新型汽车电子点火通用芯片的研究.doc

本科学生毕业论文（设计）题目(中 文):新型汽车电子点火通用芯片的研究英 文Research on Automobile Electronic Ignition Common Chips姓 名 学 号 院 （系）电子工程系专业、年级电子信息工程 级指导教师 X湖南科技学院本科毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文（设计），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本科毕业论文（设计）作者签名： 二 年 月 日M 毕业论文（设计）任务书课题名称：新型汽车电子点火通用芯片的研究学生姓名： 系 别：电子工程系专 业：电子信息工程指导教师： 湖南科技学院本科毕业论文（设计）任务书1、关键词：点火模块 通用芯片 电子2、毕业论文（设计）内容要求：本论文是新型汽车电子点火通用芯片的研究，主要内容包括：1）研究电子点火原理及设计方法；2）根据电子点火通用芯片磁感应型和霍尔型两种汽车点火系统通用芯片的实现方案的总体功能，建立系统模型；3）根据系统模型，进行芯片原始电路设计；4）对设计的原始电路仿真；5）分析该设计方案的不足及如何改进。3、文献查阅指引：1、王贇松,曹新忠;发动机点火系统故障诊断的研究J;山东工程学院学报;2001年02期2、卢珞先;汽车发动机点火线圈性能测试方法的研究J;武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2001年02期3、陈昌巨,刘家良,卢珞先;汽车点火线圈测试系统J;武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2002年04期4、宋仲康,李久芳;基于DSP的汽车点火线圈测试系统J;武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2003年04期5、宋仲康,黄涛,曹洪旗,郭金旭;负载对点火线圈测试结果的影响J;武汉汽车工业大学学报;1997年06期6、黄金火,赵汉桃,周南心;汽车点火性能测试与工况模拟系统的设计J;武汉汽车工业大学学报;1998年04期7、廖传书,韩屏;基于智能控制的汽车点火检测系统J;微计算机信息;2005年08期8、于海生;CAN总线工业测控网络系统的设计与实现J;仪器仪表学报;2001年01期9、黄宁军;谈汽车电子在中国加入WTO后的重要地位J;汽车电器;2000年04期10、陈昌巨,黄金火,吴光仁;分电器闭合角控制方法研究J;汽车电器;1992年05期4、毕业论文（设计）进度安排：1）2012年11月下旬 搜集相关资料，选择相关方案，确定建模设计思路2）2012年12月下旬 完成开题报告3）2013年1月2月 设计系统，完成系统的电子点火模块电路设计4）2013年3月 撰写论文初稿，排版等一些细节工作，并交导师审批修改4）2013年4月 对论文进行全面的撰写，并完成论文5）2013年5月 整理并修订论文，答辩教研室意见： 负责人签名： 注：本任务书一式三份，由指导教师填写，经教研室审批后一份下达给学生，一份交指导教师，一份留系里存档。湖南科技学院本科毕业论文（设计）开题报告书论文（设计）题目新型汽车电子点火通用芯片的研究作 者 姓 名周众情所属系、专业、年级 电子工程系 电子信息工程专业 2009年级指导教师姓名、职称贾竹君 副教授预计字数10000开题日期2012.12.25选题的根据：1）说明本选题的理论、实际意义2）综述国内外有关本选题的研究动态和自己的见解1）新型汽车电子点火通用芯片除具有闭合角调整、恒流控制、停车自动关断、初级电压钳位、过压保护和反接保护功能外, 还解决进口芯片未解决的通用技术, 以实现一机多用。通过磁感应型和霍尔型两种汽车点火系统通用芯片的实现方案功能电路和芯片原始电路的设计，能够很好地解决了汽车电子芯片的国产化，通用化。新型电子电子点火通用芯片相对于传统芯片，更换周期更长，环境污染低，成本低，能让高科技的电子产品更深一步的走进人们的日常生活中。2)当前我国汽车无触点电子点火技术已进入到全国普及和推广应用阶段, 但电子点火模块中的核心器件点火专用芯片全靠进口( 目前世界各国基本采用美国MOT OROLA 公司和意大利SGS 公司两家生产的芯片) 。为了尽早研制国产化点火芯片和解决进口点火芯片不通用的问题,需要我们共同努力进行重点攻关, 自主设计磁感应型和霍尔型通用芯片。我认为实现电子点火芯片通用, 对生产、使用、维修将会带来十分良好的经济效益和社会效益, 在技术上也是一个重大的突破。 主要内容： 1）研究电子点火原理及设计方法；2）根据电子点火通用芯片磁感应型和霍尔型两种汽车点火系统通用芯片的实现方案的总体功能，建立系统模型；3）根据系统模型，进行芯片原始电路设计；4）对设计的原始电路仿真；5）分析该设计方案的不足及如何改进。研究方法：1）利用百度、谷歌、图书馆、期刊网等查找相关的文献资料，了解目前国内外研究情况，借鉴相关研究成果。 2）主要采用理论分析与设计和实践相结合的方法，在大量查阅相关专业文献的基础上，在指导教师的具体指导下，进行方案可行性分析讨论和电路设计。完成期限和采取的主要措施：完成期限：2013年5月完成论文。主要措施：严格遵照湖南科技学院毕业论文(设计)工作管理办法的指示精神，结合个人的实际情况，我完成这项设计所采取的主要措施有两条：一是密切联系。联系毕业设计指导师，寻求有关毕业设计信息，确定设计课题方向与设计内容；二是虚心学习。利用课余时间到图书馆和网络上查阅数据，并虚心向老师请教和同学进行学习交流，保障毕业设计的顺利完成。主要参考文献：1、宋仲康,李久芳;基于DSP的汽车点火线圈测试系统J;武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2003年04期2、宋仲康,黄涛,曹洪旗,郭金旭;负载对点火线圈测试结果的影响J;武汉汽车工业大学学报;1997年06期3、黄金火,赵汉桃,周南心;汽车点火性能测试与工况模拟系统的设计J;武汉汽车工业大学学报;1998年04期4、廖传书,韩屏;基于智能控制的汽车点火检测系统J;微计算机信息;2005年08期5、黄树林. 现代汽车电子点火装置. 中国台北: 正工出版社, 19906、林永宪. 汽车电子点火系统原理与维护. 中国台北: 全华科技图书股份有限公司, 19918、于海生;CAN总线工业测控网络系统的设计与实现J;仪器仪表学报;2001年01期9、黄宁军;谈汽车电子在中国加入WTO后的重要地位J;汽车电器;2000年04期10、陈昌巨,黄金火,吴光仁;分电器闭合角控制方法研究J;汽车电器;1992年05期指导教师意见： 指导教师签名： 教研室意见：签 名： 年 月 日开 题 报 告 会 纪 要时间2012.12.25地点三教517与会人员姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）宫彦军教授包本刚副教授陈爱武讲师贾竹君副教授何红松讲师游珍珍讲师会议记录摘要：问题1：你准备如何查阅参考资料？（陈老师）答：我主要是利用百度、谷歌、图书馆、期刊网等查找相关的文献资料，了解目前国内外研究情况，借鉴相关研究成果。问题2：新型汽车点火通用芯片有何优点？（包老师）答：首次解决了磁感应型和霍尔型两种不同点火系统的通用技术，具有闭合角调整、恒流控制、停车自动关断、初级电压钳位、过压保护和反接保护功能外, 还要解决进口芯片未解决的通用技术, 以实现一机多用。问题 3: 常用的汽车电子点火器故障检测方法有那些？（游老师）答：一、用干电池电压作为模拟点火信号进行检查。二、高压试火法。在确认低压电路各连接导线、插接器、点线圈及点火信号发生器基本完好的情况下，可采用高压试火法判断电子点火器是否有故障。会议主持人：记 录 人： 年 月 日指导小组意见负责人签名： 年 月 日系 部 意 见负责人签名： 年 月 日注：此表由学生本人填写，一式三份，一份留系里存档，指导老师和本人各保存一份湖南科技学院毕业论文（设计）中期检查表毕业论文（设计）题 目新型汽车电子点火通用芯片的研究学生姓名周众情学 号200906002218系 别电子工程系专 业电子信息工程指导教师贾竹君检查日期2013.4.8指导教师检查情况记载及修改意见：修改意见：你的论文结构合理，层次分明。如果仿真是自己做的，那做的还不错。其他地方修改注意事项如下：1.开题报告中的选题根据，请一定要填上国内外研究动态和自己的见解（你填的不对）；2.绪论是概述你选本课题的意义、国内外研究动态、自己的见解，以及你对本课题所做的工作或写作的程序；3.格式也要再参考群共享里的范文。4.英文摘要和题目英文要自己翻译；最后修改意见：1.绪论才是第一页，目录到摘要是罗马数字；绪论字数太少；2.第六页的图要重画，它应是图1；3.目录里增添了点内容，看红色字体，请整理好。4. 仿真图说明不详细，请补充。5. 第一、二章字数不够，显得很单薄。请补充。 签名 签名： 签名：签名： 注：此表用于指导教师在学生毕业论文（设计）初稿完成后对学生执行任务书情况进行中期检查时用，由指导教师填写。 湖南科技学院毕业设计（论文）指导过程记录表毕业论文(设计)题目新型汽车电子点火通用芯片的研究学生姓名周众情学号200906002218专业班级电信0902指导教师贾竹君职称副教授系（教研室）电子工程系指导过程记录指导内容记录(一)论文选题, 安排和指导查找资料学 生 签 名： 年 月 日 指导教师签名： 年 月 日指导内容记录(二)安排设计任务书学 生 签 名： 年 月 日 指导教师签名： 年 月 日指导内容记录（三)检查开题报告。修改摘要：其中应该包括设计目的，设计方法， 设计思路，设计结果及达到的设计效果学 生 签 名： 年 月 日 指导教师签名： 年 月 日指导内容记录(四)指导论文设计方案，按照模板规范来编排论文格式学 生 签 名： 年 月 日 指导教师签名： 年 月 日指导过程记录指导内容记录(五)检查寒假中论文准备的情况，并解决其遇到的疑问，布置下一阶段工作。学 生 签 名： 年 月 日 指导教师签名： 年 月 日指导内容记录(六)指导如何撰写论文、组织材料学 生 签 名： 年 月 日 指导教师签名： 年 月 日指导内容记录(七)检查论文整体情况，定稿打印。学 生 签 名： 年 月 日 指导教师签名： 年 月 日指导内容记录(八)确定答辩时间，交待答辩工作及注意事项学 生 签 名： 年 月 日 指导教师签名： 年 月 日答辩小组组长意见(对情况是否属实做出意见)组长(签名)： 年 月 日注：本表与毕业论文一起装订存档。湖南科技学院本科毕业论文（设计）评审表论文题目新型汽车电子点火通用芯片的研究作者姓名周众情所属系、专业、年级电子工程 系 电子信息工程 专业 2009年级指导教师姓名、职称贾竹君 副教授字 数10000定稿日期2013.5.8中文摘要 随着汽车工业的不断发展, 汽车电子化程度不断提高, 汽车的点火系统已由传统的蓄电池点火系统发展到国内外广泛采用的电子点火系统。点火时刻和点火提前角的控制装置由传统的机械控制方式转变为完全用半导体器件控制的电子控制方式。本论文是以霍尔型和磁感应型点火系统为研究目标，设计芯片内部的波形变换电路，使输入任意占空比的方波都能得到占空比为75%的周期波。通过老师的指导和自己的学习完成了芯片原始电路的设计，并做了波形变换电路的仿真，得到了预期结果。通用芯片的研究对汽车电子的国产化和通用化起到重要作用。关键词（3-5个）通用芯片 电子点火 点火系统英文摘要 With the development of automobile industry, increasing degree of automotive electronics, ignition system of automobile has been the traditional battery ignition system development at home and abroad are widely used to electronic ignition system. Ignition timing control and change from the traditional mechanical ignition advance angle control device for electronic control in semiconductor device control. This thesis is based on Holzer model and the magnetic induction type ignition system as the research object, a waveform transform circuit design and chip, the input of arbitrary accounted for Fang Bo than the air can be duty cycle wave 75%. Through the teachers guidance and his study completed the design of the original circuit of the chip,and do the simulation waveform transform circuit, obtained the expected results. Research on general chip to the important role of domestic automotive electronics and general play. 关键词(3-5个)Automobile Industry EI Electronic Ignition Ignition System指导教师评定成绩评审基元评审要素评审内涵满分指导教师实评分选题品质25%目的明确符合要求选题符合专业培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到毕业论文（设计）综合训练的目的。10理论意义或实际价值符合本学科的理论发展，有一定的学术意义；对经济建设和社会发展的应用性研究中的某个理论或方法问题进行研究，具有一定的实际价值。10选题恰当题目规模适当，难易度适中；有一定的科学性。5能力水平40%查阅文献资料能力能独立查阅相关文献资料，归纳总结本论文所涉及的有关研究状况及成果。10综合运用知识能力能运用所学专业知识阐述问题；能对查阅的数据进行整理和运用；能对其科学论点进行论证。10研究方案的设计能力整体思路清晰；研究方案合理可行。5研究方法和手段的运用能力能运用本学科常规研究方法及相关研究手段（如计算机、实验仪器设备等）进行实验、实践并加工处理、总结信息。10外文应用能力能阅读、翻译一定量的本专业外文资料、外文摘要和外文参考书目（特殊专业除外）体现一定的外语水平。5论文品质35%文题相符较好地完成论文选题的目的要求。5写作水平论点鲜明；论据充分；条理清晰；语言流畅。15写作规范符合学术论文的基本要求。用语、格式、图表、数据、量和单位、各种数据引用规范化、符合标准。10论文篇幅10000字左右。5实评总分 成绩等级 指导教师评审意见： 指导教师签名： 说明：评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90100分记为优秀，8089分记为良好，7079分记为中等，6069分记为及格，60分以下记为不及格。评阅教师评定成绩评审基元评审要素评审内涵满分评阅教师实评分选题品质25%目的明确符合要求选题符合专业培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到毕业论文（设计）综合训练的目的。10理论意义或实际价值符合本学科的理论发展，有一定的学术意义；对经济建设和社会发展的应用性研究中的某个理论或方法问题进行研究，具有一定的实际价值。10选题恰当题目规模适当，难易度适中；有一定的科学性。5能力水平40%查阅文献资料能力能独立查阅相关文献资料，归纳总结本论文所涉及的有关研究状况及成果。10综合运用知识能力能运用所学专业知识阐述问题；能对查阅的数据进行整理和运用；能对其科学论点进行论证。10研究方案的设计能力整体思路清晰；研究方案合理可行。5研究方法和手段的运用能力能运用本学科常规研究方法及相关研究手段（如计算机、实验仪器设备等）进行实验、实践并加工处理、总结信息。10外文应用能力能阅读、翻译一定量的本专业外文资料、外文摘要和外文参考书目（特殊专业除外）体现一定的外语水平。5论文品质35%文题相符较好地完成论文选题的目的要求。5写作水平论点鲜明；论据充分；条理清晰；语言流畅。15写作规范符合学术论文的基本要求。用语、格式、图表、数据、量和单位、各种数据引用规范化、符合标准。10论文篇幅10000字左右。5实评总分 成绩等级 评阅教师评审意见： 评阅教师签名： 说明：评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90100分记为优秀，8089分记为良好，7079分记为中等，6069分记为及格，60分以下记为不及格。湖南科技学院本科毕业论文（设计）答辩记录表论文题目新型汽车电子点火通用芯片的研究作者姓名周众情所属系、专业、年级电子工程系 电子信息工程专业 2009年级指导教师姓名、职称贾竹君 副教授答 辩 会 纪 要时间2013年5月18日地点三教517答辩小组成员姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）宫彦军 教授包本刚副教授何红松讲师贾竹君副教授陈爱武讲师游珍珍讲师答辩中提出的主要问题及回答的简要情况记录：会议主持人：记 录 人： 2013 年 5 月 18 日答辩小组意见评语：评定等级： 负责人（签名）： 年 月 日系学位委员会意见评语：论文（设计）最终评定等级：负责人（签名）： 系部（公章） 年月 日校学位委员会意见评语：评定等级： 负责人（签名）： 年月 日目 录绪论11 汽车电子点火器21.1 现有芯片性能的比较32 通用芯片的基本设计思想4 2.1实现模块完全通用方案的提出5 2.2 通用芯片的主要技术关键53 通用芯片的电路设计53.1 输入级通用电路的设计53.2 闭合率不受分电器输出信号影响的控制电路设计83.3其它电路设计94 芯片内部波形变化电路模拟仿真10结 论12参考文献13致 谢14插图索引图1点火装置电路图 2图2 传感器的输出信号图 5图3 通用芯片的输入级电路图 5图4 霍尔型芯片的闭合率控制原理图 6图5 磁感型芯片的闭合率控制波形图7图6 波形变换原理图 8图7 75%波形变换图 8图8 波形变换原理图10图9 仿真图截图 11新型汽车电子点火通用芯片的研究摘 要 随着汽车工业的不断发展, 汽车电子化程度不断提高, 汽车的点火系统已由传统的蓄电池点火系统发展到国内外广泛采用的电子点火系统。点火时刻和点火提前角的控制装置由传统的机械控制方式转变为完全用半导体器件控制的电子控制方式。本论文是以霍尔型和磁感应型点火系统为研究目标，设计芯片内部的波形变换电路，使输入任意占空比的方波都能得到占空比为75%的周期波。通过老师的指导和自己的学习完成了芯片原始电路的设计，并做了波形变换电路的仿真，得到了预期结果。通用芯片的研究对汽车电子的国产化和通用化起到重要作用。【关键词】：通用芯片 汽车电子 电火系统Research on Automobile Electronic Ignition Common Chips Abstract With the development of automobile industry, increasing degree of automotive electronics, ignition system of automobile has been the traditional battery ignition system development at home and abroad are widely used to electronic ignition system. Ignition timing control and change from the traditional mechanical ignition advance angle control device for electronic control in semiconductor device control. This thesis is based on Holzer model and the magnetic induction type ignition system as the research object, a waveform transform circuit design and chip, the input of arbitrary accounted for Fang Bo than the air can be duty cycle wave 75%. Through the teachers guidance and his study completed the design of the original circuit of the chip,and do the simulation waveform transform circuit, obtained the expected results. Research on general chip to the important role of domestic automotive electronics and general play.【Key words】Automobile Industry EI Electronic Ignition Ignition SystemV绪论 随着汽车工业的不断发展, 汽车电子化程度不断提高, 汽车的点火系统已由传统的蓄电池点火系统发展到国内外广泛采用的电子点火系统。电子点火系统又称为半导体点火系统或晶体管点火系统 , 其最早出现于20世纪60年代末70 年代初,是利用半导体器件( 如晶体三极管、可控硅) 作为开关, 接通与断开初级电流, 点火时刻和点火提前角的控制装置由传统的机械控制方式转变为完全用半导体器件控制的电子控制方式。当前我国汽车无触点电子点火技术已进入到全国普及和推广应用阶段, 但电子点火模块中的核心器件点火专用芯片全靠进口( 目前世界各国基本采用美国MOT OROLA 公司和意大利SGS 公司两家生产的芯片) 。为了尽早研制国产化点火芯片和解决进口点火芯片不通用的问题,需要我们共同努力进行重点攻关, 自主设计属于自己的磁感应型和霍尔型通用芯片。通过查阅资料及与老司机交流，我认识到如果能实现电子点火芯片通用, 对生产、使用、维修将会带来十分良好的经济效益和社会效益, 在技术上也是一个重大的突破。所以, 我以实现一种点火芯片可同时分别与霍尔、磁感型传感器配用为研究目标, 其产品性能与国外现有产品比较, 不仅能实现各种功能, 而且在通用技术方面有一个质的飞跃, 应用前景广阔。通过老师的指导和自己的学习完成了磁感应型和霍尔型两种汽车点火系统通用芯片的实现方案功能电路和芯片原始电路的设计，并对点火系统进行了仿真测试。它为解决汽车电子点火芯片的国产化，通用化起到重要作用。新型汽车电子点火通用芯片除具有闭合角调整、恒流控制、停车自动关断、初级电压钳位、过压保护和反接保护功能外, 还解决进口芯片未解决的通用技术, 以实现一机多用。新型电子电子点火通用芯片相对于传统芯片，更换周期更长，环境污染低，成本低，能让高科技的电子产品更深一步的走进人们的日常生活中。1 汽车电子点火器 汽车点火器有无触点电子点火装置和有触点点火装置之分。传统白金触点汽车点火器结构简单,性能可靠。从汽车发明以来已几经沧桑,一直在各种型号的汽车上使用。但其必竟还是有一定的缺点:例如触点电流大,易烧蚀,需定期更换。随着电子技术的飞跃发展,无触点电子点火装置取代传统的有触点点火装置已是必然趋势。目前,世界各国生产的无触点电子点火装置的型号品种特别多,按产生点火信号的信号发生器形式来分有:磁感应式;霍尔效应式;光电式;电磁振荡式等几种。新型汽车高能电子点火装置具有点火迅速, 火花电压高、能量大, 能使石油混合汽体充分燃烧和节油(10 % 左右)节能的特点。在冬季和寒冷地区仍能迅速起动发动机该点火装置加速性能好, 功率大, 爬坡能力强工作可靠, 不需打磨和调整自金触点1。该装置的电路原理如图示图1点火装置电路图电路组成: SL 一N3020 为开关工作状态的霍尔元件传感器。晶体三极管VT1、VT2和V T3 均为开关管。VD2、VD3和VD4均为籍位二极管。二极管VD3起保护作用。VD1 为稳压二极管。T为点火线圈。工作原理: 翼片未移到磁铁与霍尔元件间时,A 点电位为零, 三极管VT1 , 、V T2遥和VT3几均处于截止状态。当翼片旋转到磁铁与霍尔元件间时, A 点先是处于高电位,VD2截止, B点有一个短暂的充电过程, 还没等到VT1导通,c点的高电位已使VT2、VT3分别导通, 点火线圈一次绕组通过VT3集电极的饱和电流, 储存磁场能量。当B 点很快充电至1.4 V 电压时,VTl 导通, 使得VT2、VT3 截止此时点火线圈释放磁场能量, 在二次高压绕组感应出高压脉冲, 放电点火。 该电路有两个重要特点, 一是电路简单, 可靠, 信号传递速度快。二是巧妙地解决了一个难题, 即在慢速调整、操作过程中, 翼片较长时间停留在磁铁与霍尔元件间,三极管VT2和VT3亦仅仅瞬间导通一下就截止了, 从而防止了三极管和点火线圈一次绕组长期通过大电流而被烧毁2。1.1现有进口芯片的性能和比较 目前我国汽车发动机点火系统采用的国外电子点火芯片的主要技术指标见表1。进口芯片基本上都存在如下缺点:1、同一磁感型电子点火芯片对同类型传感器适应性差, 主要体现在闭合率的控制方面。因为闭合率直接受磁传感出波形形状的控制, 而传感器输出波形受磁阻、转子各缸对称性、磁缸强度、支架导磁材料等各种因素的影响, 为了保证有稳定的火花能量, 对传感器材料品质、加工工艺、安装精度等提出了较高要求, 增加了分电器和传感器的生产难度和废品率。2、进口芯片尚未解决霍尔型和磁感型传感器通用的技术问题。到目前为止, 只有摩托罗拉MC33191P 点火芯片可以通过外接不同的控制电路分别实现与霍尔型和磁感型传感器的匹配, 完成点火任务, 其它型号的芯片都只能单一与霍尔型或磁感型传感器匹配使用。2 通用芯片的基本设计思想2.1 实现模块完全通用方案的提出笔者通过查阅资料及与老司机交流，感到如果能实现电子点火芯片通用, 对生产、使用、维修将会带来十分良好的经济效益和社会效益, 在技术上也是一个重大的突破。所以, 笔者以实现一种点火芯片可同时分别与霍尔、磁感型传感器配用为研究目标, 其产品性能与国外现有产品比较, 不仅能实现各种功能, 而且在通用技术方面有一个质的飞跃, 应用前景广阔3。2.2 通用芯片的主要技术关键电子点火专用芯片要解决以下技术关键。a 输入级通用电路的设计。因为霍尔型和磁感型传感器的输出信号差异很大, 要想使点火芯片具有通用性, 即保证芯片在这2 种完全不同信号作用能正常工作, 必须解决输入信号动态范围大的问题。b 闭合率控制电路设计。现有的点火芯片其参数闭合率受传感器输出信号控制, 若使点火芯片具有通用性, 必须使闭合率与不同传感器的输出信号无关。c 大温差( - 40 125 e ) 范围下芯片性能的稳定性。d 大范围电源电压波动( 6 25 V) 条件下芯片性能的稳定性, 数字与模拟混合的高集成电路设计技术, 抗强干扰( 400 500 V) 等技术研究。3 通用芯片的电路设计3.1 输入级通用电路的设计 霍尔型和磁感型传感器的输出信号见图1。从图2 看到, 霍尔型传感器的输出信号是方波, 其幅值不随转速的变化而变化; 磁感型传感器的输出信号幅值随转速变化, 在低速时信号幅值仅200 300mV, 在高速时可达30 40 V。为使点火芯片具有通用性, 必须将2 种信号从同一输入级输入。为此笔者将霍尔型传感器用的上拉电阻R 设计在点火芯片内部, 霍尔型传感器的输出信号接芯片的1、2、3端, 磁感型传感器的输出信号接2、3 端, 这样即保证了输入级的灵敏度, 又没有增加芯片引脚输入级电路见图34。图2传感器输出信号图3通用芯片的输入级电路3.2 闭合率不受分电器输出信号影响的控制电路设计 分电器输出信号一方面给芯片以点火正时信号, 另一方面给芯片提供闭合率的控制信号。目前常用进口点火芯片闭合率控制方法有以下2 种。图4a 适用于霍尔型分电器点火芯片的闭合率控制原理图如图4 所示。图4 霍尔型芯片的闭合率控制原理图（a）信号原理图 （b）变换波形图图4b 是霍尔型传感器的输出信号, 通过外接电容形成电容电压Uc, 如图4b 所示, Uc 作用于芯片内部比较器的同相端( 见电路原理图) , 图4b信号脉冲下降沿是信号触发时刻, 同时, 它产生的反馈参考电压作用于比较器的反相端。反馈参考电压幅值随转速升高而降低, 随转速降低而升高,比较器的输出决定达林顿管的导通与截止, 图4b中的时刻t 表征达林顿管的导通时刻, 相应产生点火线圈初级电流, 电流信号波形如图4b, 随着转速的变化, 时刻t 变, 闭合率变, 这种控制方式最大闭合率不会超过传感器输出信号高电平的占空比。如果分电器出现制造误差, 相邻点火周期脉冲上升沿有误差, 则会出现闭合率控制不稳定5。b 适用于磁感型分电器电子点火芯片的闭合率控制波形如图5 所示。图5 磁感型芯片的闭合率控制波形图图5a 为磁感型传感器的输出波形, 图4c 为点火线圈初级电流信号。若将磁脉冲直流电平降低,加在比较器的同相端, 反馈参考电压加在比较器的反相端, 由于反馈参考电压随转速变化, 这样, 当分电器转速变化时, 闭合率亦随之变化, 因此这种控制方法对分电器输出波形要求很严格8。 经过研究, 笔者设计了一种专用芯片内部波形变换电路, 使该电路只受由输入级方波信号的下降沿控制, 而上升沿由芯片本身产生, 且高电平持续时间占整个信号周期的75% , 电路原理图如图5 所示。任意占空比的输入信号Ui 经反相器A 输出作为D 触发器的时钟脉冲, D 触发器的D 端接高电平, 当Ui 的上升沿到来时, D 翻转, Q = 1, 三极管T 导通, 电容C 通过恒流源I 2 放电。当电容电压Uc 下降到小于二极管D2 的导通电压时, 比较器输出为1, 使D 触发器置0, 三极管T 截止, I 1 对C 重新充电, 调整I 1 和I 2 大小, 可使电容充放电时间为3B1, 在Q 端即可得到占空比为75%的周期波, 这样任意占空比的方波就变成了75% 的周期波, 波形如图6 所示6。 在整个波形变换过程中, Q 端信号下降沿位置始终保持不变, 用这个75% 占空比的信号输入到闭合率控制电路, 既能保证点火正时时刻的准确性,又消除了由于分电器制造上的误差而使闭合率控制不稳定的因素。 输入级和波形变换电路的特殊设计,解决了同一芯片同时满足霍尔型和磁感型分电器的匹配问题。3.3 其它电路设计 为使芯片在大温差和大电源电压波动的环境下能正常工作, 在芯片内部应用了大量的恒流源和温度补偿电路及模拟与数字混合电路, 还采用了各种抗干扰措施, 工艺上采用了I 2L ( 双极- 集成注入逻辑) 兼容工艺, 确保芯片在恶性环境下工作技术指标正常10。4 芯片内部波形变化电路模拟仿真 本论文研究目标是以磁感应型和霍尔型，传感器输出的波形不同，通过仿真这个电路，看能否达到预期目标，电路设计是否合理。 经过研究, 我设计了一种专用芯片内部波形变换电路, 使该电路只受由输入级方波信号的下降沿控制, 而上升沿由芯片本身产生, 且高电平持续时间占整个信号周期的75% 。下面是在protues上面画的电路图及仿真截图。图8是波形变换电路仿真图。图9是波形仿真截图。 图8 波形变换电路原理图。图8波形变换原理图 图9 仿真