改良型点火管制御回路

申请号 JP2014530679 申请日 2012-08-27 公开(公告)号 JP2014533447A 公开(公告)日 2014-12-11
申请人 ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー; 发明人 クック、ブルース、エム;
摘要 点火管等の別のデバイスを付勢するように構成されている改良型制御回路。回路の第1の部分は、第1のトランジスタを含み、コンデンサに蓄積された電荷の第1の部分を第1の速度で放電するように構成されている。回路の別の部分は第2のトランジスタを含み、電荷の第1の部分の放電後に、電荷の第2部分を第1の速度より大きい第2の速度で放電するように構成されている。【選択図】図3
权利要求
  • 別のデバイス(6)を付勢するように構成された回路(4)であって、
    少なくとも一時的に電荷を蓄積するコンデンサ(46)と、
    第1の固体スイッチ(56)を含み、電荷の第1の部分を第1の速度で放電するように構成された前記回路の部分と、
    第2の固体スイッチ(74)を含み、電荷の第1の部分の放電後に、電荷の第2の部分を第1の速度より大きい第2の速度で放電するように構成された前記回路の別の部分とより成り、
    コンデンサには、電荷の第2の部分の放電が開始されるまで、前記別のデバイスを付勢するのに十分な電荷の一部が蓄積されている回路。
  • 第1の固体スイッチは第1のトランジスタであり、第2の固体スイッチは第2のトランジスタである請求項1の回路。
  • 回路の前記部分は、コンデンサの端子(52A)と第1のトランジスタのゲート(58)との間に接続されたツェナーダイオード(68)を含む請求項2の回路。
  • 回路の前記部分は、第1のトランジスタの電極(60)に接続され、さらにコンデンサの端子と接続されるように構成された少なくとも第1の抵抗(64)を含み、少なくとも第1の抵抗の抵抗値とツェナーダイオードの降伏電圧のうち少なくとも一方が、電荷の第1の部分の放電時に少なくとも所定の期間の間、コンデンサに別のデバイスを付勢するのに十分な電荷の前記部分を保持させるように、少なくとも部分的に選択される請求項3の回路。
  • 回路の前記別の部分の少なくとも一部は、電荷の第1の部分の放電開始後の別の所定の期間内に、コンデンサの端子(52A、52B)間の電圧が所定の値に達するように、少なくとも部分的に選択される請求項4に記載の回路
  • 回路のさらなる部分は、電荷の第2の部分の放電後に、電荷の残余部分を第1の速度よりも小さい第3の速度(94)で放電するように構成されている請求項1の回路。
  • 回路の前記部分は、コンデンサの端子と第1のトランジスタの電極(60)との間に接続された少なくとも第1の抵抗(64)を含み、第1のトランジスタの前記電極は第2のトランジスタのゲート(76)にさらに接続されている請求項3の回路。
  • 第2のトランジスタの電極(80)はコンデンサの端子に接続されている請求項7の回路。
  • 回路の前記部分はさらに、第2のトランジスタの電極と第2のトランジスタの別の電極(82)とに接続された第2の抵抗(84)を含み、第2のトランジスタはそのゲートの電圧が閾値電圧にあるかそれを上回るときに、前記電極と前記別の電極との間に導電性チャネルを形成するように構成されている請求項8に記載の回路。
  • 少なくとも第1の抵抗及び第2の抵抗の抵抗値が実質的に等しい請求項9の回路。
  • 回路の前記部分はさらに、第2のトランジスタの前記別の電極と回路のアース(40)との間に接続された第3の抵抗(88)を含む請求項9に記載の回路。
  • 回路の前記部分と回路の前記別の部分の少なくとも一方は、第1の数の抵抗器(64,84,88)を介して電荷の第1の部分を流すように構成されており、
    回路の前記部分と回路の前記別の部分の少なくとも一方は、第2の数の抵抗器(88)を介して電荷の第2の部分を流すように構成されており、
    第1の数の抵抗の第1の抵抗値は、第2の数の抵抗の第2の抵抗値より、少なくとも約一桁大きい請求項3の回路。
  • 回路の前記さらなる部分は、電荷の第2の部分の放電後に、電荷の残余部分を第1の速度よりも小さい第3の速度で放電するように構成されている請求項1の回路。

  • 说明书全文

    本発明は制御回路に関し、より具体的には点火管のような別の装置を付勢するための改良型制御回路に関する。
    関連技術

    一般に知られているように、点火管は様々な用途で使用される小型の爆発装置である。 例えば、点火管は、映画製作における特殊効果の創出に、軍事用として、また緊急事態において安全ボルトや他の構造物の爆破が必要な他の用途に使用される。 これらの他にも点火管の用途は広く知られている。

    点火管の緊急関連用途の具体例として、原子炉内における爆発作動弁や他の構成要素への使用を挙げることができる。 かかる使用例では、他の使用例と同様に、必要なときに確実に動作させることと、それ以外のときに意図しない動作を防止することとの間に、常にトレードオフの関係が存在する。 一般的に、点火管の付勢を制御する既知の回路ではコンデンサが使用され、コンデンサを充電した後に放電させることによって点火管を付勢する。

    上述の緊急関連の使用例及び他の例では、点火準備(ARM)コマンドを発送してコンデンサを充電した後、点火(FIRE)コマンドを適宜発送して、コンデンサを放電させ、蓄積された電荷により点火管を付勢するのが一般的である。 かかる用途において、点火コマンドが発送されないならば、コンデンサに蓄積された電荷を所定期間内に散逸させるのが望ましい。 この所定期間の例としては5分未満とする場合がある。 しかしながら、点火管を付勢させるに十分な電荷が存在する、例えば少なくとも30秒間のような所定期間経過後に電荷の散逸が開始されるようにするのも望ましい。

    すなわち、このような用途では、点火準備コマンド発送後第1の所定期間点火コマンドを利用できるようにするが、点火コマンドが発送されなければ点火準備コマンド発送後第2の所定期間内にコンデンサを放電させて安全な充電状態にするのが望ましい。 これは、意図しない点火管の付勢を回避するためである。 このように、少なくとも第1の所定期間、コンデンサを点火管の付勢に十分な付勢状態に保ち、その所定期間経過後、コンデンサを点火準備後の別の所定期間内に速やかに脱勢して安全な状態にするのが望ましい。

    既知の回路はそれら意図する目的にとって一般に有効であったが、問題がないということではなかった。 より具体的には、電荷を所定の期間維持することと、それに続く所定の期間内に電荷を放電することとの間にトレードオフの関係を確実に達成することは困難であった。 したがって、電荷を所定期間の間維持し、別の所定の期間内に電荷の放電を可能にする改良型回路を提供することが望まれている。

    上記および他の利点は、点火管等の別のデバイスを付勢するように構成されている改良型制御回路によって提供される。 回路の第1の部分は、第1のトランジスタを含み、コンデンサに蓄積された電荷の第1の部分を第1の速度で放電するように構成されている。 回路の別の部分は、第2のトランジスタを含み、電荷の第1の部分の放電後に、電荷の第2部分を第1の速度より大きい第2の速度で放電ように構成されている。

    したがって、本発明の一態様は、点火準備コマンドに応答してコンデンサを充電して点火管を適宜付勢可能にする一方、所定期間内に点火コマンドが発送されない場合にはコンデンサに蓄積された電荷を速やかに散逸させるようにも構成されている改良型制御回路を提供することである。

    本発明の別の態様は、点火準備コマンドが発送されると、発送から第1の所定期間の間は、点火コマンドの発送に応じて点火管を付勢するのに十分な電荷を維持する一方、点火コマンドが発送されない場合には電荷を速やかに散逸させて安全な状態にする改良型回路を提供することである。

    本発明の別の態様は、点火管を付勢可能な状態にする改良型回路であって、2つのトランジスタ及び他のコンポーネントを用いて、2つの異なる時点に2つの異なる速度でコンデンサの電荷の放電を可能にする改良型回路を提供することである。

    上記および他の態様は、別のデバイスを付勢するように構成された回路によって提供される。 この回路は、一般的に、少なくとも一時的に電荷を蓄積するコンデンサを含むと述べることができる。 一般的に、この回路の一部は第1の固体スイッチを含み、電荷の第1の部分を第1の速度で放電するように構成されていると述べることができる。 一般的に、この回路の別の部分は第2の固体スイッチを含み、電荷の第1の部分の放電後に、電荷の第2の部分を第1の速度より大きい第2の速度で放電するように構成されていると述べることができる。 コンデンサには、電荷の第2の部分の放電が開始されるまで、別のデバイスを付勢するのに十分な電荷の一部が蓄積されている。

    添付の図面と併せて以下の実施態様の説明を読めば、本発明のさらなる理解を得ることができよう。

    本発明による改良型回路の回路図である。

    図1の回路を用いた場合のコンデンサ電圧を時間の関数として示す例示的な図である。

    図1の回路の充電サイクル時におけるコンデンサ電圧を時間の関数として示す例示的な図である。

    本明細書全体を通して、同様の数字は同様の部分を指す。
    説明

    図1は、本発明による改良型点火管制御回路4を略示する。 図示のように、点火管制御回路4が爆発性点火管6に接続され、適当なコマンドに応じて点火管を付勢するように構成されている。

    点火管制御回路4は、一般的に以下に記載された態様で協働する点火準備部8及び点火部12を含むものであると述べることができる。 図示のように、点火準備部8は第1の電気エネルギー源14に接続されており、点火部12は第2の電気エネルギー源16に接続されている。 本明細書に示した実施形態では、第1及び第2の電気エネルギー源14、16は、24ボルトの直流(DC)電を提供する電池である。 しかしながら、本発明から逸脱することなく、AC/DCコンバータ(すなわち、電源装置)や燃料電池等の他のエネルギー源を用いてもよく、電圧の値も本明細書に明示的に記載したものと異なっていてよいことが理解されよう。

    点火準備部8は点火準備スイッチ18を備え、さらに点火準備部8を点火部12と協働させるインターロック22を含む。 より具体的には、インターロック22は点火準備部8上のインターロックリレー26を含み、さらに点火部12上の一対のインターロックスイッチ28を含む。 点火部12は点火スイッチ30と点火リレー32を含み、点火リレー32は点火準備部8上の一対の付勢スイッチ36に作動的に接続されている。

    点火準備及び点火動作時、点火準備部8はまず点火準備コマンドをコンピュータ化されたコントローラ等から受け取るが、点火準備コマンドを手動で入力してもよい。 点火準備コマンドは点火準備スイッチ18を閉じるが、このコマンドはさらにインターロックリレー26を一対のインターロックスイッチ28を開放状態のままにする第1の状態にするコマンドを含む。 点火準備部8が十分に充電されると、別のコマンドによって点火準備スイッチ18が開き、点火準備部8のさらなる充電が停止されるとともに、インターロックリレー26が一対のインターロックスイッチ28を開放状態から閉鎖状態に移動させる第2の状態に切り替わる。 これもまた手動で行うことができる。

    この時点で点火コマンドが発送されると、点火スイッチ30がその閉鎖位置に移動し、点火リレー32の状態が変化して、一対の付勢スイッチ36が開放状態から閉鎖状態に切り替わり、その結果、点火管6が付勢されて爆発する。 しかしながら、以下でより詳細に示すように、点火コマンドが第1の所定時間内に発送されない場合、意図しない点火管6の付勢を回避するために、点火準備部8が第2の所定時間内に速やかに放電させられる。

    引き続き図1を参照してより詳細に述べると、点火準備部8は正電圧回路38及びアース回路40を含み、これらの回路は第1の電気エネルギー源14に接続されると共に点火管6にも接続されている。 正電圧回路38には直列に充電抵抗44が接続されている。 点火準備部8はさらに、正電圧回路38とアース回路40の間で点火管6に並列に接続されたコンデンサ46を含む。 もっともコンデンサ46は一対の付勢スイッチ36によって点火管から分離されている。 図1はケーブル抵抗48をも示す。 点火管6自体が点火準備部8から有意な距離だけ離隔しているため抵抗値が公称レベルを超えることから、点火管制御回路4を構成する際にはこのケーブル抵抗48を考慮する必要がある。

    図1から分かるように、点火準備コマンドが発送されて点火準備スイッチ18が閉じられると、第1の電気エネルギー源14から充電抵抗44を介してコンデンサ46に電流が供給されるため、コンデンサ46が充電される。 ここで、コンデンサ46が例えば固体タンタル製である場合、コンデンサ供給業者は充電抵抗44として抵抗値が1ボルト当り3オームを下回らないものの使用を通常推奨することに注意されたい。 本明細書に示した例示的な実施形態では、充電抵抗44の抵抗値は75Ωであるが、使用例のニーズと制御回路の他の構成要素の仕様に応じて異なる抵抗値のものを用いてもよい。

    コンデンサ46は一対の端子52A、52Bを有し、端子52Aは正電圧回路38に接続される一方、端子52Bはアース回路40に接続されている。 本明細書に示した例示的な実施形態では、コンデンサ46は6800μFの容量を有するが、使用例のニーズと制御回路の他の構成要素の仕様に応じて異なる容量値を用いてもよい。

    点火準備部8はさらに、固体スイッチを構成すると述べることができる第1のトランジスタ56を含む。 本明細書で提示した例では、第1のトランジスタ56はnチャネルMOSFETトランジスタである。 限定的ではない例として、第1のトランジスタ56はIRLZ14S nチャネルMOSFETとすることができるが、本発明から逸脱することなく、一般的に他のトランジスタや他のスイッチを用いてもよい。

    第1のトランジスタ56は、ゲート58、ソース電極60及びドレイン電極62を含む。 第1の抵抗64はソース電極60と正電圧回路38との間に接続されている。 本明細書に示した例示的な実施形態では、第1の抵抗64は500KΩの抵抗値を有するが、使用例のニーズと制御回路の他の構成要素の仕様に応じて異なる容量値を用いてもよい。 図示した典型的な実施形態では、ドレイン電極62はアース回路40に直接接続されている。

    点火準備部8はさらに、正電圧回路38と第1のトランジスタ56のゲート58との間に図示した態様で接続されたツェナーダイオード68を含む。 本明細書に示した例示的な実施形態では、ツェナーダイオード68の降伏電圧は20ボルトであるが、使用例のニーズと制御回路の他の構成要素の仕様に応じて降伏電圧が異なる他のツェナーダイオードを用いてもよい。 ツェナーダイオード68と正電圧回路38との接続部の反対側において、点火準備部8はさらにツェナーダイオード68とアース回路40との間に接続された散逸抵抗70を含む。 本明細書に示した例示的な実施形態では、散逸抵抗70の抵抗値は100KΩであるが、使用例のニーズと制御回路の他の構成要素の仕様に応じて異なる抵抗値を用いてもよい。 散逸抵抗70の抵抗値が大きければ、ツェナーダイオード68による電力の散逸は低減するが、抵抗値があまりにも大きいと、ツェナーダイオード68を介する漏れのために、第1のトランジスタをオフにすることができない。 以下でより詳細に述べるが、第1のトランジスタ56によって、点火準備部8がコンデンサ46に蓄積された電荷の第1の部分を第1の速度で放電することが可能になる。

    点火準備部8はさらに、第2のトランジスタ74を含む。 本明細書に示した実施形態では、第2のトランジスタの仕様は第1のトランジスタ56と同様であるけれども、使用例のニーズと制御回路の他の構成要素の仕様によってはそうである必然性はない。 第2のトランジスタ74は、ゲート76、ソース電極80及びドレイン電極82を含む。 図1に示したように、第2のトランジスタ74のゲート76は、第1のトランジスタ56のソース電極60及び第1の抵抗64に接続されている。 第2のトランジスタ74のソース電極80は、正電圧回路38に直接接続されている。

    図1から分かるように、点火準備部8はさらに、正電圧回路38と第2のトランジスタ74のドレイン電極82との間に接続された第2の抵抗84を含む。 本明細書に示した例示的な実施形態では、第2の抵抗84の抵抗値は500KΩであるが、使用例のニーズと制御回路の他の構成要素の仕様に応じて異なる抵抗値を用いてもよい。 ドレイン電極82と第2の抵抗84はさらに点火準備部8の第3の抵抗88に接続されているが、それはさらにアース回路40に接続されている。 本明細書に示した例示的な実施形態では、第3の抵抗84の抵抗値は2KΩであるが、使用例のニーズと制御回路の他の構成要素の仕様に応じて異なる抵抗値を用いてもよい。 以下でより詳細に述べるが、第2のトランジスタ74によって、コンデンサ46に蓄積された電荷の第2の部分を第2の速度で放電することが可能になる。

    前述したように、一例として、コンデンサ46がフル充電された直後に点火コマンドが発送されると(点火準備スイッチ18が開放状態であり、インターロックリレー26が第2の状態に変更させられて、一対のインターロックスイッチ28が開放状態に移行していると仮定して)、コンデンサ46に蓄積された電荷が点火管6に伝わり、点火管6が付勢されて爆発する。 しかしながら、コンデンサ46のフル充電が完了しており、点火準備スイッチ18が開放され、インターロックリレー26が第2の状態に切り替わっているにもかかわらず、点火コマンドが発送されない場合、コンデンサ46は少なくとも最初のうちはフル充電の状態にあるため、この例では端子52A、52Bの間に24ボルトの電圧がかかる。 図示した例示的な実施形態では、第1の抵抗64の閾値電圧、すなわち、ゲート58に印加されてソース電極60とドレイン電極62との間に導電性チャネルを形成する電圧は、約1乃至2ボルトである。 図示した例示的な実施例では、ツェナーダイオード68の降伏電圧が20ボルトであるので、フル充電されたコンデンサ46が有する24ボルトからツェナーダイオード68の降伏電圧20ボルトを差し引いた少なくとも最初のうちはほぼ4ボルトの電圧がゲート58に印加される。 その結果、第1のトランジスタ56はオン状態になる。 第1のトランジスタ56がオン状態であるとき、第2のトランジスタ74のゲート76の電圧はローのままであり、第2のトランジスタ74はオフ状態に保たれることに留意されたい。

    かかる状況において、コンデンサ46に蓄積された電荷の第1の部分は、2つの並列の電気チャネル、すなわち、第1の抵抗64及びソース60電極とドレイン電極62との間のチャネルを含む第1のチャネルと、第2の抵抗84とそれに直列である第3の抵抗88を通る第2のチャネルとを介して、第1の速度で放電される。 コンデンサ46に蓄積された電荷の第1の放電速度は、図2の第1のセグメント90で示されている。 本実施形態においては、第1及び第2の抵抗64、84は共に抵抗値が約500KΩであり、第3の抵抗88は抵抗値がほぼ2KΩであるので、コンデンサ46の電荷の第1の部分の第1の速度での放電はほぼ150秒、すなわち、2分半続く。 しかしながら、この全期間に亘ってコンデンサ46の電荷は点火管6を付勢するのに十分なレベルにあるので、図示した例示的な実施形態では、点火準備コマンドの完了後150秒間、すなわち2分半の間、コンデンサ46は点火コマンドを実行可能な充電状態にある。

    コンデンサ46に蓄積された電荷の第1の部分が第1の速度で放電されるにつれて、コンデンサ46の端子52A、52B間の電圧は、図2の第1のセグメント90に示されるように低下するが、やがて端子52A、52B間の電圧は最早第1のトランジスタ56をオン状態に維持するには不十分な値となる点に到達する。 前述したように、これは点火準備コマンドの完了後約150秒で起こる。 コンデンサ46の電荷が、端子52A、52B間の電圧が最早第1のトランジスタ56の閾値電圧に届かなくなる程度に減少すると、第1のトランジスタ56はオフ状態に切り替わる。

    かかる状況では、最早第2のトランジスタ74のゲート76の電圧をローに保たれず、第2のトランジスタ74をオン状態に切り替えるのに十分なレベルになる。

    より詳細に述べると、第2のトランジスタ74をオン状態に切り替えるゲート76の電圧レベルを確定する際、ソース電極60とドレイン電極62との間の第1のトランジスタ56のオフ抵抗を考慮に入れる必要があることに留意されたい。 このオフ抵抗は2000KΩのオーダーであるが、前述したように抵抗値が500KΩのオーダーである第1の抵抗64と直列に接続されている。 コンデンサ46の端子52A、52B間の電圧が十分に低下した結果、最早ツェナーダイオード68の降伏電圧に打ち勝つことができず、第1のトランジスタ56のゲート58で閾値電圧に届かなくなると、コンデンサ46の端子52A、52B間にかかる電圧は一例ではあるが約21ボルトになる。 かかる電圧が第1の抵抗64及びソース電極60とドレイン電極62との間のオフ抵抗(2000KΩ)に印加されると、ゲート76での電圧はほぼ16.8ボルトになるので、第2のトランジスタ74はオン状態に切り替わる。

    その結果、コンデンサ46の残留電荷の放電が、単一チャネル、すなわちソース電極80とドレイン電極82との間の、第3の抵抗を含むチャネルを介して始まる。 かかる状況では、コンデンサ46の電荷は主として、前述したように抵抗値が2KΩである第3の抵抗88を介して放電されるので、コンデンサに蓄えられた電荷の第2の部分の放電は、図2の第1のセグメント90で示される第1の速度より大きい第2のセグメント92で示される第2の速度で起こる。

    図2から分かるように、第2のセグメント92は、コンデンサ46の第2の放電速度が第1のセグメント90に示される第1の放電速度よりもはるかに大きいことを示す。 すなわち、第2のセグメント92の勾配、つまりコンデンサ電圧の減少速度は、第1のセグメント90よりもはるかに大きい。 特に、図1から分かるように、電荷の第1の部分は、第1の抵抗64(抵抗値の一例は500KΩ)及びそれに並列の第2及び第3の抵抗84、88(これらの抵抗は直列であり合成抵抗値が503KΩ)を介して放電される。 このように接続された第1、第2、第3の抵抗64,84、88全体の抵抗値は約251KΩである。 図示した例示的な実施形態では、第1、第2、第3の抵抗64、84、88によって与えられる抵抗値251KΩは、第3の抵抗88によって与えられる抵抗値2KΩと比べて大きく、実に二桁に近い差である。 抵抗値がこのように相違すると、コンデンサ46の電荷の第1及び第2の部分は有意に異なる速度で放電される。 ここで、本発明から逸脱することなしに抵抗の値及びそれらの間の関係を変更可能であることを再言する。 本明細書に示した例示的な実施形態では、コンデンサの電荷の第2の部分の放電にはほぼ30秒を要する。 したがって、コンデンサ46は、点火準備コマンドが完了してから、約180秒、つまり3分を超えない時間以内に安全なレベルにまで放電していることになる。

    第1のトランジスタ56のオフ抵抗は、ゲート76の電圧が第3の抵抗88の両端間の電圧降下に十分近いため、第2のトランジスタ74がコンデンサ46を安全なレベルまで放電させるに十分な時間の間オン状態に留まるように選択される。 第2のトランジスタ74が飽和状態を脱することができるが、コンデンサ46が十分に放電して安全な状態になるまではオフ状態に切り替わらないことが望ましい。

    コンデンサ46の端子52A、52B間の電圧が第2のトランジスタ74をオフ状態にするに十分なほど低下すると、コンデンサに残っている電荷が如何程であれ、その電荷が直列の第2及び第3の抵抗84、88を含む別個のチャネルを介して放電される。 かかる放電は図2の第3のセグメント94に示されるが、その速度は第1及び第2のセグメント90、92によって示される第1及び第2の放電速度よりも小さい。 コンデンサ46がこのように放電すると、点火管制御回路4は点火管6の意図しない付勢を回避することができるが、これは望ましい利点である。

    図2の第3のセグメント94にさらに関して、第1のトランジスタ56をオン状態に切り替えることができるゲート58の閾値電圧は第2のトランジスタ74の閾値電圧と同様に1.0乃至2.0ボルトの範囲内にあることに留意されたい。 この電圧は、点火管6の「安全な」状態レベル以下でなければならない。 例示的なケーブル抵抗48は、導体サイズ、ケーブル長及び周囲温度によるが、1.0乃至3.0Ωの範囲内にある。 ケーブル抵抗48が1.0Ωで、点火管6の「安全・無点火」電流が1.0アンペアに指定されている場合、ゲート58における第1のトランジスタ56の最大許容閾値電圧は2.0ボルトである。

    点火準備コマンド発送後におけるコンデンサ46の初期充電について留意すべきことは、充電抵抗44と第1の抵抗64によって分圧された最小入力電圧を、ツェナーダイオード68の降伏電圧とゲート58における第1のトランジスタ56の閾値電圧との和よりも必ず高くすることにより、充電サイクル時に確実に、第1のトランジスタ56がオン状態に、また、第2のトランジスタ74がオフ状態に切り替えられるようにして、コンデンサ46が確実にフル充電されるようにすることである。 また、ツェナーダイオード68の降伏電圧と、第1のトランジスタ56の閾値電圧と、第1、第2、第3の抵抗64,84,88を含むチャネルを介して放電されるコンデンサ46の時定数RCとの組み合わせによって、コンデンサ46の急速放電が開始する時点が決まる。 これは、コンデンサ46がフル充電状態に達した時点より所定の期間経過した時点より十分先の時点でなければならない。 その所定の期間の一例は5分だが、図示した例示的な実施形態では、急速放電は僅か2分半後に起こることが注目される。 ツェナーダイオード68の降伏電圧を低くすることによって、充電サイクル中に第1のトランジスタ56がオン状態に、また、第2のトランジスタ74がオフ状態に保持されやすくし、コンデンサ46のフル充電を可能にする。

    充電サイクル中のコンデンサ電圧を時間の関数として示す図3に関し、第2のトランジスタ74は充電サイクルの少なくとも一部ではオン状態にあるため、利用可能な充電電流の一部が第3の抵抗88を介して分流されることに留意されたい。 充電抵抗44と第3の抵抗88による分圧が、第1のトランジスタ56のゲート58の電圧、すなわち、端子52A、52B間の電圧からツェナーダイオード68の降伏電圧を減算した値が、第1のトランジスタ56の閾値電圧に達する時点までのコンデンサ充電曲線の漸近電圧を決定する。 第1のトランジスタ56の閾値電圧に達すると、第1のトランジスタ56はオン状態に切り替わる一方、第2のトランジスタ74はオフ状態に切り替わるので、コンデンサ46がフル充電可能となり、その結果端子52A、52B間の電圧が第1の電気エネルギー源14の電圧に等しくなる。 第1のトランジスタ56の閾値電圧は、図3中に符号96と共に破線で示されている。

    このように、有利なことに、点火準備コマンドが発送されコンデンサ46がフル充電された後、コンデンサ46の電荷が点火管6を付勢するのに十分なレベルにある時間が延長される。 従来は30秒が最低限受け入れ可能な値であると見なされていたのに対し、開示された例示的な実施形態では、150秒に亘って点火コマンドを発送することができる。 この期間内であれば、点火コマンドを発送し、また、発送を手動で容易に行うことができる。

    さらに有利なことには、コンデンサ46は第2の所定期間内に十分に放電して「安全な」状態になるが、従来この期間は最低でも5分とされていた。 然るに、本明細書に示した例示的な実施形態では、放電は図3の第1、第2のセグメント90、92に沿って、180秒、つまり3分以内に起こる。

    従来型の非固体コンポーネントによって生じる放電の速度の典型例が、図2に破線で示されている。 したがって、改良型点火管制御回路4により提供される放電曲線は、点火管を付勢できる十分な期間コンデンサ46の電荷を維持する点で望ましいものであり、さらに点火コマンドが発送されない場合には速やかにコンデンサ46を放電させる。 このように点火管制御回路4は信頼性が高くしかも安全な動作を提供するという利点がある。

    本発明は、その思想又は本質的な特徴から逸脱することなく他の特定の形態で具現化することができる。 記載した実施態様は、全ての点において限定的でなく例示的なものとしてのみ見なされるものとする。 したがって、開示の範囲は、以上の記載ではなく添付の特許請求の範囲によって示される。 特許請求の範囲の均等物の意味及び範囲の内にある全ての変更は、それらの範囲内に包含されるものとする。

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