[发明专利]一种发动机用一体化高能点火系统

说明书

本发明公开了一种用于发动机的一体化高能点火系统，既可用于活塞发动机也可用于涡轮喷气发动机，主要包括输入插座、驱动电路、点火功率开关器件、点火变压器和升压转换电路以及输出插座，上述部件集成在PCB板上；输入插座和外部电源及控制信号相连，驱动电路、点火功率开关器件和点火变压器相连；点火变压器磁路设置了初始反向磁场偏置，点火变压器次级和高压输出一体集成，输出直接接火花塞，实现点火输出。本发明的点火系统可以使初级充电电流增加，点火能量增加；点火功率开关器件击穿钳位电压升高，放电延迟时间缩短；升压变换升高充电电压，充电时间缩短，点火循环周期缩短，点火持续时间长，显著改善发动机燃烧性能，提高发动机性能指标。

技术领域

本发明属于发动机点火系统相关技术领域，尤其是涉及发动机点火系统中的点火线圈及其驱动电路，一种既可用于活塞发动机点火系统也可用于涡轮喷气发动机点火系统的一体化高能点火系统。

背景技术

发动机点火系统直接决定了发动机的起动和性能指标，属于发动机的核心部件。当前的发动机点火系统主要包括两种方式，一种是电容放电点火，一种是电感放电点火。其中，电容放电点火系统的优点是次级放电电流上升时间快，放电延迟时间短，即使火花塞带有脏污也能迅速击穿放电，特别适合要求良好起动性能的发动机中使用，比如高速小排量摩托车发动机以及涡轮喷气发动机等。电容放电点火系统的缺点是放电持续时间短，不利于发动机燃烧性能改善，排放性能较差，不能较好的满足当前的排放法规。电感放电点火系统则和电容放电点火系统基本相反，次级放电电流上升时间慢，放电延迟时间长，但放电持续时间长，对改善发动机燃烧非常有利。由于这个原因，电感放电点火系统在汽车上应用最为广泛，基本上占绝对主导地位。当前，随着汽车发动机缸内直喷技术以及航空活塞发动机航空重油的应用，对于高点火能量和长持续放电时间的点火系统需求更为强烈。因此，实现两种放电点火系统的优点结合，得到一种既能提高点火能量，缩短放电延迟时间；又可增加放电持续时间，改善发动机混合气燃烧性能的点火系统具有非常重要的意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于发动机点火的一体化高能点火系统，结合了电容和电感放电点火方式的优点，点火能量大，点火持续时间长，在保证发动机点火可靠性的前提下，改善发动机燃烧，降低发动机排放。

本发明完整的技术方案包括：一种一体化高能点火系统，包括输入插座、驱动电路、点火功率开关器件、点火变压器、点火升压系统、输出插座与PCB板，其特征在于，所述的输入插座、驱动电路、点火功率开关器件、点火变压器、点火升压系统、输出插座集成于PCB板上，对外只有电源输入接口、控制信号接口以及点火输出接口；所述输入插座连接外部电源及点火控制信号；所述驱动电路、点火功率开关器件、点火变压器和点火升压系统相连，实现功率放大和升压变换；所述点火变压器的次级和高压输出集成为一体，高压输出通过输出插座直接接火花塞，实现点火输出；

所述的点火升压系统采用变频升压方式。

所述的点火升压系统包括点火充电控制器，点火充电线圈，点火充电开关管，以及点火充电二极管和点火充电输出电容，初级线圈中，点火充电控制器依次连接电源电压，输入端充电线圈和点火充电开关管，点火充电控制器检测输入电压计算得到初级线圈通电时间后，通过输出驱动脉冲到点火充电开关管实现对点火充电线圈的初级线圈充电；次级线圈中，点火充电二极管连接点火充电输出电容，点火充电输出电容的输出电压反馈给控制器，控制器计算初级线圈断电后，次级线圈对点火充电输出电容的放电时间，次级线圈通过点火充电二极管10进行放电，实现对点火充电输出电容11的充电。

所述的点火充电输出电容的目标控制电压为48V。

所述的点火系统变压器包括铁芯、点火变压器初级线圈和点火变压器次级线圈，点火变压器初级线圈产生点火变压器正向充电磁场，所述的点火变压器次级线圈所缠绕的铁芯中设置有点火变压器永磁体，点火变压器次级线圈产生点火变压器反向磁场。

所述变压器匝数为1:40；所述永磁体为钐钴永磁体。