脈沖點(diǎn)火器簡(jiǎn)介
所謂脈沖點(diǎn)火器,簡(jiǎn)稱脈沖器,就是利用脈沖原理產(chǎn)生連續(xù)性瞬間電火花,從而點(diǎn)燃燃?xì)饩呋鹧娴?a target="_blank">電子產(chǎn)品。早期的脈沖器多以干電池作電源,但近年來(lái)的大部分產(chǎn)品已改用交流電作為電源。隨著工業(yè)技術(shù)的提高,脈沖器的生產(chǎn)成本已經(jīng)面試降低,目前已普遍應(yīng)用到了中高端燃?xì)饩弋a(chǎn)品上,極大地方便了顧客的使用,提高了產(chǎn)品自動(dòng)化水平。相比于早期的壓電式點(diǎn)火裝置,脈沖點(diǎn)火穩(wěn)定性高,操作簡(jiǎn)單。
脈沖點(diǎn)火器特點(diǎn)
脈沖點(diǎn)火器,是利用高壓放電的電火花來(lái)點(diǎn)燃爐具的可燃?xì)怏w的裝置。它主要具有以下幾種特點(diǎn):
1.點(diǎn)火頻率穩(wěn)定,電弧長(zhǎng),性能可靠。
2.脈沖放電,總放電時(shí)間一般在6-15S。
3.功率強(qiáng)大,可直接點(diǎn)燃液體燃料如霧化重油等。
4.點(diǎn)火桿、高壓橡膠線、點(diǎn)火器等連接方便,安全可靠。
5.點(diǎn)火頭,點(diǎn)火時(shí)間,點(diǎn)火功率可按照客戶的要求制造。
電子點(diǎn)火器電路圖及工作原理
下圖所示電路為該電子點(diǎn)火器電路原理圖,該電路由單節(jié)AA或AAA電池供電,現(xiàn)將其工作原理說(shuō)明如下。
電路中C1、R1、VT、L1、L2為利用變壓器耦合形成正反饋的自勵(lì)振蕩電路。
電源接通時(shí),通過(guò)R1給VT提供一個(gè)基極電流,因此VT的集電極電流開(kāi)始增加,通過(guò)L1、L2的耦合作用,在L1產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),此電動(dòng)勢(shì)與電源電壓疊加,使基極電流進(jìn)一步增加,集電極電流也更趨增加,形成強(qiáng)烈的正反饋,結(jié)果使VT很快進(jìn)入飽和狀態(tài),這時(shí)VT的集電極電流不再增加,因而L1中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將減小,VT的基極電流也開(kāi)始減小,VT開(kāi)始退出飽和區(qū)。
集電極電流開(kāi)始下降,在L1中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)極性變化,使基極電流進(jìn)一步減小,如此又形成一個(gè)正反饋過(guò)程,結(jié)果使VT很快進(jìn)人截止?fàn)顟B(tài)。在L1中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)極性改變的同時(shí),VD1開(kāi)始導(dǎo)通,L2的能量傳遞給L3,待L2中磁能消耗完畢,VT的基極電位又下降,使VT再次導(dǎo)通,進(jìn)人一個(gè)新的振蕩周期。
二極管VD1和C3、L4組成高壓整流儲(chǔ)能電路。根據(jù)T1各繞組的接法,L2處于電流增加階段時(shí),L3中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向使VD1不能導(dǎo)通,只有當(dāng)L2中電流從最大值開(kāi)始減小時(shí),L3的感應(yīng)電勢(shì)使VD1導(dǎo)通,并通過(guò)L4向C3充電,同時(shí)還通過(guò)R2向C2充電。在C2的電壓還沒(méi)有充到觸發(fā)管VD2的導(dǎo)通電壓(約30V左右)以前,C3沒(méi)有放電回路,電壓越來(lái)越高。R2、C2、VD2、SCR、C3、L4、L5組成充放電回路及打火回路。
當(dāng)C2的電壓充到觸發(fā)二極管VD2的導(dǎo)通電壓時(shí),VD2被擊穿,電容C2通過(guò)VD2向晶閘管的觸發(fā)極放電,使晶閘管SCR導(dǎo)通,把C3儲(chǔ)存的能量迅速放掉,在L5感應(yīng)出萬(wàn)伏以上的脈沖電壓,擊穿放電電極的間隙,產(chǎn)生放電火花。
電脈沖點(diǎn)火器設(shè)計(jì)分析
全自動(dòng)燃?xì)鉄崴鞯碾娒}沖點(diǎn)火器除產(chǎn)生高壓電脈沖火花外,一般還有火焰(離子)感應(yīng)、電磁閥控制、電壓指示等多重功能,是熱水器的中心控制器件。它的主要技術(shù)難點(diǎn)是在低成本、低電壓且電壓變化范圍寬的情況下,能產(chǎn)生較理想的電火花和離子感應(yīng)。點(diǎn)火器的基本工作過(guò)程是:打開(kāi)熱水器水閥,水壓通過(guò)聯(lián)桿推動(dòng)開(kāi)關(guān)開(kāi)通,高壓點(diǎn)火開(kāi)始工作,同時(shí)(或然后)吸合電磁閥開(kāi)通氣路,點(diǎn)燃燃?xì)?,通過(guò)火焰的感應(yīng)(檢測(cè)),維持電磁閥吸合,點(diǎn)火器停止點(diǎn)火,熱水器正常工作。若遇意外熄火,感應(yīng)端檢測(cè)不到火焰,則通過(guò)電路控制,電磁閥自動(dòng)脫落,關(guān)斷氣源。
點(diǎn)火器的技術(shù)指標(biāo)如下:點(diǎn)火頻率8±3次;點(diǎn)火距離》5mm;點(diǎn)火電流《120mA;吸閥電流》450mA;吸閥時(shí)間1s;點(diǎn)火延遲時(shí)間8±2s;感應(yīng)電阻》30M8;欠壓電壓213±011V。其他指標(biāo),如工作溫度等根據(jù)具體使用條件確定,上述1、2、3條主要是對(duì)高壓點(diǎn)火而言。點(diǎn)火頻率一般可以較寬,5~25次都可以,過(guò)低會(huì)產(chǎn)生爆燃現(xiàn)象,過(guò)高則由于平均每次能量太低而不易點(diǎn)燃。點(diǎn)火距離必須保證,否則可能產(chǎn)生嚴(yán)重爆燃或不能點(diǎn)燃。
點(diǎn)火電流的主要矛盾是點(diǎn)火力度與器件承受瞬間大功率沖擊的能力,電流大力度好,但過(guò)大的點(diǎn)火電流會(huì)影響器件的壽命及整機(jī)耗電。
為保證足夠的吸閥力度,吸閥電流應(yīng)盡可能大,但點(diǎn)火器工作電壓確定后,其點(diǎn)火電流主要受電磁閥限制而不是點(diǎn)火器。吸閥時(shí)間1秒鐘或稍長(zhǎng)可保證電磁閥可靠吸合。點(diǎn)火延遲時(shí)間主要
是點(diǎn)不著火時(shí),點(diǎn)火器自動(dòng)關(guān)斷電磁閥,時(shí)間要求不很嚴(yán)格。感應(yīng)電阻是針對(duì)火焰電阻而定的。燃?xì)鉄崴?/u>的氣源主要有液化氣、人工煤氣和天然氣等,正常燃燒時(shí),其火焰電阻都在2~2M8范圍,低氣壓(臨界狀態(tài))約十幾M8,考慮氣侯等因素,感應(yīng)電阻應(yīng)定為30M8。欠壓電壓指示點(diǎn)火時(shí)工作電壓的下限,具體數(shù)值與電磁閥吸閥電流有關(guān)。吸閥電流大,則該值應(yīng)定得高,以保證吸閥時(shí)電池電壓不致過(guò)低而影響點(diǎn)火器正常工作。以上從使用角度分析了點(diǎn)火器的設(shè)計(jì)要求,下面結(jié)合筆者的部分設(shè)計(jì),給出具體電路圖,簡(jiǎn)述實(shí)現(xiàn)方法。
點(diǎn)火電路由BG10、D12、B2、B3、T1及周圍電路構(gòu)成。
B2和BG10構(gòu)成振蕩電路,產(chǎn)生幾百伏電壓,通過(guò)D13對(duì)C9充電,另一路對(duì)C8充電。C8電壓達(dá)到一定值時(shí),D12觸
發(fā)T1導(dǎo)通,C9瞬間放電,經(jīng)B3產(chǎn)生高壓脈沖輸出。
吸閥電路由BG1、BG2、BG7、IC1和周圍元件組成。這里以8升以下熱水器的電磁閥控制電路為例,它有P3、P4兩路控制電路,通電開(kāi)始,BG1截止,IC1輸出高電平,BG2截止,P3無(wú)電壓輸出。015~1s后,C1充電結(jié)束,BG1飽和導(dǎo)通,IC1輸出低電平,BG2飽和導(dǎo)通輸出高電平,P3輸出強(qiáng)吸合電流,持續(xù)1s后斷開(kāi)。此時(shí),電磁閥從關(guān)閑狀態(tài)變?yōu)榇蜷_(kāi)狀態(tài),電磁閥的另一路P4維持電流使之吸合。維持電流由點(diǎn)火延時(shí)電路和感應(yīng)電路二路控制,即點(diǎn)火時(shí)或感應(yīng)到火焰時(shí)該路電流應(yīng)保持,意外熄火或點(diǎn)火失敗,電磁閥的維持電流將斷開(kāi),電磁閥脫落關(guān)閉。
工作電壓欠壓指示電路由IC2、BG3、BG4、D4及周圍電路組成。正常工作時(shí),IC2輸出高電平,BG3、BG4截止。點(diǎn)火時(shí),電壓通過(guò)R12加到雙色發(fā)光管D4的綠色管上使其發(fā)光。欠壓時(shí),IC2輸出低電平,BG3、BG4飽和導(dǎo)通,電壓通過(guò)R10加到D4的紅色管上使其發(fā)光,同時(shí)BG4把D4的綠色管截止。
感應(yīng)電路是一個(gè)較有特色的電路。過(guò)去的感應(yīng)電路都是直流感應(yīng)電路,要使得電路對(duì)幾十個(gè)M8電阻敏感較為困難,同時(shí)還要保證點(diǎn)火端對(duì)感應(yīng)端放電而不導(dǎo)致感應(yīng)端損壞則更困難。即使電路能保證,實(shí)際使用中仍存在一些問(wèn)題,如感應(yīng)針支架受潮可能產(chǎn)生虛假感應(yīng),使點(diǎn)火器不能正常點(diǎn)火,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使電磁閥誤動(dòng)作,引起漏氣?,F(xiàn)在點(diǎn)火器一般采用交流感應(yīng)。BG5、BG6、BG9、B1及周圍電路構(gòu)成交流感應(yīng)電路。
BG5、B1構(gòu)成振蕩電路。若P1接一個(gè)電阻和二極管(正端接地)至地,則BG8的柵極上會(huì)有一個(gè)負(fù)電壓,使BG6截止,BG9導(dǎo)通,此時(shí)相當(dāng)于點(diǎn)火器感應(yīng)火焰。由于實(shí)測(cè)火焰時(shí)其電阻具有二極管的單向特性,因此這一過(guò)程更接近火焰燃燒時(shí)離子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。假如二極管反接或不接二極管,則BG9的柵極為高電平或零電平。此時(shí),BG9導(dǎo)通,BG6截止,相當(dāng)于點(diǎn)火器不感應(yīng)火焰。正常工作時(shí),該電路的感應(yīng)靈敏度可達(dá)70~150M8,完全能滿足點(diǎn)火器對(duì)靈敏度的要求。同時(shí),由于它對(duì)直流不感應(yīng),對(duì)支架受潮等問(wèn)題具有相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性,因此是一種理想的感應(yīng)電路。
R14、D5、C4、IC3和BG8等構(gòu)成點(diǎn)火延時(shí)控制電路,保證點(diǎn)火6~10s失敗自動(dòng)關(guān)斷電磁閥。10升及10升以上的淋浴器點(diǎn)火器,由于其電磁閥無(wú)需大電流吸合,電路一般更簡(jiǎn)單。
評(píng)論