一种脉冲点火器电路论文和设计-刘玉婷

全文摘要

本实用新型公开了一种脉冲点火器电路，包括第一变压器、MCU、与MCU连接的储能升压电路、与MCU连接的用于检测储能升压电路电压的电压检测电路、与储能升压电路连接的基于储能升压电路控制点火操作的点火电路，所述第一变压器初级的一端连接第一供电电源，初级的另一端连接储能升压电路参与储能升压，所述第一变压器次级的一端接地，次级的另一端连接检测电路，通过次级产生的感应电压进行电压检测，通过检测结果调节储能升压电路的电压，采用变压器初级线圈连接储能升压电路参与储能升压，通过次级线圈产生的感应电压进行电压检测，通过检测结果调节储能升压电路的电压，电压检测及时，解决放电瞬间电压检测口处的震荡纹波，精确度高，检测安全有效。

主设计要求

1.一种脉冲点火器电路，其特征在于：包括第一变压器、MCU、与MCU连接的储能升压电路、与MCU连接的用于检测储能升压电路电压的电压检测电路、与储能升压电路连接的基于储能升压电路控制点火操作的点火电路，所述第一变压器初级的一端连接第一供电电源，初级的另一端连接储能升压电路参与储能升压，所述第一变压器次级的一端接地，次级的另一端连接检测电路，通过次级产生的感应电压进行电压检测，通过检测结果调节储能升压电路的电压。

设计方案

2.根据权利要求1所述的脉冲点火器电路，其特征在于：所述第一变压器的初级线圈匝数大于次级线圈匝数。

3.根据权利要求1或2所述的脉冲点火器电路，其特征在于：所述电压检测电路包括第一变压器次级线圈、第二二极管、第二电容，所述第一变压器次级线圈一端连接第二二极管的阳极，第二二极管的阴极一支路接入MCU，另一支路经第二电容接地。

4.根据权利要求3所述的脉冲点火器电路，其特征在于：所述第二二极管为稳压二极管。

5.根据权利要求3所述的脉冲点火器电路，其特征在于：所述第二电容为电解电容。

6.根据权利要求1或2所述的脉冲点火器电路，其特征在于：所述储能升压电路包括第一电阻、第二电阻、第一变压器初级线圈、第一三极管、第一二极管，MCU经第一电阻与第一三极管的基极连接，第一三极管的基极经第二电阻接地，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极一支路经第一变压器初级线圈接入第一供电电源，另一支路经第一二极管形成直流电压输出端。

7.根据权利要求1所述的脉冲点火器电路，其特征在于：所述MCU包括PWM输出端口，根据电压检测电路的检测结果通过控制PWM输出端口输出的PWM波的占空比或频率调节储能升压电路的电压。

8.根据权利要求1所述的脉冲点火器电路，其特征在于：所述点火电路包括第一电容、触发二极管、第二变压器，所述储能升压电路的输出端经第一电容接地，所述第一电容的非接地端经触发二极管与第二变压器初级的一端连接，第二变压器初级的另一端接地，当第一电容两端的电压超过触发二极管的触发电压时触发，通过第二变压器次级的两端产生高压脉冲，输入点火电路进行点火操作。

9.根据权利要求1所述的脉冲点火器电路，其特征在于：所述点火电路还包括检火电路，对火焰进行检测，所述检火电路包括火焰检测脉冲输出电路和火焰离子电流检测电路。

10.根据权利要求9所述的脉冲点火器电路，其特征在于：所述火焰检测脉冲输出电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第二三极管、第三电容，所述MCU经第三电阻与第二三极管的基极连接，第二三极管的基极经第四电阻接地，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极一支路经第五电阻与储能升压电路的输出端连接，另一支路经第三电容形成脉冲输出端。

11.根据权利要求10所述的脉冲点火器电路，其特征在于：所述火焰离子电流检测电路包括第二供电电源、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第三电容、第四电容、第三二极管、火焰检测针，所述火焰检测脉冲输出电路的输出端经第六电阻与火焰检测针连接，第二供电电源经第八电阻第一支路经再第十电阻与MCU连接，第二支路经第九电阻与第四电容的并联电路接地，第三支路经第七电阻再经第三二极管与火焰检测脉冲输出电路的输出端连接。

12.根据权利要求9-11任意一项所述的脉冲点火器电路，其特征在于：所述MCU包括PWM输出端口，通过控制PWM输出端口输出的PWM波的占空比或频率调节火焰检测脉冲输出电路的电压以提供脉冲信号。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及集成电路设计领域，尤其涉及一种脉冲点火器电路。

背景技术

传统的点火器电路是通过控制直流电源对LC振荡升压器产生一个中压脉冲电源，即通过电感L中储存的电能给电容C充电，充到一定的电压后靠触发二极管放电，然后供给点火器点火，需要增加LC振荡升压器成本，且采用LC振荡器产生的中压脉冲电源受电感变压器的磁芯、气隙、耦合电容变化及生产工艺的影响，使得该脉冲电源的电压幅值、频率、脉宽的差异性较大，可靠性较差，因此需要检测电压，电压检测是在电容C两端并联两个电阻，然后检测其中一个电阻对地的电压，将该电压值作为一个反馈，进一步直流电源的频率。然而，电压检测口处的电压并不是一个稳定的值，是一个持续上升的值，及时性较差，同时由于电压检测口处的电压在触发二极管开通的瞬间处于对地短路，会产生一定的震荡纹波，检测误差也较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中使用LC振荡升压器可靠性差，电压检测及时性较差、误差较大的技术问题，并基于此，提出一种脉冲点火器电路。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种脉冲点火器电路，包括第一变压器、MCU、与MCU连接的储能升压电路、与MCU连接的用于检测储能升压电路电压的电压检测电路、与储能升压电路连接的基于储能升压电路控制点火操作的点火电路，所述第一变压器初级的一端连接第一供电电源，初级的另一端连接储能升压电路参与储能升压，所述第一变压器次级的一端接地，次级的另一端连接检测电路，通过次级产生的感应电压进行电压检测，通过检测结果调节储能升压电路的电压。

进一步的，所述第一变压器的初级线圈匝数大于次级线圈匝数。

进一步的，所述电压检测电路包括第一变压器次级线圈、第二二极管、第二电容，所述第一变压器次级线圈一端连接第二二极管的阳极，第二二极管的阴极一支路接入MCU，另一支路经第二电容接地。

进一步的，所述第二二极管为稳压二极管。

进一步的，所述第二电容为电解电容。

进一步的，所述储能升压电路包括第一电阻、第二电阻、第一变压器初级线圈、第一三极管、第一二极管，MCU经第一电阻与第一三极管的基极连接，第一三极管的基极经第二电阻接地，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极一支路经第一变压器初级线圈接入第一供电电源，另一支路经第一二极管形成直流电压输出端。

进一步的，所述MCU包括PWM输出端口，根据电压检测电路的检测结果通过控制PWM输出端口输出的PWM波的占空比或频率调节储能升压电路的电压。

进一步的，所述点火电路包括第一电容、触发二极管、第二变压器，所述储能升压电路的输出端经第一电容接地，所述第一电容的非接地端经触发二极管与第二变压器初级的一端连接，第二变压器初级的另一端接地，当第一电容两端的电压超过触发二极管的触发电压时触发，通过第二变压器次级的两端产生高压脉冲，输入点火电路进行点火操作。

进一步的，所述点火电路还包括检火电路，对火焰进行检测，所述检火电路包括火焰检测脉冲输出电路和火焰离子电流检测电路。

进一步的，所述火焰检测脉冲输出电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第二三极管、第三电容，所述MCU经第三电阻与第二三极管的基极连接，第二三极管的基极经第四电阻接地，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极一支路经第五电阻与储能升压电路的输出端连接，另一支路经第三电容形成脉冲输出端。

进一步的，所述火焰离子电流检测电路包括第二供电电源、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第三电容、第四电容、第三二极管、火焰检测针，所述火焰检测脉冲输出电路的输出端经第六电阻与火焰检测针连接，第二供电电源经第八电阻第一支路经再第十电阻与MCU连接，第二支路经第九电阻与第四电容的并联电路接地，第三支路经第七电阻再经第三二极管与火焰检测脉冲输出电路的输出端连接。

进一步的，所述MCU包括PWM输出端口，通过控制PWM输出端口输出的PWM波的占空比或频率调节火焰检测脉冲输出电路的电压以提供脉冲信号。

由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型提供的一种脉冲点火器电路，采用变压器初级线圈连接储能升压电路参与储能升压，通过次级线圈产生的感应电压进行电压检测，通过检测结果调节储能升压电路的电压，电压检测及时，解决放电瞬间电压检测口处的震荡纹波，精确度高，检测安全有效。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例一脉冲点火器电路逻辑框图；

图2为本实用新型具体实施例一脉冲点火器电路图；

图3为本实用新型具体实施例二脉冲点火器电路图。

具体实施方式

以下将结合本发明实施例中的附图对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

具体实施例一：

如图1所示，一种脉冲点火器电路，包括第一变压器BYQ、MCU、与MCU连接的储能升压电路100、与MCU连接的用于检测储能升压电路100电压的电压检测电路200、与储能升压电路100连接的基于储能升压电路100控制点火操作的点火电路300，所述第一变压器BYQ初级的一端连接第一供电电源VCC，初级的另一端连接储能升压电路100参与储能升压，所述第一变压器BYQ次级的一端接地，次级的另一端连接检测电路，通过次级产生的感应电压进行电压检测，通过检测结果调节储能升压电路100的电压，

如图2给出了具体电路图，MCU可采用市面上有售的各种型号的中央处理单元，也可以根据需要定制，在本实施例中采用东芝63AUG芯片，该MCU包括PWM输出端口，根据电压检测电路200的检测结果通过控制PWM输出端口输出的PWM波的占空比或频率调节储能升压电路100的电压；

所述第一变压器BYQ的初级线圈匝数大于次级线圈匝数，因此第一变压器BYQ的初级产生的电压大于次级感应的电压，将次级感应的电压进行检测时，由于电压较小，输入MCU进行检测时不会损坏MCU芯片；

所述储能升压电路100包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一变压器BYQ初级线圈、第一三极管T1、第一二极管D1，MCU经第一电阻R1与第一三极管T1的基极连接，第一三极管T1的基极经第二电阻R2接地，第一三极管T1的发射极接地，第一三极管T1的集电极一支路经第一变压器BYQ初级线圈接入第一供电电源VCC，在本实施例中，第一供电电源VCC采用24V，另一支路经第一二极管D1形成直流电压输出端Ud，该储能升压电路100的工作过程为：PWM输出为高时：第一三极管T1饱和导通，第一变压器BYQ初级线圈通电储能，PWM输出为低时：第一三极管T1截止，第一变压器BYQ初级线圈储能通过第一二极管D1、第一电容C1释放，第一电容C1充电，周而复始，第一电容C1充电电压逐渐上升；再通过控制PWM的占空比或频率，点火时则升至触发二极管SD的触发电压190V～220V；

所述电压检测电路200包括第一变压器BYQ次级线圈、第二二极管D2、第二电容C2，所述第一变压器BYQ次级线圈一端连接第二二极管D2的阳极，第二二极管D2的阴极一支路接入MCU，另一支路经第二电容C2接地。所述第二二极管D2为稳压二极管，所述第二电容C2为电解电容，稳压二极管可提供一个稳定的直流电压，并联一个电容器后，能起到滤波、消除通过电源的耦合。稳压二极管有很大的噪声，并联电解电容可以降低稳压内阻引起的纹波与噪声，提高检测精度，由于电解电容有较大的卷绕电感，对高频噪声滤出作用较差，并接一相小容量的电容，更能提高检测精度。MCU通过对第一变压器BYQ次级线圈感应的电压进行检测，当检测到电压偏高时说明PWM频率过大，或者占空比过大，应该适当的减小，以减小储能升压电路100的电压，反之当检测到电压偏低时说明PWM频率太小，或者占空比太小，应该适当的增加，以增加储能升压电路100的电压；

所述点火电路300包括第一电容C1、触发二极管SD、第二变压器HF4，所述储能升压电路100的输出端即直流电压输出端Ud经第一电容C1接地，所述第一电容C1的非接地端经触发二极管SD与第二变压器HF4初级的一端连接，第二变压器HF4初级的另一端接地，第二变压器HF4初级线圈和次级线圈的匝数之比为1:130，当第一电容C1两端的电压超过触发二极管SD的触发电压时触发，通过第二变压器HF4次级的两端产生高压脉冲，输入点火电路300进行点火操作，该点火电路300的工作过程为：随着储能升压电路100对第一电容C1的不断充电升压，当电压达到触发二极管SD的触发电压190V～215V时，触发二极管SD触发导通，第一电容C1通过触发二极管SD、第二变压器HF4放电，第二变压器HF4将该脉冲电压升压至点火针所用的12KV点火高压脉冲。MCU控制点火期间第一电容C1的电压从零至触发二极管SD触发电压之间周期变化，实现连续的点火脉冲输出。

本实施例提供的一种脉冲点火器电路，采用变压器初级线圈连接储能升压电路100参与储能升压，通过次级线圈产生的感应电压进行电压检测，通过检测结果调节储能升压电路100的电压，电压检测及时，解决放电瞬间电压检测口处的震荡纹波，精确度高，检测安全有效，同时通过控制PWM输出端口输出的PWM波的占空比或频率调节储能升压电路100的电压，快捷方便。

具体实施例二：

本实施例的脉冲点火器电路与具体实施例一具有相同的第一变压器BYQ、MCU、储能升压电路100、电压检测电路200、点火电路300，与具体实施例一的区别在于：所述点火电路300还包括检火电路310，对火焰进行检测，所述检火电路310包括火焰检测脉冲输出电路311和火焰检测电路312。

如图3给出了具体电路图，对于第一变压器BYQ、MCU、储能升压电路100、电压检测电路200、点火电路300中的第一电容C1、触发二极管SD、第二变压器HF4参照具体实施例一，MCU通过控制PWM输出端口输出的PWM波的占空比或频率调节火焰检测脉冲输出电路311提供脉冲信号，在实际工作中，储能升压电路100的电压大于火焰检测脉冲输出电路311的电压，为了实现从MCU输出管脚既能输出第一电压信号，又能输出第二电压信号，可在MCU中采用两个不同的信号源，并控制这两个信号源的切换，例如在进行点火操作时切入其中的一个信号源以输出第一电压信号，在进行火焰检测操作时切入另一个信号源以输出第二电压信号。当然，还可以采用其它方法，只要能在输入管脚实现不同电压信号的切换即可，在本实用新型中，优选采用将PWM作为输出信号，通过调节PWM信号的占空比可以获得不同电压的信号，例如占空比较大的PWM信号可作为储能升压电路100的电压信号，占空比较小的PWM信号可作为火焰检测脉冲输出电路311的电压信号；

所述火焰检测脉冲输出电路311包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第二三极管T2、第三电容C3，所述MCU经第三电阻R3与第二三极管T2的基极连接，第二三极管T2的基极经第四电阻R4接地，第二三极管T2的发射极接地，第二三极管T2的集电极一支路经第五电阻R5与储能升压电路100的输出端即直流电压输出端Ud连接，另一支路经第三电容C3形成脉冲输出端。火焰检测脉冲输出电路311的工作过程为：第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第二三极管T2、第三电容C3组成的电路对第三电容C3进行充放电，此过程中，MCU控制PWM输出是恒频、恒脉宽的，因而得到一个恒压、恒频、恒脉宽的脉冲信号源；

所述火焰检测电路312包括第二供电电源VDD、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第三电容C3、第四电容C4、第三二极管D3、火焰检测针PT1，所述火焰检测脉冲输出电路311的输出端接经第六电阻R6与火焰检测针PT1连接，第二供电电源VDD经第八电阻R8第一支路经再第十电阻R10与MCU连接，第二支路经第九电阻R9与第四电容C4的并联电路接地，第三支路经第七电阻R7再经第三二极管D3与火焰检测脉冲输出电路311的输出端连接，在本实施例中，第一供电电源VCC采用5V，火焰检测电路312的工作过程为：当无火时，火焰检测针PT1对地处于断开状态，当有火时，由于火焰离子电流具有单向流动特性，火焰检测针PT1对地正向导通。PWM为低时，第二三极管T2截止，直流电压输出端Ud通过第五电阻R5、第三电容C3、第六电阻R6、火焰检测针PT1到地形成回路，第三电容C3充电储能；PWM为高时，第二三极管T2导通，由于火焰检测针PT1对地反向不导通，第三电容C3电能只能通过第二三极管T2、第四电容C4、第七电阻R7、第三二极管D3形成回路释放，第四电容C4充电，形成对火焰检测电压一个叠加分量Vc4，V_{火焰检测<\/sub>＝Vdc+Vc4，(Vc4为负值)；当PWM再为低时，第二三极管T2截止，直流电压输出端Ud通过第五电阻R5、第三电容C3、第六电阻R6、火焰检测针PT1到地再次对第三电容C3充电储能，周而复始，V_{火焰检测<\/sub>测则随着火焰离子电流的大小变化而变化。通过控制PWM输出端口输出的PWM的占空比或频率调节储能升压电路100的电压，快捷方便，通过控制PWM的占空比，使得C1的电压在检火时为160V，点火时则升至触发二极管SD的触发电压190V～20V。}}

本实用新型提供的一种脉冲点火器电路，采用变压器初级线圈连接储能升压电路100参与储能升压，通过次级线圈产生的感应电压进行电压检测，通过检测结果调节储能升压电路100的电压，电压检测及时，解决放电瞬间电压检测口处的震荡纹波，精确度高，检测安全有效，同时通过控制PWM输出端口输出的PWM的占空比或频率调节储能升压电路100的电压，快捷方便，通过控制PWM的占空比，使得C1的电压在检火时为160V，点火时则升至触发二极管SD的触发电压190V～20V，实现检火、点火共用一套升压电路，节省成本。

上述仅为本实用新型的若干具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

设计图

一种脉冲点火器电路论文和设计

一种脉冲点火器电路论文和设计-刘玉婷

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