谐振点火电路的制作方法

文档序号:13914665阅读:350来源:国知局

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年9月2日提交的、标题为“resonantignitioncircuit”的美国临时申请号62/383,069的优先权和权益,通过引用将其全部内容合并至此。

本描述涉及点火电路,诸如用于在汽车应用中的点火系统(例如,内燃机)中使用。



背景技术:

在当前的点火系统中,诸如在内燃机中实现的那些点火系统,可以输送到火花塞以点火并且燃烧发动机气缸中的空气燃料混合物的能量的量由相应线圈(点火线圈、变压器等)的大小和/或成本所限制。因此,必须确定线圈的初级绕组的大小使得它能够存储足够的能量用于帮助点火(例如,火花发起)以及发动机的相关联气缸中空气燃料混合物的燃烧(焚烧)。对于常规线圈,使用大数量的初级绕组线匝,以便提供足够的电感以对于每个点火循环存储能量。而且,为了实现减少初级绕组上的电压应力的匝数比,也可以使用大数量的次级绕组线匝。结果,这种线圈的次级绕组的电阻可能在4-10千欧(kohm)的范围内,这可能限制火花/点火循环期间输送到相应火花塞(例如,以点火和燃烧燃料和空气混合物)的能量的量。而且,由通过用来控制线圈的初级绕组的充电的高电压开关(例如,绝缘栅双极型晶体管(igbt)设备)的线圈的漏电感耗散的能量,可以将电气应力置于开关(例如,igbt设备)上,并且也减小点火系统(电路)的电气效率。

作为示例,当前的点火系统(电路)可以包括,对于相关联的发动机的每个气缸,点火线圈、点火igbt设备、控制电路和火花塞。这种系统也可以包括发动机控制单元(ecu),ecu与每个气缸的电路部件通信以指示每个气缸应当什么时候执行火花事件(点火事件、燃烧事件等)。例如,对于给定气缸,ecu可以提供使得控制电路生成用于点火igbt的接通电压的命令信号(例如,逻辑高电平)。接通点火igbt使得电流流过点火线圈的初级绕组以存储能量用于火花事件,其中通过点火线圈的初级绕组的电流基于线圈的初级阻抗(例如,电感和/或电阻)而增加。

在这种电路中,线圈的次级侧在火花塞的电弧形成之前是开路(例如,由于火花塞间隙的高阻抗),因此用于火花事件(点火和燃烧)的能量(所有能量,基本上所有能量)临时地存储在线圈的磁芯中。为了点燃火花塞,对于该示例,来自ecu的命令信号可以变成逻辑低电平,这导致点火igbt关断。由于线圈的漏电感被放电,线圈的初级绕组中电流的该快速改变引起igbt两端的高电压尖脉冲,并且线圈的次级绕组两端生成高电压,这点火(点燃)火花塞和燃烧气缸中的燃料和空气混合物。在相关联的发动机的操作期间重复执行的该事件序列导致点火电路的部件上显著的电气应力。



技术实现要素:

在一般方面,点火电路可以包括控制电路以及与控制电路耦接的驱动电路,控制电路被配置为与发动机控制单元(ecu)耦接以接收来自ecu的命令信号,驱动电路被配置为与包括点火线圈的初级绕组的谐振电路耦接。控制电路和驱动电路被配置为,响应于命令信号,以第一频率驱动谐振电路以在点火线圈中生成电压从而在与点火线圈耦接的火花塞中发起火花;以及,响应于火花在火花塞中被发起,以第二频率驱动谐振电路从而维持火花塞中的火花用于燃料混合物的燃烧。控制电路还可以被配置为,在燃料混合物的燃烧之后,禁用驱动电路。

附图说明

图1是根据实现方式的点火电路的示意图/框图。

图2a-2c是例示在第一操作模式中,关于图1的电路的实现方式的电路模拟结果的图。

图3a-3c是例示在第二操作模式中,关于图1的电路的实现方式的电路模拟结果的图。

图4a和4b是例示关于图1的电路的实现方式的信号轨迹的电路模拟结果的时域图。

图5是例示示出关于图1的电路的实现方式的关闭行为的电路模拟结果的时序图。

图6是例示可以由图1的电路实现的反复点火序列的流程图。

图7a-7f是根据实现方式的点火电路的示意图/框图。

具体实施方式

在这里描述的点火电路的实现方式在点火事件期间提供更多的能量到火花塞,并且通过使用谐振电路,例如,电感-电容(lc)谐振电路,诸如这里描述的那些谐振电路,通过在两个阶段中提供用于点火事件的能量,比当前的实现方式更高效地提供该能量。在第一阶段,这里描述的点火电路以高电压累积模式操作以生成足够高的电压用于跨越相关联的火花塞的火花间隙发起火花(例如,取决于特定的实现方式,15-40kv)。

在跨越火花塞发起火花之后,电路可以以第二、功率输送模式操作以将功率输送到火花塞,从而帮助发动机的相关联气缸中燃料和空气混合物的燃烧(焚烧)(例如,为了在火花发起之后维持火花塞中的火花)。这种实现方式能够使用软开关(例如,具有由于谐振电路的操作的非常低的开关损耗)高效地输送对火花塞形成电弧(例如,高电压生成模式)和焚烧燃料混合(能量或者功率输送模式)所需要的能量。这可以至少部分地通过利用高频(hf)点火线圈的漏电感而实现,其可以具有较低数量的线匝(初级线匝和次级线匝)并且也具有比当前点火电路实现方式更低的匝数比。然而,在一些实现方式中,hf点火线圈匝数比可以比常规点火线圈高,虽然相比较地减少每个绕组中线匝的总数量(导致较低的线圈阻抗)。例如,在所公开的实现方式中使用的hf点火线圈可以具有50:1至200:1的范围内的次级绕组线匝与初级绕组线匝的匝数比。

这里描述的点火系统(电路)的实现方式可以包括允许实现上面讨论的两种模式的多谐振电路。多谐振电路可以包括驱动电路和充电/放电电路(充电电路)。充电电路可以包括hf点火线圈(线圈)的漏电感和/或线圈的磁化电感(谐振电感),其中谐振电感与串联(或者并联)的谐振电容器谐振。可以使用半桥(或者全桥)电路驱动谐振充电电路(其中半桥或者全桥电路可以称作驱动电路)。在这种实现方式中,半桥或者全桥电路可以包括低接通电阻(rdson)、快速金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)以实现高开关频率,并且可以使用这里描述的技术高效地提供功率用于点火事件。

图1是例示多谐振点火电路(电路)100的示例实现方式的示意图/框图。图1的电路100包括hf点火线圈(hf线圈、线圈、点火线圈)105(诸如上面所讨论的)、形成半桥电路的两个mosfet110和115、控制ic(驱动电路)120、火花塞125以及接收来自ecu(未示出)的控制(命令)信号的输入端子130。图1的电路100也包括阻塞二极管135,以防止在反向电池状况下对点火电路100的部件的损坏。在其他实现方式中,可以使用mosfet设备取代阻塞二极管135。图1的电路100也包括供应电容器145,其使得在将功率供应到点火电路100的电池电压供应线路上稳定(例如,减少变化/噪声)。

如上面所讨论的,控制电路(控制ic)120可以被配置为以两种不同的开关频率驱动充电电路,第一频率用于实现高电压生成模式以生成火花发起电压,并且第二频率用于实现功率输送模式以输送功率用于相关联的发动机气缸中燃料混合物的燃烧。取决于特定的实现方式,第二频率可以大于或者小于第一频率。而且,对于给定的点火电路的具体第一频率和第二频率将取决于具体的实现方式。虽然这里给出的示例在数十千赫兹(khz)至数百khz的范围内,但是在其他实现方式中,可以使用其他频率。而且,虽然在这里给出的示例中,第二频率大于第一频率,但是在其他实现方式中,第一频率可以大于第二频率。

如图1中所示,hf点火线圈105可以表示为(例如,为了这里描述的模拟的目的)模型化的电感器150,模型化的电感器150包括漏电感(l)、磁电感(lm)以及具有匝数比1:n的理想变压器155。在这种实现方式中,基于谐振电容器160、漏电感l、磁电感lm和火花塞120的寄生电容的组合的谐振频率,可以确定(建立、设置等)第一频率,控制ic120以第一频率驱动半桥电路(例如,包括mosfet110和115)用于高电压生成模式(例如,火花发起)。基于在燃烧期间输送到火花塞的功率的期望量可以确定第二频率,或者第二频率可以预先设置为由谐振电容器160、漏电感l、磁电感lm以及燃烧期间(例如,在电弧形成或者火花发起已经发生之后)火花间隙的阻抗的谐振频率确定的谐振频率,控制ic120以第二频率驱动半桥电路用于功率输送模式(例如,燃烧)。

图1的电路100同样以软关闭特征操作。即,一旦半桥电路的mosfet110和115的互补开关停止,充电电路中的电流和电压可以平滑地关闭(例如,朝向零衰减),诸如图5中所例示的。作为点火线圈105中不存在大的关断尖脉冲的结果,这减小点火电路的部件上的电气应力(与当前的实现方式相比较)并且允许消除在当前点火电路中使用的高电压钳位电路。

图2a-2c是例示图1中的电路100的实现方式的模拟结果的3维(3d)图。图2a-2c的模拟结果示出在火花塞中电弧形成之前(例如,在图2a-2c中火花间隙被模拟成跨越模拟范围的高阻抗空气间隙),高电压累积模式(其也可以称作高电压生成模式)中模拟电路100的操作。图2a-2c的模拟结果(以及图3a-5的模拟结果)为了例示图1的电路100的电压和能量生成能力的目的而示出。应当注意,在图2a-2c的3d图中,缺口(所例示的峰值之间的空间)是由于用来生成模拟图的模拟步骤的有限数量造成的(是其伪像),并且因此,不例示电路100中产生的电压和电流中的间隙。

在图2a-2c的模拟结果中,使用14v的电池电压、3:1的磁电感电流与漏电感电流的比例、1.27微法(μf)的谐振电容器160的电容、150:1的理想变压器线圈的匝数比以及10豪欧(mohm)的线圈105的初级绕组的电阻来模拟图1的电路。在图2a-2c的模拟中,火花塞125的火花间隙(负载)被模拟成与5兆欧(mohm)电阻器并联的20pf电容器(亦即,为了模拟在电弧形成已经发生以及火花已经在火花塞125中被发起之前的火花塞125)。

图2a-2c的模拟结果所示跨越lm值的范围以及用来驱动半桥电路(例如,mosfet110和115的栅极端子)的频率范围,并且图2a示出hf点火线圈的次级绕组两端的作为结果的电压,图2b示出通过hf线圈105的初级绕组的作为结果的电流,以及图2c示出谐振电容器160两端的作为结果的电压。

如图2a中所示,电路100能够生成hf线圈105的次级绕组两端的超过70kv,并且次级绕组两端的电压(vsec)由于较高的线圈电感而缓慢地降低。图2b例示由于较高的电感器值,hf线圈105的初级绕组中的电流(iprim)的减小。然而,在线圈电感与电流之间存在折中。具体地,当较高的线圈电感时,电流可能减小,这可能需要较大的线圈大小来实现期望的性能。

图2c例示谐振电容器160两端的电压(vcres)。图2a和2c的模拟结果中的峰值例示在给定谐振频率和电感器值组合可实现的电压。如上所述,图2a-2c中的缺口(所例示的峰值之间的空间)是由于用来生成模拟图的模拟步骤的有限数量导致,并且因此,不例示电路100中产生的电压和电流中的间隙。

图3a-3c是例示用来产生图2a-2c中所例示的模拟结果的图1的电路100的相同实现方式的模拟结果的3维(3d)图,其中图3a-3c的模拟结果例示火花塞125的电弧形成之后,例如,在功率输送模式期间电路100的操作。因此,图3a-3c的模拟结果基于具有上面关于图2a-2c讨论的相同电路元件的图1的电路100的实现方式。然而,图3a-3c的模拟结果示出在火花塞的电弧形成之后,功率输送模式中的模拟电路的操作。因此,对于图3a-3c中所示的模拟结果,火花间隙(负载)被模拟成与5kohm电阻器并联的20pf电容器(亦即,为了模拟电弧形成或者火花发起之后的火花塞)。

正如图2a-2c的模拟结果,图3a-3c的模拟结果所示跨越lm值的范围以及用来驱动半桥电路的频率范围,并且图3a示出hf点火线圈105的次级绕组两端的作为结果的电压,图3b示出通过hf点火线圈105的初级绕组的作为结果的电流,以及图3c示出谐振电容器160两端的作为结果的电压。

如图3a中所示,电路100在功率输送模式中能够生成hf线圈105的次级绕组两端的近似1.5kv,这在较高的谐振频率几乎恒定。图3b例示iprim也在较高的谐振频率几乎恒定。图3c例示vcres随着线圈电感而增加。然而,由于vcres低于80v,该增加可以不影响电路100的操作或者可靠性。

图4a和4b是例示上面关于图1-3c讨论的图1的点火电路100的实现方式的电压和电流信号轨迹的图。例如,图4a例示在火花塞125的电弧形成之前(例如,火花塞125的间隙被模拟成与5mohm电阻器并联的20pf电容器,如在图2a-2c中),或者在点火电路100的高电压生成模式期间(其中使用45.92khz的互补信号(诸如图1中所例示的互补信号)驱动mosfet110和115)电路100的信号轨迹。在图4a和4b中,信号轨迹410a(图4a)和410b(图4b)例示hf点火线圈105的初级绕组中的电流(与图4a和4b中y轴1相对应),信号轨迹420a(图4a)和420b(图4b)例示谐振电容器160两端的电压(与图4a和4b中y轴2相对应),并且信号轨迹430a(图4a)和430b(图4b)例示hf点火线圈105的次级绕组两端的电压(与图4a和4b中y轴3相对应)。

如图4a中由信号轨迹420a(与y轴2相对应)所示,可以线圈105的次级绕组两端生成近似37.5kv的电压,这提供在火花塞125中发起火花的电弧形成电压。应当领会到,在操作期间,电弧形成可以低于图4a中所示的峰值电压发生,并且图4a中所示的轨迹410a、410b和410c为了例示的目的而给出。具体的电弧形成电压将取决于特定的实现方式。

如上所指示的,图4b例示在能量输送模式(用于燃料混合焚烧模式、燃烧模式等)期间关于图1的电路100的信号轨迹410b、420b和430c。在图4b中,电路100的mosfet110和115可以使用具有比图4a的高电压生成模式期间驱动互补信号的频率例如45.92khz更高的频率,例如100khz的互补信号驱动(在它们的栅极端子)。在图4b中,火花塞125的间隙被模拟成与5kohm电阻器并联的20pf电容器,这模拟点燃火花塞之后火花间隙的减小阻抗。如图4b中由信号轨迹420b和y轴2所示,在能量输送模式期间,线圈105的次级绕组两端的电压降低到近似1200v。同样如图4b中所示,驱动mosfet110和115的信号的频率可以与由线圈105的漏电感l和谐振电容器160形成的谐振电路的谐振频率对齐(例如,近似与其相等),诸如由初级绕组电流轨迹410a和谐振电容器电压轨迹410b的对齐所例示的。

图5是例示在图1的点火电路100的实现方式的关闭(软关闭)期间电压和电流轨迹的图。因此,为了例示的目的,进一步参考图1的电路100描述图5。在图5中,信号轨迹510例示hf点火线圈105的次级绕组两端的电压,信号轨迹520例示通过线圈105的初级绕组的电流,信号轨迹530例示谐振电容器160两端的电压,并且信号轨迹540例示高侧驱动信号(例如,施加到图1的电路中的mosfet110的栅极端子的信号)。在与图5中所例示的软关闭周期期间的信号相关联的图1的点火电路100的实现方式中,火花塞125的间隙被模拟成与20pf电容器并联的10mohm电阻,这模拟hf线圈105的开路次级状况(所示为图5中的时间周期os),例如,其中不存在火花。如从图5中的信号轨迹中可以看到,不存在与软关闭周期相关联的hf线圈105中的高电压尖脉冲生成,并且因此,几乎没有或者没有电气应力置于mosfet110和115上。相比较,在当前的点火电路中,点火线圈的初级绕组上的高电压尖脉冲在开路次级状况下由点火igbt钳位,这可能导致点火igbt中显著的能量耗散以及点火igbt上的电气应力。

如图5中所例示的,响应于高侧驱动信号(信号轨迹540)保持在逻辑低电平,这关断图1的电路100中的mosfet110,关断或者禁用谐振电路,点火电路110的软关闭在时间周期os期间发生。如图5中所示,一旦mosfet110被关断(这也可以包括关断mosfet115),图5中所示的信号轨迹(信号轨迹510的次级绕组电压、信号轨迹520的初级绕组电流以及信号轨迹530的谐振电容器上的电压)朝向零衰减。与当前实现方式的电气应力电路部件相比较,该信号衰减(软关闭)减小当在火花塞中引起火花时,当电压尖脉冲在点火igbt两端施加时(例如,集电极到发射极)所经受的图1的点火电路的部件上的电气应力。

图6是例示可以由图1的电路100实现的反复点火序列的流程图。因此,为了例示的目的,将进一步参考图1描述图6的序列。图6中所例示的序列是关于给定发动机的单个气缸的点火序列,并且可以分别对于发动机的每个气缸而实现。这种序列也可以对于其他点火电路,诸如图7a-7f中所例示的点火电路而实现。

在图6的点火序列中,在框610,发动机控制单元(ecu)可以生成点火命令信号(例如,将点火命令信号从逻辑低变到逻辑高或者从逻辑高变到逻辑低)并且可以在电路100的控制ic120的端子130处接收点火命令信号。在框620,控制ic120响应于点火控制信号的(逻辑)状态的改变(例如,命令信号的上升沿或者下降沿),可以生成处于第一频率的用于图1的mosfet110和115的互补栅极驱动信号从而在hf线圈105中生成足够使火花塞125电弧形成(点燃)的高电压。如上面所讨论的,该周期可以称作高电压生成或者高电压累积模式。取决于特定的实现方式,火花塞125的电弧形成电压可以在例如15kv-40kv的范围内。

在框630,在高电压生成模式期间,作为由线圈105的初级侧上的多谐振电路在线圈105的初级绕组两端引起的电压的结果,次级绕组上的电压快速地增加。一旦达到电弧形成(火花发起)电压,在框640,火花间隙的阻抗降低(例如,从mohms到kohms),诸如在上面讨论的示例中。火花间隙阻抗的该改变(例如,作为火花塞125的点燃的结果)可以由控制ic120检测。在框640,响应于检测到火花间隙阻抗的改变,控制ic120可以将提供到mosfet110和115的互补信号的开关频率改变为用于将能量输送到火花塞125用于燃烧(焚烧)相关联的发动机气缸中的燃料混合物的频率(例如,其可以高于或者低于在高电压生成模式期间使用的频率)。

在燃烧完成之后(这可以基于ecu中的时序),在框650,点火命令信号可以再次改变状态(例如,从逻辑高到逻辑低,或者从逻辑低到逻辑高),并且作为响应,控制ic120将停止向mosfet110和115输送互补信号,关断一个或全部两个mosfet。响应于控制ic120关断mosfet110和115的一个或全部两个,诸如图5中所例示的,点火电路的软关闭发生。在图6的点火循环中,在框650处软关闭之后,在框660,点火电路100等待点火命令信号的状态的下一次改变,从而在框610开始相关联的气缸的下一个点火循环。在某些实现方式中,第一频率和第二频率的谐振信号的输送以及关断mosfet110和/或115的时序可以由控制电路120响应于命令信号的单个沿(例如,上升沿或者下降沿)而控制。

图7a-7f是图1中所例示的点火电路100的点火电路的实现方式的示意框图,并且彼此有变化。下面图7a-7f的讨论注释与图1的电路相比较和/或彼此相比较,这些实现方式的每个中的差异。为了例示的目的,与图1的电路100的那些类似的图7a-7f的电路的元件使用类似的标号标注。而且,为了简洁的目的,关于图7a-7f不会再次详细描述这些元件中的每个。与图1的电路100的元件不同的图7a-7f中的那些元件使用700系列数字指定,并且下面讨论该差异。

图7a例示具有包括位于hf点火线圈105外部的电感器712以及两个谐振电容器160(如在电路100中)和714的谐振电路的点火电路710,谐振电容器714与线圈105的初级绕组并联,而谐振电容器160与线圈105的初级绕组串联(如在图1的电路100中)。在点火电路710中,谐振电路包括电感器712以及两个电容器160和714。而且在电路710中,如这里所描述的,mosfet110和115以互补方式操作,从而将交流(ac)电压信号(其也可以具有直流(dc)电压分量)提供到谐振电路。电容器714两端的电压确定(建立等)提供到火花塞125用于火花发起(例如,高电压累积)的电压以及提供到火花塞125用于燃烧(例如,功率输送)的能量的量。输送到火花塞125的能量也可以通过修改mosfet110和115的开关频率而控制。

图7b例示具有包括hf点火线圈105的初级绕组的漏电感l(诸如上面关于图1描述的)、谐振电容器160(在线圈105的初级侧上)以及线圈105的次级侧上的第二谐振电容器722的谐振电路的点火电路720,其中谐振电容器722与线圈105的次级绕组并联耦接。在电路720中,谐振电路包括点火线圈105的漏电感l以及谐振电容器160和722,而mosfet110和115以互补方式操作(诸如这里所描述的)从而将ac电压(其可以包括dc电压分量)提供到谐振电路。点火线圈的次级侧上的谐振电容器722的电压确定(建立,等)提供到火花塞125用于火花发起(例如,高电压累积)的电压以及提供到火花塞125用于燃烧(例如,功率输送)的能量的量。电容器722可以使用高电压电容器或者串联耦接以实现足够的电压额定(存储容量)的多个电容器实现。输送到火花塞125的能量也可以通过修改mosfet110和115的开关频率而控制。

图7c例示具有包括位于hf点火线圈105外部的电感器732以及与线圈105的初级绕组并联耦接的谐振电容器734的谐振电路的点火电路730。电路100的谐振电容器160在该实现方式中省略。在电路730中,谐振电路包括电感器732、谐振电容器734以及点火线圈105的初级绕组,而mosfet110和115以互补方式操作(如这里所描述的)从而将ac电压(其可以包括dc电压分量)提供到谐振电路。输送到火花塞125(用于火花发起和燃烧)的能量也可以通过修改mosfet110和115的开关频率而控制。

图7d例示具有包括位于hf点火线圈105的外部的电感器742、与初级绕组串联耦接的谐振电容器160(诸如图1的电路中)以及线圈105的初级绕组的电感(例如,漏电感l和磁电感lm)的谐振电路的点火电路740。电路740的操作与图1的电路100的操作相类似,然而外部电感器742加上线圈105的漏电感l变成谐振电路的部件。电路740可以在点火线圈105的漏电感l不足够在期望的操作状况下与谐振电容器谐振的应用中实现。

图7e例示包括谐振电路和点火线圈(谐振电路)752的点火电路750。谐振电路752可以例如使用图1、7a-7d中所示的谐振电路的任何实现。在图7e的电路750中,不是使用供应电容器145,而是输入电压(例如,来自车辆电池140的dc电压)由两个电容器756和758(这可以称作dc电容器)拆分。另外在图7e的电路中,来自谐振电路752的功率返回线路754耦接到两个dc电容器756与758之间的中间点节点。在该实现方式中,供应到谐振电路752的电压不具有dc分量,而是具有电池140的一半电压的正/负振幅的方波的ac电压。

图7f例示包括谐振电路和点火线圈(谐振电路)762的点火电路760。谐振电路762可以例如使用图1、7a-7d中所示的谐振电路的任何实现。而且,在图7f的电路760中,使用除了mosfet110和115之外还包括mosfet764和766的全桥拓扑。该全桥拓扑可以用来将dc电压转换成ac电压,其中ac电压将功率供应到谐振电路762(包括谐振电路762的hf点火线圈)。在该实现方式中,如同电路750一样,供应到谐振电路762的电压不具有dc电压分量,而是具有电池140的电压的正/负振幅的方波的ac电压。电路760的实现方式可以在非常低的电池电压操作(例如,4-6v)和非常高的能量输送是必需的应用中使用,这可能例如当在寒冷的环境温度下启动包括点火电路100的车辆时发生。

在第一示例中,一种方法可以包括:从点火电路处的发动机控制单元接收命令信号;响应于命令信号,以第一频率操作点火电路的谐振电路以在点火线圈中生成电压,点火线圈中所生成的电压在发动机的气缸的火花塞中发起火花,火花塞与点火线圈耦接;在火花在火花塞中被发起之后,以第二频率操作谐振电路,以将能量提供到点火线圈和火花塞,用于发动机的气缸中的燃料混合物的燃烧;以及,在燃料混合物的燃烧之后,禁用谐振电路。

在基于第一示例的第二示例中,以第一频率操作点火电路的谐振电路可以响应于命令信号的第一沿。禁用谐振电路可以响应于命令信号的第二沿,第二沿与第一沿相对。

在基于第一或者第二示例的任何一个的第三示例中,第一频率大于第二频率。

在基于第一至第三示例的任何一个的第四示例中,以第一频率操作谐振电路包括:将第一频率的互补信号提供到半桥电路,半桥电路与谐振电路耦接,半桥电路将第一频率的交流信号提供到谐振电路。

在基于第一至第四示例的任何一个的第五示例中,以第二频率操作谐振电路可以包括将第二频率的互补信号提供到半桥电路,半桥电路与谐振电路耦接,半桥电路将第二频率的交流信号提供到谐振电路。

在基于第一至第三示例的任何一个的第六示例中,以第一频率操作谐振电路可以包括将第一频率的互补信号提供到全桥电路,全桥电流与谐振电路耦接。全桥电路响应于第一频率的互补信号,可以将第一频率的交流(ac)信号提供到谐振电路。以第二频率操作谐振电路可以包括将第二频率的互补信号提供到全桥电路。全桥电路响应于第二频率的互补信号,可以将第二频率的ac信号提供到谐振电路。

在基于第六示例的第七示例中,ac信号可以不包括直流(dc)电压分量。

在基于第一至第三示例的任何一个的第八示例中,以第一频率操作谐振电路可以包括将第一频率的交流(ac)信号提供到包括点火线圈的初级绕组的电感-电容(lc)谐振电路;以及以第二频率操作谐振电路可以包括将第二频率的ac信号提供到lc谐振电路。

在基于第八示例的第九示例中,第一频率的ac信号和第二频率的ac信号可以包括直流(dc)电压分量。

在第十示例中,一种点火电路可以包括被配置为与发动机控制单元(ecu)耦接以接收来自ecu的命令信号的控制电路;以及与控制电路耦接的驱动电路,驱动电路被配置为与包括点火线圈的初级绕组的谐振电路耦接。控制电路和驱动电路可以被配置为,响应于命令信号以:以第一频率驱动谐振电路以在点火线圈中生成电压从而在与点火线圈耦接的火花塞中发起火花;以及响应于火花在火花塞中被发起,以第二频率驱动谐振电路从而维持火花塞中的火花用于燃料混合物的燃烧。控制电路还可以被配置为,在燃料混合物的燃烧之后,禁用驱动电路。

在基于第十示例的第十一示例中,谐振电路可以包括至少一个谐振电容器。

在基于第十一示例的第十二示例中,至少一个谐振电容器的谐振电容器可以与点火线圈的初级绕组串联耦接。

在基于第十一或者第十二示例的任何一个的第十三示例中,至少一个谐振电容器的谐振电容器可以与点火线圈的初级绕组并联耦接。

在基于第十一或者第十二示例的任何一个的第十四示例中,至少一个谐振电容器的谐振电容器可以与点火线圈的次级绕组并联耦接。

在基于第十至第十四示例的任何一个的第十五示例中,谐振电路可以包括耦接在驱动电路与点火线圈的初级绕组之间的电感器。

在基于第十至第十五示例的任何一个的第十六示例中,驱动电路可以包括半桥电路或者全桥电路的一个。

在基于第十至第十六示例的任何一个的第十七示例中,控制电路可以被配置为将第一频率或者第二频率的互补信号提供到驱动电路;以及驱动电路,响应于第一频率或者第二频率的互补信号,可以被配置为将第一频率或者第二频率的各自交流信号提供到谐振电路。

在第十八示例中,一种点火电路可以包括与发动机控制单元(ecu)耦接以接收来自ecu的命令信号的控制电路;与控制电路耦接的驱动电路;以及与驱动电路耦接的谐振电路,谐振电路包括点火线圈的初级绕组。控制电路和驱动电路可以被配置为,响应于命令信号的第一沿以:以第一频率驱动谐振电路以在点火线圈中生成电压从而在与点火线圈耦接的火花塞中发起火花;以及响应于火花在火花塞中被发起,以第二频率驱动谐振电路从而维持火花塞中的火花。控制电路可以被配置为,响应于与第一沿相对的命令信号的第二沿,禁用驱动电路。

在基于第十八示例的第十九示例中,驱动电路可以包括半桥电路和全桥电路的一个。

在基于第十八和第十九示例的任何一个的第二十示例中,谐振电路可以包括与点火线圈耦接的至少一个谐振电容器。

这里描述的各种装置和技术可以使用各种半导体处理和/或封装技术实现。一些实施例可以使用与半导体基板相关联的各种类型的半导体处理技术实现,包括但不局限于,例如,硅(si)、砷化镓(gaas)、碳化硅(sic)和/或其它等。

虽然已经如这里所描述的例示了所描述的实施例的某些特征,但是许多修改、替换、改变和等同物现在将由本领域技术人员想到。因此,应当理解,随附的权利要求书打算覆盖如落在实施例的范围内的所有这种修改和改变。应当理解,它们已经仅作为示例,而不是限制而展示,并且可以进行形式和细节方面的各种改变。这里描述的装置和/或方法的任何部分可以在任何组合中组合,除了相互排斥的组合。这里描述的实施例可以包括所描述的不同实施例的功能、部件和/或特征的各种组合和/或子组合。

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