一種帶停車斷電和限流保護功能的汽車點火控制電路的製作方法

2023-06-25 03:04:36 2

專利名稱：一種帶停車斷電和限流保護功能的汽車點火控制電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車點火控制電路，尤其涉及一種帶停車斷電和限流保護功能的汽車點火控制電路。
背景技術：
隨著汽車工業的快速發展和市場競爭的需求極大地促進了汽車電子技術的應用和發展，在發動機電子控制系統中，尤其是汽車點火系統中應用了大量電子技術。點火系統經歷了傳統觸點式點火系統、半導體輔助點火系統、採用無觸點電子點火的普通電子點火系統和微機控制點火系統的發展過程，目前，這四種點火系統依然適應不同場合併存應用。點火系統的基本工作原理是通過控制點火線圈一次側電流的大小和斷電時刻來控制點火的能量和時刻，保證發動機氣缸內的混合氣徹底燃燒。目前，在普通汽車電子點火系統中採用霍爾點火信號發生器會出現一種狀態，即在汽車停車時，發動機已經停止轉動，但點火開關還處於閉合狀態下 時，霍爾點火信號發生器所處的位置是不確定的，若停在某一特定位置時，霍爾點火信號發生器會始終輸出高電平，這個高電平會使點火線圈有電流通過，如果不及時切斷開關就有可能將點火控制電路及點火線圈燒毀，將蓄電池電能耗盡，損壞電源。此外，還有一種情況，即在霍爾信號發生器的點火信號因某種原因其脈衝寬度超過要求值時，點火線圈流過的電流會大幅上升，且持續增大，對這種大電流也必須遏制。針對上述情況，目前在應用普通電子點火系統的汽車上廣泛採用的點火控制電路為一種具有停車斷電保護功能和限流保護功能的點火控制電路。然而，這種電路需要採用進口專用點火集成電路晶片並配製相應外圍電路，再通過厚膜生產工藝製造而成，結構複雜、製作成本高、價格昂貴、採購不便利。如何實現利用通用集成電路晶片代替進口晶片，簡化結構，降低成本、便於採購成為生產廠家關注的問題。

實用新型內容本實用新型的主要目的在於針對上述問題，提供一種利用通用集成電路晶片代替進口專用晶片使結構簡化、降低成本並便於採購的帶停車斷電和限流保護功能的汽車點火控制電路。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是:一種帶停車斷電和限流保護功能的汽車點火控制電路，其特徵在於是由電阻Rl R13，電容Cl C5，穩壓二極體Dl，二極體D2 D3，三極體Ql Q2，集成運算放大器U組成，其中電阻Rl —端連接點火線圈T的電源正極端、另一端連接穩壓二極體Dl負極、電容Cl、電阻R2、R3、R9、RlO的一端及集成運算放大器U的電源腳(8);穩壓二極體Dl正極及電容Cl的另一端接地；電阻R3的另一端連接電阻R5的一端及集成運算放大器U的第2反向輸入腳(6);電阻R2的另一端連接電阻R4的一端、集成運算放大器U的第2輸出腳、第I正向輸入腳(3)、電容C3的一端、電阻R8的一端及二極體D3負極；電阻R4的另一端連接電阻R6的一端、電容C2的一端及集成運算放大器U的第2正向輸入腳(5);電阻R5的另一端接地；電阻R6的另一端連接二極體D2的負極、電阻R7的一端及點火信號SI輸入端；電容C2的另一端接地；電容C3的另一端連接電阻R8的另一端、電容C4的一端、集成運算放大器U的接地腳(4)並接地；電容C4的另一端連接二極體D3正極、電容C5的一端、電阻R9的另一端及集成運算放大器U的第I反向輸入腳(2);電阻RlO的另一端連接運算放大器U的第I輸出腳(I)、電阻Rll的一端、電容C5的另一端；電阻Rll的另一端連接三極體Ql的基極、三極體Q2的集電極；三極體Ql的發射極連接電阻R12的一端、電阻R13的一端；電阻R12的另一端接三極體Q2的基極；三極體Q2的發射極及電阻R13的另一端接地；三極體Ql的集電極連接點火線圈T初級繞組負極端。上述汽車點火控制電路設置在鋁基電路板上，並裝放在帶鋁散熱板的塑料殼內。本實用新型的有益效果是:採用集成運算放大器代替了價格昂貴不便採購的點火專用集成電路，性能可靠，質量穩定，工藝成熟，同時實現停車斷電保護和限流保護功能，實現電路結構簡化，降低成本且採購方便；尤其，應用時，將上述汽車點火控制電路製作在鋁基電路板上，並裝放在帶鋁散熱板的塑料殼內，使散熱效率大大提高，可有效延長本實用新型的使用壽命。

圖1是本實用新型的電路結構及在點火電路中的應用示意圖。圖中:A火花塞，T點火線圈，U集成運算放大器，Rl R13電阻，Cl C5電容，Ql Q2三極體，Dl穩壓二極體，D2 D3 二極體。
以下結合附圖和實施例對本實用新型詳細說明。
具體實施方式
圖1示出一種帶停車斷電和限流保護功能的汽車點火控制電路，其特徵在於是由電阻Rl R13，電容Cl C5，穩壓二極體Dl，普通二極體D2 D3，三極體Ql Q2，集成運算放大器U組成。電路的具體連接為:電阻Rl —端連接點火線圈T的電源正極端(+12V)、另一端連接穩壓二極體Dl負極、電容Cl、電阻R2、R3、R9、RlO的一端及集成運算放大器U的電源腳8 ;穩壓二極體Dl正極及電容Cl的另一端接地；電阻R3的另一端連接電阻R5的一端及集成運算放大器U的第2反向輸入腳6 ；電阻R2的另一端連接電阻R4的一端、集成運算放大器U的第2輸出腳7、第I正向輸入腳3、電容C3的一端、電阻R8的一端及二極體D3負極；電阻R4的另一端連接電阻R6的一端、電容C2的一端及集成運算放大器U的第2正向輸入腳5 ;電阻R5的另一端接地；電阻R6的另一端連接二極體D2的負極、電阻R7的一端及點火信號SI輸入端；電容C2的另一端接地；電容C3的另一端連接電阻R8的另一端、電容C4的一端、集成運算放大器U的接地腳4並接地；電容C4的另一端連接二極體D3正極、電容C5的一端、電阻R9的另一端及集成運算放大器U的第I反向輸入腳2 ；電阻RlO的另一端連接運算放大器U的第I輸出腳1、電阻Rll的一端、電容C5的另一端；電阻Rll的另一端接三極體Ql的基極、三極體Q2的集電極；三極體Ql的發射極連接電阻R12的一端、電阻R13的一端；電阻R12的另一端連接三極體Q2的基極；三極體Q2的發射極及電阻R13的另一端接地；三極體Ql的集電極連接點火線圈T初級繞組負極端。這裡，集成運算放大器U採用了市售集成運算放大器LM2903晶片，為一具有雙電壓比較器的晶片。[0013]上述汽車點火控制電路設置在鋁基電路板上，並裝放在帶鋁散熱板的塑料殼內。上述電路應用於普通汽車電子點火系統中，其點火信號SI由汽車上的霍爾點火信號發生器產生，點火控制電路接收到該信號後進行處理，適時控制點火線圈T的初級電流通斷同時控制電流的大小，保證點火準確，保證點火能量。上述集成運算放大器U採用了通用LM2903晶片作為本電路的核心器件，具有使用可靠，質量穩定，工藝成熟，並具有停車斷電保護功能及點火線圈初級繞組電流限流功能。其工作原理是:點火線圈T的電源正極端的+12V通過電阻Rl給集成運算放大器U (以下簡稱LM2903晶片)的電源腳8供電，穩壓二極體Dl將LM2903晶片的供電電壓穩定在6.2V，電阻R4是起正反饋作用的反饋電阻，電阻R3與電阻R5串聯接在地與LM2903晶片電源腳8之間，電阻R3、R5的連接點與LM2903晶片的第2反向輸入腳6連接，為LM2903晶片設置工作點，電阻R2是LM2903晶片第2輸出腳7的供電電阻，電阻RlO是LM2903晶片第I輸出腳I的供電電阻，電阻R9為LM2903晶片第I反向輸入腳2設置工作點，同時作為停車保護電路的一部分。電阻R8、電容C3、二極體D3、電容C4均為停車保護電路的一部分。電阻Rll是串聯耦合電阻，三極體Ql是限流三極體，三極體Q2是輸出功率管，電阻R13是限流電阻，調整它的阻值可以調整點火線圈初級繞組限流值。汽車上的霍爾點火信號發生器產生的信號SI通過調整電路R7、R6、C2、D2輸入到LM2903晶片的第2正向輸入腳5，根據LM2903晶片的工作原理可知，其為具有雙電壓比較器集成電路晶片，LM2903晶片的第2輸出腳7、第2反向輸入腳6、第2正向輸入腳5組成第一電壓比較器，LM2903晶片的第2反向輸入腳6設定比較電壓基準，LM2903晶片的第2輸出腳7輸出進行比較後的點火控制信號。當第2正向輸入腳5的電壓高於第2反向輸入腳6的電壓時，第2輸出腳7就輸出高電平，當第2正向輸入腳5的電壓低於第2反向輸入腳6的電壓時，第2輸出腳7就輸出低電壓,第2輸出腳7的信號直接送到第I正向輸入腳3。同理，LM2903晶片的第I輸出腳1、第I反向輸入腳2、第I正向輸入腳3組成第二電壓比較器，工作原理與前述第一電壓比較器相同，第I反向輸入腳2是基準電壓設定腳，第I正向輸入腳3是輸入信號端，第I輸出腳I是輸出信號端，第I正向輸入腳3輸入點火控制信號，第I輸出腳I輸出與第I正向輸入腳3同相的點火信號。在第二個電壓比較器中還加入了停車斷電保護電路，其工作原理是:正常的霍爾點火控制信號SI是一個方波信號，點火器會正常的工作，當停車未關閉點火開關時，霍爾點火信號控制器會輸出一個恆定的高電平約為12V的信號，通過調整電路R7、R6、C2輸入到LM2903晶片的第2正向輸入腳5，根據LM2903晶片的工作原理可知，LM2903晶片的第2輸出腳7輸出高電平，同時第I反向輸入腳3就是高電平，並對電容C3充電，由於電容C3的容量較低，容量值為0.033 0.047 μ F，很快充滿，所以電容C3很快變為高電平，這個高電平與LM2903晶片的第I反向輸入腳2電平進行比較，第I反向輸入腳2的電平受電阻R1、R8、R9、二極體D3、電容C4控制，剛開始時，由於電容C4的容量較高，容量值為0.47uF
0.68uF,+12V電源通過電阻R1、R9對電容C4充電時間較長，所以第I反向輸入腳2電平比第I正向輸入腳3的電平低，根據LM2903晶片的工作原理，第I輸入腳I輸出高電平，通過串聯耦合電阻Rll使三極體Ql的基極變為高電壓，三極體Ql開始導通，點火線圈T的初級繞組有電流開始流動經過一段時間後電容C4充滿電後，LM2903晶片的第I正向輸入腳3電平比第I反向輸入腳2低了，根據LM2903晶片的工作原理可知第I輸出腳I輸出電平變低，低電平通過電阻Rll加到三極體Ql的基極，三極體Ql切斷點火線圈初級電流，由於第I反正向輸入腳2電平是緩慢變高所以第I輸出腳I的電平緩慢變低，三極體Ql斷電流速度緩慢，這樣起到了停車慢斷電保護功能。點火線圈初級繞組限流保護功能的實現:還有一種情況在霍爾信號發生器的點火信號SI因某種原因脈衝寬度超過要求值時，點火線圈流過的電流會上升的非常大，且一直在增大，這種大電流是必須避免的，採用本電路會將電流限制在一定值，不會無限制的增長。該電路由三極體Q1、Q2、電阻R12、R13及LM2903晶片組成。電路的工作原理是:當點火信號為高電平時，三極體Ql導通，點火線圈T初級電流逐漸增大，在電阻R13產生壓降，Ql的發射極的電壓就會上升，當上升到0.7V時，這個電壓通過電阻R12加到三極體Q2的基極使三極體Q2趨於導通，Q2的集電極電平趨於變低，進而使三極體Ql基極電位下降，就使三極體Ql的電流趨於下降，這就限制了三極體Ql集電極電流即點火線圈初級繞組電流進一步增大，通過設定合適的電阻R13的值可以設定合適線圈工作限流值。在本實例中上述電路設置在鋁基電路板中並放置在帶有鋁散熱板的塑料殼內，使散熱效率大大提高，可有效延長本實用新型的使用壽命。本電路具有停車保護、點火線圈初級繞組限流功能，工作穩定可靠，成本低，製作工藝成熟等優點。以上所述，僅是本實用新型的優選實施例而已，並非對本實用新型的形狀材料和結構作任何形式上的限制。凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。
權利要求1.一種帶停車斷電和限流保護功能的汽車點火控制電路，其特徵在於是由電阻Rl R13，電容Cl C5，穩壓二極體Dl，二極體D2 D3，三極體Ql Q2，集成運算放大器U組成，其中電阻Rl —端連接點火線圈T的電源正極端、另一端連接穩壓二極體Dl負極、電容Cl、電阻R2、R3、R9、R10的一端及集成運算放大器U的電源腳(8);穩壓二極體Dl正極及電容Cl的另一端接地；電阻R3的另一端連接電阻R5的一端及集成運算放大器U的第2反向輸入腳(6);電阻R2的另一端連接電阻R4的一端、集成運算放大器U的第2輸出腳(7)、第I正向輸入腳(3)、電容C3的一端、電阻R8的一端及二極體D3負極；電阻R4的另一端連接電阻R6的一端、電容C2的一端及集成運算放大器U的第2正向輸入腳(5);電阻R5的另一端接地；電阻R6的另一端連接二極體D2的負極、電阻R7的一端及點火信號SI輸入端；電容C2的另一端接地；電容C3的另一端連接電阻R8的另一端、電容C4的一端、集成運算放大器U的接地腳(4)並接地；電容C4的另一端連接二極體D3正極、電容C5的一端、電阻R9的另一端及集成運算放大器U的第I反向輸入腳(2);電阻RlO的另一端連接運算放大器U的第I輸出腳(I)、電阻Rll的一端、電容C5的另一端；電阻Rll的另一端連接三極體Ql的基極、三極體Q2的集電極；三極體Ql的發射極連接電阻R12的一端、電阻R13的一端；電阻R12的另一端連接三極體Q2的基極；三極體Q2的發射極及電阻R13的另一端接地；三極體Ql的集電極連接點火線圈T初級繞組負極端。
2.根據權利要求1所述的一種帶停車斷電和限流保護功能的汽車點火控制電路，其特徵在於該汽車點火控制電路設置在鋁基電路板上，並裝放在帶鋁散熱板的塑料殼內。
專利摘要本實用新型涉及一種帶停車斷電和限流保護功能的汽車點火控制電路，由電阻R1-R13，電容C1-C5，二極體D1-D3，三極體Q1-Q2，集成運算放大器U組成，R1一端連電源，另一端連D1負極、C1、R2、R3、R9、R10、U腳(8)；R3另一端連R5、U腳(6)；R2另一端連R4、U腳(7)、(3)、C3、R8及D3負極；R4另一端連R6、C2及U腳(5)；C3連R8、C4、U腳(4)；C4另一端連D3正極、C5、R9及U腳(2)；R10另端連U腳(1)、R11、C5；R11另一端連Q1基極、Q2集電極；Q1發射極連R12、R13；R12另一端連Q2基極。優點降低成本，採購方便。
文檔編號F02P3/05GK202954913SQ20122062416
公開日2013年5月29日 申請日期2012年11月22日 優先權日2012年11月22日
發明者王躍興 申請人:天津市新陽電子有限公司