汽车点火系统中对智能汽车点火系统中对智能IGBT技术的需求探讨技术的需求探讨
摘要：若从安装在汽车分电器中的机械触点技术算起，点火系统经已走过一段很长的发展历程。的点火IGBT、
混合信号IC及封装技术，使“线圈上开关”技术所允许的种种系统优势得以实现。因此，本文分析了汽车点火系
统，探讨了汽车点火系统中对智能IGBT技术的需求。 1 汽车点火系统 要产生火花，所需的器件包括
电源、电池、变压器（即点火线圈），以及用于控制变压器初级电流的开关。电子学教科书告诉我们V=Ldi/dt.
因此，如果线圈初级绕组中的电流发生瞬间变化（即di/dt值很大），初级绕组上将产生高压。如果该点火线圈的
匝比为N,就能按该绕线匝数比放大原边电压。结果是次级上将产生10kV到20kV的
摘要：若从安装在汽车分电器中的机械 摘要：若从安装在汽车分电器中的机械触点触点技术算起，点火系统经已走过一段很长的发展历程。的点火技术算起，点火系统经已走过一段很长的发展历程。的点火IGBT、混合信号、混合信号
IC及封装技术，使及封装技术，使“线圈线圈上开关上开关”技术所允许的种种系统优势得以实现。因此，本文分析了汽车点火系统，探讨了汽车点火系统技术所允许的种种系统优势得以实现。因此，本文分析了汽车点火系统，探讨了汽车点火系统
中对智能中对智能IGBT技术的需求。技术的需求。
1 汽车点火系统
要产生火花，所需的器件包括电源、电池、变压器（即点火线圈），以及用于控制变压器初级电流的开关。电子学教科书
告诉我们V=Ldi/dt.因此，如果线圈初级绕组中的电流发生瞬间变化（即di/dt值很大），初级绕组上将产生高压。如果该点火线
圈的匝比为N,就能按该绕线匝数比放大原边电压。结果是次级上将产生10kV到20kV的电压，横跨火花塞间隙。一旦该电压超
过间隙周围空气的介电常数，将击穿间隙而形成火花。该火花会点燃燃油与空气的混合物，从而产生引擎工作所需的能量（如
图1）。
图1:汽车点火系统
除柴油机外，所有的内燃机中都有一个基本电路（汽车点火系统）。用于点火线圈充电的开关元件已经历了很大演变：从
单个机械开关、分电器中的多个断电器触点，到安装在分电器中或单独电子控制模块中的高压达林顿双极晶体管，再到直接安
装在火花塞上点火线圈中的绝缘栅双极性晶体管（IGBT），是直接安装在火花塞上点火线圈中的智能IGBT.
2 智能IGBT
很多年前，IGBT就已成为点火应用中的开关。图2所示为IGBT的剖面图。较之于其它技术，IGBT有如下一些重要优点：
1）大电流下的饱和压降低；
2）易于构建出能处理高压线圈（400~600V）的电路；
3）简化的MOS驱动能力；
4）在线圈异常工作时能承受高能耗（SCIS额定范围内）。
图2:IGBT剖面图
图2所示的点火IGBT示意图包括了几个额外的重要元素。集电极到栅极的雪崩二极管堆建立起“导通”电压，当集电极被来
自线圈的反激或尖峰脉冲强迫提升到该电压时，IGBT将导通，此时IGBT会消耗其处于活动区时在线圈中积蓄的剩余能量（而
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