JPS5827094Y2 - 過熱防止回路付内燃機関用点火回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、マグネトの点火コイルの一次巻線に流れる一
次順電流の導通遮断を、トランジスタによって行なうよ
うｌこ構成した内燃機関用点火回路におけるパワートラ
ンジスタの過熱防止に関するものである。

従来、トランジスタ化した内燃機関用点火回路の点火コ
イルの一次側順電流を遮断するとき、該点火回路のパワ
ートランジスタの過熱を防止し、かつ適正な点火時期を
高速回転まで維持するためにマグネトの点火コイルの一
次巻線に流れる一次交流電流の順電流の確立を遅らす如
く作用する逆電流を制限する逆電流制限回路を付加する
とこれにより一次巻線の端子電圧が増大して一次順電流
の遮断が低減を生ずる結果となり、点火コイルの二次側
に、内燃機関の点火に充分な点火エネルギーを発生でき
なくなる問題点があった。

この考案の目的は上述の点を解決するものであって一次
交流電流の順電流をトランジスタ化した内・燃機関用点
火回路に短絡状態で流し、その最大値を内燃機関の始動
回転速度において遮断することによって点火コイルの二
次巻線に内燃機関の点火に充分な火花エネルギーの発生
を確保すると共に一次交流電流の順電流を低減すること
なくその逆電流のみを制限する回路を内燃機関用点火回
路内に設けて該回路におけるパワートランジスタの過熱
を防止し併せて適正な点火時期を維持することにある。

以下本考案の一実施例を添付図面によって説明する。

、Ｔはマグネトの点火コイルで、その鉄心Ｆに一次巻線
Ｔ１及びこれより高巻数比の二次巻線Ｔ２を巻装して成
る。

Ｐは点火プラグで、その絶縁電極は二次巻線Ｔ２の巻終
り端子に接続されている。

点火プラグＰの接地電極、−次巻線Ｔ１及び二次巻線Ｔ
２の巻始め端子は接地されている。

ＱａはＮＰＮ形のパワートランジスタＱ２のコレクタと
ベースに、それぞれＰＮＰ形のトランジスタＱ、のエミ
ッタとコレクタを接続してなる複合接続回路である。

ＲｅはダイオードＤ。

と定電圧ダイオードＤ２とを順方向を同方向（こ合わせ
て並列接続した整流器Ｒｅである。

前記−次巻線Ｔ１の両端子間に、上記複合接続回路Ｑａ
のエミッタＥとコレクタＣをコレクタＣ側は順方向を合
せた上記整流器Ｒｅを介して、エミッタＥが接地側にな
るように挿入接続する。

複合接続回路ＱａのベースＢは、抵抗ｒ１とサーミスタ
ｒ１の直列接続に抵抗ｒ２を並列接続した回路に更に抵
抗ｒ３を直列接続して構成した温度補償抵抗Ｒ１と抵抗
Ｒ８の直列回路を介して、前記−次巻線Ｔ１の接地され
ていない端子に接続する。

ＰＮＰ形のトランジスタＱ３のコレクタをＮＰＮ形のト
ランジスタＱ４のベースに接続し、更に該トランジスタ
Ｑ３のベースを該トランジスタＱ４のコレクタに接続し
て成るサイリスク等価回路ＴｈのアノードＡ１カソード
Ｋ及びゲートＧを、それぞれ前記−次巻線Ｔ１の接地側
端子、前記温度補償抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ８の接続点及び前
記複合接続回路ＱａのベースＢに接続する。

本考案の回路構成は上述のとおりであり、内燃機関の回
転によって、マグネトの点火コイルＴの一次巻線Ｔ１の
両端子間には交流電圧が発生する。

−次巻線Ｔ１の接地側端子を正電圧とする端子電圧が発
生し始めると、複合接続回路Ｑａのベース電流が該複合
接続回路ＱａのベースＢを通って温度補償抵抗Ｒｔと抵
抗Ｒ８の直列回路をバイアス抵抗として流れ、引続いて
複合接続回路ＱａのエミッタＥ・コレクタＣ間には、ト
ランジスタＱ１、パワートランジスタＱ２によって大き
く増幅されたコレクタ電流即ち一次巻線Ｔ１の一次順電
流が上記整流器Ｒｅを通って流れる。

温度補償抵抗Ｒ１に流れる上記複合接続回路Ｑａのベー
ス電流が増大すると、その電圧降下がトランジスタＱ４
のベース・エミッタ間電圧ＶＢＢ４ のしきい値を越
してトランジスタＱ４が導通し、従ってトランジスタＱ
３が引続いて導通して複合接続回路ＱａのベースＢ・エ
ミッタＥ間を短絡する。

かくしてサイリスト等価回路Ｔｈは一次巻線Ｔ１の一次
順電流の制御回路の作用を行ない複合接続回路Ｑａのエ
ミッタ・コレクタＣ間に導通している一次巻線Ｔ１の一
次電流を急峻に遮断する。

この遮断による電磁誘導作用によって、点火コイルＴの
高巻数の二次巻線Ｔ２には高電圧が誘起し、点火プラグ
Ｐに火花放電が発生する。

内燃機関の始動回転速度ｎ８は一般に低速で、この低回
転速度ｌこおいて確実に始動させるためには少くとも二
次巻線Ｔ２に拾数キロボルトの高音を発生させる必要が
ある。

このためには−次順電流がその最大値に達した時点で遮
断されるよう、即ちこの最大電流値に対応する複合接続
回路Ｑａのベース電流ＩＢによる温度補償抵抗Ｒ１の電
圧降下Ｒｔ・１Ｂでサイリスク等等価回路Ｔｈが導通す
るように予め温度補償抵抗Ｒｔの値が設定されである。

この−次順電流の最大値に対応する一次巻線Ｔ１の端子
電圧■１は、この時のトランジスタＱ１、パワートラン
ジスタＱ２の各ベース・エミッタ間電圧及び各コレクタ
・エミッタ間電圧をＶＢＥＩ。

ＶＢＥ２ 及びＶＯＥＩ、ＶＯＢ２とし、整流器Ｒｅ
の順電圧をｖｐｏ とすると、次の平衡式で与えられる
。

Ｖ１＝（−ＶＢＥｌ）＋Ｒ１−ＩＢ＋ＲｏＩ Ｂ＝（−
ＶＯＥＩ）−）−ＶＢＥ２−）−ＶＦＯ＝ＶＯＥ２＋Ｖ
Ｆ０この式においてＲｔ・ＩＢ−ＶＢＥ４であり、また
整流器Ｒｅの順電圧ＶＦＯは、一般に定電圧ダイオード
Ｄ２の順電圧より小さいダイオードＤ。

の順電圧で決定され、−次順電流はほとんどダイオード
Ｄ。

を通って流れる。従って本回路の各トランジスタ、ダイ
オード及び定電圧ダイオードをシリコン製とすると、 −ｖＢＥ１＋ｖＢＥ２÷ＶＢＥ４÷ＶＦＯと見做され、
これらの電圧は各しきい値をもち且前等式の各項中で最
も大きい値であるので、結果として一次巻線Ｔ１の端子
電圧ｖ１は前等式中最も大きい値である（−ＶＢ Ｅ
１ ）＋ＶＢ Ｅ ４＋Ｒ（、ＩＢで決定され、整流器
Ｒｅの有無の影響を受けることはない。

換言すれば整流器Ｒｅを複合接続回路ＱａのコレクタＣ
と一次巻線Ｔ１の接地されない端子の間に挿入接続して
も接続しなくても前記始動回転速度ｎ８における一次順
電流の最大値の値は変らない。

一次巻線Ｔ１の一次順電流の遮断に続いて、その−次逆
電圧が複合接続回路ＱａのエミッタＥ・コレクタＣ間と
整流器Ｒｅの直列回路に印加され始めるが、この−次逆
電圧が整流器Ｒｅの定電圧ダイオードＤ のツェナー電
圧Ｖ２とパワートラ２ ンシスタＱ２のコレクタ開放エミッタ・ベース間電圧Ｖ
ＥＢ２０の和に達する内燃機関の回転速度ｎ□まではこ
の直列回路に一次逆電流は流れない。

パワートランジスタＱ２のコレクタ開放エミッタ・ベー
ス間電圧ＶＥＢ２０は１０ボルト程度のほぼ一定の値で
あり、従って一次逆電流が流れ始める回転速度ｎ。

は定電圧ダイオードＤｚのツェナー電圧■２の大きさに
よって左右され、その内燃機関の回転速度ｎ。

からその最高回転速度ｎｍまで一次逆電流は増加して行
く。

一方パワートランジスタＱ２はこの一次逆電流値とコレ
クタ開放エミッタ・ベース間電圧ＶＥＢＯ２の積のエミ
ッタ損失を生じ、このエミッタ損失が大きい程パワート
ランジスタＱ２は過熱し、この過熱状態で長く使用する
と電流増幅率ｈＦＥ２の低下、エミッタ遮断電流ＩＥＢ
０２の増大等の性能上の経時変化を生じる。

従って最高回転速度ｎｍにおいても、パワートランジス
タＱ２が過熱に至らない温度まで定電圧ダイオードＤ２
のツェナー電圧ｖ２を引きあげて一次逆電流を制限しな
ければならない。

若し一次逆電流を制限することなく一次巻線Ｔ１に流せ
ばこれに続いて流れて遮断される一次順電流の確立が内
燃機関の回転速度が高速ｉこなる程遅れ、従って内燃機
関の点火時期も遅れて行く結果になるのを、上述のとお
りパワートランジスタＱ２の過熱防止のため、定電圧ダ
イオードＤ２によって一次逆電流を制限することにより
一次順電流の確立の遅れを防止して内燃機関の点火時期
はその中高速度においてはほぼ一定、始動回転速度ｎ５
領域ではこれよりやや遅れ時期になり、定電圧ダイオー
ドＤ２は内燃機関の全回転速度範囲に互り適正な点火時
期を維持する効果をパワートランジスタＱ２の過熱防止
効果と併せ持つことができる。

整流器Ｒｅのダイオードυ。

の平均整流電流容量は３アンヘア級の小形のもので足り
、またその定電圧ダイオードＤ２の許容損失（ツェナー
電圧■２×ツェナ電流■２）も１ワット級の小形のもの
で足りるので、整流器Ｒｅ自体も本点火回路のトランジ
スタ中の最も小形のトランジスタＱ３ 。

Ｑ４に比較してもなお数分の−の寸法で足り、これを本
点火回路に挿入接続しても特に回路全体の構成寸法を増
大するようなことはない。

サイリスタ等価回路ＴｈのトランジスタＱ３ ＋Ｑ４
の間には電流正帰還作用が行なわれる。

即ち前記温度補償抵抗Ｒｔの電圧降下Ｒｔ・ＩＢによっ
てトランジスタＱ４のベース電流が流れると、そのコレ
クタ電流が流れる。

このコレクタ電流はトランジスタＱ３のベース電流であ
るためトランジスタＱ３のコレクタ電流が流れ、トラン
ジスタＱ４の最初のベース電流を助長するように作用す
る。

故にトランジスタＱ３．Ｑ、間には電流正帰還作用がす
ぐにゆきわたりサイリスク等価回路Ｔｈは瞬時にして導
通状態に移行し、複合接続回路ＱａのベースＢ・エミッ
タＥ間を短絡する。

このサイリスク等価回路Ｔｈの電流正帰還作用により複
合接続回路ＱａのエミッタＥ・コレクタＣ間に流れてい
る一次順電流は極めて微少時間に遮断され、点火コイル
Ｔの二次巻線Ｔ２には内燃機関の点火に充分な火花エネ
ルギーを発生することができる。

以上の説明から明らかなように、単にダイオードＤ。

と定電圧ダイオードＤ２の並列接続という極めて簡単に
して小形の構成の整流器Ｒｅを、複合接続回路Ｑａのコ
レクタ電流の通路に挿入接続するという措置によって、
遮断される一次順電流を低減することなく、また優れた
その遮断機能のもとに、低速始動回転速度に必要な二次
電圧を充分に確保すると共に、パワートランジスタＱ２
を過熱による経時変化から保護し、内燃機関の点火時期
を適正に維持し、内燃機関用点火回路としてその始動、
運転ともに良好な条件を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示す電気回路図である。 Ｔ・・・・・・点火コイル、Ｆ・・・・・・鉄心、Ｔ１
・・・・・・−次巻線、Ｔ２・・・・・・二次巻線、
Ｐ・・・・・・点火プラグ、Ｑ、 、Ｑａ 、Ｑ、
・・・・・・トランジスタ、Ｑ２・・・・・・パワート
ランジスタ、Ｑａ・・・・・・複合接続回路、Ｔｈ、・
・・・・サイリスタ等価回路、Ｃ・・・・・・コレクタ
、Ｅ・・・・・・エミッタ、Ｂ・・・・・・ベース、Ａ
・・・・・・アノード、Ｇ・・・・・・ゲート、Ｋ・・
・・・・カソード、Ｄ。 ・・・・・・ダイオード、Ｄ２・・・・・・定電圧ダイ
オード、Ｒｅ・・・・・・整流器、Ｒ□ ＋ ｒｌ、
ｒ２ 、 ｒ３°°°°゛°抵抗、ｒｌ・・・・・
サーミスタ、Ｒｔ・・・・・・温度補償抵抗。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 マグネトの点火コイルＴの一次巻線Ｔ１の一端子を接地
   して、これとＰＮＰ形のトランジスタＱ１とＮＰＮ形の
   パワートランジスタＱ２より成る複合接続回路Ｑａのエ
   ミッタＥとを接続し、該複合接続回路ＱａのベースＢと
   前記−次巻線Ｔ１の接地されない端子との間に、温変補
   償抵抗Ｒｔと抵抗Ｒ８の直接回路を接続し、ＰＮＰ形の
   トランジスタＱ２とＮＰＮ形のトランジスタＱ４より成
   るサイリスク等価回路ＴｈのアノードＡ１ゲートＧ及び
   カソードＫを、それぞれ前記−次巻線Ｔ１の接地端子前
   記複合接続回路ＱａのベースＢ及び前記温変補償抵抗Ｒ
   ｔと抵抗Ｒ６の接続点に接続した回路の前記複合接続回
   路ＱａのコレクタＣと前記−次巻線Ｔ１の接地されない
   端子との間に、ダイオードＤ。 と定電圧ダイオードＤｚの並列回路から成る整流器Ｒｅ
   を挿入接続したことを特徴とする過熱防止回路付内燃機
   関用点火回路。