CN203760300U - 一种高效率点火线圈 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种高效率点火线圈，初级线圈和次级线圈均缠绕在铁芯上，这三者构成了一个变压器。在初级线圈回路上具有受ECU控制的开关。火花塞的一个电极接次级线圈的一端，火花塞的另一个电极接地。车载电源通过直流升压器为蓄电池充电，蓄电池再为初级线圈供电。所述蓄电池的额定电压大于车载电源的额定电压，所述直流升压器将车载电源的输出电压提升后再输出。次级线圈的另一端接地或接蓄电池。或者，所述蓄电池更换为一个电容、或多个并联的电容。本申请可以降低初级线圈的电阻损耗能量，从而提升点火线圈的能量转换效率。
Description
技术领域
本申请涉及一种内燃机车辆使用的点火线圈。
背景技术
请参阅图1a，这是一种现有的点火线圈。车载电源1通常为额定电压在8～16V之间的低压直流电源，用于为初级线圈21供电。车载电源1和初级线圈2构成了初级线圈回路，在该初级线圈回路上具有受ECU（电子控制单元）控制的开关3。次级线圈22一端接地，另一端接火花塞4的一个电极，火花塞4的另一个电极接地。次级线圈22和火花塞4构成了次级线圈回路。初级线圈21和次级线圈22均缠绕在铁芯23上，这三者构成了一个变压器2。
图1a所示的点火线圈也可以变形为图1b的形式，此时的次级线圈22一端接车载电源1，另一端接火花塞4的一个电极，火花塞4的另一个电极接地。车载电源1、次级线圈22和火花塞4构成了次级线圈回路。
所述点火线圈由ECU控制工作。工作时，ECU驱使开关3闭合，车载电源1接通初级线圈21。此时，通过初级线圈的电流（即初级电流）将从零增长到一个稳定值，该稳定值由车载电源1的电压值和初级线圈21的电阻值所决定。随着初级电流增长，初级线圈21产生的电磁能量存储在铁芯23中。当初级电流达到一定值（该一定值≤稳定值）时，ECU驱使开关3瞬间断开，初级线圈回路的电场突变造成了初级线圈21的磁场迅速衰减，从而在次级线圈22的两端感应出高压电动势。该高压电动势击穿火花塞4的两个电极之间的空隙，产生电弧以点火。
现有的点火线圈的能量转换效率普遍较低，大多在40％左右。从能量转换的角度分析，点火线圈的能量损耗主要在三个方面：初级线圈的电阻损耗能量、电磁耦合的磁路损耗和次级线圈的电阻损耗能量。
实用新型内容
本申请所要解决的技术问题是提供一种高效率的点火线圈，通过降低初级线圈的电阻损耗电能，从而提升点火线圈的能量转换效率。
为解决上述技术问题，本申请高效率点火线圈为：初级线圈和次级线圈均缠绕在铁芯上，这三者构成了一个变压器；在初级线圈回路上具有受ECU控制的开关；火花塞的一个电极接次级线圈的一端，火花塞的另一个电极接地；
车载电源通过直流升压器为蓄电池充电，蓄电池再为初级线圈供电；所述蓄电池的额定电压大于车载电源的额定电压，所述直流升压器将车载电源的输出电压提升后再输出；次级线圈的另一端接地或接蓄电池；
或者，所述蓄电池更换为一个电容、或多个并联的电容。
本申请由于采用电压值更大的蓄电池为初级线圈供电，因而可以降低初级线圈的电阻损耗能量，从而提升点火线圈的能量转换效率。
附图说明
图1a是一种现有的点火线圈的结构示意图；
图1b是图1a的一种变形结构；
图2a是本申请的点火线圈的结构示意图；
图2b是图2a的一种变形结构。
图中附图标记说明：
1为车载电源；2为变压器；21为初级线圈；22为次级线圈；23为铁芯；3为开关；4为火花塞；5为直流升压器；6为蓄电池。
具体实施方式
请参阅图1a和图1b，点火线圈工作时存储在铁芯23中的电磁能量其中L表示初级线圈回路中的电感值，由初级线圈21的电感值和次级线圈22耦合到初级线圈回路中的电感值共两部分组成；IP表示断开开关3瞬间的初级电流值。
通过初级线圈的暂态电流值其中E表示车载电源1的电压值，R表示初级线圈21的电阻值。
初级线圈21的电阻损耗能量值其中T表示初级线圈21的充电时间，即暂态初级电流i从0增长到IP的时间。
由上式可得，当断开开关3瞬间的初级电流IP一定时，如果能缩短初级线圈21的充电时间T，就能降低初级线圈的电阻损耗能量。而提升车载电源1的电压E，就是提升初级线圈21的充电电压，将有效缩短初级线圈21的充电时间，最终降低初级线圈21的电阻损耗能量。
请参阅图2a，这是本申请的点火线圈。车载电源1通过直流升压器5为蓄电池6充电，蓄电池6再为初级线圈21供电。蓄电池6的额定电压大于低压电源1的额定电压。车载电源1、直流升压器5、蓄电池6和初级线圈21构成了初级线圈回路，在该初级线圈回路上还具有受ECU控制的开关3。次级线圈22一端接地，另一端接火花塞4的一个电极，火花塞4的另一个电极接地。次级线圈22和火花塞4构成了次级线圈回路。初级线圈21和次级线圈22均缠绕在铁芯23上，这三者构成了一个变压器2。
图2a所示的点火线圈也可以变形为图2b的形式，此时的次级线圈22一端接蓄电池6，另一端接火花塞4的一个电极，火花塞4的另一个电极接地。车载电源1、直流升压器5、蓄电池6、次级线圈22和火花塞4构成了次级线圈回路。
所述直流升压器5实时检测蓄电池6的电压。当蓄电池6的电压低于某一阈值电压（通常设为其额定电压的0.83倍以上）时，直流升压器5将低压电源1的输出电压升压后对蓄电池6进行充电。当蓄电池6的电压等于或高于额定电压时，直流升压器5停止工作。例如，蓄电池6的额定电压为48V，容量为3Ah以上。当蓄电池6的电压下降到44V时，直流升压器5工作对蓄电池6进行充电。当蓄电池6的电压高于54V时，直流升压器5停止工作。
或者，蓄电池6也可替换为一个电容、或多个并联的电容。
本申请的点火线圈的工作原理与现有的点火线圈基本相同，只是由电压值更大的蓄电池6接通初级线圈21，因而可缩短初级线圈21的充电时间，降低初级线圈21的电阻损耗能量。当蓄电池6的电压为48V时，经计算，点火线圈的能量转换效率将由40％提升至65％以上。
以上仅为本申请的优选实施例，并不用于限定本申请。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高效率点火线圈，初级线圈和次级线圈均缠绕在铁芯上，这三者构成了一个变压器；在初级线圈回路上具有受ECU控制的开关；火花塞的一个电极接次级线圈的一端，火花塞的另一个电极接地；其特征是：车载电源通过直流升压器为蓄电池充电，蓄电池再为初级线圈供电；所述蓄电池的额定电压大于车载电源的额定电压，所述直流升压器将车载电源的输出电压提升后再输出；次级线圈的另一端接地或接蓄电池；
或者，所述蓄电池更换为一个电容、或多个并联的电容。
2.根据权利要求1所述的高效率点火线圈，其特征是，直流升压器用于在蓄电池的电压低于阈值电压时，将车载电源的输出电压升压后对蓄电池充电；在蓄电池的电压等于或高于额定电压时，直流升压器不工作；
所述阈值电压为0.83倍的其额定电压以上。
3.根据权利要求1所述的高效率点火线圈，其特征是，车载电源的额定电压在8～16V之间，蓄电池的额定电压为48V。
4.根据权利要求3所述的高效率点火线圈，其特征是，直流升压器用于在蓄电池的电压下降到44V时，将低压电源的输出电压升压后对蓄电池进行充电；在蓄电池的电压高于54V时，直流升压器停止工作。
5.根据权利要求1所述的高效率点火线圈，其特征是，蓄电池的容量为3Ah以上。
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| CN201320889640.3U CN203760300U (zh) | 2013-12-31 | 2013-12-31 | 一种高效率点火线圈 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110101413A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-08-09 | 深圳开立生物医疗科技股份有限公司 | 一种超声单阵元高频电脉冲产生电路和成像*** |
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2013
- 2013-12-31 CN CN201320889640.3U patent/CN203760300U/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN110101413A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-08-09 | 深圳开立生物医疗科技股份有限公司 | 一种超声单阵元高频电脉冲产生电路和成像*** |
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