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1、霍尔式电子点火系统第1页，本讲稿共14页第2页，本讲稿共14页一、霍尔信号发生器的工作原理和基本结构 1霍尔效应 霍尔效应的原理如图霍尔效应的原理如图431所示，当电流所示，当电流I通过放在通过放在磁场中的半导体基片磁场中的半导体基片(称霍尔元件称霍尔元件)A电流方向和磁电流方向和磁场方向垂直时，在垂直于电流和磁通的半导体基片场方向垂直时，在垂直于电流和磁通的半导体基片的横向侧面上即产生一个电压，这个电压称为霍尔的横向侧面上即产生一个电压，这个电压称为霍尔电压电压UH。霍尔电压。霍尔电压Uh的高低与通过的电流的高低与通过的电流I和磁感和磁感应强度应强度B成正比。成正比。第3页，本讲稿共14页第
2、4页，本讲稿共14页可知，通过的电流可知，通过的电流I为一定值时，霍尔电压为一定值时，霍尔电压Uh则与磁感则与磁感应强度应强度B成正比，即霍尔电压随磁感应强度的大小而变成正比，即霍尔电压随磁感应强度的大小而变化，与磁通的变化速率无关。化，与磁通的变化速率无关。2霍尔信号发生器的基本结构霍尔信号发生器的基本结构 霍尔信号发生器是根据霍尔效应原理制成的，它装霍尔信号发生器是根据霍尔效应原理制成的，它装在分电器内。霍尔信号发生器的示意图和基本结构如在分电器内。霍尔信号发生器的示意图和基本结构如图图432所示，它由触发叶轮所示，它由触发叶轮1和霍尔传感器和霍尔传感器4组成。组成。触发叶轮像传统分电器的
3、凸轮一样，套装在分电器轴触发叶轮像传统分电器的凸轮一样，套装在分电器轴的上部，它可以随分电器轴一起转动，又能相对分电的上部，它可以随分电器轴一起转动，又能相对分电器轴作少量转动，以保证离心调节装置正常工作。触器轴作少量转动，以保证离心调节装置正常工作。触发叶轮的叶片数与气缸数相等，其上部套装分火头，发叶轮的叶片数与气缸数相等，其上部套装分火头，与触发叶轮一起转动。与触发叶轮一起转动。第5页，本讲稿共14页第6页，本讲稿共14页霍尔传感器霍尔传感器4由带导板由带导板(导磁导磁)的永久磁铁的永久磁铁3和霍尔集和霍尔集成块成块2组成，触发叶轮组成，触发叶轮1的叶片在霍尔集成块的叶片在霍尔集成块2和永
4、久和永久磁铁磁铁3之间转动。霍尔集成块之间转动。霍尔集成块2包括霍尔元件和集成包括霍尔元件和集成电路，由于霍尔信号发生器工作时，霍尔元件产生电路，由于霍尔信号发生器工作时，霍尔元件产生的霍尔电压的霍尔电压UH是约是约20mV，信号很微弱，还需进行，信号很微弱，还需进行信号处理，这一任务由集成电路完成。霍尔元件产信号处理，这一任务由集成电路完成。霍尔元件产生霍尔电压信号生霍尔电压信号(UH)，还要经过放大、脉冲整形，还要经过放大、脉冲整形，最后以整齐的矩形脉冲波最后以整齐的矩形脉冲波(方波方波)输出，输出可达几输出，输出可达几百百mV。霍尔信号集成块的原理框图如图。霍尔信号集成块的原理框图如图4
5、33所示。所示。第7页，本讲稿共14页第8页，本讲稿共14页第9页，本讲稿共14页霍尔信号发生器是一个有源器件，它需要提供电源才能工作，霍尔信号集成块的电源由点火器提供。霍尔集成电路输出级的集电极为开路输出形式，其集电极的负载电阻设置在点火器内。霍尔信号发生器有三根引出线且与点火器件相连接，其中一根是电源输入线，一根是霍尔信号输出线，一根是接地线。3霍尔信号发生器的工作原理霍尔信号发生器的工作原理 如图如图434所示，触发叶轮转动时，每当叶片进入永所示，触发叶轮转动时，每当叶片进入永久磁铁与霍尔集成块之间的空气隙时，霍尔集成块中久磁铁与霍尔集成块之间的空气隙时，霍尔集成块中的磁场即被触发叶轮的
6、叶片所旁路的磁场即被触发叶轮的叶片所旁路(或称隔磁或称隔磁)，如图，如图434a所示，这时霍尔元件不产生霍尔电压，集成所示，这时霍尔元件不产生霍尔电压，集成电路输出级的晶体管处于截止状态，信号发生器输出电路输出级的晶体管处于截止状态，信号发生器输出高电位。高电位。第10页，本讲稿共14页第11页，本讲稿共14页当触发叶轮的叶片离开空气隙时，永久磁铁的磁通当触发叶轮的叶片离开空气隙时，永久磁铁的磁通便通过霍尔集成块和导板构成回路，如图便通过霍尔集成块和导板构成回路，如图434b所示，所示，这时霍尔元件产生霍尔电压，集成电路输出级的晶体这时霍尔元件产生霍尔电压，集成电路输出级的晶体管处于导通状态，
7、信号发生器输出低电位。管处于导通状态，信号发生器输出低电位。由上可知，叶片进入空气隙时信号发生器输出高电由上可知，叶片进入空气隙时信号发生器输出高电位，叶片离开空气隙时，信号发生器输出低电位。位，叶片离开空气隙时，信号发生器输出低电位。分电器不停地转动，上述方波便不断产生。霍尔信分电器不停地转动，上述方波便不断产生。霍尔信号发生器完成功能时的波形如图号发生器完成功能时的波形如图435所示，信号发所示，信号发生器输出方波中，高低电位的时间比由触发叶轮叶生器输出方波中，高低电位的时间比由触发叶轮叶片的分配角片的分配角(叶片宽度叶片宽度)决定。桑塔纳轿车用分电器决定。桑塔纳轿车用分电器高低电位的时间
8、比为高低电位的时间比为7：3。点火器就是靠信号发生。点火器就是靠信号发生器输入这样的方波信号进行触发并控制点火系工作器输入这样的方波信号进行触发并控制点火系工作的。的。第12页，本讲稿共14页4霍尔信号发生器的优点 1)工作可靠性高，霍尔信号发生器无磨损部件，不受灰尘、油污的影响，无调整部件，小型坚固，寿命长。2)发动机起动性能好，霍尔信号发生器的输出电压信号与叶轮叶片的位置有关，但与叶轮叶片的运动速度无关，也就是说它与磁通变化的速率无关，它与磁感应信号发生器不同，它不受发动机转速的影响，明显地增强了发动机的起动性能，有利于低温或其他恶劣条件下起动。霍尔信号发生器目前已经得到广泛的应用。第13
9、页，本讲稿共14页三、霍尔式电子点火系统的工作原理 1基本功能 接通点火开关，发动机转动时，分电器中霍尔信号发生器触发叶轮的叶片，周期地通过传感器的空气间隙。当叶片进入空气间隙时霍尔信号发生器输出信号Ue为高电位，该信号通过点火器插座6和3进入点火器（如图4-38）。此时，点火器通过内部电路，适时地驱动点火器末级VT大功率管导通，接通初级电路。其电路是：蓄电池正极-点火开关-点火线圈初级绕组-点火器（大功率VT、反馈电阻）-搭铁-蓄电池负极。当触发叶轮的叶片离开空气隙时，霍尔信号发生器输出的信号下跳为低电位；当该信号通过点火器插座6和3进入点火器时，点火器末级大功率管VT立即截止，切断点火线圈初级电路，次级绕组产生高电压。第14页，本讲稿共14页