DE2042360B2 - Elektrischer impulserzeuger, insbesondere fuer zuendeinrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Impulserzeuger, insbesondere tür Kondensator-Zündeinrichtungen, mit einer Spannungsqu Me. einem an die Klemme der Spannungsquelle angeschlossenen ersten Kondensator, einem Transformator, dessen Primärwicklung durch einen ersten Schalter parallel zum ersten Kondensator schaltbar ist, und dessen Sekundärwicklung in Reihe liegt mit mindestens einer Entladungsstrecke, und einem zweiten Kondensator, der mittels eines zweiten Schalters parallel zum ersten Kondensator schaltbar ist.

Es ist eine elektrische Zündschaltung bekannt, bei der an die Klemmen einer Wechselspannungsquelle ein Kondensator geschaltet ist. der über einen Unterbrecherkontakt auf die Primärwicklung eines Transformators schaltbar ist. Die Zündfunkenstrecke ist an die Sekundärwicklung des Transformators angeschlossen. F-s ist lerner ein zweiter Kondensator vorgesehen, der mit Hilfe eines Schalters parallel zum ersten Kondensator geschaltet werden kann. Der zweite Kondensator dient zur Erhöhung des Energieniveaus, um auch bei einer niedrigeren, von der Wechselspannungsquelle gelieferten Spannung. Zündfunken /u erhalten.

Es ist ferner eine Zündeinrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der eine Induktionsspule über eine Steuer-ntladtmgssirccke mit der Primärwicklung eines Transtormators verbunden ist. Λη die Sekundärwicklung des Transformators sind wiederum die Ziin.ifunkcnstrecken über einen Verteiler angeschlossen. Parallel zur Induktionsspule liegt ein Unterbrecherkontakt und ein Kondensator. Durch Ö'Tncn des Unterbrecherkontakts wird der Kondensator aufgeladen bis zu einer Spannung, die der Übcrschlagspannung der Steucrentladungsstrccke entspricht.

Aufgabe der Erfindung i-t es. Impulse hoher Energie bei niedriger Impulsiolaefrequen/ und niedriger Energie bei hoher ImpuKfolgcfrequenz zu erzeuger an der Entlacliingsstreekc bestehende Oberwellen .ti beseitigen und zu verhindern, daß der volle Entladungsstrom des zweiten Kondensators über den zweiten Schalter fließt.

Bei einem Impulserzeuger der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der erste Schalter in an sich bekannter Weise eine Steuerentladungsstrecke ist, und daß der zweite Kondensator parallel zu der aus der Steuerentladungsstrecke, der Sekundärwicklung und der Entladungsstrecke bestehenden Reihenschaltung liegt.

ίο Der Impulserzeuger gemäß der Erfindung erzeugt Impulse mit zwei unterschiedlichen Energieniveaus und ist z. B. nützlich verwendbar zur dauernden Versorgung von Zündfunkenstrecken mit Entladeimpulsen niedrigen Energieniveaus und verhältnismäßig hoher Frequenz, oder zur wahlweisen Versorgung einer Zündfunkenstrecke mit Energie eines höheren Energienivtaus und einer niedrigen Frequenz während beschränkter Betriebsperioden. Der erfindungseemäße Impulserzeuger kann dazu verwendet werden. Zündeinrichtungen von Verbrennungskrafimaschinen, insbesondere Gasturbinentriebwerken, zu versorgen, bei denen Zündfunken hoher Energie während des Starten-., des Triebwerks und Zündfunken niedriger Energie während des normalen Betriebes gewünscht sind.

Der erfindiingsgemäße elektrische Impulserzeuger ist in vorteilhafter Weise so geschaltet, daß das Schalten von dem Zustand eines Energieniveaus auf das andere mit Hilfe des zweiten Schalters während eines kleinen Stroms beim Entladevorgang des zweiten Kondensators erfolgt. Besonders vorteilhaft ist ferner, daß der zweite Kondensator als Nebenschluß hoher Frequenz für die in der Sekundärwicklung des Transformators induzierten Impulse wirkt.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Schaltung weist ein I.adekreis für einen Kondensator eine erste Leitung 10 und eine zweite Leitung 11 auf. Dieser Ladekreis wird über noch zu beschreibende Mittel mit einem Ladestrom gespeist. In die Leitung 11 ist ein den Ladestrom begrenzender Widerstand 13 geschaltet. Ein erster, kleinerer Kondensator 12 ist an die Leitungen 10 und U angeschlossen, wobei eine erste Klemme mit der Leitung 10 und eine zweite Klemme mit der Leitung 11 verbunden ist. Fin zweiter, große.er Kondensator 14 besitzt eine erste Klemme, die mit der Leitung 10 verbunden ist. und eine zweite Klemme, die mit einer gemeinsamen I eüung. in diesem Fall mit Masse bei 15 verbunden ist. Die Kondensatoren 12 und 14 wirken in neuartiger Weise, wie noch zu beschreiben sein wird, zusammen.

Die Leitungen 10 und 11 können mit Ladeenergie für die Kondensatoren 12 und 14 durch eine von verschiedenen Arten von elektrischen F.nergiequcilen gespeist werden. Bei der gt-zeigten Aiisführutiasf· 1 ist ein Wechselstromgenerator 35 an die Primär« i> iung 36 eines Spannungserhöhungstransfortnators 37 .ingeschlossen, wobei ein Ende der Primärwicklung bei 39 mit Masse verbunden ist. Eine Klemme der Sekundärwicklung 40 des Transformators 32 ist mit der Leitung 10 des· Ladekreises für den Kondensator verbunden, während die andere Klemme der Sekundärwicklung mit der Leitung 11 über eine Leitung 41 und mit dem Widerstand 13 verbunden ist. Eine geeignete Anordnung zur Spanmingsverdoppelung ist vorzugsweise zsvischen die Wicklung 40 und die beiden Kondensatoren 12 und 14 geschaltet. Eine allgemein bekannte Schaltung zur Spannungsverdoppelung ist als Beispiel dargestellt und enthält einen Kondensator 43

und eine Diode 42, die in Reihe mit der Leitung 10 liegen, und eine zweite entgegengesetzt gepolte Diode 44, die parallel zur Wicklung 40 und dem Kondensator 43 liegt. Die Stromquelle 35, die sowohl eine herkömmliche Wechselstromquelle, wie etwa ein Wechselstromgenerator, sein Kann, wie hier gezeigt, kann auch ein Oscillator sein, z, B. ein Festkörper-Impulsgenerator, Der Kondensator 12 kann anteilig auf ein ausgewähltes Spannungsniveau in bekannter Weise mit Hilfe der oben beschriebenen Schaltung aufgeladen werden. Die Aufladung kann teilweise durch die Größe des Widerstandes 13 gesteuert werden.

Die Leitung 10 geht über die Anschlüsse der Kondensatoren 32 und 14 hinaus zu der ersten Klemme einer Steuerentladungsstrecke 16, die in den Entladekreisen der Kondensatoren als Schalter wirkt. Die zweite Klemme der Entladestrecke 16 ist mit ersten Enden einer Primärwicklung 17 und einer Sekundärwicklung 18 eines Hochfrequenz-Spannungscrhehungstransformators 19 verbunden. Das zweite Ende der Primärwicklung 17 ist über eine Leitung 20 mit der Leitung 11 des Ladekreises verbunden und damit an ein Ende des Widerstandes 13 und an die zweite Klemme des Kondensators 12 angeschlossen. Es ist zu erkennen, daß der Entladekreis mit der Leilung 10. der Entladestrecke 16, der Primärwicklung 17 und der Leitung 20 parallel zum Kondensator 12 liegt. Wird daher der Kondensator 12 auf eine Spannung aufgeladen, die eine vorgegebene Überschlagspannung der Steuerentladungsstrecke 16 überschreitet, wird die Entladungsstrecke ionisiert und leitend und der Kondensator 12 über die Leitung 10, die Entludestrecke 16. die Primärwicklung 17 und die Leitung 20 entladen. Die mit hoher Frequenz schwingende Entladung des Kondensators 12 induziert über die Primärwicklung 17 eine hohe Spannung in der Sekundärwicklung 18. wodurch in der Zündfunkenentladungsstrecke eine Ionisation und die Erzeugung eines verhältnismäßig energiearmen Zündfunkens zwischen den Elektroden der Zündfunkenstrecke 22 stattfindet, die in Reihe liegt mit eier Wicklung 18 und angeschlossen ist an die gemeinsame Masse 24. 15. den Kondensator 14 und der ionisierten Entladestrecke 16. Eine derartige Funkenerzeugung wird in verhältnismäßig kurzen Zeitabständen nach nachfolgender Wiederaufladung des Kondensators 12 auf die Durchbruchsspannung der Fntladungsstrecke 16 wiederholt. Die Frequenz der Funken k;mn durch Verändern ties Widerstandes 13 \erämi.^-n werden. Während eine«- derartigen Betriebs wird der Kondensator 14 nicht von i'er Eneruiequell· 35. 37 aufgeladen, wirkt jedoch in Reihe mit der Fntladungsstrecke IS als Nebenschluß hoher frequenz für die in der Sekuiulärvvickliinji 18 des Hochfre.iuenztransfoimators 1<) r ■

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Entladeenergie oder Ausgangsenergie der Schaltungsanordnung erheblich vergrößert wird. Der Schalter wird vorzugsweise in dem Ladekreis fu; den Kondensator 14 angeordnet. Er hat daher nur einen verhältnismäßig kleinen Strom zu schalten.

Zur Durchführung des Schaltens der Schaltungsanordnung von der Ausgangsenergie eines Niveaus auf ein anderes ist folgende Vorrichtung vorgesehen. Eine Leitung 25, die mit der Leitung 11 verbunden

ίο ist, führt zu einem Kontakt eines Schalters 27, Der bewegliche Kontakt 28 des Schalters 27, der normalerweise wie gezeigt, in Öffnungsrichtung vorgespannt ist, ist über eine Leitung 30 mit einer Klemme der Zündfunkenstrecke 22 verbunden und mit der Klemme niedrigen Potentials des Kondensators 14 über Masse 24. 15 oder, falls erwünscht, direkt verbunden. Der Kontakt 2S kann nrt Hilfe einer Magnetspule 29 betätigt und in Schließstellung gehalten werden, die wahlweise durch Schließen eines Sehalters 27 erregt werden kann. Dadurch wird ein Schaltkreis, der aus einer Batterie 32. der Wicklung der Magnetsoule und dem Schalter 34 besieht, geschlossen. Der Schalter 27 kann natürlich eine geeignete, bekannte Konstruktion sein, etwa ein Halbleiter, und kann von Hand oder automatisch betätigt oder gesteuert werden. P'alls erwünscht, krjin der Schalter 27 auf normale Weise geschlossen gehalten werden, anstatt ihn offen zu halten, wie zum Zwecke der folgenden Beschreibung angenommen werden soll.

Es ist ersichtlich, daß durch Schließen des Schalters 27. die zweite Klemme niedrigen Potentials des Kondensators 14 für hohe Energie über Masse 15. 24 und die Leitung 30. den Schalter 27 und die Leitung 25 mit der Energiequelle verbunden ist. Es ist daher eine Rückleitung für die Ladeströme des Kondensators 14 geschaffen, so daß beide Kondensatoren 12 und 14 parallel geschaltet Mnd und gleichzeitig wiederholt geladen werden. Erreicht die Ladung des Kondensators 12 die Durchschlagsspannune der Entladungsstrecke 16. dann entlädt er sich über die Primärwicklung 17. wie oben bereits beschrieben wurde, und induziert in der Sekundärwicklung 18 eine ausreichende Spannung, um die Fntladungsstrecke 22 zu ionisieren, wodurch diese leitend wird für die schwingende Entladung des Kondensators 14 hoher Energie in den Entladekreis, der aus der Entladestrecke 16. der Wicklung 18. der Fntladestrecke 22 und der Masse 2*1 15 besteht. Daher werden Zi'.ndtiiiiken hoher Energie in der Fnlladungsstrecke 22 erzeugt, wie .ie etwa beim Starten einer Maschine gebraucht werden. Die Frequenz Jer Funken hoher Energie ist beträchtlich niedriger als im Retrieb mit niedriger Energie, da die Zeit für die gleichzeitige AiiiI Jung beider Kondensatoren 12 und 14 L'iöl'cr i'.t als für das Aufladen ties kleineren Kon-• I nVi!.-is 12 Durch Offnen des Schalters 27 kJirt 1! , Sch,!'um siinnrdnuniT 27 in den Zustand niednne-, :i I IKi -icmve.iiis zurück.

I - wurden nachfolgend als Beispiele Werk- der K - -s-rϊf 'unten einei Schaltungsanordnung \.ieiler-νίκη. wie sie für eine Zündeinrichtung eines Diiv ntrirluvcrks \ ei wendel werden können:

Kondensator 12 Π, 1 nif

Kondensator 14 1.5 mF

■s'.iierenthidungsstrecke 16 1500 V Durchschlagspannung
Widerstand 13 2.2 Kiloohm

Der Widerstand 13 wird zur Steuerung der Frequenz der Funken in der Schaltungsanordnung für beide Energienivaus ausgelegt. Die beschriebene Schaltungsanordnung wurde bei Temperaturen von

54 bis + 121°C betrieben und zeigte gleichmäßig gute Ergebnisse. Beispielsweise erzeugte eine erfolgreiche Schaltungsanordnung, die mit einer Gleichstrombatterie versorgt Wird, die einen Festkörperoszillator betreibt, im Schaltzustand mit niedrigem Energieniveau 15 Zündfunken pro Sekunde bei einer Eingangsspanriurig Von 10 V Gleichspannung, Bei einem Betrieb mit höherem Energieniveau ef^ zeugte die Schaltungsanordnung einen Zündfunkerl pro Sekunde bei einer Eingangsgleichspännüng von 10 V. Obwohl der Kondensator 14 bei der beschriebenen AUsfühfüfigsföfm eine merklich größere Kapazität als der Kondensator 12 hat, kann bei anderen Installationen erwünscht sein, daß der Kondensator 14 eine Kapazität besitz^ die gleich oder kleiner ist als die des Kondensators 12.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   1, Elektrischer Impulserzeuger, insbesondere für Kondensator-Zündeinrichtungen, mit einer Spannungsquelle, einem an die Klemmen der Spannungsquelle angeschlossenen ersten Kondensator, einem Transformator, dessen Primärwicklung durch einen ersten Schalter parallel zum ersten Kondensator schaltbar ist und dessen Sekundärwicklung in Reihe liegt mit mindestens einer Entladungsstrecke, und einem zweiten Kondensator, der mittels eines zweiten Schalters parallel zum ersten Kondensator schaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schalter in an sich bekannter Weise eine Steuerentladungsstrecl" (16) ist und daß der zweite Kondensator (14) parallel zu der aus der Steuerentladungsstrecke (16). der Sekundärwicklung (18) und der Entladungsstrecke (22) bestehenden Reihenschaltung liegt.
2. 2. Impulserzeuger nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kondensator (14) eine größere Kapazität aufweist als der erste Kondensator.