[發明專利]帶自調功率放大器的電暈點火器

有效

• 申請號: 201780062279.8
• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號: CN109964026B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 基思·漢普頓;阿爾佛雷德·佩爾穆伊;約翰·安東尼·巴羅斯
• 申請（專利權）人: 天納克公司
• 主分類號: F02P23/04
• 分類號: F02P23/04;F23Q3/00;H01T13/50;H01T19/00;F02P3/01;F02P9/00
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 李艷麗

提供了一種用于電暈點火系統的功率放大器電路。該電路包括連接到RF變壓器的次級繞組的一端的電感和電容。次級繞組的另一端連接到接地的電流傳感器。變壓器還有初級繞組，其一端連接到電源，并且另一端連接到一對開關。這些繞組纏繞在磁芯上。從直流電壓源流到開關的電流會在磁芯中產生磁通量。通過流過點火器的電流在次級繞組上產生電壓。該電壓反饋到開關，控制開/關的定時，當進入或離開點火器的電流為零時，電壓被提供給電暈點火器或從點火器拉出。

相關申請的交叉引用

本申請要求2016年8月8日提交的美國部分繼續專利申請(序列號)No.15/230,927的權益，該美國申請的內容借此通過引用結合于本申請中。

發明背景

1.技術領域

本發明一般涉及用于點燃汽車應用等中的空氣/燃料混合物的點火器，尤其涉及用于電暈點火系統的自調(self-tuning)功率放大器。

2.相關技術

美國專利6883507公開了一種用于電暈放電空氣/燃料點火系統的點火器。根據用于啟動燃燒的一示例性方法，將電極充電至高射頻(“RF”)電壓電勢，以在燃燒室中產生強RF電場。強電場又使燃燒室中的一部分燃料-空氣混合物電離。使燃料-空氣氣體電離的過程可以是介電擊穿的開始。但是可以動態地控制電場，使得介電擊穿不會進入電子雪崩的水平，這樣的電子雪崩將導致形成等離子體并且電弧從電極撞擊到接地的氣缸壁或活塞。電場保持在僅一部分燃料-空氣氣體被電離的水平–這一部分不足以產生先前描述的產生等離子體的電子雪崩鏈反應。但是，電場保持足夠強，以便發生電暈放電。在電暈放電中，電極上的一些電荷通過作為小電流通過氣體傳遞到地面，或通過電離從電離的燃料-空氣混合物釋放或吸收到電極中而消散，但是電流與電弧放電相比，電極上的電壓電勢非常小并且電極電壓保持很高。足夠強的電場引起一部分燃料-空氣混合物的電離，以促進燃燒反應。離子化的燃料-空氣混合物形成火焰前鋒，然后火焰前鋒自我維持并燃燒剩余的燃料-空氣混合物。

圖1示出了電容耦合的RF電暈放電點火系統。該系統被稱為“電容耦合”，因為電極40不延伸出將直接暴露于燃料-空氣混合物的饋通絕緣體71b的周圍介電材料之外。而是，電極40保持被饋通絕緣體71b遮蓋，并且取決于穿過部分饋通絕緣體的電極的電場而在燃燒室50中產生電場。

圖2是根據本發明一示例性實施例的控制電子設備和初級線圈單元60的功能框圖。如圖2所示，控制電子設備和初級線圈單元60包括中心抽頭(center tapped)的主RF變壓器20，其經由線路62接收例如來自DC電源的150伏的電壓。提供高功率開關72，以便在期望頻率(例如，高壓電路30的諧振頻率)下在兩個相、即A相和B相之間切換施加到變壓器20的功率(參見圖1)。150伏直流電源還連接到用于控制電子設備和初級線圈單元60中的控制電路的電源74。控制電路電源74通常包括降壓變壓器，以將150伏直流電源降低到控制電子設備可接受的水平，例如5-12伏。根據本發明的一示例性實施例，如圖1和2圖中的“A”所示的來自變壓器20的輸出被用于為容納在次級線圈單元中的高壓電路30供電。

在點A處檢測來自變壓器20的電流和電壓輸出，并且分別在例如73和75處執行常規信號調節，以從信號中去除噪聲。例如，該信號調節可以包括有源的、無源的或數字的、低通和帶通濾波器。然后，分別在77,79處對電流和電壓信號進行全波整流和平均。消除信號噪聲的電壓和電流平均可以用傳統的模擬或數字電路來完成。已平均和整流處理的電流和電壓信號被發送到分頻器80，分頻器80通過將電壓除以電流來計算實際阻抗。電流和電壓信號也被發送到相位檢測器和鎖相環(PLL)78，其輸出頻率，該頻率是高壓電路30的諧振頻率。PLL通過調節其輸出頻率來確定諧振頻率，以便電壓和電流同相。對于串聯諧振電路，當諧振激勵時，電壓和電流同相。