JP3605970B2

JP3605970B2 - Magneto ignition device

Info

Publication number: JP3605970B2
Application number: JP29353096A
Authority: JP
Inventors: 忠義村上
Original assignee: Fuji Electric Device Technology Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1996-11-06
Filing date: 1996-11-06
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2016-11-06
Also published as: JPH10141190A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの点火方式として高圧マグネト方式を用いるマグネト点火装置に関し、その１次コイルに流れる誘導電流を基に、該誘導電流を断続するスイッチング素子のための制御回路に直流電源を供給する直流電源回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
汎用、小型のエンジンにおいては、一般に点火方式として高速回転性能に優れた高圧マグネト方式が採用されている。
この高速マグネト方式は、磁石式交流発電機に点火コイルや断続器等を一体化したもので、接点を閉じて１次コイルの誘導電流（誘起電流）を短絡電流として流し、その短絡電流が最大になる付近で接点を開いて２次コイルに高電圧を発生させ、点火プラグに火花を起こさすものである。
【０００３】
この１次コイルの誘導電流を断続するための断続器は一般にパワートランジスタ等の半導体スイッチング素子で、この半導体スイッチング素子を開閉制御する制御回路を必要としている。
一般に、この制御回路に直流電源を付勢するために、別捲線や電池類を用いること無く、誘導電流を利用した直流電源回路（順変換回路）をマグネト点火装置に付随させるが、この直流電源回路（順変換回路）に関し特開平８−２１８９９１が公開されている。
【０００４】
図２（イ）は、特開平８−２１８９９１に開示するマグネト点火装置の一実施例の回路構成を示す。
マグネト点火装置は、磁石付きフライホイール１０の回転により交流の誘導電圧を生じるマグネトコイル１の一次コイル１ａと、交流の誘導電圧のうち順電圧の生成時に一次コイル１ａ間を短絡するためのスイッチング部１２と、その短絡により高電圧を誘起するマグネトコイル１の二次コイル１ｂと、スイッチング部１２を開閉制御するための制御回路１４と、制御回路１４に直流電流を給電する直流電源回路（順変換回路）１６とを備えて成る。
【０００５】
図２（ロ）は、スイッチング部１２の回路構成を示す。
スイッチング部１２は、一次コイル１ａの両端（ａ点とｂ点）間に接続され、短絡電流を断続するパワートランジスタＱと、ａ点とｂ点間に接続された分圧抵抗ｒとトランジスタＱのベース電流を遮断するためのサイリスタＴＨを有している。
【０００６】
また、制御回路１４はサイリスタＴＨのゲート信号を生成し、サイリスタＴＨのターンオンとターンオフを制御する。
直流電源回路１６は、誘導電圧のうち逆電圧時に生じる逆電流のみを整流するための流入側接合ダイオードＤ１及び流出側接合ダイオードＤ２と、それらダイオードＤ１、ダイオードＤ２の間の整流経路に設けられた有極性の蓄電用コンデンサＣと、蓄電用コンデンサＣに対し並列接続であって、６Ｖの定電圧整流ダイオード（ツェナーダイオード）ＺＤ及び抵抗Ｒから成る直列回路とを有している。
【０００７】
定電圧整流ダイオード（ツェナーダイオード）ＺＤの端子間電圧が制御回路１４に直流電源電圧として給電されている。
フライホイール１０の回転によってマグネトコイル１の一次コイル１ａの両端（ａ点とｂ点）間に順電圧と逆電圧とが交番的に繰り返す誘導電圧が誘起される。
【０００８】
ａ点の電位がｂ点に対して正（順電圧）の場合には、制御回路１４の制御によりスイッチング部１２はオン状態にあり、誘導電流はスイッチング部１２を短絡電流Ｉａとして流れる。
短絡電流Ｉａが最大値に達したとき、これを制御回路１４が検知してサイリスタＴＨをターンオンにするため、パワートランジスタＱのベース電流が遮断し、トランジスタＱがオフ状態になる。
【０００９】
その結果、マグネトコイル１の二次コイル１ｂにスパイク状の高電圧（例えば３００〜４００Ｖ）が発生し、点火プラグの点火ギャップ６に火花が飛ぶ。
トランジスタＱがオフ状態になると、マグネトコイル１の一次コイル１ａの両端（ａ点とｂ点）間の順電圧は、トランジスタＱのコレクタと流出側接合ダイオードＤ２のカソードとに印加される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
トランジスタＱがオフ状態になると、ａ点とｂ点の間の順電圧は、例えば３００Ｖ〜４００Ｖとなるので整流手段に使用する接合ダイオードの耐圧は４００Ｖ以内の耐圧を有するものを使用しなければならなかった。
本発明は、この特開平８−２１８９９１に開示する発明を改良するものであり、その目的は前記整流手段の逆電流の流入側、及び流出側接合ダイオードの耐圧の低減を可能とし、部品の小型化を計るとともに低価格を達成するマグネト点火装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の講じた手段は、磁石の回転により交流の誘導電圧を生じる１次コイルと、前記誘導電圧のうち順電圧の生成時に前記１次コイル間を短絡する断続手段と、その短絡により高電圧を誘起する２次コイルと、前記断続手段を開閉制御する制御手段と、前記制御手段に直流電流を供給する直流電源手段とを備えて成るマグネト点火装置において、前記直流電源手段は、前記誘導電圧のうち逆電圧時に生ずる逆電流のみを整流する整流手段と、前記整流手段の整流経路に間挿された蓄電手段と、前記蓄電手段に対し並列接続であって定電圧整流手段及び電流制限手段からなる直列回路とを有しており、前記定電圧整流手段の端子電圧を前記制御手段の直流電源とし、前記整流手段は逆電流の流入側接合ダイオードと逆電流の流出側接合ダイオードであり、前記流出側接合ダイオードが前記断続手段の入力端子に接続されているものとする。
【００１２】
また、前記蓄電手段は唯一のコンデンサであり、前記定電圧整流手段は唯一の定電圧ダイオードであり、前記電流制限手段は唯一の抵抗であるものとする。
さらに、前記断続手段は、パワートランジスタと、前記パワートランジスタのベースとコレクタとの間に抵抗を、前記パワートランジスタのベースとエミッタとの間にサイリスタをそれぞれ接続するものとする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によるマグネト点火装置の一実施例の回路構成を示す。
マグネト点火装置は、磁石付きフライホイール１０の回転により交流の誘導電圧を生じるマグネトコイル１の一次コイル１ａと、交流の誘導電圧のうち順電圧の生成時に一次コイル１ａ間を短絡するためのスイッチング部１２と、その短絡により高電圧を誘起するマグネトコイル１の二次コイル１ｂと、スイッチング部１２を開閉制御するための制御回路１４と、制御回路１４に直流電流を給電する直流電源回路（順変換回路）１６とを備えて成る。
【００１４】
スイッチング部１２は、図２（ロ）に例示する如く、一次コイル１ａの両端（ａ点とｂ点）間に接続され、短絡電流を断続するパワートランジスタＱと、ａ点とｂ点間に接続された分圧抵抗ｒとトランジスタＱのベース電流を遮断するためのサイリスタＴＨを有している。
また、制御回路１４はサイリスタＴＨのゲート信号を生成し、サイリスタＴＨのターンオンとターンオフを制御する。
【００１５】
直流電源回路１６は、誘導電圧のうち逆電圧時に生じる逆電流のみを整流するための流入側接合ダイオードＤ１及び流出側接合ダイオードＤ２と、それらダイオードＤ１、ダイオードＤ２の間の整流経路に設けられた有極性の蓄電用コンデンサＣと、蓄電用コンデンサＣに対し並列接続であって、６Ｖの定電圧整流ダイオード（ツェナーダイオード）ＺＤ及び抵抗Ｒから成る直列回路とを有し、流入側接合ダイオードＤ１のアノードはマグネトコイル１の一次コイル１ａのｂ点に接続し、流出側接合ダイオードＤ２のカソードはスイッチング部１２のトランジスタＱのベースに接続する。
【００１６】
マグネトコイル１の一次コイル１ａに誘起する逆電圧時に生じる逆電流は、ｂ点より流入側接合ダイオードＤ１のアノードに流入し、流出側接合ダイオードＤ２のカソードよりスイッチング部１２のパワートランジスタＱのベース・コレクタを通ってａ点に流出する。
定電圧整流ダイオード（ツェナーダイオード）ＺＤの端子間電圧が制御回路１４に直流電源電圧として給電されている。
【００１７】
フライホイール１０の回転によってマグネトコイル１の一次コイル１ａの両端（ａ点とｂ点）間に順電圧と逆電圧とが交番的に繰り返す誘導電圧が誘起される。
ａ点の電位がｂ点に対して正（順電圧）の場合には、制御回路１４の制御によりスイッチング部１２はオン状態にあり、誘導電流はスイッチング部１２を短絡電流Ｉａとして流れる。
【００１８】
短絡電流Ｉａが最大値に達したとき、これを制御回路１４が検知してサイリスタＴＨをターンオンにするため、パワートランジスタＱのベース電流が遮断し、トランジスタＱがオフ状態になる。
その結果、マグネトコイル１の二次コイル１ｂにスパイク状の高電圧（例えば、１０〜２０ＫＶ）が発生し、点火プラグの点火ギャップ６に火花が飛ぶ。
【００１９】
トランジスタＱがオフ状態になると、マグネトコイル１の一次コイル１ａの両端（ａ点とｂ点）間の順電圧（例えば、３００〜４００Ｖ）はトランジスタＱのコレクタとエミッタとの間に印加される。
以上説明したように、直流電源回路１６の流出側接合ダイオードＤ２のカソードをスイッチング部１２のトランジスタＱのベースに接続する。
【００２０】
トランジスタＱがオフ状態になる時、マグネトコイル１の一次コイル１ａの両端（ａ点とｂ点）間の順電圧はトランジスタＱのコレクタ・ベース間耐圧（ＶＣＢ）が阻止し、流入側、及び流出側接合ダイオードＤ１、Ｄ２にはほとんど電圧が印加されない。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、整流手段の流出側接合ダイオードを断続手段の入力部に接続するようにしたので、従来、必要とされた接合ダイオードの４００Ｖ以上の耐圧を低電圧、例えば２０Ｖ程度することができ、部品の小型化と低価格化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるマグネト点火装置の一実施例の構成図
【図２】特開平８−２１８９９１に開示されたマグネト点火装置の構成図
【符号の説明】
１マグネトコイル
１ａマグネトコイルの一次コイル
１ｂマグネトコイルの二次コイル
６点火ギャップ
１０磁石付きフライホイール
１２スイッチング部
１４制御回路
１６直流電源回路
Ｄ_１流入側接合ダイオード
Ｄ_２流出側接合ダイオード
ＺＤ定電圧ダイオード
Ｃ蓄電用コンデンサ
Ｒ抵抗
Ｑパワートランジスタ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a magneto ignition device that uses a high-pressure magneto system as an engine ignition system, and based on an induction current flowing through a primary coil thereof, supplies direct current to a control circuit for a switching element that interrupts the induction current. Power supply circuit.
[0002]
[Prior art]
In general-purpose, small-sized engines, a high-pressure magneto system excellent in high-speed rotation performance is generally employed as an ignition system.
This high-speed magneto system integrates an ignition coil, an interrupter, etc. into a magnet type alternator, closes the contacts, flows the primary coil induced current (induced current) as a short-circuit current, and the short-circuit current is maximized. The contact is opened in the vicinity of, and a high voltage is generated in the secondary coil, causing a spark in the spark plug.
[0003]
The interrupter for interrupting the induction current of the primary coil is generally a semiconductor switching element such as a power transistor, and requires a control circuit for controlling the opening and closing of the semiconductor switching element.
Generally, in order to energize the control circuit with a DC power supply, a DC power supply circuit (forward conversion circuit) using an induced current is attached to the magneto ignition device without using a separate winding or batteries, but this DC power supply Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-218991 discloses a circuit (forward conversion circuit).
[0004]
FIG. 2A shows a circuit configuration of an embodiment of a magneto ignition device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-218991.
The magneto ignition device includes a switching unit for short-circuiting between a primary coil 1a of a magneto coil 1 that generates an AC induced voltage by rotation of a flywheel 10 with a magnet and a primary coil 1a when a forward voltage is generated from the AC induced voltage. 12, a secondary coil 1b of the magneto coil 1 for inducing a high voltage due to the short circuit, a control circuit 14 for controlling the opening and closing of the switching unit 12, and a DC power supply circuit for supplying a DC current to the control circuit 14 (forward conversion). Circuit 16).
[0005]
FIG. 2B illustrates a circuit configuration of the switching unit 12.
The switching unit 12 is connected between both ends (points a and b) of the primary coil 1a and interrupts a short-circuit current, a voltage dividing resistor r connected between the points a and b, and a transistor Q. It has a thyristor TH for cutting off the base current.
[0006]
Further, the control circuit 14 generates a gate signal of the thyristor TH and controls turn-on and turn-off of the thyristor TH.
The DC power supply circuit 16 is provided on an inflow-side junction diode D1 and an outflow-side junction diode D2 for rectifying only a reverse current generated at the time of a reverse voltage of the induced voltage, and a rectification path between the diodes D1 and D2. It has a polar storage capacitor C and a series circuit connected in parallel to the storage capacitor C and composed of a 6 V constant voltage rectifier diode (Zener diode) ZD and a resistor R.
[0007]
The voltage between the terminals of the constant voltage rectifier diode (Zener diode) ZD is supplied to the control circuit 14 as a DC power supply voltage.
The rotation of the flywheel 10 induces an induced voltage between the both ends (points a and b) of the primary coil 1a of the magneto coil 1 in which a forward voltage and a reverse voltage alternately repeat.
[0008]
When the potential at the point a is positive (forward voltage) with respect to the point b, the switching unit 12 is in the ON state under the control of the control circuit 14, and the induced current flows through the switching unit 12 as the short-circuit current Ia.
When the short-circuit current Ia reaches the maximum value, the control circuit 14 detects this and turns on the thyristor TH, so that the base current of the power transistor Q is cut off and the transistor Q is turned off.
[0009]
As a result, a spike-like high voltage (for example, 300 to 400 V) is generated in the secondary coil 1b of the magneto coil 1, and sparks fly in the ignition gap 6 of the spark plug.
When the transistor Q is turned off, a forward voltage between both ends (points a and b) of the primary coil 1a of the magneto coil 1 is applied to the collector of the transistor Q and the cathode of the outflow-side junction diode D2.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
When the transistor Q is turned off, the forward voltage between the point a and the point b becomes, for example, 300 V to 400 V. Therefore, the withstand voltage of the junction diode used for the rectifier must have a withstand voltage of 400 V or less. Did not.
The present invention is an improvement of the invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-218991, and an object of the present invention is to reduce the breakdown voltage of the junction diode on the inflow side and the outflow side of the reverse current of the rectifying means, and to reduce the size of parts It is an object of the present invention to provide a magneto ignition device which achieves a low price while achieving a low cost.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Means taken by the present invention to achieve the above object are a primary coil which generates an AC induced voltage by rotation of a magnet, and an intermittent means for short-circuiting between the primary coils when a forward voltage is generated from the induced voltage. A secondary coil for inducing a high voltage due to the short circuit, control means for opening and closing the intermittent means, and DC power supply means for supplying a DC current to the control means. The power supply means includes a rectifying means for rectifying only a reverse current generated at the time of a reverse voltage of the induced voltage, a power storage means interposed in a rectification path of the rectification means, and a constant voltage connected to the power storage means in parallel. A rectifying means and a series circuit comprising current limiting means, wherein a terminal voltage of the constant voltage rectifying means is used as a DC power supply of the control means, and the rectifying means has a reverse current inflow side junction diode and An outflow side junction diode current, it is assumed that the outflow-side junction diode is connected to an input terminal of said interrupting means.
[0012]
Further, the power storage means is a single capacitor, the constant voltage rectifier is a single constant voltage diode, and the current limiting means is a single resistor.
Further, the intermittent means connects a resistor between the power transistor and the base and collector of the power transistor, and connects a thyristor between the base and the emitter of the power transistor.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a circuit configuration of an embodiment of a magneto ignition device according to the present invention.
The magneto ignition device includes a switching unit for short-circuiting between a primary coil 1a of a magneto coil 1 that generates an AC induced voltage by rotation of a flywheel 10 with a magnet and a primary coil 1a when a forward voltage is generated from the AC induced voltage. 12, a secondary coil 1b of the magneto coil 1 for inducing a high voltage due to the short circuit, a control circuit 14 for controlling the opening and closing of the switching unit 12, and a DC power supply circuit for supplying a DC current to the control circuit 14 (forward conversion). Circuit 16).
[0014]
The switching unit 12 is connected between both ends (points a and b) of the primary coil 1a and connected between points a and b as shown in FIG. And a thyristor TH for cutting off the divided resistor r and the base current of the transistor Q.
Further, the control circuit 14 generates a gate signal of the thyristor TH and controls turn-on and turn-off of the thyristor TH.
[0015]
The DC power supply circuit 16 is provided on an inflow-side junction diode D1 and an outflow-side junction diode D2 for rectifying only a reverse current generated at the time of a reverse voltage of the induced voltage, and a rectification path between the diodes D1 and D2. It has a polar storage capacitor C and a series circuit connected in parallel to the storage capacitor C and comprising a 6V constant voltage rectifier diode (Zener diode) ZD and a resistor R. The anode is connected to the point b of the primary coil 1a of the magneto coil 1, and the cathode of the outflow-side junction diode D2 is connected to the base of the transistor Q of the switching unit 12.
[0016]
The reverse current generated at the time of the reverse voltage induced in the primary coil 1a of the magneto coil 1 flows into the anode of the inflow-side junction diode D1 from the point b, and from the cathode of the outflow-side junction diode D2 to the base of the power transistor Q of the switching section 12 from the cathode. It flows out to the point a through the collector.
The voltage between the terminals of the constant voltage rectifier diode (Zener diode) ZD is supplied to the control circuit 14 as a DC power supply voltage.
[0017]
The rotation of the flywheel 10 induces an induced voltage between the both ends (points a and b) of the primary coil 1a of the magneto coil 1 in which a forward voltage and a reverse voltage alternately repeat.
When the potential at the point a is positive (forward voltage) with respect to the point b, the switching unit 12 is in the ON state under the control of the control circuit 14, and the induced current flows through the switching unit 12 as the short-circuit current Ia.
[0018]
When the short-circuit current Ia reaches the maximum value, the control circuit 14 detects this and turns on the thyristor TH, so that the base current of the power transistor Q is cut off and the transistor Q is turned off.
As a result, a spike-like high voltage (for example, 10 to 20 KV) is generated in the secondary coil 1b of the magneto coil 1, and sparks fly in the ignition gap 6 of the spark plug.
[0019]
When the transistor Q is turned off, a forward voltage (for example, 300 to 400 V) between both ends (points a and b) of the primary coil 1a of the magneto coil 1 is applied between the collector and the emitter of the transistor Q.
As described above, the cathode of the outflow-side junction diode D2 of the DC power supply circuit 16 is connected to the base of the transistor Q of the switching unit 12.
[0020]
When the transistor Q is turned off, the forward voltage between both ends (points a and b) of the primary coil 1a of the magneto coil 1 is blocked by the collector-base breakdown voltage (VCB) of the transistor Q, and the inflow side and outflow side Almost no voltage is applied to the side junction diodes D1 and D2.
[0021]
【The invention's effect】
In the present invention, since the outflow-side junction diode of the rectifier is connected to the input portion of the intermittent means, the withstand voltage of 400 V or more of the conventionally required junction diode can be reduced to a low voltage, for example, about 20 V. Parts can be reduced in size and cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a magneto ignition device according to the present invention; FIG. 2 is a configuration diagram of a magneto ignition device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-218991;
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magneto coil 1a Primary coil of magneto coil 1b Secondary coil of magneto coil 6 Ignition gap 10 Flywheel with magnet 12 Switching unit 14 Control circuit 16 DC power supply circuit D ₁ Inlet junction diode D ₂ Outlet junction diode ZD Constant voltage diode C Storage capacitor R Resistance Q Power transistor

Claims

磁石の回転により交流の誘導電圧を生じる１次コイルと、前記誘導電圧のうち順電圧の生成時に前記１次コイル間を短絡する断続手段と、その短絡により高電圧を誘起する２次コイルと、前記断続手段を開閉制御する制御手段と、前記制御手段に直流電流を供給する直流電源手段とを備えて成るマグネト点火装置に於いて、
前記直流電源手段は、前記誘導電圧のうち逆電圧時に生ずる逆電流のみを整流する整流手段と、前記整流手段の整流経路に間挿された蓄電手段と、前記蓄電手段に対し並列接続であって定電圧整流手段及び電流制限手段からなる直列回路とを有しており、前記定電圧整流手段の端子電圧を前記制御手段の直流電源とし、前記整流手段は逆電流の流入側接合ダイオードと逆電流の流出側接合ダイオードであり、
前記流出側接合ダイオードが前記断続手段の入力端子に接続されている、
ことを特徴とするマグネト点火装置。A primary coil that generates an AC induced voltage by rotation of a magnet, an intermittent unit that short-circuits between the primary coils when a forward voltage is generated among the induced voltages, and a secondary coil that induces a high voltage by the short-circuit. A magneto ignition device comprising: a control unit that controls opening and closing of the intermittent unit; and a DC power supply unit that supplies a DC current to the control unit.
The DC power supply means is a rectification means for rectifying only a reverse current generated at the time of reverse voltage of the induced voltage, a power storage means interposed in a rectification path of the rectification means, and a parallel connection to the power storage means. A series circuit comprising a constant voltage rectifier and a current limiter, wherein a terminal voltage of the constant voltage rectifier is used as a DC power supply of the control means, and the rectifier has a reverse current inflow side junction diode and a reverse current. Outflow side junction diode of
The outflow-side junction diode is connected to an input terminal of the intermittent means,
A magneto ignition device characterized in that:

請求項１に記載のマグネト点火装置に於いて、
前記蓄電手段は唯一のコンデンサであり、前記定電圧整流手段は唯一の定電圧ダイオードであり、前記電流制限手段は唯一の抵抗である、
ことを特徴とするマグネト点火装置。In the magneto-ignition device according to claim 1,
The power storage means is a single capacitor, the constant voltage rectifier is a single constant voltage diode, and the current limiting means is a single resistor;
A magneto ignition device characterized in that:

請求項１に記載のマグネト点火装置に於いて、
前記断続手段は、パワートランジスタと、前記パワートランジスタのベースとコレクタとの間に抵抗を、前記パワートランジスタのベースとエミッタとの間にサイリスタをそれぞれ接続するものである、
ことを特徴とするマグネト点火装置。In the magneto-ignition device according to claim 1,
The intermittent means is for connecting a power transistor, a resistor between a base and a collector of the power transistor, and a thyristor between a base and an emitter of the power transistor, respectively.
A magneto ignition device characterized in that: