CN101943425B - 一种燃气灶快速点火装置的控制电路 - Google Patents

Abstract

一种燃气灶快速点火装置的控制电路，包括有点火器；电磁阀，耦合有第一线圈和第二线圈；延时电路以及第一驱动电路，第一驱动电路的输入端和延时电路的输出端相连；其特征在于：还包括第二驱动电路，第二驱动电路的输入端和第一驱动电路相连，第二驱动电路的输出端串接第二线圈。与现有技术相比，本发明将原先单独的一路驱动电路设计成为相互独立且串联设置的第一驱动电路和第二驱动电路，点火电路在工作时，只有当第一驱动电路和第二驱动电路同时导通，则电磁阀才能吸合，如果第一驱动电路的某个开关元件发生了短路，使第一驱动电路发生故障，由于第二驱动电路仍为正常工作，电磁阀的第二线圈在点火开关断开后还是能保证正常断电，由此确保了电磁阀受控。

Description

一种燃气灶快速点火装置的控制电路

技术领域

本发明涉及一种燃气灶点火电路，特别是一种具有意外熄火保护的燃气灶快速点火装置的控制电路。

背景技术

燃气灶具行业经过十几年的发展，从最初的陶瓷点火器到后来的电子点火器，再到最新的离子感应针点火器和热电偶点火器，随着人们对灶具使用安全意识的不断增强，燃具点火装置的设计安全性能也有了大幅度的提高。

目前市场上销售的燃气灶具主要为两种方式：一种是比较传统的热电偶式，其结构安全、可靠，但热电偶本身的热容量较大，对温度的变化有惰性，每次点火的时候一定要按住旋钮等待几秒，直至热电偶的温度升高到足够开启气源电磁阀后才能放手，无法继续满足用户快速点火的要求；另一种是离子感应针式，其虽然能够实现快速点火，但是因为感应针的反应比较灵敏，一旦有火焰离开针头，火焰就会自动熄灭，这样很容易产生自动闭阀现象，使得使用过程中点火不稳定。

为了更好地满足用户的使用需要，现有技术中将意外熄火保护和迅速点火相结合，使得燃气灶具的点火装置既有意外熄火保护的功能，又能够同时实现迅速点火。如图3所示即为能满足上述条件的燃气灶点火电路，该电路包括有点火器、燃气阀V′、热电偶T′以及驱动燃气阀V′打开的控制电路，点火器连接有供电电源U′和点火开关K′，燃气阀V′包括有电磁铁以及分别耦合在该电磁铁上的线圈L1′和线圈L2′，其中，电容C′、电阻R1′和电阻R2′组成延时电路，三极管Q1′为延时开关管，三极管Q2′为中间变换管，三极管Q3′为线圈L2′的驱动管；当点火开关K′闭合后，此时，串接在点火开关K′回路中的二极管D1′导通，电容C′开始充电，在电阻R1′和电阻R2′的分压作用下，三极管Q1′的基极电压≥0.7V，三极管Q1′导通，同理，三极管Q2′、三极管Q3′也分别导通，于是，线圈L2′得电维持燃气阀打开；当点火开关K′松开后，电容C′保存的电荷可以通过电阻R1′、电阻R2′和三极管Q1′的基极放电，直至三极管Q1′的基极电压小于其开通电压时，此时，三极管Q1′关闭，三极管Q2′、三极管Q3′也随之关闭，线圈L2′失电。在线圈L2′从得电到失电的这段延时时间内，虽然电容C′放电完毕后，线圈L2′上就无电流流过，但热电偶T′在延时时间内产生的电动势经过线圈L1′产生的磁场可以保持电磁阀V′的吸合，从而维持燃气灶的持续工作。

上述电路通过电容的延时作用实现了快速点火，同时又利用热电偶维持了气源电磁阀的开启，能有效防止点火开关松开后的意外熄火。但是，上述电路在实际使用中存在一定的安全隐患，由于三极管Q1′、三极管Q2′和三极管Q3′的导通都是环环相扣的，即当三极管Q1′导通后，三极管Q2′和三极管Q3′随即导通，一旦三极管Q1′的集电极c和发射极e之间因元器件故障发生意外短路，则三极管Q2′和三极管Q3′就会一直维持导通，此时，线圈L2′上始终有电流流过，这种情况下，电磁阀V′就一直保持开启，直至点火器的供电电源不足以维持电路工作为止。于是，一旦三极管Q1′、三极管Q2′和三极管Q3′中的任何一个发生故障而短路，就会造成燃气阀永久吸合，存在燃气泄漏的重大危险，大大降低了燃气灶具的使用安全性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能够有效防止燃气泄露的燃气灶快速点火装置的控制电路，该控制电路能提高燃气灶的使用可靠性和安全性。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该燃气灶快速点火装置的控制电路，包括有

点火器，其供电电源(U)取自燃气灶具上的电池，所述点火器的电源回路上串接有点火开关(K)；

电磁阀(V)，包括有电磁铁芯(W)以及耦合连接在所述电磁铁芯(W)上的第一线圈(L1)和第二线圈(L2)，其中，所述第一线圈(L1)上还串接有热电偶(T)；

延时电路(1)，其串接在所述点火器的电源回路中；以及

第一驱动电路(2)，该第一驱动电路(2)的输入端和所述延时电路(1)的输出端相连；

其特征在于：还包括有第二驱动电路(3)，该第二驱动电路(3)的输入端和所述第一驱动电路(2)相连，该第二驱动电路(3)的输出端串接所述的第二线圈(L2)。

为了降低因单路三极管短路引起的故障率，提高电路的使用安全性，作为优选，所述的延时电路(1)包括有二极管(D)、电容(C)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)和第四电阻(R4)；所述的第一驱动电路(2)包括有NPN型第一三极管(Q1)、第五电阻(R5)、第七电阻(R7)、PNP型第三三极管(Q3)、第九电阻(R9)和NPN型第五三极管(Q5)；所述的第二驱动电路(3)包括有NPN型第二三极管(Q2)、第六电阻(R6)、第八电阻(R8)、PNP型第四三极管(Q4)、第十电阻(R10)、NPN型第六三极管(Q6)和第十一电阻(R11)；

其中，所述二极管(D)的阳极经所述点火开关(K)和所述供电电源(U)的正极相连，所述二极管(D)的阴极经所述电容(C)和所述供电电源(U)的负极共接后接地；

所述二极管(D)的阴极经所述第一电阻(R1)一路和所述第一三极管(Q1)的基极相连，另一路经所述第三电阻(R3)接地，所述第一三极管(Q1)的发射极接地，该第一三极管(Q1)的集电极一路经所述第五电阻(R5)和所述供电电源(U)的正极相连，另一路经所述第七电阻(R7)和所述第三三极管(Q3)的基极相连，该第三三极管(Q3)发射极连接所述供电电源(U)的正极，该第三三极管(Q3)集电极经所述第九电阻(R9)和所述第五三极管(Q5)的基极相连，所述第二线圈(L2)的两接线端分别连接所述第五三极管(Q5)的集电极和所述供电电源(U)的正极；

所述二极管(D)的阴极经所述第二电阻(R2)一路和所述第二三极管(Q2)的基极相连，另一路经所述第四电阻(R4)接地，所述第二三极管(Q2)的发射极接地，该第二三极管(Q2)的集电极一路经所述第六电阻(R6)和所述供电电源(U)的正极相连，另一路经所述第八电阻(R8)和所述第四三极管(Q4)的基极相连，该第四三极管(Q4)发射极连接所述供电电源(U)的正极，该第四三极管(Q4)集电极经所述第十电阻(R10)和所述第六三极管(Q6)的基极相连，所述第六三极管(Q6)的发射极接地，该第六三极管(Q6)的集电极经所述第十一电阻(R11)和所述第五三极管(Q5)的发射极相连。

作为进一步优选，所述的延时电路(1)还包括有第一二极管(D1)和第二二极管(D2)，其中，所述第一二极管(D1)的阳极经所述第一电阻(R1)和所述二极管(D)的阴极相连，该第一二极管(D1)的阴极经所述第三电阻(R3)接地；所述第二二极管(D2)的阳极经所述第二电阻(R2)和所述二极管(D)的阴极相连，该第二二极管(D2)的阴极经所述第四电阻(R4)接地。第一二极管和第二二极管的设置主要起到电流反向截止的作用，避免其中一个驱动电路中的三极管发生短路后，而导致另一个驱动电路的三极管也随之导通并处于工作状态；第一二极管和第二二极管使得第一驱动电路和第二驱动电路的导通电流相互隔离，提高了两路驱动电路独立工作的可靠性。

为了使得通过第二线圈的电流更加恒定，作为进一步优选，还包括有第三二极管(D3)和第四二极管(D4)，所述第三二极管(D3)的阳极和所述第五三极管(Q5)的基极相连，该第三二极管(D3)的阴极和所述第四二极管(D4)的阳极相连，所述第四二极管(D4)的阴极连接所述第六三极管(Q6)的集电极。考虑到第五三极管的基极和发射极之间电压为0.7V，而第五三极管的发射极又经过第十一电阻和第六三极管的集电极相连，于是，第五三极管基极和第六三极管集电极之间的电压要大于0.7V，因此，在第五三极管基极和第六三极管的集电极之间至少串接两个二极管(电压加起来为1.4V)以达到恒流的目的，让流过第二线圈的电流保持恒定，从而保证电磁阀开启的稳定性。

为了避免流经第二线圈的电流在关断时刻产生较高的反电动势而损坏驱动三极管，作为进一步优选，所述第二线圈(L2)的两端还并联有第五二极管(D5)，其中，该第五二极管(D5)的阳极和所述第五三极管(Q5)的集电极相连，该第五二极管(D5)的阴极和所述供电电源(U)的正极相连。

与现有技术相比，本发明的优点在于：在现有点火电路的基础上进行改进，将原先单独的一路驱动电路设计成为相互独立且串联设置的第一驱动电路和第二驱动电路，点火电路在工作时，只有当第一驱动电路和第二驱动电路同时导通，则电磁阀才能吸合，如果第一驱动电路的某个开关元件发生了短路，则第一驱动电路一直保持导通状态，而第二驱动电路则在点火开关断开后即会断电，此时，即使第一驱动电路发生故障，由于第二驱动电路仍为正常工作，电磁阀的第二线圈在点火开关断开后还是能保证正常断电，由此确保了电磁阀受控，保证燃气阀的用气安全，有效防止燃气泄露，大大提高了燃气阀的使用安全性和可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例的电路框图。

图2为本发明实施例的具体电路原理图。

图3为现有技术中的燃气灶点火装置的控制电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，为本发明实施例的电路原理图，本实施例的燃气灶点火装置设置有延时电路和热电偶，既具有快速点火的功能，又能够有效防止点火开关断开后的意外熄火，其中，点火装置的控制电路包括有

点火器，其供电电源U取自燃气灶具上的电池，并且，点火开关K串接在点火器的电源回路上，点火器在点火开关K闭合后会产生一高压脉冲信号给点火针(图中未示)；

电磁阀V，其包括有U型结构的电磁铁芯W以及耦合连接在该电磁铁芯W上的第一线圈L1和第二线圈L2，其中，第二线圈L2通电后产生磁场，能够使得电磁铁芯吸合，打开电磁阀，而第一线圈L1上还串接有热电偶T，热电偶T加热后产生的电动势经过第一线圈L1产生的磁场又可以保持电磁阀V的吸合；

延时电路1，其串接在点火器的电源回路中，当点火开关K闭合后，延时电路开始工作并给延时电容充电，延时电路能够延长点火开关的闭合时间，使得热电偶T有充分的时间加热并获得驱使第一线圈L1产生磁场的电动势；

第一驱动电路2，第一驱动电路2的输入端和延时电路1的输出端相连；以及第二驱动电路3，第二驱动电路3的输入端和第一驱动电路2相连，第二驱动电路3的输出端串接第二线圈L2。

这里，第一驱动电路2和第二驱动电路3可以为相同电路结构的两个电路，也可以为不同结构的两个电路，在正常情况下，只要点火开关断开，第一驱动电路2和第二驱动电路3在延时电路结束延时时间后就会断开，保证电磁阀V受控，第一驱动电路2和第二驱动电路3的串联设置是为了降低由于驱动电路的开关元件发生短路而造成电磁阀常开的故障，若第一驱动电路2或第二驱动电路3的其中一个电路中有开关元件发生短路故障，则另外一个驱动电路在点火开关断开后仍然能够正常断路，保证整个驱动电路正常断开，使得电磁阀的第二线圈在点火开关断开后就没有电流通过，防止燃气泄露。

图2为本实施例的具体电路结构图，该点火装置由两节1.5V的干电池串联后作为供电电源U给点火器供电，其中，二极管D、电容C、点火开关K和供电电源U组成电源回路；二极管D、电容C、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4组成本实施例的延时电路1；NPN型第一三极管Q1、第五电阻R5、第七电阻R7、PNP型第三三极管Q3、第九电阻R9和NPN型第五三极管Q5组成第一驱动电路2；NPN型第二三极管Q2、第六电阻R6、第八电阻R8、PNP型第四三极管Q4、第十电阻R10、NPN型第六三极管Q6和第十一电阻R11组成第二驱动电路3，本实施例的第一驱动电路2和第二驱动电路3的电路连接结构基本相同，具体的电路连接如下：

二极管D的阳极经点火开关K和供电电源U的正极相连，二极管D的阴极经电容C和供电电源U的负极共接后接地；

二极管D的阴极经第一电阻R1一路和所述第一三极管Q1的基极相连，另一路经第三电阻R3接地，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的集电极一路经第五电阻R5和供电电源U的正极相连，另一路经第七电阻R7和所述第三三极管Q3的基极相连，第三三极管Q3发射极连接供电电源U的正极，第三三极管Q3集电极经第九电阻R9和第五三极管Q5的基极相连，所述第二线圈L2的两接线端分别连接第五三极管Q5的集电极和供电电源U的正极；

二极管D的阴极经第二电阻R2一路和第二三极管Q2的基极相连，另一路经第四电阻R4接地，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极一路经第六电阻R6和供电电源U的正极相连，另一路经第八电阻R8和第四三极管Q4的基极相连，第四三极管Q4发射极连接供电电源U的正极，第四三极管Q4集电极经第十电阻R10和第六三极管Q6的基极相连，第六三极管Q6的发射极接地，第六三极管Q6的集电极经第十一电阻R11和第五三极管Q5的发射极相连。

为了保证第一驱动电路2和第二驱动电路3工作的相对独立性，还可以在第一电阻R1和第三电阻R3之间设置起到反向截止作用的第一二极管D1，在第二电阻R2和四电阻R4之间设置同样起到反向截止作用的第二二极管D2，其中，第一二极管D1的阳极经第一电阻R1和二极管D的阴极相连，第一二极管D1的阴极经第三电阻R3接地；第二二极管D2的阳极经第二电阻R2和二极管D的阴极相连，第二二极管D2的阴极经第四电阻R4接地。

于是，当点火开关K松开，延时时间结束后，正常状态下，第一驱动电路2和第二驱动电路3都是断开的，如果第一驱动电路2的第一三极管Q1发生短路，此时，第一驱动电路2常开，但是由于第一二极管D1的反向截止作用，电流无法通过第一电阻R1反向流到第二三极管Q2的基极，第二驱动电路3仍然保持断开状态，从而保证了燃气阀使用的安全性；如果第二驱动电路有三极管发生短路，第二二极管D2也起到同样的反向截止保护作用，因此，第一二极管D1和第二二极管D2有效地保证了第一驱动电路和第二驱动电路的相对独立性，一旦其中一个驱动电路中的三极管发生故障，另一个驱动电路也不受影响。

为了使得流过第二线圈L2的电流恒定，保证电磁阀开启的稳定性，在第五三极管Q5的基极和第六三极管Q6的集电极之间还并联有相互串接的第三二极管D3和第四二极管D4，其中，第三二极管D3的阳极和第五三极管Q5的基极相连，第三二极管D3的阴极和第四二极管D4的阳极相连，第四二极管D4的阳极连接第六三极管Q6的集电极；

为了防止第二线圈在电流关断时产生较高的反电动势而损坏驱动三极管，第二线圈L2的两端还并联有第五二极管D5，其中，第五二极管D5的阳极和第五三极管Q5的集电极相连，第五二极管D5的阴极和供电电源U的正极相连。

本实施例的电路工作原理为：按下点火开关K，启动点火器，电容C开始充电，当第一驱动电路2中第一三极管Q1的基极电压≥0.7V时，第一三极管Q1导通，于是，第三三极管Q3、第五三极管Q5分别导通，同理，当第二驱动电路中3中第二三极管Q2的基极电压≥0.7V时，第二三极管Q2导通，于是，第四三极管Q4、第六三极管Q6也导通，当第五三极管Q5、第六三极管Q6同时导通时，第二线圈L2回路导通，第二线圈L2得电产生磁场，并吸合电磁铁芯W打开电磁阀V；

点火开关K松开后，此时，控制电路以电容C为核心的延时电路维持电路继续导通，当电容C放电完毕后，延时电路断开，于是，第一驱动电路中的第一三极管Q1、第三三极管Q3和第五三极管Q5断开，第二驱动电路中的第二三极管Q2、第四三极管Q4和第六三极管Q6也断开，第二线圈L2失电而没有电流流过，此时，电热偶T在延时时间内经过加热后获得一定的电动势，该电动势经过第一线圈L1产生的磁场可以保持电磁阀V的吸合，保证燃气灶的电磁阀V持续开启，燃气灶正常工作；当燃气灶关闭，热电偶的电动势不足以维持电磁阀V的吸合时，电磁阀V闭合。

本实施例的第一驱动电路和第二驱动电路必须同时正常工作，第二线圈L2才能得电，如果第一驱动电路的第一三极管Q1、第三三极管Q3和第五三极管Q5中任意一个发生短路故障，则该第一驱动电路就会保持常通，此时，只要第二驱动电路仍然能够正常工作，则当点火开关K松开后，一旦延时时间结束，则第二驱动电路中的第二三极管Q2、第四三极管Q4和第六三极管Q6仍旧正常断开，第二线圈L2回路因为第六三极管Q6的断开无法导通，第二线圈L2失电，使得燃气灶在正常关闭后，电磁阀是闭合的，避免燃气泄露，保证燃气灶使用安全性。

本实施例的第一驱动电路和第二驱动电路的电路结构相似，假设第一驱动电路和第二驱动电路的故障率均为万分之一，则采用本实施例的控制电路后，实际使用时的故障率为：(1/10000)×(1/10000)＝10-8，即为亿分之一，相比较于现有技术中，安全性大大提高。

Claims (4)

1.一种燃气灶快速点火装置的控制电路，包括有

点火器，其供电电源(U)取自燃气灶具上的电池，所述点火器的电源回路上串接有点火开关(K)；

电磁阀(V)，包括有电磁铁芯(W)以及耦合连接在所述电磁铁芯(W)上的第一线圈(L1)和第二线圈(L2)，其中，所述第一线圈(L1)上还串接有热电偶(T)；

延时电路(1)，其串接在所述点火器的电源回路中；以及

第一驱动电路(2)，该第一驱动电路(2)的输入端和所述延时电路(1)的输出端相连；

其特征在于：还包括有第二驱动电路(3)，该第二驱动电路(3)的输入端和所述第一驱动电路(2)相连，该第二驱动电路(3)的输出端串接所述的第二线圈(L2)。

2.根据权利要求1所述的燃气灶快速点火装置的控制电路，其特征在于：所述的延时电路(1)包括有二极管(D)、电容(C)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)和第四电阻(R4)；所述的第一驱动电路(2)包括有NPN型第一三极管(Q1)、第五电阻(R5)、第七电阻(R7)、PNP型第三三极管(Q3)、第九电阻(R9)和NPN型第五三极管(Q5)；所述的第二驱动电路(3)包括有NPN型第二三极管(Q2)、第六电阻(R6)、第八电阻(R8)、PNP型第四三极管(Q4)、第十电阻(R10)、NPN型第六三极管(Q6)和第十一电阻(R11)；

其中，所述二极管(D)的阳极经所述点火开关(K)和所述供电电源(U)的正极相连，所述二极管(D)的阴极经所述电容(C)和所述供电电源(U)的负极共接后接地；

所述二极管(D)的阴极经所述第一电阻(R1)一路和所述NPN型第一三极管(Q1)的基极相连，另一路经所述第三电阻(R3)接地，所述NPN型第一三极管(Q1)的发射极接地，该NPN型第一三极管(Q1)的集电极一路经所述第五电阻(R5)和所述供电电源(U)的正极相连，另一路经所述第七电阻(R7)和所述PNP型第三三极管(Q3)的基极相连，该PNP型第三三极管(Q3)发射极连接所述供电电源(U)的正极，该PNP型第三三极管(Q3)集电极经所述第九电阻(R9)和所述NPN型第五三极管(Q5)的基极相连，所述第二线圈(L2)的两接线端分别连接所述NPN型第五三极管(Q5)的集电极和所述供电电源(U)的正极；

所述二极管(D)的阴极经所述第二电阻(R2)一路和所述NPN型第二三极管(Q2)的基极相连，另一路经所述第四电阻(R4)接地，所述NPN型第二三极管(Q2)的发射极接地，该NPN型第二三极管(Q2)的集电极一路经所述第六电阻(R6)和所述供电电源(U)的正极相连，另一路经所述第八电阻(R8)和所述PNP型第四三极管(Q4)的基极相连，该PNP型第四三极管(Q4)发射极连接所述供电电源(U)的正极，该PNP型第四三极管(Q4)集电极经所述第十电阻(R10)和所述NPN型第六三极管(Q6)的基极相连，所述NPN型第六三极管(Q6)的发射极接地，该NPN型第六三极管(Q6)的集电极经所述第十一电阻(R11)和所述NPN型第五三极管(Q5)的发射极相连；

所述的延时电路(1)还包括有第一二极管(D1)和第二二极管(D2)，其中，所述第一二极管(D1)的阳极经所述第一电阻(R1)和所述二极管(D)的阴极相连，该第一二极管(D1)的阴极经所述第三电阻(R3)接地；所述第二二极管(D2)的阳极经所述第二电阻(R2)和所述二极管(D)的阴极相连，该第二二极管(D2)的阴极经所述第四电阻(R4)接地。

3.根据权利要求2所述的燃气灶快速点火装置的控制电路，其特征在于：还包括有第三二极管(D3)和第四二极管(D4)，所述第三二极管(D3)的阳极和所述NPN型第五三极管(Q5)的基极相连，该第三二极管(D3)的阴极和所述第四二极管(D4)的阳极相连，所述第四二极管(D4)的阴极连接所述NPN型第六三极管(Q6)的集电极。

4.根据权利要求2或3所述的燃气灶快速点火装置的控制电路，其特征在于：所述第二线圈(L2)的两端还并联有第五二极管(D5)，其中，该第五二极管(D5)的阳极和所述NPN型第五三极管(Q5)的集电极相连，该第五二极管(D5)的阴极和所述供电电源(U)的正极相连。

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