DE2419403B2 - Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Zündfunken, vorzugsweise für Feuerzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Zündfunken, vorzugsweise für Feuerzeuge, zum selbsttätigen Abschalten eines von einem Transistor gesteuerten Spannungswandlers, der über einen Einschalter aus einer Gleichspannungsquelle einen Zündkondensator auflädt, welcher über einen selbsttätig auslösenden Einschalter an den Zündstromkreis angeschlossen ist.

Derartige Schaltungsanordnungen lassen sich mit Vorteil nicht nur in kleinen elektrisch zündbaren Feuerzeugen, beispielsweise Taschenfeuerzeugen, sondern auch in batteriebetriebenen Blitzlichtgeräten oder dergleichen einsetzen. Obzwar für jede Hochspannungszündung stets nur eine sehr geringe elektrische Energie benötigt wird, ergeben sich Schwierigkeiten beispielsweise daraus, daß die für eine Hochspannungszündung erforderlichen Zustandsgrößen Strom und Spannung aus einer Monozelle bereitgestellt werden.

Dabei geht es nicht allein darum, die sehr niedrige Ausgangsspannung einer Monozelle in die demgegenüber sehr hohe Zündspannung zwischen 8000 und 10 000 V umzuwandeln, sondern es muß auch dafür gesorgt werden, daß die in einer Monozelle gespeicherte elektrische Energie nicht unnütz vergeudet wird, was beispielsweise bei einem bekannten Zündstromkreis mit Gleichspannungswandler der Fall ist, der üblicherweise durch eine Taste eingeschaltet wird, dann den Zündkondensator auflädt und anschließend durch Loslassen der Taste abgeschaltet wird.

Hierbei arbeitet der Wandler normalerweise auch während des Betriebszustandes des Feuerzeugs und entlädt dabei sinnlos die Monozelle. Es kommt zur fortlaufenden Erzeugung elektrischer Hochspannungsfunken auch noch während der Zeitspanne, in der die Gasflamme bereits brennt.

Bekanntgeworden ist weiterhin eine verbesserte Schaltung, in der der Gleichspannungswandler — schon vor Abschaltung durch Loslassen der Betätigungstaste — abgeschaltet wird, sobald eine Entladung des Zündkondensators erfolgt ist. Hierzu wird ein dem Steuerstromkreis des Wandlers zugeschalteter Schwellwertschalter benutzt, welcher beim Entladen des

Zündkondensators die Oszillation des Wandlers unterbricht (DE-OS 2212236). Im einzelnen besteht der Schwellwertschalter aus einem im Steuerstromkreis des Wandlers angeordneten Kondensator und einem Widerstand im Entladestromkreis des Zündkondensators, welcher über eine ihm anodenseitig zugeschaltete Diode dem Kondensator zugeschaltet ist

Nachteilig ist bei dieser Schaltungsanordnung, daß zur Unterbrechung der Oszillation des Wandlers ein besonderer Elektrolytkondensator aus dem Zündkondensator aufgeladen werden muß, daß hierzu ein Spannungsabfall an einem Widerstand erzeugt wird und daß die Abschaltung des Wandlers erst während des Entladevorgangs des Zündkondensators stattfindet Wenn auch der Energieverlust im Zündstromkreis — absolut betrachtet — recht gering ist, fällt er gleichwohl bei einer Schaltung: der bekannten Art auf die Dauer störend ins Gewicht

Hinzu kommt, daß aus dem Zündkondensator nicht nur der Zündstromkreis, sondern auch ein relativ komplizierter vernetzter Abschaltstromkreis für den Wandler gespeist werden muß. Schließlich sind die Schaltelemente der bekannten Schaltungsanordnung nicht danach ausgewählt, daß sie sich beispielsweise in Form einer Dickschichtschaltung, miniaturisieren lassen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit der das Abschalten des Spannungswandlers einfacher und ohne ins Gewicht fallenden Energieverlust erreicht werden kann. Vor allem sollte die elektrische Abschaltenergie nicht dem Zündkondensator entnommen werden und die Schaltelemente sollten sich zur Miniaturisierung, beispielsweise in Form einer Dickschichtschaltung, eignen.

Es wurde gefunden, daß sich dieses in einfacher Weise dadurch lösen läßt, daß im Basiskreis dieses Transistors ein Feldeffekttransistor liegt, dessen Steuereingang an einen Kondensator, ggfls. in Parallelschaltung mit einer Zener-Diode, und über einen Widerstand an den selbsttätig auslösenden Einschalter im Zündstromkreis angeschlossen ist

Von Vorteil ist daß mit dieser Schaltungsanordnung die Abschaltung des Spannungswandlers noch vor, allenfalls gleichzeitig, mit dem Einschalten des Zündstromkreises erfolgt, und daß die Abschaltenergie, wie die Energie zum Einschalten des Zündstromkreises, nicht dem Zündkondensator entnommen wird.

Weitere Vorteile bestehen darin, daß der Feldeffekttransistor praktisch durch energiearme Spannungsimpulse schaltbar ist und daß er nur etwa ein Zehntel des Haltestromes eines sonst üblichen Schaltthyristors benötigt

Da auch die Halte- und Abschaltenergien der — begrenzten — Gleichspannungsquelle des Feuerzeugs entnommen werden müssen, gelingt es daher, eine nicht unbeachtliche Menge Energie zu sparen. Erfahrungsgemäß kann die Qualität der Batterien, die in Ladengeschäften zu kaufen sind, sehr unterschiedlich sein. Um gleichwohl eine optimale Anzahl Zündungen aus einer in das Feuerzeug eingesetzten Batterie zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß darauf Wert gelegt worden, für das Auslösen bzw. Abstellen der Schaltvorgänge nur eine geringstmögliche Menge elektrischer Energie zu verbrauchen.

Der an den Steuereingang des Feldeffekttransistors angeschlossene Kondensator ist klein, etwa in der Größenordnung von Nano Farad. Er kann leicht in

Dickschichtschaltung ausgeführt werden.

Als selbsttätig auslösender Einschalter im Zündstromkreis wird eine Trigger-Diodenstrecke in Kombination mit einem Thyristor verwendet Nachdem der Zündkondensator, bei gesperrtem Thyristor, durch den Gleichspannungswandler aufgeladen ist, bildet sich über die parallel zum Thyristor liegende Trigger-Diodenstrecke ein Stromkreis aus, der den Thyristor zündet Im einzelnen schließt die Triggerdiodenstrecke einen Strombegrenzungswiderstand ein.

Ein Auaführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben.

Die Schaltungsanordnung liegt über die Anschlußklemmen 1 und 2 beispielsweise an der relativ niedrigen Spannung einer nicht dargestellten Monozelle an und wandelt diese in eine Zündhochspannung von etwa 8000 bis 10 000 V für die Zündelektroden 13 um. Hierzu wird ein Eintakt-Spannungswandler mit einem Schalttransistor 5 in npn-Schaltung verwendet, an dessen Kollektor das eine Ende der Primärwicklung 7 des Wandlertransformators 70 angeschlossen ist, deren zweites Ende mit der Anschlußklemme 1 verbunden ist Der Emitter des Wandlertransistors 5 liegt an Masse an, wohingegen seine Basis über eine Rückkopplungswicklung 6 und einen Widerstand 22, unter Mitwirkung eines Kondensators 23, an einen pnp-Steuertransistor 4 geführt ist Die Basisspannung wird von einem Widerstand 24 und einem Feldeffekttransistor 25 bestimmt, dessen Steuereingang an einen Kondensator 26 mit parallelgeschalteter Zener-Diode 27 anliegt Die Anschlußklemme 2 ist mit der Schaltungsanordnung über einen Einschalter 3 verbunden, der als Umschalter ausgebildet ist, und der in seiner Ruhestellung den Kondensator 26 kurzschließt

Eine Sekundärwicklung 8 des Wandlertransformators 70 speist über eine Diode 9 den Zündkondensator 10, der seinerseits über einen selbsttätig auslösenden Einschalter 16,17,18,19 an die Primärwicklung U eines Zündtransformators 110 angeschlossen ist Seine Sekundärwicklung 12 liegt an den Zündelektroden 13 an, zwischen denen ein Hochspannungsfunke zum Zünden des Gasgemisches 29 aus dem Gastank 14 überspringt Im Gaszuführrohr ist ein Gaszuführventil 15 vorgesehen, welches mit dem Einschalter 3 gekoppelt sein kann.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der selbsttätig auslösende Einschalter aus einem Thyristor 16 in Kombination mit einer Triggerdiodenstrecke 17, 18, 19, wobei der Widerstand 19 als Strombegrenzer wirkt Von der Verbindungsstelle zwischen den Triggerdioden 17,18 und dem Widerstand 19 führt eine Steuerleitung 28 mit einem Widerstand 20 und einer Diode 21 zum Steuereingang des Feldeffekttransistors 25.

In Ruhestellung liegt der Einschalter 3 in seiner mit vollen Linien dargestellten Position. Der Kondensator 26 ist entladen. Durch Betätigung der nicht dargestellten Handhabe des Feuerzeugs gelangt der Einschalter 3 in seine mit gestrichelten Linien angedeutete Stellung, wodurch die dargestellte Schaltungsanordnung beispielsweise an eine nicht dargestellte Monozelle

" angeschlossen wird. Gleichzeitig kann, wie dieses durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist, das Gaszuführventil 15 betätigt werden, woraufhin aus dem Gastank 14 zwischen den Zündelektroden 13 das Gasgemisch 29 austritt

ι ■- Der Feldeffekttransistor 25 ist leitend, so daß sich an der Basis des Steuertransistors 4 ein im wesentlichen durch den Widerstand 24 bestimmter Basisstrom einstellt

Der Steuertransistor 4 steuert über den Widerstand

2t) 22 und den Kondensator 23 in Verbindung mit der Rückkopplungswicklung 6 den Schalttransistor 5, wodurch über den Wandlertransformator 70 und die Diode 9 der Zündkondensator 10 aufgeladen wird. Hierbei ist der Thyristor 16 im Zündstromkreis gesperrt

2=> Sobald der Zündkondensator 10 auf seine Nennspannung aufgeladen ist, kann ein Strom aus der Sekundärwicklung 8 des Wandlertransformators 70 über die Primärwicklung U des Zündtransformators 110, den Strombegrenzungswiderstand 19 und die

3d Triggerdioden 17,18 zum Gate des Thyristors 16 fließen, wodurch dieser leitend wird und die Entladung des

Zündkondensators 10 über die Primärwicklung 11 des Zündtransformators UO auslöst Noch bevor die Entladung des Zündkondensators 10

einsetzt, gelangt über die Steuerleitung 28, den Widerstand 20 und die Diode 21 ein Abschaltimpuls beispielsweise an den Kondensator 26, der eine Kapazität von nur wenigen nF besitzt Er lädt sich auf die von der Zener-Diode 27 vorgegebene Spannung auf und sperrt den Feldeffekttransistor 25. Dadurch wird die Oszillation des Gleichspannungswandlers unterbrochen und eine weitere unnütze Stromentnahme aus der Monozelle verhindert, noch bevor der Gleichspannungswandler durch öffnen des Einschaltens 3 abge-

■45 schaltet wird. Die Zener-Diode 27 kann auch entfallen, wenn der Widerstand 20 entsprechend bemessen wird. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist so aufgebaut, daß sich die meisten ihrer Schaltelemente besonders gut für Hybridschaltungen eignen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Zündfunken, vorzugsweise · für Feuerzeuge, zum selbsttätigen Abschalten eines von einem Transistor gesteuerten Spannungswandlers, der fiber einen Einschalter aus einer Gleichspannungsquetle einen Zündkondensator auflädt, welcher Ober einen selbsttätig auslösenden Einschalte an den Zfind-Stromkreis angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Basiskreis dieses Transistors (4) ein Feldeffekttransistor (2S) liegt, dessen Steuereingang an einen Kondensator (26) jggfls. in Parallelschaltung mit einer Zener-Diode, und Ober einen Widerstand (20) an den selbsttätig auslösenden Einschalter im Zündstromkreis angeschlossen ist

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als selbsttätig auslösender Einschalter im Zündstromkreis eine Triggerdiodenstrecke (17, 18, 19) in Kombination mit einem Thyristor (16) verwendet wird.