專利名稱：單片機(jī)控制的汽油機(jī)點火器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車點火器，尤其涉及一種利用單片機(jī)控制的汽油機(jī)點火器。
技術(shù)背景
目前的汽油機(jī)點火器技術(shù)多采用單片機(jī)進(jìn)行控制，這一類型的點火器中的單片機(jī) 供電電壓均取自觸發(fā)線圈回路，單片機(jī)芯片的供電電路會吸收點火器觸發(fā)線圈回路中大部 分電流，造成點火器的點火電流低且不穩(wěn)定，從而造成點火能量總體偏低、高速點火能量衰 減快等后果，出現(xiàn)汽油燃燒不徹底、廢氣排放不達(dá)標(biāo)以及發(fā)動機(jī)高速穩(wěn)定性差等問題。
公開日為2000年6月7日、公開號為CN2381806Y的單片機(jī)控制高壓高頻點火器， 其電路包括電源電路、由微處理器ICI及其外圍電路構(gòu)成的控制核心微處理器、由高速光 耦I(lǐng)C4及外圍電路構(gòu)成的信號傳輸電路以及由場效應(yīng)管m和高壓包H構(gòu)成的點火電路，控 制核心微處理器輸出接信號傳輸電路輸入，信號傳輸電路輸出接點火電路輸入，電源電路 給其它各電路提供電源。此點火電路實現(xiàn)了對點火能量的靈活調(diào)整，但是所采用的電路結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，且電源與觸發(fā)線圈回路相連，易吸收觸發(fā)線圈回路中的能量，造成點火能量降低、 整體電路穩(wěn)定性差等缺點，因而造成發(fā)動機(jī)中汽油燃燒不充分，并帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有汽油機(jī)點火器中所存在的點火電流低以及電流不穩(wěn)定等問題，提 供了一種單片機(jī)芯片供電電路與信號觸發(fā)電路相獨立的單片機(jī)控制的汽油機(jī)點火器。
針對上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種單片機(jī)控制的汽油機(jī)點火器，它包括電容放電式點火電路、信號觸發(fā)電路、單片機(jī) 芯片供電電路以及單片機(jī)芯片IC1，電容放電式點火電路、信號觸發(fā)電路、單片機(jī)芯片供電 電路均與單片機(jī)芯片連接；信號觸發(fā)電路包括二極管Dl，二極管Dl的負(fù)極與電阻Rl相連， 電阻Rl再與電阻R2、R3串聯(lián)后連接穩(wěn)壓二極管D5的負(fù)極、電容Cl以及電阻R4，電阻R4的 另一端連接電容C2、電阻R5和三極管Ql的基極，穩(wěn)壓二極管D5的正極連接電容Cl和電 容C2、電阻R5的另一端、三極管Ql的發(fā)射極，三極管Ql的集電極連接電容C3、電阻R6和 單片機(jī)芯片IC1，電阻R6的另一端連接單片機(jī)芯片ICl ；單片機(jī)芯片供電電路包括電感L2， 電感L2連接橋式整流電路1、3兩端，橋式整流電路的2端連接電解電容C9的正極、穩(wěn)壓二 極管D6的負(fù)極、電容器C8和電阻R8，電阻R8的另一端連接穩(wěn)壓二極管D7的負(fù)極、電容C7 和單片機(jī)芯片IC1，橋式整流電路的4端連接電解電容C9的負(fù)極、穩(wěn)壓二極管D6的正極、電 容C8的另一端、穩(wěn)壓二極管D5的正極、電容C7的另一端。
在現(xiàn)有技術(shù)中，單片機(jī)芯片的供電電路是設(shè)于信號觸發(fā)電路的回路中的，而在本 發(fā)明中，單片機(jī)芯片供電電路與信號觸發(fā)電路是相互獨立的。在單片機(jī)供電電路中，電感L2 兩端感應(yīng)所產(chǎn)生的脈沖電動勢經(jīng)橋式整流電流電路整流后輸出再經(jīng)后接的電容、二極管等 電子件進(jìn)行濾波，所得到的直流電流輸入單片機(jī)芯片IC1，為單片機(jī)芯片ICl供電；在信號 觸發(fā)電路中，電感Ll兩端感應(yīng)產(chǎn)生脈沖電動勢，然后經(jīng)由二極管D1、電阻R1、R2、R3組成的電路整流分壓，再接入由電容Cl、電阻R4、電容C2、電阻R5所組成的π型濾波電路剔除 脈沖雜波后接入三極管Ql，基極用于控制三極管Ql的導(dǎo)通截止?fàn)顟B(tài)，三極管Ql集電極接入 單片機(jī)芯片作為觸發(fā)信號使用。單片機(jī)芯片供電電路與信號觸發(fā)電路相獨立，供電電路不 會吸收信號觸發(fā)電路的觸發(fā)線圈中的電流，提高點火能量以及整體電路的穩(wěn)定性。
對于上述技術(shù)方案，我們還有進(jìn)一步的優(yōu)化措施作為優(yōu)化，電容放電式點火電路包括電感Li，電感Ll的首端連接二極管Dl的正極、二 極管D2的正極和電阻R7，電感Ll的尾端連接穩(wěn)壓二極管D5的正極，二極管D2的負(fù)極連接 電容C6、二極管D4的負(fù)極和可控硅Q2的A端，電容C6的另一端連接變壓器TK的初級線 圈L3的尾端，初級線圈L3的首端連接變壓器TK的次級線圈L4的首端、二極管D4的正極、 可控硅Q2的K端，可控硅Q2的G端連接單片機(jī)芯片ICl的信號輸出端。電感Ll兩端所產(chǎn) 生的脈沖電動勢經(jīng)二極管D2進(jìn)行半波整流后向電容C6中貯存電流，回路電流再經(jīng)過變壓 器TK的初級線圈L3回到電感Ll的尾端，隨著電容CP的充電時間增長，電容C6兩端的直 流脈沖電壓將高達(dá)200V至300V，在接收到觸發(fā)信號后即可在次級線圈L4處感應(yīng)出脈沖高 壓點燃汽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
作為優(yōu)化，電感Ll的尾端接地，電感L3、電感L4的首端接地，電感L4的尾端接高 壓輸出HVOUT。
作為優(yōu)化，單片機(jī)芯片ICl的信號輸出端連接電阻R11，電阻Rll的另一端連接穩(wěn) 壓二極管D9的負(fù)極和可控硅Q2的G端，穩(wěn)壓二極管D9的正極連接橋式整流電路的4端。 電阻Rl 1的設(shè)置所起到的效果是分流作用，保護(hù)所連接電路中的電子元件，使其不易受損。
作為優(yōu)化，穩(wěn)壓二極管D9的正極接地。
作為優(yōu)化，單片機(jī)芯片供電電路外設(shè)有點火器熄火電路，點火器熄火電路包括電 阻R9和R10、二極管D3、穩(wěn)壓二極管D8、電容C4，電阻R9的一端連接芯片供電電路的正極， 電阻R9的另一端連接穩(wěn)壓二極管D8的負(fù)極、電容C5、二極管D3的正極和單片機(jī)芯片IC1， 二極管D3的負(fù)極連接電容C4和熄火端KILL，電容C4的另一端連接電阻R10，穩(wěn)壓二極管 D8的正極、電容C5的另一端和電阻RlO的另一端均與橋式整流電路的4端相連。穩(wěn)壓二極 管D8起嵌位作用，限制熄火端KILL所引起的感應(yīng)電壓電動勢，防止擊穿單片機(jī)IC1，熄火 端KILL對地時，由單片機(jī)芯片ICl所輸出的電平為低電平，無輸出電壓，可控硅Q2無觸發(fā) 信號而停止工作，點火器便無充放電而不點火，汽油機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
作為優(yōu)化，穩(wěn)壓二極管D8的正極接地，所述的電容C5的另一端接地，所述的電阻 RlO的另一端接地。
作為優(yōu)化，橋式整流電路的4端接地，所述的電解電容C9的負(fù)極接地，所述的穩(wěn)壓 二極管D6的正極接地，所述的電容C8、電容C7的另一端接地，所述的穩(wěn)壓二極管D7的正極 接地，所述的二極管D4的正極接地，所述的可控硅Q2的K端接地。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的優(yōu)點在于采用單片機(jī)控制控制汽油機(jī)點火器，精密 控制點火角度，而且單片機(jī)芯片供電電路與信號觸發(fā)電路相獨立、互不干擾，單片機(jī)芯片供 電電路也就不會吸收信號觸發(fā)電路的觸發(fā)線圈中的電流，提高點火能量以及整體電路的穩(wěn) 定性，保證發(fā)動機(jī)中的汽油充分燃燒，降低環(huán)境污染。


圖1為本發(fā)明的工作電路原理圖；其中:L1、L2、電感；L3、初級線圈；L4、次級線圈；D1-D4、二極管；D5-D9、穩(wěn)壓二極管; R1-R11、電阻；C1-C8、電容；C9、電解電容；Q1、三極管；Q2可控硅；IC1、單片機(jī)芯片。
具體實施方式
下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
如圖1所示，本實施例中，汽油機(jī)點火器電路包括單片機(jī)芯片供電電路、信號觸發(fā) 電路、電容放電式點火電路以及點火器熄火功能電路，單片機(jī)芯片供電電路為單片機(jī)芯片 提供工作時所必須的工作電壓，而信號觸發(fā)電路則由另一電感及其后端電路實現(xiàn)觸發(fā)信號 的產(chǎn)生，與供電電路互不干擾，然后在單片機(jī)芯片正常工作的情況下，接收到觸發(fā)信號后， 由單片機(jī)芯片輸出觸發(fā)電平使得點火器工作點火。
信號觸發(fā)電路中，二極管Dl與電阻Rl、R2、R3相串聯(lián)，所組成的電路實現(xiàn)對電感Ll 輸出電流進(jìn)行整流分壓，二極管Dl的正極連接電感Ll的首端，電阻R3的另一端連接穩(wěn)壓 二極管D5的負(fù)極，穩(wěn)壓二極管D5的正極連接電感Ll的尾端；電容Cl、電容C2、電阻R5均 與穩(wěn)壓二極管D5并聯(lián)連接，在電容Cl與電容C2間串聯(lián)連接有電阻R4，電阻R4、電容Cl、電 容C2與電阻R5四者構(gòu)成π型濾波電路，從而消除電感Ll中所產(chǎn)生的脈沖雜波；電阻R5 的一端連接三極管Ql的基極，電阻R5的另一端連接三極管Ql的發(fā)射極，三極管Ql的集電 極連接電容C3、電阻R6以及單片機(jī)芯片ICl的第5腳，電容C3的另一端接地，電阻R6的另 一端連接單片機(jī)芯片ICl的第1/2/3/4腳，R6是作為上拉電阻而存在。如此，實現(xiàn)單片機(jī) 芯片IC的觸發(fā)信號的穩(wěn)壓輸出，并且保證了電路的運(yùn)行安全。
電容放電式點火電路中，電感Ll的首端還與二極管D2的正極、電阻R7的一端相 連，電阻R7的另一端接地，二極管D2的負(fù)極連接電容C6、二極管D4的負(fù)極和可控硅Q2的 A端，電容C6的另一端連接變壓器TK的初級線圈L3的尾端，初級線圈L3的首端連接變壓 器TK的次級線圈L4的首端、二極管D4的正極、可控硅Q2的K端，次級線圈L4的尾端連接 高壓輸出端HV0UT，可控硅Q2的K端連接穩(wěn)壓二極管D9的正極，可控硅Q2的G端連接穩(wěn) 壓二極管D9的負(fù)極、電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端接入單片機(jī)芯片ICl的第7腳。
單片機(jī)芯片供電電路中，電感L2的首端連接橋式整流電路的1端，電感L2的尾端 連接橋式整流電路的3端，電感L2連接橋式整流電路1、3兩端，橋式整流電路的2端連接 電解電容C9的正極、穩(wěn)壓二極管D6的負(fù)極、電容器C8和電阻R8，電阻R8的另一端連接穩(wěn) 壓二極管D7的負(fù)極、電容C7的一端、單片機(jī)芯片ICl的第1/2/3/4腳以及電阻R9的一端， 橋式整流電路的4端連接電解電容C9的負(fù)極、穩(wěn)壓二極管D6的正極、電容C8的另一端、穩(wěn) 壓二極管D9的正極、電容C7的另一端，電阻R9的另一端連接穩(wěn)壓二極管D8的負(fù)極電容C5 的一端、二極管D3的正極以及單片機(jī)芯片ICl的第6腳，穩(wěn)壓二極管D8的正極、電容C5的 另一端連接橋式整流電路的4端，二極管D3的負(fù)極連接電容C4的一端以及熄火端KILL，動 容C4的另一端連接電阻RlO的一端，電阻RlO的另一端連接橋式整流電路的4端以及穩(wěn)壓 二極管D9的正極。
除此之外，電感Ll的尾端接地，電感L3、電感L4的首端接地，單片機(jī)芯片ICl的第 8腳接地。
點火器正常工作時，磁飛輪旋轉(zhuǎn)，電感Ll的兩端感應(yīng)出脈沖電動勢，該電動勢所 產(chǎn)生的電流經(jīng)二極管D4進(jìn)行半波整流后向電容C6中貯能，回路電流經(jīng)過變壓器TK的初級 線圈L3回到電感Ll的尾端，電容C9兩端的電壓隨著充電時間而增長，電容C9飽和時其兩 端的直流脈沖電壓約為300V，電容C9飽和后通過二極管D4續(xù)流，保持電容C9兩端的電壓。
電感Ll所輸出的電流經(jīng)二極管D1、電阻R1、電阻R2、電阻R3整流分壓后，再接入 電容Cl、電容C2、電阻R4、電阻R5所組成的π型濾波電路消除電感Ll中所產(chǎn)生的脈沖雜 波，最后將濾波后的電流輸入三極管Q1，控制三極管Ql的導(dǎo)通截止?fàn)顟B(tài)。一般情況下，由于 上拉電阻R6的作用，與三極管Ql集電極相連的單片機(jī)芯片ICl第5腳為高電平，單片機(jī)芯 片ICl的第7腳為低電平，可控硅Q2由第7腳所接收的電壓為低調(diào)平，即無觸發(fā)信號，所以 點火器關(guān)閉；在電容C6中充能結(jié)束時，三極管Ql受控導(dǎo)通，ICl第5腳輸入由高電平轉(zhuǎn)為 低電平，當(dāng)ICl第6腳為高電平即電源正常供電的狀態(tài)下，ICl第7腳就由低電平轉(zhuǎn)為高電 平，ICl第7腳的輸出信號經(jīng)電阻Rll、穩(wěn)壓二極管D9分壓后觸發(fā)可控硅Q2使其觸發(fā)極導(dǎo) 通，通過可控硅Q2陽極和陰極，向初級線圈L3放電，在次級繞組L4上感應(yīng)出脈沖高壓從而 在高壓輸出端HVOUT輸出，點燃汽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
電感L2所輸出電流先經(jīng)橋式整流電路整流，將脈沖電轉(zhuǎn)換為直流電，再通過后端所 設(shè)的電解電容C9濾除整流過程中所產(chǎn)生的脈沖直流電，穩(wěn)壓二極管D6則起到穩(wěn)定直流電壓 及限制直流電壓的作用，電容C8濾除直流電壓中的高頻脈沖毛刺，電阻R8、穩(wěn)壓二極管D6、與 電容C7組成π型濾波電路再次穩(wěn)定直流電壓，然后穩(wěn)定的直流電接入上拉電阻R9后，ICl 的第6腳在點火器正常工作情況下均為高電平，從而為單片機(jī)芯片ICl穩(wěn)定供電。
當(dāng)打開熄火端即熄火端KILL對地時，ICl的第6腳由高電平轉(zhuǎn)為低電平，單片機(jī)芯 片ICl無工作電流，其第7腳自動關(guān)閉，因而可控硅Q2無觸發(fā)信號而停止工作，點火器無充 放電不點火，汽油機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在熄火過程中，穩(wěn)壓管D5起到嵌位作用，限制了熄火端KILL 所引起的感應(yīng)電壓電勢，防止這一感應(yīng)電壓電勢過大而擊穿單片機(jī)芯片ICl ；電容C5為高 頻去耦電容，D7的作用則是阻止熄火片端正電平的引入，防止偏誤動作的產(chǎn)生。
在這一過程中，點火器所要求的功能及點火角度調(diào)整由單片機(jī)ICl的輸入程序確 認(rèn)。
權(quán)利要求
1.一種單片機(jī)控制的汽油機(jī)點火器，其特征在于，它包括電容放電式點火電路、信號觸 發(fā)電路、單片機(jī)芯片供電電路以及單片機(jī)芯片IC1，所述的電容放電式點火電路、信號觸發(fā) 電路、單片機(jī)芯片供電電路均與單片機(jī)芯片連接；所述的信號觸發(fā)電路包括二極管D1，二 極管Dl的負(fù)極與電阻Rl相連，電阻Rl再與電阻R2、R3串聯(lián)后連接穩(wěn)壓二極管D5的負(fù)極、 電容Cl以及電阻R4，電阻R4的另一端連接電容C2、電阻R5和三極管Ql的基極，穩(wěn)壓二極 管D5的正極連接電容Cl和電容C2、電阻R5的另一端、三極管Ql的發(fā)射極，三極管Ql的集 電極連接電容C3、電阻R6和單片機(jī)芯片IC1，電阻R6的另一端連接單片機(jī)芯片ICl ；所述 的單片機(jī)芯片供電電路包括電感L2，電感L2連接橋式整流電路1、3兩端，橋式整流電路的 2端連接電解電容C9的正極、穩(wěn)壓二極管D6的負(fù)極、電容器C8和電阻R8，電阻R8的另一 端連接穩(wěn)壓二極管D7的負(fù)極、電容C7和單片機(jī)芯片IC1，橋式整流電路的4端連接電解電 容C9的負(fù)極、穩(wěn)壓二極管D6的正極、電容C8的另一端、穩(wěn)壓二極管D9的正極、電容C7的 另一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片機(jī)控制的汽油機(jī)點火器，其特征在于，所述的電容放電 式點火電路包括電感Li，電感Ll的首端連接二極管Dl的正極、二極管D2的正極和電阻R7， 電感Ll的尾端連接穩(wěn)壓二極管D5的正極，二極管D2的負(fù)極連接電容C6、二極管D4的負(fù)極 和可控硅Q2的A端，電容C6的另一端連接變壓器TK的初級線圈L3的尾端，初級線圈L3 的首端連接變壓器TK的次級線圈L4的首端、二極管D4的正極、可控硅Q2的K端，可控硅 Q2的G端連接單片機(jī)芯片ICl的信號輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單片機(jī)控制的汽油機(jī)點火器，其特征在于，所述的電感Ll的 尾端接地，所述的電感L3、電感L4的首端接地，所述的電感L4的尾端接高壓輸出HV0UT。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單片機(jī)控制的汽油機(jī)點火器，其特征在于，所述的單片機(jī)芯 片ICl的信號輸出端連接電阻R11，電阻Rll的另一端連接穩(wěn)壓二極管D9的負(fù)極和可控硅 Q2的G端，穩(wěn)壓二極管D9的正極連接橋式整流電路的4端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單片機(jī)控制的汽油機(jī)點火器，其特征在于，所述的穩(wěn)壓二極 管D9的正極接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的單片機(jī)控制的汽油機(jī)點火器，其特征在于，所述的單 片機(jī)芯片供電電路外設(shè)有點火器熄火電路，所述的點火器熄火電路包括電阻R9和R10、二 極管D3、穩(wěn)壓二極管D8、電容C4，電阻R9的一端連接芯片供電電路的正極，電阻R9的另一 端連接穩(wěn)壓二極管D8的負(fù)極、電容C5、二極管D3的正極和單片機(jī)芯片IC1，二極管D3的負(fù) 極連接電容C4和熄火端KILL，電容C4的另一端連接電阻R10，穩(wěn)壓二極管D8的正極、電容 C5的另一端和電阻RlO的另一端均與橋式整流電路的4端相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單片機(jī)控制的汽油機(jī)點火器，其特征在于，所述的穩(wěn)壓二極 管D8的正極接地，所述的電容C5的另一端接地，所述的電阻RlO的另一端接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片機(jī)控制的汽油機(jī)點火器，其特征在于，所述的橋式整流 電路的4端接地，所述的電解電容C9的負(fù)極接地，所述的穩(wěn)壓二極管D6的正極接地，所述 的電容C8、電容C7的另一端接地，所述的穩(wěn)壓二極管D7的正極接地，所述的二極管D4的正 極接地，所述的可控硅Q2的K端接地。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用單片機(jī)控制的汽油機(jī)點火器，它包括電容放電式點火電路、信號觸發(fā)電路、單片機(jī)芯片供電電路以及單片機(jī)芯片IC1，電容放電式點火電路、信號觸發(fā)電路、單片機(jī)芯片供電電路均受單片機(jī)芯片控制，信號觸發(fā)電路與單片機(jī)芯片供電電路相互獨立，互不干擾，單片機(jī)芯片供電電路也就不會吸收信號觸發(fā)電路的觸發(fā)線圈中的電流，提高點火能量以及整體電路的穩(wěn)定性，保證發(fā)動機(jī)中的汽油充分燃燒，降低環(huán)境污染。
文檔編號F02P3/08GK102032086SQ201010557698
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者魯孝良 申請人:余姚市蘭山電機(jī)企業(yè)有限公司