一种霍尔信号集成点火器的制作方法

本实用新型涉及电子电路领域，具体涉及一种霍尔信号集成点火器。

背景技术：

市面上通机动力点火器，特别是数码发动机用点火器，其转速、位置信号是依靠一种“触发器”来提供，这种触发器内部绕有多匝线圈，在线圈背部有一块永磁钢提供磁场，并且线圈中间穿入铁芯增强导磁性，其原理是感应旋转的飞轮凸起的齿，当凸齿靠近、远离触发器铁芯过程中，线圈中的磁场强弱发生变化，从而在线圈两端产生电压，为点火器提供信号。这种触发器有很多缺陷：

1、体积大；2成本高；3、电压信号受飞轮转速影响，转速低时，电压信号低，转速高时，电压信号高。点火器往往需要稳定的触发电压信号，触发器的电压变化给点火器信号的处理电路增加复杂程度。4、因体积大不能与点火器集成一体，造成点火系统需要点火模块+触发器+点火线圈等几部分分离部件组合才能完成点火功能。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，提出一种霍尔信号集成点火器，具体技术方案如下：

一种霍尔信号集成点火器，其特征在于：包括霍尔组件A、ECU控制模块B4、电源整流限幅电路B1、高频升压电路B3和高压放电电路C；

该霍尔组件A的信号输出端与ECU控制模块B4的信号采集端口相连，所述电源整流限幅电路B1的输入端与电源相连，该电源整流限幅电路B1的输出端与高频升压电路B3的输入端相连，该高频升压电路B3的输出端与高压放电电路C相连；

所述高压放电电路C包括可控硅管Q6、电容C1和变压器T1，所述电容C1第一端与所述高频升压电路的输入端相连，所述电容C1的第二端与所述变压器T1的初级线圈第一端相连，该变压器T1的初级线圈T1第二端接地，该变压器T1的次级线圈两端构成高压放电端口；

所述可控硅管Q6的阳极连接在所述高频升压电路B3的输出端与所述电容C1的公共端，所述可控硅Q6的阴极接地，所述可控硅Q6的控制端与所述ECU控制模块B4的第一控制端口相连。

为更好的实现本实用新型，可进一步为：所述电源整流限幅电路B1包括可控硅管Q1，该可控硅管Q1的阳极与电源相连，该可控硅管Q1的阴极为输出端，该可控硅管Q1的控制端与二极管D2阴极相连，该二极管D2阳极与稳压管D5的阴极相连，该稳压管D5的阳极接地，在可控硅管Q1的阳极和二极管D2的阳极之间还分别跨级有电阻R2和电阻R1，在可控硅的控制端和阴极之间跨接有反馈电阻R8。

进一步地：所述高频升压电路B3包括变压器T2，该变压器T2的初级线圈第一端与可控硅管Q1阴极相连，该变压器T2的初级线圈第二端与三极管Q3的阳极相连，该三极管Q3的阴极经电阻R15接地，所述三极管Q3的基极经电容C4与变压器T2的次级线圈第二端相连，该变压器T2的次级线圈第一端与二极管D1的阳极相连，该二极管D1的阴极与电容C1的第一端相连；

所述三极管Q3的基极还与三极管Q5的阳极相连，该三极管Q5的阴极接地，该三极管Q5的基极经电阻R13与三极管Q3发射极相连，在三极管Q3的集电极还与二极管D7的阴极相连，该二极管D7的阳极与三极管Q5的阴极相连，该二极管D7的阴极还与二极管D3的阳极相连，该二极管D3的阴极与三极管Q3的集电极相连；

所述三极管Q3的基极还与三极管Q4的集电极相连，该三极管Q4的发射极接地，该三极管Q4的基极经电阻R14与ECU控制模块B4的第二控制端口相连。

进一步地：所述电源整流限幅电路B1的输出端还与ECU电源电路B2相连，所述ECU电源电路B2包括三极管Q2，该三极管Q2的阳极经电阻R7与可控硅管Q1的阴极相连，该三极管Q2的阴极经电容C5接地，该三极管Q2的阴极与ECU控制模块B4的电源端口相连，该三极管Q2的基极经电阻R9与二极管Q1的阴极相连，该三极管Q2的基极还与稳压二极管D6阴极相连，该稳压二极管D6的阳极接地。

本实用新型的有益效果为：点火器采用霍尔元件为点火模块提供信号，用霍尔元件替代以往的“触发器”，霍尔元件体积小、灵敏度高，信号稳定，不需另外处理便可与MCU直接连接，可方便将霍尔元件与点火模块集成在一起，本实用新型同时还将点火线圈与点火器模块集成，这样以往的点火模块+触发器+点火线圈3件套分离部件用本实用新型方案组成一个完整的点火器。省去三者之间外部连线，降低了成本，增加了可靠性。

附图说明

图1为本实用新型电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示：

一种霍尔信号集成点火器，包括霍尔组件A、ECU控制模块B4、电源整流限幅电路B1、高频升压电路B3和高压放电电路C；

该霍尔组件A的信号输出端与ECU控制模块B4的信号采集端口相连，电源整流限幅电路B1的输入端与磁电机发出的交流电相连，该电源整流限幅电路B1的输出端与高频升压电路B3的输入端相连，该高频升压电路B3的输出端与高压放电电路C相连；

高压放电电路C包括可控硅管Q6、电容C1和变压器T1，电容C1第一端与高频升压电路的输出端相连，电容C1的第二端与变压器T1的初级线圈第一端相连，该变压器T1的初级线圈T1第二端接地，该变压器T1的次级线圈两端构成高压放电端口；

可控硅管Q6的阳极连接在高频升压电路的输出端与电容C1的公共端，可控硅Q6的阴极接地，可控硅Q6的控制端与ECU控制模块B4的第一控制端口相连。

电源整流限幅电路B1包括可控硅管Q1，该可控硅管Q1的阳极为电源整流限幅电路B1的输入端，该可控硅管Q1的阳极与电源相连，该可控硅管Q1的阴极为电源整流限幅电路B1的输出端，该可控硅管Q1的控制端与二极管D2阴极相连，该二极管D2阳极与稳压管D5的阴极相连，该稳压管D5的阳极接地，在可控硅管Q1的阳极和二极管D2的阳极之间还分别跨级有电阻R2和电阻R1，在可控硅的控制端和阴极之间跨接有反馈电阻R8。

高频升压电路B3包括变压器T2，该变压器T2的初级线圈第一端为高频升压电路B3的输入端，该变压器T2的初级线圈第一端与二极管Q1阴极相连，该变压器T2的初级线圈第二端与三极管Q3的阳极相连，该三极管Q3的阴极经电阻R15接地，三极管Q3的基极经电容C4与变压器T2的次级线圈第二端相连，该变压器T2的次级线圈第一端与二极管D1的阳极相连，该二极管D1的阴极为高频升压电路B3的输出端；

三极管Q3的基极还与三极管Q5的阳极相连，该三极管Q5的阴极接地，该三极管Q5的基极经电阻R13与三极管Q3发射极相连，在三极管Q3的集电极还与二极管D7的阴极相连，该二极管D7的阳极与三极管Q5的阴极相连，该二极管D7的阴极还与二极管D3的阳极相连，该二极管D3的阴极与三极管Q3的集电极相连；

三极管Q3的基极还与三极管Q4的集电极相连，该三极管Q4的发射极接地，该三极管Q4的基极经电阻R14与ECU控制模块B4的第二控制端口相连。

电源整流限幅电路B1的输出端还与ECU电源电路B2的输入端相连，ECU电源电路B2包括三极管Q2，该三极管Q2的阳极为ECU电源电路B2的输入端，该三极管Q2的阳极经电阻R7与可控硅管Q1的阴极相连，该三极管Q2的阴极经电容C5接地，该三极管Q2的阴极和电容C5的公共端为ECU电源电路B2的输出端，该三极管Q2的阴极与ECU控制模块B4的电源端口相连，该三极管Q2的基极经电阻R9与二极管Q1的阴极相连，该三极管Q2的基极还与稳压二极管D6阴极相连，该稳压二极管D6的阳极接地。

上述霍尔组件A感应飞轮旋转位置方式一为：当原飞轮不改动，原飞轮是一块凸起的齿，因霍尔是感应磁场变化，因此要感应凸齿位置，就需要霍尔元件本身带磁，方法是在霍尔组件A表面镶嵌一块磁钢提供磁场，当凸齿靠近、远离霍尔表面时，霍尔表面的磁场在凸齿的作用下发生变化，这样霍尔组件A就能感应凸齿位置，具体是凸齿靠近霍尔元件，输出端便产生低/高电平，凸齿离开霍尔元件时输出端恢复高/低电平状态，这样，霍尔元件信号的变化就对应飞轮凸齿的位置。信号变化的快慢反应旋转的速度，准确的为ECU控制模块B4提供信号。

上述霍尔组件A感应飞轮旋转位置方式二为：原飞轮内部本身有磁钢，因此可以利用原飞轮的磁钢磁场，将飞轮的凸齿改成凹孔，漏出磁钢，磁场便可通过凹孔向外辐射，在凹孔周围形成磁场，当飞轮凹孔旋转到霍尔组件A感应面时，根据霍尔效应原理，霍尔元件输出端便产生低/高电平，凹孔离开霍尔元件，感应不到磁场，霍尔元件输出端恢复高/低电平状态，这样，霍尔组件A信号的变化就对应飞轮凹孔的位置。信号变化的快慢反应旋转的速度，准确的为ECU控制模块B4提供信号。

本实用新型原理：电源整流限幅电路B1将磁电机发出的交流电经整流、限幅成20V以下直流电。

ECU电源电路B2为5V直流电源部分，为ECU提供电源。

高频升压电路B3，用高频升压变压器将20V直流电升压至300V给电容C1充电。电容C1作为点火模块能量储存元件。

该高频升压电路B3具体的工作为：

电阻R12给三极管Q3提供基极电流，三极管Q3便导通，电流经变压器T2初级、经三极管Q3、经电阻R15到地。T2初级形成上正下负电压；

变压器T2次级端有2组极性相反的绕组：高压绕组与二极管D1相连，反馈绕组与电阻R10相连，当变压器T2导通过程中，形成上正下负电压时，反馈绕组形成负反馈电压，随着变压器T2初级电流越来越大，反馈负电压也越来越大，直到电阻R12提供的电流不足以使三极管Q3导通，此时，三极管Q3截止，变压器T2初级电流也就截止，因此，变压器T2初级在截止时下端产生正电压，耦合到次级，次级高压端产生正的高压经二极管D1向电容C1充电，同时，反馈绕组反馈的电压由负变正，与电阻R12共同促使三极管Q3导通，不断导通、截止周而复始震荡。

电阻R3、三极管Q5是过流保护电路，在三极管Q3异常过流时，母线电阻R15电压升高，使三极管Q5导通，拉低三极管Q3基极电压，使三极管Q3截止。

三极管Q4和二极管D9的作用为：一方面，当电容C1电压充到一定电压时，不希望继续充电，电压达到稳压二极管D4和二极管D17稳压之和时，电流击穿稳压二极管经D9，经电阻R14向三极管Q4基极提供电流，三极管Q4导通拉低三极管Q3基极电压，使三极管Q3保持截止，从而停止震荡。另一方面，在放电回路放电过程中，不需要向电容C1充电，因此MCU输出高电平经电阻R19、二极管D9、电阻R14向三极管Q4基极提供电流，作用也是停止震荡；放电过后，MCU输出低电平，震荡电路从所述第一条进入震荡状态。

ECU控制模块B4负责计算输入、输出信号。

当飞轮的凸齿或凹孔旋转到霍尔元件的感应面，霍尔组件A的3脚输出电压0V，凸齿或凹孔离开尔元件的感应面，霍尔组件A的3脚输出电压5V，3脚电压的变化对应凸齿或凹孔边缘的位置，该信号作为ECU控制模块B4计算飞轮当前的转速与位置，控制点火角度，变压器T2初级一端接电容C1,另一端接可控硅Q6阴极，电容C1另一端接可控硅Q6阳极，可控硅Q6控制极通过电阻R24与ECU控制模块B4的输出端连接，可控硅Q6的控制极与阴极之间还分别跨接有电阻R28和电容C10，当ECU控制模块B4输出高电平到可控硅Q6的控制极，电容C1存储的电荷通过可控硅Q6将电放到变压器T1的初级线圈两端，变压器T1的初级线圈便有电流流过，有电流流过的变压器T1的初级线圈进一步产生磁场，与变压器T1的初级线圈同芯的次级线圈在磁场的作用下也产生电压，由于次级线圈匝数比初级线圈多得多，根据电压耦合比例n1/n2＝U1/U2；其中n1/n2为初级线圈与次级线圈的匝数比，U1为初级线圈电压，根据公式，调整n1与n2匝数比，次级线圈得到比初级高的电压产生放电火花。