不能承受高压电的元器件不受高压峰波损坏。
（5）过压保护电路6的作用是，在输入本装置电路的电源电压于一定范围内高于我们设定的电压时，对本装置发出命令，使本装置停止输出高压电，以免造成损害。
（6）当由于散热条件不够好，或其他原因导致本装置的温度，特别是发热量较大的功率放大元器件的温度，超过我们设定的温度临界点时，本装置的过热保护电路7就会发出命令，迫使本装置停止振荡电流功率放大输出，从而使温度下降。
（7）预防电磁干扰电路15，能够防止电路内部和外部存在的杂散电磁所产生的对点火信号以及点火信号输入电路11、信号脉宽扩大电路12的干扰，以免其对本装置的高压电输出时刻和时长产生错误指令，确保本装置的高压电输出的时刻和时长的准确性。
（8）点火信号输入端接线错误保护电路8，能够在由于接线发生错误或者其他原因而致使点火信号输入电路11中的点火信号输入端被施加了过高的正向电压或者反向电压时，保护点火信号输入电路11，使之在一定范围内不会因为过压或者过流而造成损坏。
如果安装并使用点火信号转换器10，那么点火信号输入端接线错误保护电路8的作用就是为点火信号转换器10的输出进行限流和导流。
附图说明
图1是本发明的其中一种具体实施方式的电路结构框图。
图2、图3、图4分别是图1的实施方式中的一个实施例的电路图。
图2、图3又分别是用单端式变换器来实现本发明目的的一个例子的电路图。
图4是用推挽式变换器来实现本发明目的的一个例子的电路图。
图1中，点火信号转换器10和信号脉宽扩大电路12的框格以及点火信号转换器10的指示箭头用虚线画出，是表示：在需要转换点火信号时，就安装点火信号转换器10,在不需要转换点火信号时，就不安装点火信号转换器10；在需要扩大点火信号的脉冲宽度时，就安装信号脉宽扩大电路12，在不需要扩大点火信号的脉冲宽度时，就不安装信号脉宽扩大电路12。
图2是本发明的功能比较齐全的典型的一个实施例。一方面，它配置有扩展适用范围的把电感储能式点火系统的点火信号或者其他类似的点火信号，转换成适合于本变压器原线圈输入振荡电流式发动机点火装置的点火信号的电路，即配置有点火信号转换器10，使其实现兼容；二方面，它配置有扩大点火信号脉冲宽度的电路，即信号脉宽扩大电路12，可根据需要设定或者调整火花持续的时间。
图3、图4所示的实施例，都省略了点火信号转换器10和信号脉宽扩大电路12。
具体实施方式
首先说明一下，下表是本发明实施例电路图里所使用的元器件文字符号对照表。
在本发明实施例的电路图里，元器件文字符号右下角的数字是各个元器件在同一实施例的电路图里的序号。如果在同一实施例的电路图里，某一类型的元器件只有一个，那么它的文字符号的右下角就没有序号。同一种作用的同一类型的元器件，在各个实施例电路图里的序号不一定相同。为了简便起见，在下面各个实施例的叙述里，不再一一写出每一个元器件的名称，在能够识别文字符号及其序号是代表哪个元器件时，一般只是写出其文字符号及其序号。
本发明的实施方式以及实施例可以是多种多样的。以下，仅就以上所述附图中的图2、图3、图4的电路，分别作为一个具体实施方式的例子来作具体的说明。
实施例1（如图2所示）
本实施例是用单端式变换器来实现本发明目的的一个例子。
一 本实施例的具体组成
本实施例使用了两个集成电路：一个是脉冲宽度控制（PWM）集成电路UC3845（以下简称UC3845）；一个是时基集成电路NE555（以下简称NE555）。在本实施例中，UC3845的2脚和5脚接地。
（一）主体电路
以下是本实施例主体电路的各个具体组成部分：
（1）储能电路3由电解电容器C2和小容量瓷介电容器C3组成。
C2和C3并联后，按照电解电容器的极性一端紧接在D2的后面，另一端与输入电源的负极相连而形成充电回路。
（2）电流振荡器17由R9、C7和UC3845的引脚8、引脚4组成。
R9的一端与UC3845的8脚相连，另一端则与UC3845的4脚相连；C7的一端与UC3845的4脚相连，另一端接地。
（3）由以上的R9和C7又同时组成一个火花能量设定或者调整电路16。
（4）微型铁芯变压器T1作为点火信号转换器10（这里T1的引出线用虚线画出，是表示在不需要转换点火信号时，就不安装T1）。
需要转换的点火信号从T1的原线圈的一端输入，T1原线圈的另一端接地；T1副线圈之与原线圈的接地端的同名端与R4的引出线相连，T1副线圈的另一端接地。
（5）由R4和VT3组成点火信号输入电路11。
R4的一端与VT3的基极相连，另一端与T1副线圈之与原线圈的接地端的同名端相连；VT3的集电极与NE555的2脚相连，VT3的发射极接地。当不需要转换点火信号时，R4的一端与VT3的基极相连，点火信号从R4的另一端输入。
（6）由R5、R6、C5、C6和NE555组成信号脉宽扩大电路12。
这里信号脉宽扩大电路12实质上就是一个单稳态触发器，这个单稳态触发器由UC3845的8脚输出的5V稳定电压提供电源。
（7）由R7、D5、VT4、R8和UC3845的引脚3、引脚8、引脚6组成振荡电流输出控制电路13。
R7和D5串联后一端与NE555的3脚相连，另一端与VT4的基极相连，D5的连接为正向连接；VT4的集电极与UC3845的3脚相连，VT4的发射极接地；R8的一端与UC3845的3脚相连，另一端与UC3845的8脚相连；UC3845的6脚输出受控制的振荡电流。
当没有安装信号脉宽扩大电路12时，R7、D5和VT4都不用安装，而VT3的集电极就与UC3845的3脚相连。
（8）由UC3845的引脚6、R10、VT6和T2的原线圈组成振荡电流功率放大电路9。
R10的一端与UC3845的6脚相连，另一端与VT6的栅极相连；VT6的漏极与T2的原线圈的一端相连，VT6的源极接地。
（9）T2即是升压变压器14。这里，T2是一个铁氧体高频升压变压器。
T2的原线圈的一端与储能电路的正极相连，另一端与VT6的漏极相连，点火高压电则从T2的副线圈输出。
（二）辅助电路
本实施例的辅助电路具体为：
（1）在电源的输入端串联FU，就是保险电路1。
（2）在FU之后再串联一个正向连接的二极管D2构成电源极性接线错误保护电路2。
（3）由D1、D3、R1、R2、R3、VT1、VT2和C1组成消能电路4。
其中由D1、R1和VT1的基极按顺序形成的串联电路构成VT1的基极电路，由R2、D3、和VT2的基极按顺序形成的串联电路构成VT2的基极电路，VT1的集电极与R2和D3之间的连线相接，R3的一端与VT2集电极连接，R3的另一端与R2的没有连接D3的一端相连，然后又与储能电路的正极相连,C1的一端与D1和R1的连线相接，另一端与VT1的发射极相连，VT1的基极电路的输入端和VT2的基极电路的输入端之间连接D2，VT1的发射极和VT2的发射极相连。
（4）抑制高压峰波电路5由RV、ZD2组成。
RV的一端紧接在FU之后，另一端与地相连；ZD2反向连接在VT6的栅极与地之间。
（5）由ZD1、R11、R12、C8、VT5和UC3845引脚1组成过压保护电路6。
R11与反向连接的稳压二极管ZD1串联后一端接在VT5的基极上，另一端接储能电路正极，R12与C8并联后一端连接VT5的基极,另一端接地，VT5的发射极接地，VT5的集电极与UC3845的1脚相连。
（6）由R12、C8、VT5、负温度系数热敏电阻器RT和UC3845的引脚8、引脚1组成过热保护电路7。
RT的一端接UC3845的8脚，另一端接VT5的基极，其他的接线与以上过压保护电路有关所述的相同。
（7）由一个高频特性好的小电容器C4一端接VT3的基极,另一端接地构成预防电磁干扰电路15。
（8）由R4、D4组成点火信号输入端接线错误保护电路8。
其中一种连接方法可以是，D4与VT3的基极并联并且反向连接，R4的一端连接VT3的基极，另一端连接点火信号；另一种连接方法可以是，D4与VT3的基极串联并且正向连接，R4的一端连接D4，另一端连接点火信号。
二 本实施例的工作过程
（一）主体电路的工作过程
接通电源后，电源电流流经FU、D2，进入储能电路3给C2充电储能并滤波，然后给整个电路提供电能。而UC3845得电后，其在8脚输出5V稳定基准电压又向电流振荡器17、信号脉宽扩大电路12、振荡电流输出控制电路13和过热保护电路7提供电能。
开始时，在R9、C7和UC3845的引脚8、引脚4的作用下，电流振荡器17产生电流振荡。
这里作为信号脉宽扩大电路12的单稳态触发器，在VT3的基极没有信号输入时保持稳态，NE555的放电端7脚处于饱和导通状态，C6向地放电，3脚无信号输出。
这时在振荡电流输出控制电路13中的VT4由于没有基极电流而截止。又由于UC3845的3脚通过R8与8脚相连，所以在VT4截止时，UC3845的3脚的电位就是8脚输出的5V基准电压，其大于1V，于是UC3845的6脚被关闭输出。本装置的振荡电流功率放大电路9由于VT6栅极没有电压输入而没有功率输出，T2，即升压变压器14也就没有高压电输出。
现在，通过电感储能式点火系统的点火信号给作为点火信号转换器10的T1的原线圈输入直流电流，电流方向为上正下负。开始时，此电流由小变大，T1副线圈随之产生感生电动势，并且其同名端感生电动势方向与原线圈输入电流的方向相反，即T1副线圈感生电动势方向为下正上负。这时，T1副线圈的感生电流流经D4，再由R4限流后形成回路，点火信号输入电路11中的VT3基极处于反电动势的作用，没有电流流过，其集电极没有导通。
当输入T1原线圈的电流由小变大而达到一定程度后就维持不变，于是T1就没有磁通变化，其副线圈也就没有感生电动势。这时，VT3的基极也同样没有电流流过，其集电极也没有导通。
当T1原线圈的电流突然断开时，T1副线圈又马上产生感生电动势，而此感生电动势的方向与上述的相反，为上正下负。这时，T1副线圈的感生电流就是本实施例的点火信号。这个点火信号开始进入点火信号输入电路11。它经R4限流后，再流过VT3的基极形成回路，使VT3产生基极电流。
这时，VT3的基极电流使VT3立即饱和导通，其集电极的电位突然下降到0.3V左右。由于NE555的2脚的电位就是VT3集电极的电位，所以当VT3饱和导通时，NE555的2脚电位就是0.3V左右，它低于1/3×5V.这样，上述单稳态触发器立即被触发进入暂稳态，使NE555的7脚立即停止放电，而NE555的3脚就立即有电流输出并持续到上述暂稳态时间结束。这里，NE555的3脚输出的电流就是本实施例的脉冲宽度被扩大了的信号电流。上述暂稳态时间由R6和C6决定。
上述的脉冲宽度被扩大了的点火信号，马上进入振荡电流输出控制电路13。
在振荡电流输出控制电路13中，NE555的3脚输出的电流经R7限流后流经D5和VT4的基极到地，从而使VT4饱和导通，所以VT4集电极的地位突然下降到0.3V左右。此时，与VT4集电极相连的UC3845的3脚电位也是0.3V左右，其小于1V许多，于是UC3845的6脚就立即输出方波振荡电流。这个方波振荡电流的持续时间等于上述单稳态触发器的暂稳态时间。
在振荡电流功率放大电路9中，上述UC3845的6脚输出的方波振荡电流通过R10送至VT6的栅极，以电压的形式驱动VT6进行功率放大。
这时，与VT6漏极相连的T2（即升压变压器14）的原线圈也得到一个放大了的振荡电流的输入，而在T2的副线圈就会输出点火高压电。此高压电被送至火花塞，就能对发动机进行火花放电点火。
在上述暂稳态时间里，UC3845的8脚通过R6向C6充电。C6的电压因充电而上升。当C6的电压上升到大于2/3×5V时，与C6相连的NE555的6脚电位同样上升到大于2/3×5V，而这时T1副线圈的感生电流已经消失，于是上述的单稳态触发器立即回到稳定状态，T2就立即停止高压电输出。
直到下一个点火周期到来时，本装置又重复上述的过程。这样循环往复，就可以持续不断地为发动机高压火花放电点火提供高压电。
其他问题的说明：
（1）在火花能量设定或者调整电路16中，在保持振荡器频率不变的情况下设定或者调整R9阻值和C7容量的大小，就可以在一定范围内设定或者调整UC3845的6脚输出的方波振荡电流的占空比。在一定范围内，这个占空比越大，升压变压器14输出的高压电电压，以及由这个高压电进行火花放电的火花能量也越大；反之就越小。
（2）在信号脉宽扩大电路12中，设定或调整R6和C6的大小，就可以设定或者调整上述单稳态触发器的暂稳态时间的长短，进而就可以设定或调整高压电输出持续时间，即火花持续时间的长短。
（3）C3是一个小容量瓷介电容器，它与电解电容器C2并联后接在电路中，是为了提高电路的高频工作特性。
（4）C5是一个小容量瓷介电容器，它接在NE555的5脚与地之间，可以消除高频电磁干扰，使NE555单稳态触发器稳定地工作。
（5）电路中接入R7的作用是为NE555的3脚输出和VT4的基极输入限流。
（6）电路中接入D5，是为了抬高VT4基极的电位，防止VT4基极误输入，以确保振荡电流输出控制电路13工作的稳定性。
（7）电路中接入R8的作用是为VT4的集电极限流。
（8）电路中接入R10，可以防止VT6在高频工作时产生自激振荡，以稳定振荡电流功率放大电路9的工作。
（9）如果上述输入点火信号转换器10的信号电流强度不够，可以在点火信号转换器10之前加一级信号放大电路。
（10）当不需要转换点火信号时，点火信号从R4的引出线输入。
（11）在选择电路中元器件的参数时，要注意电流振荡器17、信号脉宽扩大电路12、振荡电流输出控制电路13和过热保护电路7，这四个部分同时工作的时候所消耗UC3845的8脚输出的电流的总和不要超过50mA。这里，在保证电路稳定工作的前提下，应尽量减少这四个部分的电流消耗。
（二）辅助电路的工作过程
（1）当某种原因造成本装置电路的总电流过大时，因为发热FU就熔断，从而立即切断本装置的电源。
（2）本实施例的电源极性接线错误保护电路2是这样起作用的：众所周知，在电路里有很多元器件是不能承受一定的反向电压作用的，如果将其输入电源的极性接反了，就可能被损坏。在本实施例中，当我们接入电源时，只有正确的接线，本装置才能输入电源电流，进行正常的工作。如果粗心大意将电源正负极接错了，在本实施例中，由于D2具有单向导电性，此时D2的两端接的是反向电压而不能导通，使得整个装置的电路不能输入电源电流，于是保护了电路。
（3）消能电路4的工作过程：接通电源时，电源电流流经D1，由小容量电容器C1滤波后再流经R1给VT1提供基极电流，使VT1饱和导通。这里因为VT2基极的压降和D3的压降叠加后大于VT1集电极饱和导通时的压降，所以VT2基极没有电流流过，VT2截止，与VT2集电极相连的R3不消耗能量。当本装置的输入电源断开后，由于D2处于储能电路3的反向电压的作用，储能电路3不会给VT1基极提供电流，所以VT1很快就失电而截止，VT2由于基极电位升高而饱和导通，于是储能电路3中的C2、C3所储存的电能就会经R3、VT2很快地释放掉。
（4）本实施例的抑制高压峰波电路5是这样起作用的：第一，当某种原因产生的超过某一数值的高压峰波出现在本装置电源输入的两端时，RV的电阻会急剧减小到一个低值，使高压峰波在本装置电源输入的两端旁路导通，迫使此高压峰波的电压值降低到一个安全的范围，确保其不会对本装置产生危害。第二，由于本装置是一个产生高压电的装置，内部电路也包含有电感性开关，这样就有可能由于电磁感应等产生电压峰波渗入到本装置电路内部，从而对VT6的栅极产生威胁。这里，当这个高压峰波的电压超过ZD2的稳压值时，ZD2就会把这个高压峰波旁路到地，使VT6栅极的电位不会超过安全值，而得到保护。
（5）本实施例的过压保护电路6是这样起作用的：一种可能的情况是，发动机装配的发电机稳压电路失灵了，其输出电压就会随发动机转速的升高而升高，这时如果没有过压保护电路，这越来越高的电压就会令使用此电源的本装置电路烧毁。这里，当出现这种情况时，只要输入本装置电路的电源电压高于我们设定的电压，ZD1就会立即被暂时击穿。击穿电流经R12流向地，使R12产生电压降。当这个电压降达到VT5基极的导通电压时，VT5就开始导通，而其集电极电位开始下降。当VT5集电极电位下降到低于1V时，UC3845的1脚电位也低于1V，因此，UC3845的6脚立即关闭输出。这时，不管有没有点火信号输入，本装置都没有高压电输出而无法产生放电火花去为发动机点火，因此发动机熄火。又因为发动机熄火，所以发动机装配的发电机的输出电压就会停止上升，输入本装置电路的电压就不会超过安全值而得到保护。另外，当其他一些原因发生时，例如误用电压比设计电压较高的电源、电源电池接头松动且正被其它较高电压的电源充电等，总之，只要输入本装置的电源电压高于我们设计的电压，都可能会引起本装置的过压保护电路6动作。但是，不是说本装置就可以承受任意高的电源电压的输入，使用时应根据实际设计耐压的大小进行使用。并且，当出现过压保护电路6动作时，应及时对电源电路进行检查，排除故障，以使发动机正常工作。
（6）本实施例的过热保护电路7是这样起作用的：本装置电路内的各个元器件在工作时都会产生热量，特别是功率放大器件，在工作时会产生出较多的热量，这时，如果散热条件不够好，就会使热量越积越多，温度越来越高，当温度上升到一定程度时，本装置的一些元器件就会被烧毁。本装置的过热保护电路7，可以避免因为这种散热条件不够好导致温度过高而令本装置的一些元器件被烧毁。在本实施例的过热保护电路7中，UC3845的8脚输出的5V稳定基准电压经RT、R12接地进行分压。当本装置的温度，特别是功率放大器件的温度升高时，RT的电阻就会随着减小，同时RT和R12的分压作用使R12的电压降增大。与以上所述的过压保护电路6一样，当R12的压降达到VT5基极的导通电压时，VT5就开始导通，而其集电极电位开始下降。当VT5集电极电位下降到低于1V时，UC3845的1脚电位也低于1V，因此，UC3845的6脚立即关闭输出，振荡电流功率放大电路9也停止功率输出。这时，发动机熄火。本装置的振荡电流功率放大电路9停止功率输出后，大量减少了电路的发热量，于是，温度开始下降。这时，只有当温度降低到允许值范围内时，本装置的振荡电流功率放大电路9才可以恢复功率输出。如果上述的散热条件还是不够好，上述的过热保护过程还会重复出现，以致循环。当配置的散热条件改善了，能够较好地散发各个元器件，特别是功率放大器件工作时产生的热量，使整个装置的温度保持在允许值范围内，本装置才能正常地工作。应当指出，当出现过热保护电路7动作时，应及时进行检查，找出原因，排除故障，以使发动机正常工作。
（7）预防电磁干扰电路15是这样起作用的：本实施例主要是用一个瓷介电容器C4接于VT3基极与地之间来实现预防电磁干扰的。当本装置内部电路或者外部空间存在杂散电磁，而这种杂散电磁又会产生干扰电流时，C4就会在VT3的基极入口处把这种干扰电流旁路流到电路的接地处，这样，这种干扰电流就不会窜到VT3的基极而对火花输出时刻和时长产生错误指令干扰，以确保点火信号对本装置点火高压电输出控制的准确性。
（8）点火信号输入端接线错误保护电路8是这样起作用的：这里假设，点火信号输入电路11中的点火信号输入端由于接线发生错误或者其他原因，致使点火信号输入电路11中的点火信号输入端一定程度上被施加了过高的正向电压或者反向电压。第一，当点火信号输入端接线错误保护电路8的接线为D4与VT3的基极并联并且反向连接，R4的一端连接VT3的基极，另一端连接点火信号时，上述被施加的一定程度上过高的正向电压就会被R4降压限流，使流过VT3基极的电流被限制在允许的范围内，从而保证VT3的基极不会因为过流而烧毁，而上述被施加的一定程度上过高的反向电压由于D4的旁路导通，VT3的基极所承受的反向电压就被限制在0.7V左右，保证其不会被击穿损坏；第二，当点火信号输入端接线错误保护电路8的接线为D4与VT3的基极串联并且正向连接，R4的一端连接D4，另一端连接点火信号时，上述被施加的一定程度上过高的正向电压也会被R4降压限流，使流过D4和VT3基极的电流也被限制在允许的范围内，从而保证VT3的基极也不会因为过流而烧毁，而上述被施加的一定程度上过高的反向电压，由于D4的单向导电性相当于加大了VT3基极的反向耐压，而使VT3的基极不会被这个一定程度上过高的反向电压击穿损坏。
点火信号输入端接线错误保护电路8对点火信号转换器10输出的限流和导流作用的过程，在上述主体电路的工作过程中已有叙述，这里不再赘述。
其他问题的说明：
（1）C1的容量不宜太大，太大了会较长时间地延迟消能电路4消能的开始，甚者会使消能电路4失去作用；不要太小，太小了对波动太大的输入电源的滤波效果不够好，以致在输入电源低谷时，VT1不能饱和导通，从而不必要地使VT2导通，一方面使VT2和R3发热升温，二方面又浪费电源电能。
（2）小容量瓷介电容器C8接在VT5基极与地之间，可以消除高频电磁对过压保护电路6和过热保护电路7的干扰，确保过压保护电路6和过热保护电路7工作的稳定性。
（3）电路中接入R11，是为ZD1和VT5的基极限流。
实施例2（如图3所示）
本实施例（包括以下的实施例3），一方面是在不需要转换点火信号的情况下设计的；二方面又是在点火信号的有效脉冲宽度足够宽的情况下设计的。它没有点火信号转换器10；也没有信号脉宽扩大电路12。
下面的叙述中（包括实施例3的叙述），如果与已叙述了的例子的内容相同或类同，而且通过阅读电路图，就能理解其原理，为了减少篇幅，一般就不再赘述或不再详细赘述。
一、本实施例的具体组成
本实施例使用了一个集成电路，它是脉冲宽度控制（PWM）集成电路UC3845。本实施例中，与实施例1一样，UC3845的2脚和5脚接地。
（一）主体电路
以下是本实施例主体电路的各个具体组成部分：
（1）储能电路3由电解电容器C2和小容量瓷介电容器C3组成。
C2和C3并联后，按照电解电容器的极性一端紧接在D2的后面，另一端与输入电源的负极相连而形成充电回路。
（2）电流振荡器17由R6、C5和UC3845的引脚8、引脚4组成。
R6的一端与UC3845的8脚相连，另一端则与UC3845的4脚相连；C5的一端与UC3845的4脚相连，另一端接地。
（3）由以上的R6和C5又同时组成一个火花能量设定或者调整电路16。
（4）由R4和VT3组成点火信号输入电路11。
R4的一端为点火信号的输入端，另一端与VT3的基极相连；VT3的集电极与UC3845的3脚相连，而发射极则接地。
（5）由R5和UC3845的引脚3、引脚8、引脚6组成振荡电流输出控制电路13。
R5的一端与UC3845的3脚相连，另一端与UC3845的8脚相连；UC3845的6脚输出受控制的振荡电流。
（6）由UC3845的引脚6、R7、VT5和T的原线圈组成振荡电流功率放大电路9。
R7的一端与UC3845的6脚相连，另一端与VT5的栅极相连；VT5的漏极与T的原线圈的一端相连，VT5的源极接地。
（7）T就是升压变压器14。这里，T也是一个铁氧体高频升压变压器。
T的原线圈的一端与储能电路的正极相连，另一端与VT5的漏极相连，点火高压电则从T的副线圈输出。
（二）辅助电路
本实施例的辅助电路，同样包括保险电路1、电源极性接线错误保护电路2、消能电路4、抑制高压峰波电路5、过压保护电路6、过热保护电路7、预防电磁干扰电路15和点火信号输入端接线错误保护电路8。它们的组成与上述实施例1相对照，虽然有些元器件的序号不同，但是其实质上所使用的元器件和各个元器件的连接都是相同的，在此就不再赘述。
二、本实施例的工作过程
（一）主体电路的工作过程
接通电源，储能电路3开始储能并滤波。UC3845得电后，在8脚输出5V稳定基准电压向电流振荡器17、振荡电流输出控制电路13和过热保护电路7提供电能。
开始时，在R6、C5和UC3845的8脚、4脚的作用下，电流振荡器17产生电流振荡。
在没有点火信号输入时，点火信号输入电路11中的VT3因为没有基极电流，所以其集电极没有导通。又在VT3的集电极没有导通时，因为振荡电流输出控制电路13中的UC3845的3脚通过R5与8脚相连，所以UC3845的3脚的电位就接近8脚输出的5V基准电压。又因为UC3845在3脚的电位高于1V时，6脚就没有振荡电流输出，现在3脚的电位接近5V，大于1V许多，所以6脚就没有振荡电流输出。振荡电流功率放大电路9在UC3845的6脚没有振荡电流输出时，VT5就没有功率输出，进而，T，即升压变压器14，也就没有高压电输出。
当一个有一定有效脉宽的点火信号输入时，因为VT3饱和导通，UC3845的3脚电位马上小于1V，于是6脚就马上有振荡电流输出。此振荡电流流经R7后，以电压的形式驱动VT5进行功率放大。在这个振荡电流功率放大过程中，升压变压器14的原线圈也同时被输入放大了的振荡电流，于是在升压变压器14的副线圈就会输出高压电。此高压电被送至火花塞，就可以对发动机进行火花放电点火。
当点火信号停止时，UC3845的6脚立即跟随停止输出振荡电流，本装置也就停止输出高压电。待下一个点火信号到来时，电路的工作又重复以上过程。这样循环往复，就可以持续不断地为发动机高压火花放电点火提供高压电。
其他问题的说明：
（1）在火花能量设定或者调整电路16中，在保持电流振荡器17振荡频率不变的情况下设定或者调整R6阻值和C5容量的大小，就可以在一定范围内设定或者调整UC3845的6脚输出的方波振荡电流的占空比。在一定范围内，这个占空比越大，升压变压器14输出的高压电电压，以及由这个高压电进行火花放电的火花能量也越大；反之就越小。
（2）本实施例的火花持续时间等于点火信号的有效脉宽时间。
（3）在选择电路中元器件的参数时，要注意电流振荡器17、振荡电流输出控制电路13和过热保护电路7，这三个部分同时工作的时候所消耗UC3845的8脚输出的电流的总和不要超过50mA。这里，在保证电路稳定工作的前提下，应尽量减少这三个部分的电流消耗。
（二）辅助电路的工作过程
本实施例辅助电路的工作过程，与上述实施例1的相同或类同，在此不再赘述。
实施例3（如图4所示）
本实施例是用推挽式变换器来实现本发明目的的一个例子。
一、本实施例的具体组成
本实施例用了一个集成电路，它是脉冲宽度控制（PWM）集成电路SG3525A(以下简称SG3525A)。在本实施例中，SG3525A的1脚、2脚、3脚和12脚接地，而8脚则悬空不用。
（一）主体电路
以下是本实施例主体电路的各个具体组成部分：
（1）储能电路3由电解电容器C2和小容量瓷介电容器C3组成。
C2和C3并联后，按照电解电容器的极性一端紧接在D2的后面，另一端与输入电源的负极相连而形成充电回路。
（2）由R11、C6、R12和SG3525A的6脚、5脚、7脚组成电流振荡器17。
R11的两端分别与SG3525A的6脚和地相连；C6的一端与SG3525A的5脚相连，另一端与地相连；R12的两端则分别与SG3525A的5脚与7脚相连。
（3）由R8、R9和SG3525A的16脚、9脚组成火花能量设定或者调整电路16。
R8的两端分别与SG3525A的9脚和16脚相连；R9的两端则分别与SG3525A的9脚和地相接。
（4）由R4和VT3组成点火信号输入电路11。
R4的一端为点火信号的输入端，另一端与VT3的基极相连；VT3的集电极接在SG3525A的10脚上，发射极则与地相连。
（5）由R5和SG3525A的16脚、10脚、11脚、14脚组成振荡电流输出控制电路13。
R5的两端分别与SG3525A的10脚和16脚相连；在SG3525A的11脚和14脚输出受控制的振荡电流。
（6）由SG3525A的11脚、14脚和VT5、VT6以及T的带有中线抽头的原线圈组成推挽式振荡电流功率放大电路9。
SG3525A的11脚、14脚分别与VT5、VT6的栅极相连；VT5、VT6的漏极分别与T的原线圈的两端相连；VT5、VT6的源极均为接地；T的原线圈的中心抽头则与储能电路的正极相连。
（7）T就是升压变压器14。这里，T是一个原线圈带有中心抽头的铁氧体高频升压变压器。
T的原线圈的中心抽头与储能电路的正极相连，T的原线圈的两端分别与VT5、VT6的漏极相连，点火高压电则从T的副线圈输出。
(二)辅助电路
本实施例的辅助电路，也同样包括保险电路1、电源极性接线错误保护电路2、消能电路4、抑制高压峰波电路5、过压保护电路6、过热保护电路7、预防电磁干扰电路15和点火信号输入端接线错误保护电路8。其中，抑制高压峰波电路5、过压保护电路6和过热保护电路7与实施例1的有所不同，其它的相同或类同。在此，仅对抑制高压峰波电路5、过压保护电路6和过热保护电路7的组成进行叙述。
（1）由RV、ZD2、ZD3和R10组成抑制高压峰波电路5。
RV的一端紧接在FU之后，另一端与地相连；ZD2、ZD3分别反向连接在VT6、VT5的栅极与地之间；R10串联在SG3525A的13脚上。在ZD2和ZD3的额定电流分别大于SG3525A的14脚和11脚的灌电流时，R10可以不安装。
（2）由R6、R7、ZD1、VT4和SG3525A的9脚组成过压保护电路6。
ZD1为反向连接，ZD1与R7串联后一端接在VT4的基极上，另一端与储能电路的正极相连；R6的一端与VT4的基极相连，另一端与地相连；VT4的集电极与SG3525A的9脚相连，VT4的发射极接地。
（3）由R6、RT、VT4和SG3525A的16脚、9脚组成过热保护电路7。
RT的一端与SG3525A的16脚相连，另一端与VT4的基极相连，而其他的接线则与以上过压保护电路所述的相同。
二、本实施例的工作过程
（一）主体电路的工作过程
接通电源，储能电路3开始储能并滤波。SG3525A得电后，在16脚输出5.1V稳定基准电压向火花能量设定或者调整电路16、振荡电流输出控制电路13和过热保护电路7提供电能。
在R11、C6、R12和SG3525A的6脚、5脚、7脚的作用下，电流振荡器17产生电流振荡。
在没有点火信号输入时，点火信号输入电路11中的VT3因为没有基极电流，所以其集电极没有导通。又在VT3的集电极没有导通时，因为振荡电流输出控制电路13中的SG3525A的10脚通过R5与16脚相连，所以SG3525A的10脚的电位就是16脚输出的5.1V基准电压。又因为SG3525A在其10脚的电位高于约1.4V时，11脚和14脚就没有振荡电流输出，现在10脚的电位是5.1V，大于1.4V许多，所以11脚和14脚没有振荡电流输出。在振荡电流功率放大电路9中，SG3525A的11脚和14脚没有振荡电流输出，VT5和VT6就没有功率输出，这时，T，即升压变压器14也就没有高压电输出。
当一个有一定脉宽的点火信号输入时，因为点火信号输入电路11中的VT3饱和导通，振荡电流输出控制电路13中的SG3525A的10脚的电位马上降到0.3V左右，它小于1.4V许多，于是SG3525A的11脚和14脚就马上有振荡电流输出。在振荡电流功率放大电路9中，SG3525A的11脚和14脚输出的振荡电流分别以电压的形式驱动VT5和VT6进行推挽功率放大。在功率放大的过程中，升压变压器14的原线圈也同时得到了一个功率被放大了的振荡电流的输入，于是，升压变压器14的副线圈就会输出高压电。此高压电被送至火花塞，就能对发动机进行火花放电点火。
当点火信号停止时，SG3525A的11脚和14脚立即跟随停止输出振荡电流。待下一个点火信号到来时，电路的工作又重复以上过程。这样循环往复，就可以持续不断地为发动机高压火花放电点火提供高压电。
其他问题的说明：
（1）分别设定火花能量设定或者调整电路16中的R8和R9阻值的大小，使SG3525A的9脚电位在过压保护电路6和过热保护电路7都没有工作时为某一固定值，就可以设定SG3525A的11脚和14脚输出方波振荡电流的占空比，从而设定本装置输出的高压电的电压和由这种高压电进行火花放电的能量的大小。
（2）如果用一个可变电阻器代替火花能量设定或者调整电路16中的R8和R9，并使可变电阻器的中心抽头与SG3525A的9脚相连，其余两端分别与SG3525A的16脚和地相连，那么调整这个可变电阻器的中心抽头，改变SG3525A的9脚在过压保护电路6和过热保护电路7都没有工作时的电位，就可以调整SG3525A的11脚和14脚输出方波振荡电流的占空比，从而在一定范围内调整本装置输出的高压电的电压和由这种高压电进行火花放电的火花能量的大小。
（3）在选择电路中元器件的参数时，要注意火花能量设定或者调整电路16、振荡电流输出控制电路13和过热保护电路7，这三个部分同时工作的时候所消耗SG3525A的16脚输出的电流的总和不要超过50mA。这里，在保证电路稳定工作的前提下，应尽量减少这三个部分的电流消耗。
（二）辅助电路的工作过程
在此，只叙述抑制高压峰波电路5、过压保护电路6和过热保护电路7的工作过程。其它的与第一实施例相同或类同，请参考第一实施例。
（1）本实施例的抑制高压峰波电路5是这样起作用的：第一，RV发生作用的过程（与第一实施例相同）。第二，由于各种原因产生电压峰波渗入到本装置电路内部，会使VT5和VT6的栅极的电压升高，当这个电压升高到某一值时，ZD2和ZD3就会分别被暂时击穿导通，从而使VT6和VT5栅极的电压保持在一个安全范围之内。
（2）过压保护电路6是这样起作用的：当输入本实施例总电路的电压超过我们设计的电压时，ZD1被暂时击穿，击穿电流流经R6到地，并使R6产生电压降。又当R6的电压降超过VT4基极的压降（约为0.7V）时，VT4就开始导通，从而SG3525A的9脚的电位开始下降。再当SG3525A的9脚的电位降到一定程度时，SG3525A的11脚和14脚便停止振荡电流输出。于是，振荡电流功率放大电路9不管有没有点火信号输入都会马上停止功率输出，升压变压器14也马上停止高压电输出，发动机不能点火。其他过程类同于实施例1。
（3）过热保护电路7是这样起作用的：SG3525A的16脚输出的5.1V基准电压经RT、R6分压，使R6产生电压降,当温度上升时，RT的阻值随着降低，R6的电压降就增大。当R6的电压降超过VT4基极的电压降时，VT4开始导通，从而SG3525A的9脚的电位开始降低。当SG3525A的9脚的电位降到一定程度时，SG3525A的11脚和14脚就停止振荡电流输出,于是，振荡电流功率放大电路9不管有没有点火信号输入都会马上停止功率输出，升压变压器14同样马上停止高压电输出，发动机不能点火。其他过程类同于实施例1。
其他问题的说明：
（1）小容量瓷介电容器C5接在VT4的基极与地之间，是为了确保过压保护电路6和过热保护电路7稳定地工作。
（2）电路中接入R7，目的是为ZD1和VT4的基极限流。
（3）电路中接入R10，则是为ZD2和ZD3限流。
以上各个实施例中，升压变压器14的副线圈的两端，可以令其中一端接地，也可以两端都不接地，具体怎样，要根据需要来决定。
本变压器原线圈输入振荡电流式发动机点火装置，应该用环氧树脂或者其他高度绝缘材料进行填装密封，以防止外界物质侵害本装置的内部电路，影响本装置的正常工作。特别是升压变压器14，必须用环氧树脂或者其他高度绝缘材料进行填装密封，以防止高压漏电跳火。其中，点火信号转换器10和升压变压器14，可以分别独立进行填装密封，以便于维修更换，也可以与整个电路一起进行填装密封，以利于缩小体积。
以上列出了本发明的一个具体实施方式和三个实施例，并且对这个具体实施方式和三个实施例进行了说明，在此，并不意味本发明的范围就限定是这些。本发明还可以通过其他各种形式来实施，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种省略、替代和变更。而这些通过其他各种形式来实施的方式及其变通都包含在本发明的范围及其主旨内，也同样包含在权利要求书所述的发明及其等同的范围内。
机译： 发动机点火装置和配有发动机点火装置的燃气热泵式空调器
机译： 带有可控涡轮增压器和活塞式内部燃烧发动机的活塞式燃烧发动机的实施方法
机译： 带有发动机相关信号发生器的IC发动机点火装置-具有附加电容器，其电荷可通过输入和输出晶体管的发射极-集电极路径改变
