汽车发动机传统点火系统的点火闭合角是固定的，它不随发动机转速和蓄电池电压等参数的变化而变化，因而造成低速时点火线圈充电时间长，线圈发热，浪费电能，甚至损坏点火线圈；而在发动机高速运转时，由于充电时间短，点火能量不足，使发动机燃烧不充分，排污量大，甚至出现高速缺火现象。另外，传统点火系统还存在触点易烧蚀、起动性能差等缺点。

无触点电子点火系统可以实现闭合角自动控制功能和限流。它能根据发动机转速、蓄电池电压变化及点火线圈特性来调整点火闭合角，以保证点火线圈的电流在发动机工作转速范围内达到最佳值（恒流）。另外，电子点火系统还具有传统点火系统无法实现的过电压保护、停车断电保护、钳位保护及反接保护等功能。

目前我国轿车上采用的无触点电子点火系统的点火控制电路，即点火模块，都是采用进口专用点火集成电路芯片和相应外围电路，通过厚膜封装工艺生产而成的。近年来在研究分析国外专用点火集成电路特性的基础上，设计出了用电压比较器构成的点火控制电路。该控制电路适用于霍尔效应式无触点电子点火系统，其功能与进口专用点火集成电路功能相近。

1.工作原理

（1）闭合角控制和恒流控制原理

闭合角是指在一个点火触发信号周期内点火线圈一次电流充电时间所对应的曲轴转角。所以闭合角控制就是对点火线圈一次电流充电时间的控制。闭合角控制有开环控制和闭环控制两种方法。由于开环控制精度不高、适应性不强，因此目前点火专用集成电路主要采用的是闭环控制法。本书所述设计电路采用的是恒流裕量控制法。恒流裕量指的是线圈一次电流被限定在一个恒定值后，该恒定值持续的时间。恒流值持续一定时间有利于汽车的快速起动和加速。

控制原理图如图7-7所示。其中，U_i为分电器霍尔传感信号，它与参考电压U_f1相比较后，在A点产生一个锯齿波（见图7-8）。A点电压再与B点电压相比较，使C点产生一个开关信号。该开关信号通过二极管VD₃控制晶体管V₁和达林顿晶体管V_D的通断，进而控制点火线圈一次电流的通、断。V_D导通时，线圈充电，达到一定值后，V_D截止，切断点火线圈一次电流，线圈一次侧产生一个较高的反电压，而在二次侧产生一个更高的电压，使火花塞产生火花，实现点火。点火线圈一次侧充电时，D点电压上升，如图7-8c所示。当D点电压达到参考电压值U_f2时，比较器A₃的输出端E点产生一个方波信号（高电平），如图7-8d所示。该信号通过电阻R₆使晶体管V₂导通，以减小达林顿晶体管V_D的基极电流，使其集电极电流I_C限制在某一个定值，从而达到了限制线圈一次电流的作用，即实现恒流功能。另外，E点的方波信号通过二极管VD₁和电阻R₂、R₃对电容C₂进行充、放电。该信号的高电平持续时间就是线圈一次电流的恒流持续时间。恒流持续时间长，说明线圈充电时间长，闭合角大。而恒流时间长，电容C₂的充电时间也长，使B点电压上升到更高值，从而使C点开关信号的低电平持续时间减短，因而减小了V₁的截止时间和V_D的导通时间，即减小了线圈的一次电流充电时间，或者说使闭合角减小。反之，当E点的方波信号高电平持续时间过短，说明闭合角过小，此时电容C₂的充电时间也很短，B点电压即下降，使闭合角增大。如此形成一个动态过程，以调整闭合角的大小，使点火线圈一次电流有足够的时间达到恒流值，并使恒流持续时间与对应周期的比保持为一个固定值，此时动态过程达到平衡。这就是闭合角的恒流裕量控制法。当恒流裕量为零时，电容C₂一直放电至最小值，使闭合角达到最大值。

图7-7 点火控制电路原理图

图7-8 主要波形

（2）恒流值计算

恒流值的大小是通过调整电阻值R₇和R₈的大小来确定的，如图7-7所示。参考电压U_f2一般取250mV。当线圈充电，D点电压U_D上升到U_f2时，限流电路起作用。设点火线圈一次电流限流值为I_d，则有：

即：

可见，任意调整R₇、R₈或R_S，即可调整I_d的大小。一般情况是固定R_S和R₈，调整R₇来调整I_d的大小。

（3）恒流裕量与周期之比的计算

设电容C₂为线性充电和线性放电，当电路达到动态平衡时，电容C₂在一个周期内的充电和放电电荷相等（见图7-8b）。因此有

即

I_放t₂=I_充（T-t₂） （7-3）

所以

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其中I_充、I_放分别表示电容C₂线性充、放电时的电流。从式（7-4）中可以看出：

又由式（7-4）可得：

将I_充、I_放代入公式（7-5）有：

由此证明，无论发动机转速、蓄电池电压和点火线圈特性如何变化，图3-44所示电路总可以根据恒流裕量大小来调整闭合角的大小，使恒流裕量对应周期的比为固定值。

2.电源过电压和反接保护电路

图7-7中，稳压管VS₁起过电压保护作用。当蓄电池电压U_B过高，并大于稳压管的稳压值U_z1时，VS₁导通，使V₁导通，达林顿管V_D截止，点火停止。二极管VD₀起电源反接保护作用。当电源反接时，VD₀截止，无电流通过控制电路，以保护点火电路。

3.钳位保护电路

电阻R₉、R₁₀和稳压管V_s2构成达林顿管集电极电压钳位保护电路。当达林顿管突然关断时，将在点火线圈一次侧产生一个较高的瞬间反电压，并作用到达林顿管集电极。当此电压上升到某一值（一段为380V）时，由于电阻R₈、R₉的分压作用使稳压管VS₂导通，给达林顿管基极提供一个瞬间电流，使达林顿管瞬间导通，从而避免达林顿管被高压击穿。稳压管VS₂的稳压值U_z由下式求得：

或

式中 U_b——达林顿管的基—射极电压，一般为1.5～2.0V；

U_OVP——达林顿管的集电极钳位电压。

4.停车断电保护电路

图7-7中，比较器A₄、二极管VD₄、电阻R₁₁和电容C₃构成停车断电保护电路。当点火电路处于工作状态时，F点电压高于参考电压U_f3（R₁₁>>R₄），则G点为低电平，不影响晶体管V₁的正常导通和截止。而当停车时，发动机停止运转，点火开关处于接通位置时，如果U_i为高电平，则A点为高电平，C点为低电平，晶体管V₁截止，达林顿管V_D导通，点火线圈一直处于通电状态，其电流为设定的恒流值（6.5～7.5A）。若通电时间过长，会引起点火线圈发热，甚至烧损点火线圈。但由于此时C点为低电平，电容C₃通过电阻R₁₁缓慢放电，F点电压下降。当F点电压下降至U_f3时，G点输出高电平，使晶体管V₁导通，达林顿管截止，即切断点火线圈电流，从而起到停车断电保护作用。当U_i为低电平时，A点则为低电平，C点为高电平，V₁导通，V_D截止，从而自动切断点火线圈电流。停车断电保持时间取决于电容C₃的放电时间常数的大小，亦即取决于电阻R₁₁和电容C₃的大小。设停车断电保持时间为t_p，则有：

或

图7-7所示的电路是一个由四比较器构成的点火控制电路，具有闭合角自动控制、限流、过电压保护、钳位保护和停车断电保护等功能。这些功能与SGS-THOMOSON公司的L497霍尔效应式点火专用集成电路的功能基本相同。在该电路的前级输入端增加一个信号处理电路后，还可适用于磁感应式电子点火系统。将该电路与上海桑塔纳轿车用的JFD452霍尔效应式分电器和JDQ171点火线圈连接一起进行试验时，效果良好。