[发明专利]用于线圈的软关断的电路和方法

说明书

本发明涉及用于线圈的软关断的电路和方法。本发明公开了一种用于在关断周期期间逐渐地减小线圈电流的电路和方法。所述电路和方法包括控制器，所述控制器被配置在具有电流传感器和晶体管的控制回路中，所述电流传感器测量线圈中的电流，所述晶体管可以是用以限制所述线圈中的所述电流的控制器。所述控制器的开环增益由可变反馈电阻器的电阻确定，并且随着所述线圈电流变小，所述可变反馈电阻器的所述电阻在所述关断周期期间减小。所述电阻的所述减小通过为低线圈电流而降低所述电路的所述开环增益来保持合适的相位裕度。因此，在关断期间，所述电路提供针对高线圈电流的控制准确度并控制针对低线圈电流的稳定性。

技术领域

本公开整体涉及点火系统，并且更具体地涉及用于逐渐地(即，轻缓地)使点火线圈关断(即，放电)以防止不期望的火花的电路和方法。

背景技术

发动机(例如，车辆发动机)可以具有用于起动的点火系统。一般来讲，点火系统包括连接到升压变压器的初级线圈、以及点火开关的电池。当点火开关闭合时，电流从电池流动到初级线圈。在一段时间之后，开关打开，并且从电池到初级线圈的电流突然停止。通过初级线圈的电流的突然变化导致跨初级线圈的大的瞬时电压。瞬时电压通过变压器升压，并且由于次级线圈与火花隙串联，在次级线圈处的电压在火花隙处产生火花。然而，在一些情况下，希望断开初级线圈中的电流(即，关断、断电)而不在火花隙处产生火花。

发明内容

在一方面，本公开描述了用于线圈的软关断的电流限制器电路。该电流限制器电路包括晶体管(例如，绝缘栅双极晶体管)，该晶体管耦接到线圈并被配置为允许线圈电流以基于晶体管的端子(例如，栅极)处的电压的电流水平流过开关。该电流限制器电路还包括电流传感器，该电流传感器耦接到晶体管，该电流传感器感测线圈电流的电流水平。该电流限制器电路还包括控制器，该控制器被配置在具有电流传感器和晶体管的控制回路中。控制器被配置为调整在晶体管的端子处的电压以减小感测到的电流水平与参考电平之间的差值。控制器的开环增益由可变反馈电阻器的电阻确定。该电流限制器电路还包括信号发生器，该信号发生器耦接到控制器并生成斜坡信号。斜坡信号控制控制器的参考电平，因此线圈电流在关断周期内逐渐地减小。斜坡信号还控制可变反馈电阻器的电阻，使得控制器的开环增益在关断周期内减小。

在一个可能实施方案中，电流限制器电路用于点火线圈，并且线圈电流的逐渐减小是为了防止点火线圈中的不期望的火花。

在另一方面，本公开描述了用于在放电期间防止点火线圈中的不期望的火花的方法。该方法包括感测点火线圈中的线圈电流水平并将感测到的线圈电流水平与参考电平进行比较以确定差值。然后，使用具有由可变反馈电阻器确定的负反馈的反相放大器来放大该差值。该方法还包括控制晶体管的栅极以基于放大的差值而限制点火线圈中的电流水平。当根据斜坡信号减小参考电平时，重复该过程，以便逐渐地减小线圈电流水平。另外，随着线圈电流水平逐渐地降低，反馈电阻减小，并且反馈电阻的减小改进(即，增大)负反馈系统的相位裕度(即，稳定性)。

在一个可能实施方案中，通过根据斜坡信号使可变反馈电阻器中的一组电阻器相继地短路来实现电阻的减小。

在以下详细描述及其附图内进一步解释了前述说明性概述，以及本公开的其他示例性目标和/或优点、以及实现方式。

附图说明

图1是根据本公开的实施方案的包括点火线圈的火花点火器电路的简化示意图。

图2A是线圈电流相对于时间的图，示出了硬关断曲线。

图2B是线圈电流相对于时间的图，示出了软关断曲线。

图3是根据本公开的实施方案的用于控制线圈中的电流的电流限制器的框图。

图4是根据本公开的实施方案的具有用于线圈的软关断的可变反馈电阻的电流限制器电路的示意图。