如图为燃气点火器电路。该燃气点火器是利用高压放电产生火花使气体燃烧。按下开关K,晶体三极管BG构成的振荡器振荡。振荡电流经B1耦合到次级经D1整...
电脉冲点火器设计分析 - 电脉冲点火器电路图及电脉冲点火器设计分析
电脉冲点火器设计分析
全自动燃气热水器的电脉冲点火器除产生高压电脉冲火花外,一般还有火焰(离子)感应、电磁阀控制、电压指示等多重功能,是热水器的中心控制器件。它的主要技术难点是在低成本、低电压且电压变化范围宽的情况下,能产生较理想的电火花和离子感应。点火器的基本工作过程是:打开热水器水阀,水压通过联杆推动开关开通,高压点火开始工作,同时(或然后)吸合电磁阀开通气路,点燃燃气,通过火焰的感应(检测),维持电磁阀吸合,点火器停止点火,热水器正常工作。若遇意外熄火,感应端检测不到火焰,则通过电路控制,电磁阀自动脱落,关断气源。
点火器的技术指标如下:点火频率8±3次;点火距离》5mm;点火电流《120mA;吸阀电流》450mA;吸阀时间1s;点火延迟时间8±2s;感应电阻》30M8;欠压电压213±011V。其他指标,如工作温度等根据具体使用条件确定,上述1、2、3条主要是对高压点火而言。点火频率一般可以较宽,5~25次都可以,过低会产生爆燃现象,过高则由于平均每次能量太低而不易点燃。点火距离必须保证,否则可能产生严重爆燃或不能点燃。
点火电流的主要矛盾是点火力度与器件承受瞬间大功率冲击的能力,电流大力度好,但过大的点火电流会影响器件的寿命及整机耗电。
为保证足够的吸阀力度,吸阀电流应尽可能大,但点火器工作电压确定后,其点火电流主要受电磁阀限制而不是点火器。吸阀时间1秒钟或稍长可保证电磁阀可靠吸合。点火延迟时间主要
是点不着火时,点火器自动关断电磁阀,时间要求不很严格。感应电阻是针对火焰电阻而定的。燃气热水器的气源主要有液化气、人工煤气和天然气等,正常燃烧时,其火焰电阻都在2~2M8范围,低气压(临界状态)约十几M8,考虑气侯等因素,感应电阻应定为30M8。欠压电压指示点火时工作电压的下限,具体数值与电磁阀吸阀电流有关。吸阀电流大,则该值应定得高,以保证吸阀时电池电压不致过低而影响点火器正常工作。以上从使用角度分析了点火器的设计要求,下面结合笔者的部分设计,给出具体电路图,简述实现方法。
点火电路由BG10、D12、B2、B3、T1及周围电路构成。
B2和BG10构成振荡电路,产生几百伏电压,通过D13对C9充电,另一路对C8充电。C8电压达到一定值时,D12触
发T1导通,C9瞬间放电,经B3产生高压脉冲输出。
吸阀电路由BG1、BG2、BG7、IC1和周围元件组成。这里以8升以下热水器的电磁阀控制电路为例,它有P3、P4两路控制电路,通电开始,BG1截止,IC1输出高电平,BG2截止,P3无电压输出。015~1s后,C1充电结束,BG1饱和导通,IC1输出低电平,BG2饱和导通输出高电平,P3输出强吸合电流,持续1s后断开。此时,电磁阀从关闲状态变为打开状态,电磁阀的另一路P4维持电流使之吸合。维持电流由点火延时电路和感应电路二路控制,即点火时或感应到火焰时该路电流应保持,意外熄火或点火失败,电磁阀的维持电流将断开,电磁阀脱落关闭。
工作电压欠压指示电路由IC2、BG3、BG4、D4及周围电路组成。正常工作时,IC2输出高电平,BG3、BG4截止。点火时,电压通过R12加到双色发光管D4的绿色管上使其发光。欠压时,IC2输出低电平,BG3、BG4饱和导通,电压通过R10加到D4的红色管上使其发光,同时BG4把D4的绿色管截止。
感应电路是一个较有特色的电路。过去的感应电路都是直流感应电路,要使得电路对几十个M8电阻敏感较为困难,同时还要保证点火端对感应端放电而不导致感应端损坏则更困难。即使电路能保证,实际使用中仍存在一些问题,如感应针支架受潮可能产生虚假感应,使点火器不能正常点火,严重时会使电磁阀误动作,引起漏气。现在点火器一般采用交流感应。BG5、BG6、BG9、B1及周围电路构成交流感应电路。
BG5、B1构成振荡电路。若P1接一个电阻和二极管(正端接地)至地,则BG8的栅极上会有一个负电压,使BG6截止,BG9导通,此时相当于点火器感应火焰。由于实测火焰时其电阻具有二极管的单向特性,因此这一过程更接近火焰燃烧时离子的运动过程。假如二极管反接或不接二极管,则BG9的栅极为高电平或零电平。此时,BG9导通,BG6截止,相当于点火器不感应火焰。正常工作时,该电路的感应灵敏度可达70~150M8,完全能满足点火器对灵敏度的要求。同时,由于它对直流不感应,对支架受潮等问题具有相当的稳定性,因此是一种理想的感应电路。
R14、D5、C4、IC3和BG8等构成点火延时控制电路,保证点火6~10s失败自动关断电磁阀。10升及10升以上的淋浴器点火器,由于其电磁阀无需大电流吸合,电路一般更简单。
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