CN109210567A - 热水器点火电路 - Google Patents
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Abstract
本发明所述热水器点火电路，包括输入电压端和输出电压端，及连接在二者之间的PMOS管，还包括依次连接在输入电压端和地之间的第一电阻、第二电阻和延时电容，所述延时电容和第二电阻公共端通过第三NMOS管连接第一NMOS管栅极，所述第一电阻和第二电阻公共端连接第二NMOS管栅极，所述第一NMOS管源极和漏极分别接地和第二NMOS管栅极；所述第二NMOS管源极和漏极分别接地和第三电阻，所述第三电阻与第二NOS管的公共端连接PMOS管栅极，第三电阻另一端连接输入电压端。本发明能够实现快速充电打火，并自动检测温度和关闭打火器，避免持续打火造成电源损耗和潜在危险。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路领域，具体地，涉及一种热水器点火电路。
背景技术
热水器打火使用电极靠近击穿空气产生火花，引燃天然气，在打火装置开启时，如果此时停气或气压不足，会导致不能正常打火，如果人远离热水器例如在相隔较远的浴室内或厨房时，在气压不足的情况下持续放气而不能燃烧，可能发生爆燃现象，损坏热水器甚至造成其他危险。
发明内容
为克服现有热水器打火过程中存在的技术缺陷，本发明公开了一种热水器点火电路。
本发明所述热水器点火电路，包括输入电压端和输出电压端，及连接在二者之间的PMOS管，其特征在于，还包括依次连接在输入电压端和地之间的第一电阻、第二电阻和延时电容，所述延时电容和第二电阻公共端通过第三NMOS管连接第一NMOS管栅极，所述第一电阻和第二电阻公共端连接第二NMOS管栅极，所述第一NMOS管源极和漏极分别接地和第二NMOS管栅极；所述第二NMOS管源极和漏极分别接地和第三电阻，所述第三电阻与第二NOS管的公共端连接PMOS管栅极，第三电阻另一端连接输入电压端；
还包括控制第三NMOS管栅极的控制电路，包括与逻辑电路、或逻辑电路、上升沿触发器、延时模块、复位开关和温控开关；所述与逻辑电路的输出端与第三NMOS管栅极连接，两个输入端分别连接上升沿触发器和或逻辑电路的输出端，所述上升沿触发器的输入端连接第一NMOS管栅极，所述或逻辑电路的两个输入端分别通过复位开关和温控开关连接外部电源和设置在打火点附近的温度传感器，所述温控开关的控制端连接延时模块的输出端，所述延时模块的输入端连接第一NMOS管栅极。
优选的，所述输出电压端和PMOS管之间连接有升压电路。
优选的，所述第一电阻R1阻值大于100K，延时电容C1为1-100微法。
优选的，还包括灯光提示电路，所述灯光提示电路包括串联在PMOS管漏极和温控开关之间的第一发光二极管和第四电阻；及串联在PMOS管漏极和地之间的第二发光二极管和第五电阻。
优选的，还包括连接在输入电压端的隔离保护模块，所述隔离保护模块包括连接在第一端和第二端之间的三极管，所述三极管的集电极连接第一端，发射极连接第二端；基极和集电极之间连接有限流电阻，所述三极管的基极和地之间连接有电容；
所述三极管基极和地之间连接有下拉管，所述下拉管的控制端与控制电路连接；所述控制电路包括连接在第二端和地之间的分压电阻串，所述分压电阻串的中间结点连接下拉管控制端，所述控制电路还包括串联的稳压二极管和第三发光二极管，所述稳压二极管的正负极分别连接第一端和第三发光二极管正极，第三发光二极管负极连接所述下拉管的控制端，所述下拉管为NPN管或NMOS管。
本发明所述热水器点火电路，能够实现快速充电打火，并自动检测温度和关闭打火器，避免持续打火造成电源损耗和潜在危险，通过使用成本极低的普通分离器件，进一步降低了制造和维修成本。
附图说明
图1是本发明的一种具体实施方式示意图；
图1中标记及相应的零部件名称：VIN-输入电压端，VO-输出电压端，BOOST-升压电路，R1-第一电阻，R2-第二电阻，R3-第三电阻，R4-第四电阻，R5-第五电阻，C1-延时电容，N1-第一NMOS管，N2-第二NMOS管，N3-第三NMOS管，P1-PMOS管，NAND2-与逻辑电路，NOR2-或逻辑电路，TS-温度传感器，K1-复位开关，K2-温控开关，DELAY-延时模块，D1-第一发光二极管,D2-第二发光二极管,SP-隔离保护模块；
图２是本发明所述隔离模块的一种具体实施方式示意图；
图2中标记及相应的零部件名称
R11-限流电阻，R12-第一分压电阻，R13-第二分压电阻， T-三极管， D0-稳压二极管，D3-第三发光二极管，CA-储能电容，DP-第一端，DN-第二端。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，
输入电源端VIN可以使用直流电池供电，未打火情况下，第三NMOS管N3受或逻辑电路控制断开，第一NMOS管N1栅极通过第三电阻连接输入电源端保持高电平，第一NMOS管N1开启，第二NMOS管栅极拉低，第二NMOS管关闭，同时使延时电容C1维持零电荷，PMOS管P1在第二NMOS管关闭的情况下，栅极和源极通过第三电阻R3连接，是PMOS管P1栅源电压差为零，不能开启，输出电压端无供电。
当外界触发方式使复位开关K1开启后，或逻辑电路输入端从低电平变为高电平，或逻辑电路输出高电平，第三NMOS管开启，由于延时电容C11电压为零，此时第一NMOS管栅极被迅速拉低，第一NMOS管关闭，第二NMOS管栅极通过第一电阻充电至高电平开启，将PMOS管P1栅极电压拉低，PMOS管开启，输入电压端和输出电压端连通，打火电路供电开始打火。
打燃之后，内置在火源附近的温度传感器感应温度上升，输出电平由低变高，延时模块检测到第一NMOS管栅极电压出现从高变低的下降沿时开始延时控制温控开关开启，延时时间即预设的打火所需时间，一般为1-3秒；温控信号使即使复位开关闭合后断开，仍然使或逻辑电路输出维持高电平，保证第三NMOS管一直开启。
打火电路在打燃之后不需要持续供电，在第一NMOS管N1关闭后，延时电容就被第一电阻R1和第二电阻R2持续充电，电压缓慢上升，当上升至高电平时，使第一NMOS管开启，第二NMOS管栅极电压被拉低，PMOS管关闭，停止为输出电源端供电；此时上升沿触发器检测到第一NMOS管栅极电压出现从低变高的上升沿时开始输出低电平，通过与逻辑电路使第三NMOS管关闭。
如果出现停气等状况，虽然打火电路正常工作，但没有火焰产生，温度传感器一直输出低电平，人手一松开复位开关，复位开关断开，则或逻辑电路输出低电平，第三NMOS管关闭，从而使PMOS管P1断开，打火电路不再工作，减少功耗并保证安全。
图1所示的优选实施方式中，电池和输入电压端之间还连接有隔离保护模块对端口进行保护，以图2所示具体实施方式为例，正常情况下第一端DP连接电池正极，第二端连接输入电压端。
该隔离保护模块作为电源接口时具备防反接功能，正常连接时，二极管形式连接的NPN管正向导通；当第一端DP误接负极时，第二端一般为零电位，此时三极管基极电压低于发射极电压，三极管不开启，从而避免反接连接内部电路。
该隔离保护模块还具备浪涌抑制功能，三极管基极通过与集电极之间的正向PN结连接第二端DN，而第二端DN通过下拉电阻串电位正常状态为零，三极管基极维持低电平，当第一端DP连接正极时，首先需要对储能电容CA充电，充电电流被限流电阻R11所限制，储能电容电压缓慢上升，初始阶段三极管基极电压低于开启阈值电压，三极管不开启，随着储能电容电压的上升，三极管逐渐进入放大区和导通状态。储能电容可以并联一个复位电阻，该电阻可以加快断电时的基极电压归零，并与限流电阻分压从而调节基极电压直流工作点。
在第二端还具备过压抑制功能，在第二端的过压情况可能是浪涌电压，也可能是输入电压过高造成，第二端电压通过第一分压电阻和第二分压电阻组成的电阻串分压并控制下拉管，调整两个分压电阻的比例控制第二端的过压点，例如下拉管开启饱和电压为1伏，第一分压电阻和第二分压电阻比例9：1，则当第二端电压高于10V时，下拉管开启，NPN管基极电压被拉低，NPN管关闭，从而关闭浪涌电压来源和输入电压到输出电压的通道，达到迅速拉低第二端电压的目的。两个分压电阻阻值应较大，降低在分压支路上的功耗，可以看出，该过压抑制功能对于浪涌电压也有进一步的防范作用。本发明中，下拉电阻串还具备为第一端过压保护功能提供二极管下拉接地的功能；此外下拉电阻串连接在第二端和地线之间，对于第二端的静电也起到消除作用，第二端不可能积累静电，不会发生静电损坏。下拉管优选可以采用开启速度更快的NPN管。
该模块在第一端也具备过压保护和报警功能，由于第一端相对第二端更经常接触正向电压，误接高压几率更高；第一端误接高压时，稳压二极管被击穿，第三发光二极管正向通过第二分压电阻接地导通，第三发光二极管导通的同时发光报警。
第三发光二极管连接在下拉管控制端和稳压二极管正极之间，还隔离了从下拉电阻串到稳压二极管之间的正向导通通道，避免第二端电压对第一端产生影响。此外稳压二极管、第三发光二极管和第二分压电阻连接在第一端和地线之间，对于第一端的静电也起到消除作用，第一端不可能积累静电，不会发生静电损坏。
如上所述，可较好的实现本发明。
Claims (5)
1.热水器点火电路，包括输入电压端和输出电压端，及连接在二者之间的PMOS管，其特征在于，还包括依次连接在输入电压端和地之间的第一电阻、第二电阻和延时电容，所述延时电容和第二电阻公共端通过第三NMOS管连接第一NMOS管栅极，所述第一电阻和第二电阻公共端连接第二NMOS管栅极，所述第一NMOS管源极和漏极分别接地和第二NMOS管栅极； 所述第二NMOS管源极和漏极分别接地和第三电阻，所述第三电阻与第二NOS管的公共端连接PMOS管栅极，第三电阻另一端连接输入电压端；
还包括控制第三NMOS管栅极的控制电路，包括与逻辑电路、或逻辑电路、上升沿触发器、延时模块、复位开关和温控开关；所述与逻辑电路的输出端与第三NMOS管栅极连接，两个输入端分别连接上升沿触发器和或逻辑电路的输出端，所述上升沿触发器的输入端连接第一NMOS管栅极，所述或逻辑电路的两个输入端分别通过复位开关和温控开关连接外部电源和设置在打火点附近的温度传感器，所述温控开关的控制端连接延时模块的输出端，所述延时模块的输入端连接第一NMOS管栅极。
2.根据权利要求1所述的热水器点火电路，其特征在于，所述输出电压端和PMOS管之间连接有升压电路。
3.根据权利要求1所述的热水器点火电路，其特征在于，所述第一电阻R1阻值大于100K，延时电容C1为1-100微法。
4.根据权利要求1所述的热水器点火电路，其特征在于，还包括灯光提示电路，所述灯光提示电路包括串联在PMOS管漏极和温控开关之间的第一发光二极管和第四电阻；及串联在PMOS管漏极和地之间的第二发光二极管和第五电阻。
5.根据权利要求1所述的热水器点火电路，其特征在于，还包括连接在输入电压端的隔离保护模块，所述隔离保护模块包括连接在第一端和第二端之间的三极管，所述三极管的集电极连接第一端，发射极连接第二端；基极和集电极之间连接有限流电阻，所述三极管的基极和地之间连接有电容；
所述三极管基极和地之间连接有下拉管，所述下拉管的控制端与控制电路连接；所述控制电路包括连接在第二端和地之间的分压电阻串，所述分压电阻串的中间结点连接下拉管控制端，所述控制电路还包括串联的稳压二极管和第三发光二极管，所述稳压二极管的正负极分别连接第一端和第三发光二极管正极，第三发光二极管负极连接所述下拉管的控制端，所述下拉管为NPN管或NMOS管。
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