CN108019284A - 飞机发动机点火装置高压放电触发电路 - Google Patents

Abstract

本发明飞机发动机点火装置高压放电触发电路属于飞机发动机点火技术领域。本发明提供一种强制触发放电电路，该电路采用一只三极管、三只电阻、一只电容器、一只二极管组成了强制触发电路。该电路选用的都是常用元器件，电路结构简单，易于实现，解决了常规触发电路不稳定的现象，提高了触发放电电路的可靠性，使电嘴端部能可靠地连续放电。

Description

飞机发动机点火装置高压放电触发电路

技术领域

本发明飞机发动机点火装置高压放电触发电路属于飞机发动机点火技术领域。

背景技术

现有的高压放电触发电路，对高压采样信号经过隔离处理后，再经集成电路产生尖脉冲触发信号触发可控硅SSR6导通，这样C22储存的电能通过T2脉冲变压器释放，同时在T2的次级就会产生一个峰值为5V左右的尖脉冲信号，触发高压可控硅SSR4导通。SSR4导通后储存在C10的能量通过变压器T4释放，同时在次级产生5kV的高压脉冲信号击穿放电管，在电嘴端部放电，此时放电管电嘴相当于短路状态，储存在C9的能量就会通过放电管在电嘴端部释放，形成放电火花。该触发电路在储能能量不大的情况下，可以正常工作。但在能量大于7J时，由于能量较高，干扰比较大，集成电路的抗干扰能力降低，该电路在工作时，有时会出现个别火花丢失现象。

发明内容

本发明的目的：提出一种针对已有点火系统解决点火装置个别火花丢失的方法，以使点火系统能可靠正常点燃发动机工作，而且实施方便，成本低，抗干扰能力强。

现有技术中存在的问题：在能量大于7J时，由于能量较高，干扰比较大，集成电路的抗干扰能力降低，该电路在工作时，有时会出现个别火花丢失现象。

为了解决该问题，在原有触发电路的基础上增加了强制触发电路，保证触发电路每次都会可靠触发，这样就不会在电嘴端部出现放电不连续的现象。

本发明在点火装置要求能量较大时，由于干扰增大，以前的触发电路不能满足要求，所以增加一种抗干扰能力强的强制触发电路。该电路由一只二极管、一只三极管、三只电阻和一只电容组成。该电路的主要功能是当集成触发电路的时钟处于低电平时，三极管导通，通过微分电路产生一个尖脉冲信号，强制触发可控硅导通。

本发明的技术方案：发动机点火装置高压放电触发电路，所述电路包括交流升压电路1、整流储能电路2、高压检测电路3、电压检测控制电路4、放电触发电路5、强制触发电路6、引弧储能电路7；

交流升压电路1由交流升压变压器，将输入的低压交流电升高到最大峰值为2700V的高压交流电；

整流储能电路2将交流升压变压器次级端所产生的电压经全波整流、通过限流电阻后向储能电容器充电；

高压检测电路3，该电路是由储能电容器、高压电阻、低压电阻及比较器组成。将高压电阻和低压电阻串联后并接在储能电容器两端，取低压电阻两端的电压作为比较器的同相输入端，将基准电位作为反向输入端，当储能电容器两端的电压高于所设置的电压时，比较器输出高电平，送给电压检测控制电路；

电压检测控制电路4，该电路由光电隔离电路、电平转换电路、集成触发电路组成；当接收到检测信号后，通过光耦隔离、电平转换后，转换成高电平。集成触发电路的复位端接收到该信号后，输出一个高电平，关断交流输入电源；

放电触发电路5，该电路由电阻、集成电路、可控硅、脉冲变压器、二次升压变压器组成；到压检测信号经光耦隔离、电平转换后，延迟2ms，经集成电路驱动，在微分电容器的两端迅速产生一个尖脉冲信号触发可控硅导通。这时与脉冲变压器的初级相连接的电容器就会通过初级绕组放电，同时在次级产生一个约6V的脉冲信号，触发大功率可控硅导通，这时与二次升压变压器相连接的引弧电容器的能量就会通过二次升压变压器的初级绕组及大功率可控硅释放，同时在次级就会产生5kV的高压击穿放电管及电嘴，在电嘴端部产生放电火花；

强制触发电路6，该电路由二极管、三极管、电阻、电容组成：当放电触发信号没有成功触发可控硅导通时，该信号就会强制出可控硅导通，使二次升压变压器产生高压，在电嘴端部形成连续放电火花；

引弧储能电路7，该电路由全波整流电路、限流电阻及引弧储能电容器组成。本部分电路主要是为二次升压变压器提供能量。

本发明的优点：本发明主要提高了高能量点火装置的高压放电触发电路的稳定性，增强了抗干扰能力，解决了高能量点火装置放电连续问题。

附图说明

图1是本发明原理框图

图2带有强制触发电路的高压放电触发原理图

具体实施方式

发动机点火装置高压放电触发电路，所述电路包括交流升压电路1、整流储能电路2、高压检测电路3、电压检测控制电路4、放电触发电路5、强制触发电路6、引弧储能电路7；

交流升压电路1由交流升压变压器，将输入的低压交流电升高到最大峰值为2700V的高压交流电；

整流储能电路2将交流升压变压器次级端所产生的电压经全波整流、通过限流电阻后向储能电容器充电；

高压检测电路3，该电路是由储能电容器、高压电阻、低压电阻及比较器组成。将高压电阻和低压电阻串联后并接在储能电容器两端，取低压电阻两端的电压作为比较器的同相输入端，将基准电位作为反向输入端，当储能电容器两端的电压高于所设置的电压时，比较器输出高电平，送给电压检测控制电路；

电压检测控制电路4，该电路由光电隔离电路、电平转换电路、集成触发电路组成；当接收到检测信号后，通过光耦隔离、电平转换后，转换成高电平。集成触发电路的复位端接收到该信号后，输出一个高电平，关断交流输入电源；

放电触发电路5，该电路由电阻、集成电路、可控硅、脉冲变压器、二次升压变压器组成；到压检测信号经光耦隔离、电平转换后，延迟2ms，经集成电路驱动，在微分电容器的两端迅速产生一个尖脉冲信号触发可控硅导通。这时与脉冲变压器的初级相连接的电容器就会通过初级绕组放电，同时在次级产生一个约6V的脉冲信号，触发大功率可控硅导通，这时与二次升压变压器相连接的引弧电容器的能量就会通过二次升压变压器的初级绕组及大功率可控硅释放，同时在次级就会产生5kV的高压击穿放电管及电嘴，在电嘴端部产生放电火花；

强制触发电路6，该电路由二极管、三极管、电阻、电容组成：当放电触发信号没有成功触发可控硅导通时，该信号就会强制出可控硅导通，使二次升压变压器产生高压，在电嘴端部形成连续放电火花；

引弧储能电路7，该电路由全波整流电路、限流电阻及引弧储能电容器组成。本部分电路主要是为二次升压变压器提供能量。

下面结合附图对本发明进行进一步详细的说明。

发动机点火装置高压放电触发电路，主要包括交流升压电路1、整流储能电路2、高压检测电路3、电压检测控制电路4、放电触发电路5、强制触发电路6、引弧储能电路7。

交流升压电路1由交流升压变压器完成，将输入的低压交流通过电场的作用在次级产生最大峰值为2700V的高压交流电。交流变压器次级升压的大小由控制交流电源的导通与关断来决定。因此可以实现在次级回路中所要求的储能电容器两端电压的大小。

整流储能电路2将交流升压变压器次级端所产生的电压经全波整流、通过限流电阻后向储能电容器充电。即将磁场能转换成电场能储存在储能电容器中。

高压检测电路3，该电路是由储能电容器、高压电阻、低压电阻及比较器组成。将高压电阻和低压电阻串联后并接在储能电容器两端，低压电阻就相当于采样电阻，通过检测采样电阻两端的电压就可计算出储能电容器两端的电压。将采样电阻两端的电压作为比较器的同相输入端，将基准电位作为反向输入端。当低压电阻两端的电压大于比较器反向输入端电压时，比较器输出高电平，该信号送给电压检测控制电路。比较器反向输入端的基准电位根据储能电容器两端的电压检测来设定的。因此高压检测电路的目的就是实现储能电容器两端的电压可控，从而实现能量可控。

电压检测控制电路4，该电路由光电隔离电路、电平转换电路、集成触发电路组成。本电路实施原理：当接收到检测信号后，通过光耦隔离、三极管进行电平转换后，转换成高电平。集成触发电路的复位端接收到该信号后，输出一个高电平，关断交流输入电源。

放电触发电路5，该电路由电阻、双与门集成电路、可控硅、脉冲变压器、二次升压变压器组成。到压检测信号经光耦隔离、电平转换后，延迟2ms，经集成电路驱动，在微分电容器的两端迅速产生一个尖脉冲信号触发可控硅导通。这时与脉冲变压器的初级相连接的电容器就会通过初级绕组放电，同时在次级产生一个约6V的脉冲信号，触发大功率可控硅导通，这时与二次升压变压器相连接的引弧电容器的能量就会通过二次升压变压器的初级绕组及大功率可控硅释放，同时在次级就会产生5kV的高压击穿放电管及电嘴，这时储存在储能电容器的能量就在电嘴端部释放，产生放电火花。

强制触发电路6，该电路由二极管、三极管、电阻、电容组成。当放电触发信号没有成功触发可控硅导通时，在集成触发电路的时钟处于低电平时，三极管导通，通过电阻对电容器快速充电，电容器两端就会产生一个尖脉冲信号，该信号加在可控硅的触发极两端，强制触发可控硅导通。电容器C22就会通过脉冲变压器的初级及可控硅放电，同时在脉冲变压器的次级就会产生一个约6V的脉冲信号，触发大功率可控硅导通，从而使二次升压变压器产生高压，在电嘴端部形成连续放电火花。

引弧储能电路7，该电路由交流升压变压器、全波整流电路、限流电阻及引弧储能电容器组成。输入的交流电经升压变压器后，在变压器的次级产生峰值约1150V的电压，该交流电压经全波整流，限流电阻后对引弧储能电容器充电。当大功率可控硅导通后，该储能电容器就通过二次升压变压器、大功率可控硅放电，在二次升压变压器的次级产生约5kV的高压，击穿放电管和电嘴，这时储存在储能电容器的能量就在电嘴端部释放，产生放电火花。

实施例

以某一产品(DHZ-230W)为实施例，根据本发明设计DHZ-230W变频变能点火装置。

1)按图2进行各元器件的装配。

2)根据不同等级的能量，计算采样电阻上的电压，从而设置高压检测电路中比较器的基准电压。

3)当电容器两端的电压达到所要求能量的电压时，比较器输出高电平，通过光耦隔离后，在光耦的输出端输出一个低电平，该低电平加在PNP三极管的基射极之间，使三极管导通，在发射极的输出端产生一个高电平。该高电平作为集成触发器的复位端，就会在触发器的反向输出端输出一个高电平信号，该信号就会关断交流电源的输入，使储能电容器两端的电压不再升高。

4)将PNP三极管发射极输出的高电平信号通过延迟2ms后，经过双输入与门输出一个高电平信号，该信号通过电阻限流后向电容器充电，在电容器两端产生一个尖脉冲，触发可控硅SSR6导通，这时电容器C22就会通过脉冲变压器T2的初级绕组及可控硅SSR6放电，同时在脉冲变压器T2的次级产生一约6V的脉冲信号，触发大功率可控硅SSR4导通，这时引弧储能电容器C10就通过二次升压变压器、大功率可控硅SSR4放电，同时在二次升压变压器的次级产生一个5kV的高压电击穿放电管和电嘴，这时储存在储能电容的能量就在电嘴端释放，形成放电火花。

5)如果正常的触发放电路没有可靠触发可控硅SSR6导通，这时强制触发电路在集成触发器脉冲(放电频率控制信号)的低电平时，触发PNP三极管导通，通过限流电阻后在电容器C24两端产生一个尖脉冲信号，强制触发可控硅SSR6导通，从而在二次升压变压器的次级产生一个5kV的高压电击穿放电管和电嘴，这时储存在储能电容的能量就在电嘴端释放，形成放电火花。如果正常触发放电电路能可靠触发可控硅SSR6导通，强制触发信号也会触发可控硅SSR6导通，但储能电容器储存的能量已在电嘴端部释放，所以不会再次引起在电嘴端部产生放电火花。

6)实施结果见下表。

表1变频变能点火装置验收结果

Claims (1)

1.飞机发动机点火装置高压放电触发电路，其特征在于，所述电路包括交流升压电路(1)、整流储能电路(2)、高压检测电路(3)、电压检测控制电路(4)、放电触发电路(5)、强制触发电路(6)、引弧储能电路(7)；

交流升压电路(1)由交流升压变压器，将输入的低压交流电升高到最大峰值为2700V的高压交流电；

整流储能电路(2)将交流升压变压器次级端所产生的电压经全波整流、通过限流电阻后向储能电容器充电；

高压检测电路(3)，该电路是由储能电容器、高压电阻、低压电阻及比较器组成。将高压电阻和低压电阻串联后并接在储能电容器两端，取低压电阻两端的电压作为比较器的同相输入端，将基准电位作为反向输入端，当储能电容器两端的电压高于所设置的电压时，比较器输出高电平，送给电压检测控制电路；

电压检测控制电路(4)，该电路由光电隔离电路、电平转换电路、集成触发电路组成；当接收到检测信号后，通过光耦隔离、电平转换后，转换成高电平。集成触发电路的复位端接收到该信号后，输出一个高电平，关断交流输入电源；

放电触发电路(5)，该电路由电阻、集成电路、可控硅、脉冲变压器、二次升压变压器组成；到压检测信号经光耦隔离、电平转换后，延迟2ms，经集成电路驱动，在微分电容器的两端迅速产生一个尖脉冲信号触发可控硅导通。这时与脉冲变压器的初级相连接的电容器就会通过初级绕组放电，同时在次级产生一个约6V的脉冲信号，触发大功率可控硅导通，这时与二次升压变压器相连接的引弧电容器的能量就会通过二次升压变压器的初级绕组及大功率可控硅释放，同时在次级就会产生5kV的高压击穿放电管及电嘴，在电嘴端部产生放电火花；

强制触发电路(6)，该电路由二极管、三极管、电阻、电容组成：当放电触发信号没有成功触发可控硅导通时，该信号就会强制出可控硅导通，使二次升压变压器产生高压，在电嘴端部形成连续放电火花；

引弧储能电路(7)，该电路由全波整流电路、限流电阻及引弧储能电容器组成。本部分电路主要是为二次升压变压器提供能量。