CN111520742B - 脉冲点火补偿电路及其控制方法 - Google Patents

脉冲点火补偿电路及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种脉冲点火补偿电路及其控制方法，其中，脉冲点火补偿电路用于对脉冲点火器的电池电压进行补偿，包括电池电压检测模块、补偿控制模块、电池升压模块、振荡变压模块和控制模块，所述电池电压检测模块、补偿控制模块和振荡变压模块均与控制模块电连接，所述补偿控制模块和电池升压模块电连接。本发明的脉冲点火补偿电路，通过电池电压检测模块实时检测脉冲点火器的电池电压，当发现电池电压低于预设值时，通过补偿控制模块开启充电，通过电池升压模块对电池升压补偿，通过振荡升压模块产生高压脉冲电压，从而解决现有脉冲点火器在电池低电量时点火成功率下降的缺点，延长电池使用时间，提高用户体验。

Description

脉冲点火补偿电路及其控制方法
技术领域
本发明属于点火器技术领域，具体涉及一种脉冲点火补偿电路及其控制方法。
背景技术
点火器，是指能在一瞬间提供足够的能量点燃煤粉、油(气)燃料并能稳定火焰的装置。点火器有商用炉和民用炉之分：商用器主要应用于餐饮厨房炉具点火装置，因为餐饮厨房的使用环境比较复杂，故选择点火器时要求相对民用严格。民用器主要应用于家庭炉具的点火装置，使用环境比餐饮炉具比较简单，多选用脉冲式的点火。
但是，目前采用干电池供电的脉冲点火器，在电池电量变低的时候，高压点火脉冲信号也会随之变弱，降低点火成功率，影响用户体验。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种脉冲点火补偿电路，通过实时检测脉冲点火器的电池电压，并在电池电压低电量时对点火脉冲信号进行补偿，从而解决现有脉冲点火器在电池低电量时点火成功率下降的缺点，延长电池使用时间。
本发明的另一目的是提供一种脉冲点火补偿电路的控制方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种脉冲点火补偿电路，用于对脉冲点火器的电池电压进行补偿，包括电池电压检测模块、补偿控制模块、电池升压模块、振荡变压模块和控制模块，所述电池电压检测模块、补偿控制模块和振荡变压模块均与控制模块电连接，所述补偿控制模块和电池升压模块电连接，所述控制模块控制电池电压检测模块检测脉冲点火器的电池电压，同时控制所述补偿控制模块导通、使电池升压模块对电池升压，之后控制所述振荡变压模块产生高压脉冲电压。
优选地，所述电池电压检测模块包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1和第二电阻R2串联后连接控制模块的电压检测信号，所述第二电阻R2的两端并联第五电容C5，所述第二电阻R2的另一端接地，所述第一电阻R1的另一端连接电池电压Vbat。
优选地，所述补偿控制模块包括第一三极管Q1，所述第一三极管Q1的发射极连接电压节点VCC，所述第一三极管Q1的基极并联第三电阻R3和第四电阻R4，所述第三电阻R3连接电压节点VCC，所述第四电阻R4连接控制模块的补偿控制信号，所述第一三极管Q1的集电极串联第五电阻R5和第二二极管D2后连接电池电压Vbat。
优选地，所述电池升压模块包括升压芯片U3，所述升压芯片U3的第一引脚接电源，所述升压芯片U3的第二引脚和第三引脚并联后连接电压节点VCC，所述升压芯片U3的第四引脚并联第三电容C3和第一电解电容EC1、串联电感L1后连接升压芯片U3的第五引脚，所述升压芯片U3的第五引脚串联第一二极管D1后连接电压节点VCC，所述升压芯片U3的第四引脚并联第二电解电容EC2和第六电容C6后连接电压节点VCC，所述升压芯片U3的第四引脚接地，所述升压芯片U3的第五引脚串联电感L1后连接电池电压Vbat。
优选地，所述振荡变压模块第四三极管Q4、第五三极管Q5和变压器T1，所述第四三极管Q4的基极并联第六电阻R6和第七电阻R7，所述第七电阻R7连接控制模块的脉冲发生控制信号，所述第六电阻R6并联第四三极管Q4的发射极和变压器T1的的第一引脚，所述第四三极管Q4的集电极串联第八电阻R8后连接变压器T1的第二引脚，所述变压器T1的第三引脚串联第九电阻R9后连接第五三极管Q5的基极，所述第五三极管Q5的基极串联第一电容C1后连接第五三极管Q5的发射极，所述第五三极管Q5的集电极连接变压器T1的第四引脚，所述第五三极管Q5的发射极和变压器T1的第七引脚均接地，所述第四三极管Q4的发射极连接电池电压Vbat。
优选地，还包括脉冲点火模块，所述脉冲点火模块电连接振荡变压模块和控制模块，所述脉冲点火模块用于将高压脉冲电压变压到上万伏的电压，击穿空气放电点火。
优选地，所述脉冲点火模块包括第六三极管Q6、可控硅U1和高压包T2，所述第六三极管Q6的基极串联第十电阻R10后连接控制模块的点火控制信号，所述第六三极管Q6的集电极串联第十一电阻R11和稳压二极管D3后连接变压器T1的第六引脚，所述第六三极管Q6的发射极串联第二电容C2后连接第六三极管Q6的集电极，所述第六三极管Q6的集电极连接可控硅U1的控制极，所述可控硅U1的阳极连接高压包T2的第三引脚，所述变压器T1的第五引脚串联第四二极管D4后连接高压包T2的第一引脚，所述高压包T2的第一引脚并联第十二电阻R12、第四电容C4和第五二极管D5，所述第五二极管D5的另一端连接高压包T2的第三引脚，所述第六三极管Q6的发射极、第十二电阻R12的另一端、第四电容C4的另一端以及可控硅U1的阴极接地，所述高压包T2的第四引脚接数字地J3，所述高压包T2的第二引脚击穿空气放电点火。
本发明的另一个技术方案是这样实现的：
一种基于所述的脉冲点火补偿电路的控制方法，包括如下步骤：
S1、控制模块控制电池电压检测模块实时检测电池电压Vbat；
S2、将所述电池电压Vbat与预设的电压阈值Vset进行比较，根据比较结果控制补偿控制模块、电池升压模块和振荡变压模块的导通和截止。
优选地，所述S2中根据比较结果控制补偿控制模块、电池升压模块和振荡变压模块的导通和截止，具体为：
S21、若所述电池电压Vbat大于预设的电压阈值Vset，则继续检测电池电压Vbat并与预设的电压阈值Vset进行比较；
S22、若所述电池电压Vbat不大于预设的电压阈值Vset，则控制补偿控制模块和电池升压模块对电池充电一个周期T1，在所述充电周期T1内，控制振荡变压模块产生高压脉冲电压并放电时长T2。
优选地，所述周期T1不小于时长T2。
与现有技术相比，本发明的脉冲点火补偿电路，通过电池电压检测模块实时检测脉冲点火器的电池电压，当发现电池电压低于预设值时，通过补偿控制模块开启充电，通过电池升压模块对电池升压补偿，通过振荡升压模块产生高压脉冲电压，从而解决现有脉冲点火器在电池低电量时点火成功率下降的缺点，延长电池使用时间，提高用户体验。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的一种脉冲点火补偿电路的电路图；
图2是本发明实施例1提供的一种脉冲点火补偿电路的整体电路图；
图3是本发明实施例2提供的一种脉冲点火补偿电路的控制方法流程图。
附图标记说明
1-电池电压检测模块，2-补偿控制模块，3-电池升压模块，4-振荡变压模块，5-脉冲点火模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明实施例1提供一种脉冲点火补偿电路，如图1所示，用于对脉冲点火器的电池电压进行补偿，包括电池电压检测模块1、补偿控制模块2、电池升压模块3、振荡变压模块4和控制模块，所述电池电压检测模块1、补偿控制模块2和振荡变压模块4均与控制模块电连接，所述补偿控制模块2和电池升压模块3电连接，所述控制模块控制电池电压检测模块1检测脉冲点火器的电池电压，同时控制所述补偿控制模块2导通、使电池升压模块3对电池升压，之后控制所述振荡变压模块4产生高压脉冲电压。
这样，通过电池电压检测模块1实时检测脉冲点火器的电池电压，当发现电池电压低于预设值时，通过补偿控制模块2开启充电，通过电池升压模块3对电池升压补偿，通过振荡升压模块4产生高压脉冲电压，从而解决现有脉冲点火器在电池低电量时点火成功率下降的缺点，延长电池使用时间，提高用户体验。
所述电池电压检测模块1包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1和第二电阻R2串联后连接控制模块的电压检测信号，所述第二电阻R2的两端并联第五电容C5，所述第二电阻R2的另一端接地，所述第一电阻R1的另一端连接电池电压Vbat，。
这样，通过控制模块输出高电平截止第一三极管Q1，并根据控制模块发送的电压检测信号通过第一电阻R1和第二电阻R2组成的分压电路采样实时检测电池电压Vbat。
所述补偿控制模块2包括第一三极管Q1，所述第一三极管Q1的发射极连接电压节点VCC，所述第一三极管Q1的基极并联第三电阻R3和第四电阻R4，所述第三电阻R3连接电压节点VCC，所述第四电阻R4连接控制模块的补偿控制信号，所述第一三极管Q1的集电极串联第五电阻R5和第二二极管D2后连接电池电压Vbat。
这样，当控制模块判断电池电压Vbat≤预设电压阈值Vset时，向补偿控制模块2发出补偿控制信号，输出低电平导通第一三极管Q1，通过电压VCC经过第二二极管D2对电池进行充电，即通过单片机IO口直接充电或通过IO口控制第一三极管Q1的导通来对电池充电，充电周期为T1，充电周期T1内控制模块不检测电池电压Vbat。
所述电池升压模块3包括升压芯片U3，所述升压芯片U3的第一引脚接电源，所述升压芯片U3的第二引脚和第三引脚并联后连接电压节点VCC，所述升压芯片U3的第四引脚并联第三电容C3和第一电解电容EC1、串联电感L1后连接升压芯片U3的第五引脚，所述升压芯片U3的第五引脚串联第一二极管D1后连接电压节点VCC，所述升压芯片U3的第四引脚并联第二电解电容EC2和第六电容C6后连接电压节点VCC，所述升压芯片U3的第四引脚接地，所述升压芯片U3的第五引脚串联电感L1后连接电池电压Vbat。
这样，通过电池升压模块3将电池电压Vbat升级到VCC，如3.3V或5V，供电给控制模块和用于补偿控制模块2的电源。
所述振荡变压模块4第四三极管Q4、第五三极管Q5和变压器T1，所述第四三极管Q4的基极并联第六电阻R6和第七电阻R7，所述第七电阻R7连接控制模块的脉冲发生控制信号，所述第六电阻R6并联第四三极管Q4的发射极和变压器T1的的第一引脚，所述第四三极管Q4的集电极串联第八电阻R8后连接变压器T1的第二引脚，所述变压器T1的第三引脚串联第九电阻R9后连接第五三极管Q5的基极，所述第五三极管Q5的基极串联第一电容C1后连接第五三极管Q5的发射极，所述第五三极管Q5的集电极连接变压器T1的第四引脚，所述第五三极管Q5的发射极和变压器T1的第七引脚均接地，所述第四三极管Q4的发射极连接电池电压Vbat。
这样，控制模块输出低电平使第四三极管Q4饱和导通，通过第九电阻R9、第一电容C1、第五三极管Q5和变压器T1的线圈产生振荡，并在变压器T1的次级线圈产生高压脉冲电压Vp。
如图2所示，还包括脉冲点火模块5，所述脉冲点火模块5电连接振荡变压模块4和控制模块，所述脉冲点火模块5用于将高压脉冲电压变压到上万伏的电压，击穿空气放电点火。
这样，通过控制模块控制脉冲点火模块5将高压脉冲电压Vp变压到上万伏的电压，通过击穿空气放电点火。
所述脉冲点火模块5包括第六三极管Q6、可控硅U1和高压包T2，所述第六三极管Q6的基极串联第十电阻R10后连接控制模块的点火控制信号，所述第六三极管Q6的集电极串联第十一电阻R11和稳压二极管D3后连接变压器T1的第六引脚，所述第六三极管Q6的发射极串联第二电容C2后连接第六三极管Q6的集电极，所述第六三极管Q6的集电极连接可控硅U1的控制极，所述可控硅U1的阳极连接高压包T2的第三引脚，所述变压器T1的第五引脚串联第四二极管D4后连接高压包T2的第一引脚，所述高压包T2的第一引脚并联第十二电阻R12、第四电容C4和第五二极管D5，所述第五二极管D5的另一端连接高压包T2的第三引脚，所述第六三极管Q6的发射极、第十二电阻R12的另一端、第四电容C4的另一端以及可控硅U1的阴极接地，所述高压包T2的第四引脚接数字地J3，所述高压包T2的第二引脚击穿空气放电点火。
这样，通过控制模块输出低电平使第六三极管Q6截止，输出低电平使第四三极管Q4扫通，振荡变压模块4产生的高压脉冲电压Vp经第四二极管D4和第四电容C4整流为直流，通过稳压二极管D3、第十一电阻R11、第二电容C2、可控硅U1和高压包T2组成的充放电电路把高压脉冲电压Vp整流后的电压进行升压，对空气击穿放电。
本发明的脉冲点火补偿电路，通过电池电压检测模块对冲点火器的电池电压实时采样，检测电池电量情况，当发现电池电压低于预设值时，通过补偿控制模块导通第一三极管Q1来实现VCC对电池的充电，通过电池升压模块将电池电压升压到VCC，供给控制模块和用作补偿控制模块的电源，通过振荡升压模块导通第四三极管Q4产生高压脉冲电压，通过脉冲点火模块将高压脉冲电压变压到上万伏的电压，击穿空气放电点火，从而解决现有脉冲点火器在电池低电量时点火成功率下降的缺点，延长电池使用时间，提高用户体验。
实施例2
如图3所示，本发明实施例2提供一种所述的脉冲点火补偿电路的控制方法，包括如下步骤：
S1、控制模块控制电池电压检测模块实时检测电池电压Vbat；
S2、将所述电池电压Vbat与预设的电压阈值Vset进行比较，根据比较结果控制补偿控制模块、电池升压模块和振荡变压模块的导通和截止。
这样，通过控制模块电池电压检测模块实时检测电池电压Vbat，并将电池电压Vbat与预设的电压阈值Vset进行比较，根据比较结果控制补偿控制模块的、电池升压模块和振荡变压模块导通和截止。即通过比较结果判断电池是否处于低电量需要充电，若需要，则导通控制补偿控制模块、电池升压模块和振荡变压模块为电池充电。
所述S2中根据比较结果控制补偿控制模块、电池升压模块和振荡变压模块的导通和截止，具体为：
S21、若所述电池电压Vbat大于预设的电压阈值Vset，则继续检测电池电压Vbat并与预设的电压阈值Vset进行比较；
S22、若所述电池电压Vbat不大于预设的电压阈值Vset，则控制补偿控制模块和电池升压模块对电池充电一个周期T1，在所述充电周期T1内，控制振荡变压模块产生高压脉冲电压并放电时长T2。
这样，当若电池电压Vbat大于预设的电压阈值Vset，则继续检测电池电压Vbat并与预设的电压阈值Vset进行比较；当电池电压Vbat不大于预设的电压阈值Vset，则控制补偿控制模块和电池升压模块对电池充电一个周期T1，充电周期T1内控制模块不检测电池电压Vbat，在充电周期T1内，控制振荡变压模块产生高压脉冲电压并对空气击穿放电时长T2，当放电时长达到预设时长T2时，控制模块输出高电平使第一三极管Q1和第四三极管Q4截止，即使补偿控制模块、电池升压模块和振荡变压模块截止，输出低电平使第六三极管Q6对地导通，关断可控硅U1，结束放电。
所述周期T1不小于时长T2。
这样，通过周期T1不小于时长T2，即可使脉冲电放时长T2在充电周期T1内。
本发明的脉冲点火补偿电路的控制方法，通过控制模块控制电池电压检测模块实时检测脉冲点火器的电池电压，当脉冲点火器的电池电压不大于预设值时，控制模块导通补偿控制模块和电池升压模块对电池充电，并导通振荡变压模块变压成高压脉冲电压，然后通过脉冲点火模块将高压脉冲电压变压到上万伏的电压，击穿空气放电，当脉冲放电时间达到预设时间后，控制模块截止控制模块和电池升压模块，并关断脉冲放电模块，结束放电，从而解决现有脉冲点火器在电池低电量时点火成功率下降的缺点，延长电池使用时间，提高用户体验。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种脉冲点火补偿电路，其特征在于，用于对脉冲点火器的电池电压进行补偿，包括电池电压检测模块(1)、补偿控制模块(2)、电池升压模块(3)、振荡变压模块(4)和控制模块，所述电池电压检测模块(1)、补偿控制模块(2)和振荡变压模块(4)均与控制模块电连接，所述补偿控制模块(2)和电池升压模块(3)电连接，所述控制模块控制电池电压检测模块(1)检测脉冲点火器的电池电压，同时控制所述补偿控制模块(2)导通、使电池升压模块(3)对电池升压，之后控制所述振荡变压模块(4)产生高压脉冲电压；所述电池电压检测模块(1)连接电池电压Vbat；所述补偿控制模块(2)包括第一三极管Q1，所述第一三极管Q1的发射极连接电压节点VCC，所述第一三极管Q1的基极并联第三电阻R3和第四电阻R4，所述第三电阻R3连接电压节点VCC，所述第四电阻R4连接控制模块的补偿控制信号，所述第一三极管Q1的集电极串联第五电阻R5和第二二极管D2后连接电池电压Vbat；所述电池升压模块(3)包括升压芯片U3，所述升压芯片U3的第一引脚接电源，所述升压芯片U3的第二引脚和第三引脚并联后连接电压节点VCC，所述升压芯片U3的第四引脚并联第三电容C3和第一电解电容EC1、串联电感L1后连接升压芯片U3的第五引脚，所述升压芯片U3的第五引脚串联第一二极管D1后连接电压节点VCC，所述升压芯片U3的第四引脚并联第二电解电容EC2和第六电容C6后连接电压节点VCC，所述升压芯片U3的第四引脚接地，所述升压芯片U3的第五引脚串联电感L1后连接电池电压Vbat。
2.根据权利要求1所述的脉冲点火补偿电路，其特征在于，所述电池电压检测模块(1)包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1和第二电阻R2串联后连接控制模块的电压检测信号，所述第二电阻R2的两端并联第五电容C5，所述第二电阻R2的另一端接地，所述第一电阻R1的另一端连接电池电压Vbat。
3.根据权利要求2所述的脉冲点火补偿电路，其特征在于，所述振荡变压模块(4)第四三极管Q4、第五三极管Q5和变压器T1，所述第四三极管Q4的基极并联第六电阻R6和第七电阻R7，所述第七电阻R7连接控制模块的脉冲发生控制信号，所述第六电阻R6并联第四三极管Q4的发射极和变压器T1的第一引脚，所述第四三极管Q4的集电极串联第八电阻R8后连接变压器T1的第二引脚，所述变压器T1的第三引脚串联第九电阻R9后连接第五三极管Q5的基极，所述第五三极管Q5的基极串联第一电容C1后连接第五三极管Q5的发射极，所述第五三极管Q5的集电极连接变压器T1的第四引脚，所述第五三极管Q5的发射极和变压器T1的第七引脚均接地，所述第四三极管Q4的发射极连接电池电压Vbat。
4.根据权利要求1-3任一项所述的脉冲点火补偿电路，其特征在于，还包括脉冲点火模块(5)，所述脉冲点火模块(5)电连接振荡变压模块(4)和控制模块，所述脉冲点火模块(5)用于将高压脉冲电压变压到上万伏的电压，击穿空气放电点火。
5.根据权利要求4所述的脉冲点火补偿电路，其特征在于，所述脉冲点火模块(5)包括第六三极管Q6、可控硅U1和高压包T2，所述第六三极管Q6的基极串联第十电阻R10后连接控制模块的点火控制信号，所述第六三极管Q6的集电极串联第十一电阻R11和稳压二极管D3后连接变压器T1的第六引脚，所述第六三极管Q6的发射极串联第二电容C2后连接第六三极管Q6的集电极，所述第六三极管Q6的集电极连接可控硅U1的控制极，所述可控硅U1的阳极连接高压包T2的第三引脚，所述变压器T1的第五引脚串联第四二极管D4后连接高压包T2的第一引脚，所述高压包T2的第一引脚并联第十二电阻R12、第四电容C4和第五二极管D5，所述第五二极管D5的另一端连接高压包T2的第三引脚，所述第六三极管Q6的发射极、第十二电阻R12的另一端、第四电容C4的另一端以及可控硅U1的阴极接地，所述高压包T2的第四引脚接数字地J3，所述高压包T2的第二引脚击穿空气放电点火。
6.一种基于权利要求1-5任一项所述的脉冲点火补偿电路的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、控制模块控制电池电压检测模块实时检测电池电压Vbat；
S2、将所述电池电压Vbat与预设的电压阈值Vset进行比较，根据比较结果控制补偿控制模块、电池升压模块和振荡变压模块的导通和截止。
7.根据权利要求6所述的脉冲点火补偿电路的控制方法，其特征在于，所述S2中根据比较结果控制补偿控制模块、电池升压模块和振荡变压模块的导通和截止，具体为：
S21、若所述电池电压Vbat大于预设的电压阈值Vset，则继续检测电池电压Vbat并与预设的电压阈值Vset进行比较；
S22、若所述电池电压Vbat不大于预设的电压阈值Vset，则控制补偿控制模块和电池升压模块对电池充电一个周期T1，在充电周期T1内，控制振荡变压模块产生高压脉冲电压并放电时长T2。
8.根据权利要求7所述的脉冲点火补偿电路的控制方法，其特征在于，所述周期T1不小于时长T2。
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