CN112032761A - 一种火焰离子信号补偿电路及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种火焰离子信号补偿电路及控制方法，其中火焰离子信号补偿电路包括电压检测模块、升压模块、补偿模块、振荡变压模块、火焰检测模块和控制单元，控制单元与电压检测模块、补偿模块、振荡变压模块和火焰检测模块均电连接连接；控制单元控制电压检测模块获取电池电压信号，然后以此产生补偿控制信号控制补偿模块导通，使升压模块对电池升压，再控制振荡变压模块产生高压脉冲，使火焰检测模块检测火焰在高压脉冲下产生的火焰离子信号。上述技术方案实时监控电池电量，当电池电压下降到预设阈值，启动火焰离子信号补偿电路对电池充电，拉高电池电压，使火焰激励电压得到增强，实现对火焰感应信号的补偿。

Description

一种火焰离子信号补偿电路及控制方法
技术领域
本发明属于火焰检测电路技术领域，尤其涉及一种火焰离子信号补偿电路及控制方法。
背景技术
随着我国经济技术的发展，人们的生活水平渐渐提高，热水供应已经成为了人们生活的基本需求，各类燃气热水装置因为热水供应速度快广受用户选择。
目前绝大多数燃气设备的点火器采用干电池供电，依靠通过高频变压器及振荡电路把电池电压升压成上百伏产生的高压脉冲激励下电离火焰，检测电离出的火焰离子信号判断火焰的状态，在电池电量变低的时候，火焰离子信号会随之变弱，影响火焰判断的可靠性，容易触发意外熄火保护，影响用户体验。
发明内容
本发明的目的是提供一种火焰离子信号补偿电路，能够在电池低电压时对火焰离子信号进行补偿可实现火焰离子信号强度维持不变，使得电池低电压时仍能可靠判断火焰信号。
本发明的另一目的是提供一种火焰离子信号补偿电路的控制方法，在火焰离子信号补偿电路上实现对火焰离子信号进行补偿。
上述目的可采用下列技术方案来实现：
一种火焰离子信号补偿电路，用于对脉冲点火器的电池电量进行补偿，其包括电压检测模块、升压模块、补偿模块、振荡变压模块、火焰检测模块和控制单元，所述控制单元与所述电压检测模块、所述补偿模块、所述振荡变压模块和所述火焰检测模块均电连接连接，所述补偿模块和所述升压模块电连接，所述振荡变压模块和所述火焰检测模块电连接；
所述控制单元控制所述电压检测模块获取电池电压信号，然后根据所述电池电压信号产生补偿控制信号控制所述补偿模块导通，使所述升压模块对所述电池升压，然后控制所述振荡变压模块产生高压脉冲，进而使所述火焰检测模块检测火焰在所述高压脉冲下产生的火焰离子信号。
进一步地，所述电压检测模块包括第十三电阻R13、第十五电阻 R15和第十七电容C17，所述第十五电阻R15和所述第十三电阻R13 并联后连接所述控制单元的电池电量检测信号，所述第十五电阻R15 的两端并联所述第十七电容C17，所述第十五电阻R15的另一端接地，所述第十三电阻R13的另一端连接电池电压信号Vbat。
进一步地，所述升压模块包括升压芯片U3，所述升压芯片U3的 GND引脚并联第十四电容C14和第一外接电源EC1、串联电感L1后连接升压芯片U3的VL引脚，VL引脚串联第八二极管D8后连接电压节点VCC，VT引脚并联第二外接电源EC2、第六电容C6和第十一电容C11后连接电压节点VCC，所述升压芯片U3的GND引脚接地，VL引脚串联电感L1后连接电池电压Vbat。
进一步地，所述补偿模块包括第十四三极管Q14和第十二二极管 D12，所述第十四三极管Q14的发射极连接电压节点VCC，所述第十四三极管Q14的基极并联第三电阻R3和所述第六十六电阻R66所述第三电阻R3连接电压节点VCC，所述第六十六电阻R66连接控制单元的补偿控制信号，所述第十四三极管Q14的集电极串联第十二二极管D12后连接电池电压Vbat。
进一步地，所述振荡变压模块包括第四三极管Q4、第五三极管 Q5和变压器T1，所述第四三极管Q4的基极并联第五十二电阻R52和第五电阻R5，所述第五电阻R5连接控制单元的维持振荡信号信号，所述第五十二电阻R52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的集电极串联第十电阻R10后连接变压器T1的第二引脚，所述变压器T1的第三引脚串联第十四电阻R14 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。
进一步地，所述火焰检测模块包括检测电路和火焰感应针，所述检测电路包括第七电容C7、第九电容C9、第九二极管D9、第十九电阻R19、第三十二电阻R32、第三十四电阻R34、第三十六电阻R36、第三十九电阻R39、第四十二电阻R42和第四十四电阻R44组成；其中所述第九二极管D9与所述第七电容C7、所述第三十二电阻R32和所述第三十九电阻R39并联后廉姐控制单元的火焰感应检测信号，所述第七电容C7并联所述第十九电阻R19后串联所述第四十二电阻R42 连接电压节点VCC，所述第九电容C9串联所述第三十六电阻R36后与所述第四十四电阻R44和所述第三十四电阻R34并联，所述第三十四电阻R34一端连接所述第三十二电阻R32，所述第九二极管D9一端接地；所述第四十四电阻R44与所述火焰感应针连接，所述火焰感应针一端连接数字接地J3后串联第二十九电阻R29，所述第二十九电阻R29一端接地。
一种火焰离子信号补偿电路的控制方法，通过所述的火焰离子信号补偿电路进行操作实现，包括如下步骤：
S1，电压检测模块检测电池电压信号；
S2，判断所述电池电压信号是否大于预设阈值，若是，则重复 S2，若否，则进入步骤S3；
S3，启动控制单元，控制升压模块升高电压得到充电电压，利用所述充电电压在设定的充电周期内对所述电池充电；
S4，所述充电周期开始的同时，所述充电电压通过振荡变压模块产生高压脉冲对火焰离子信号进行补偿。
进一步地，所述充电周期内，对火焰离子信号进行AD采样检测，当AD采样值达到设定阀值则判断为熄火，执行熄火保护动作；
所述充电周期内，对火焰离子信号进行比较器电平比较检测，当电平出现翻转则判断为熄火，执行熄火保护动作。
进一步地，在所述充电周期开始的同时停止检测电池电压信号。
由以上本申请实施方式提供的技术方案可见，通过电压检测模块实时监控电池电量，当电池电压下降到预设阈值，启动升压模块和信号补偿模块对电池充电，拉高电池电压，使火焰激励电压得到增强，实现对火焰感应信号补偿。提高判断火焰状态的可靠性，避免了点火器在电池电量低时误报熄火，提升了客户体验度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例1的火焰离子信号补偿电路的示意图；
图2为本发明实施例2的火焰离子信号补偿电路的控制方法的流程图。
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
本实施例1提供一种火焰离子信号补偿电路，如图1所示，用于对脉冲点火器的电池电量进行补偿，其包括电压检测模块1、升压模块2、补偿模块3、振荡变压模块4、火焰检测模块5和控制单元，所述控制单元与所述电压检测模块1、所述补偿模块3、所述振荡变压模块4和所述火焰检测模块5均电连接连接，所述补偿模块3和所述升压模块2电连接，所述振荡变压模块4和所述火焰检测模块5电连接；
这样，采用上述电路，所述控制单元控制所述电压检测模块1 获取电池电压信号Vbat，然后根据电池电压信号Vbat产生补偿控制信号控制所述补偿模块3导通，使所述升压模块2对电池升压，然后控制所述振荡变压模块4产生高压脉冲Vp，进而使所述火焰检测模块5检测火焰在高压脉冲下产生的火焰离子信号。
现如今离子感应式点火器中主要依靠通过高频变压器及振荡电路把电池电压升压成上百伏的高压脉冲，火焰在高压脉冲的激励下电离，形成火焰检测回路，当电池电压变低时，高频变压器的变压电压随之降低，即火焰的激励电压下降，火焰电离产生的火焰离子信号强度就降低，以此影响检测到的火焰状态结果。
故本实施例提供的火焰离子信号补偿电路通过电压检测模块1 实时监控电池电量，当电池电压下降到预设阈值，启动升压模块2和信号补偿模块3对电池充电，拉高电池电压，使火焰激励电压得到增强，实现对火焰离子信号的补偿。提高判断火焰状态的可靠性，避免了点火器在电池电量低时误报熄火，提升了客户体验度。
本实施例中，所述电压检测模块1包括第十三电阻R13、第十五电阻R15和第十七电容C17，所述第十五电阻R15和所述第十三电阻 R13并联后连接所述控制单元的电池电量检测信号，所述第十五电阻 R15的两端并联所述第十七电容C17，所述第十五电阻R15的另一端接地，所述第十三电阻R13的另一端连接电池电压信号Vbat。
本实施例中，所述升压模块2包括升压芯片U3，所述升压芯片 U3的GND引脚并联第十四电容C14和第一外接电源EC1、串联电感 L1后连接升压芯片U3的VL引脚，VL引脚串联第八二极管D8后连接电压节点VCC，VT引脚并联第二外接电源EC2、第六电容C6和第十一电容C11后连接电压节点VCC，所述升压芯片U3的GND引脚接地， VL引脚串联电感L1后连接电池电压Vbat。
本实施例中，所述补偿模块3包括第十四三极管Q14和第十二二极管D12，所述第十四三极管Q14的发射极连接电压节点VCC，所述第十四三极管Q14的基极并联第三电阻R3和所述第六十六电阻R66 所述第三电阻R3连接电压节点VCC，所述第六十六电阻R66连接控制单元的补偿控制信号，所述第十四三极管Q14的集电极串联第十二二极管D12后连接电池电压Vbat。
本实施例中，所述振荡变压模块4包括第四三极管Q4、第五三极管Q5和变压器T1，所述第四三极管Q4的基极并联第五十二电阻 R52和第五电阻R5，所述第五电阻R5连接控制单元的维持振荡信号信号，所述第五十二电阻R52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的集电极串联第十电阻R10后连接变压器T1的第二引脚，所述变压器T1的第三引脚串联第十四电阻R14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。
本实施例中，所述火焰检测模块5包括检测电路和火焰感应针，所述检测电路包括第七电容C7、第九电容C9、第九二极管D9、第十九电阻R19、第三十二电阻R32、第三十四电阻R34、第三十六电阻 R36、第三十九电阻R39、第四十二电阻R42和第四十四电阻R44组成；其中所述第九二极管D9与所述第七电容C7、所述第三十二电阻 R32和所述第三十九电阻R39并联后廉姐控制单元的火焰感应检测信号，所述第七电容C7并联所述第十九电阻R19后串联所述第四十二电阻R42连接电压节点VCC，所述第九电容C9串联所述第三十六电阻R36后与所述第四十四电阻R44和所述第三十四电阻R34并联，所述第三十四电阻R34一端连接所述第三十二电阻R32，所述第九二极管D9一端接地；所述第四十四电阻R44与所述火焰感应针连接，所述火焰感应针一端连接数字接地J3后串联第二十九电阻R29，所述第二十九电阻R29一端接地。
实施例2
一种火焰离子信号补偿电路的控制方法，该方法通过所述的火焰离子信号补偿电路进行操作实现，如图2所示，所示控制方法包括如下步骤：
S1，电压检测模块检测电池电压信号Vbat；
S2，判断所述电池电压信号Vbat是否大于预设阈值Vset，若是，则重复S2，若否，则进入步骤S3；
S3，启动控制单元，控制升压模块2升高电压得到充电电压Vcc，利用所述充电电压Vcc在设定的充电周期T内对所述电池充电；
S4，所述充电周期T开始的同时，所述充电电压Vcc通过振荡变压模块4产生高压脉冲Vp对火焰离子信号进行补偿。
本实施例实时监控电池的电量，当检测到电池电压下降到预设阈值Vset，启动火焰离子信号补偿电路对电池充电，拉高电池电压，使火焰激励电压得到增强，实现对火焰离子信号的补偿，解决现有离子感应式点火器在电池低电量时误报熄火的缺点。
本实施例中所述的利用所述充电电压Vcc在设定的充电周期T 内对电池充电具体为：
所述控制单元传输补偿控制信号，通过单片机IO口对电池充电或者是IO口输出高低电平控制三极管Q14的导通，利用所述充电电压Vcc对电池进行充电。
本实施例所述控制方法还包括：
在所述充电周期T内，对火焰离子信号进行AD采样检测，当AD 采样值达到设定阀值则判断为熄火，执行熄火保护动作；同时对火焰离子信号进行比较器电平比较检测，当电平出现翻转则判断为熄火，执行熄火保护动作，本申请对火焰信号的检测方法包括但不限于AD 采样或比较器电平比较。
本实施例在所述充电周期T开始的同时停止检测电池电压信号 Vbat，确保电池电压的稳定提升。
在步骤S1之前，所述方法还包括：控制单元输出高电平至所述补偿模块3，关断第十四三极管Q14，即断开电路关闭火焰离子信号补偿电路。在步骤S3之前，所述方法还包括：控制单元输出低电平至所述补偿模块3，导通第十四三极管Q14，以此开启火焰离子信号补偿电路，对电池充电，补偿火焰离子信号。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种火焰离子信号补偿电路，其特征在于，用于对脉冲点火器的电池电量进行补偿，其包括电压检测模块(1)、升压模块(2)、补偿模块(3)、振荡变压模块(4)、火焰检测模块(5)和控制单元，所述控制单元与所述电压检测模块(1)、所述补偿模块(3)、所述振荡变压模块(4)和所述火焰检测模块(5)均电连接连接，所述补偿模块(3)和所述升压模块(2)电连接，所述振荡变压模块(4)和所述火焰检测模块(5)电连接；
所述控制单元控制所述电压检测模块(1)获取电池电压信号，然后根据所述电池电压信号产生补偿控制信号并控制所述补偿模块(3)导通，使所述升压模块(2)对所述电池升压，然后控制所述振荡变压模块(4)产生高压脉冲，进而使所述火焰检测模块(5)检测火焰在所述高压脉冲下产生的火焰离子信号。
2.根据权利要求1所述的火焰离子信号补偿电路，其特征在于：所述电压检测模块(1)包括第十三电阻R13、第十五电阻R15和第十七电容C17，所述第十五电阻R15和所述第十三电阻R13并联后连接所述控制单元的电池电量检测信号，所述第十五电阻R15的两端并联所述第十七电容C17，所述第十五电阻R15的另一端接地，所述第十三电阻R13的另一端连接电池电压信号Vbat。
3.根据权利要求2所述的火焰离子信号补偿电路，其特征在于：所述升压模块(2)包括升压芯片U3，所述升压芯片U3的GND引脚并联第十四电容C14和第一外接电源EC1、串联电感L1后连接升压芯片U3的VL引脚，VL引脚串联第八二极管D8后连接电压节点VCC，VT引脚并联第二外接电源EC2、第六电容C6和第十一电容C11后连接电压节点VCC，所述升压芯片U3的GND引脚接地，VL引脚串联电感L1后连接电池电压Vbat。
4.根据权利要求3所述的火焰离子信号补偿电路，其特征在于：所述补偿模块(3)包括第十四三极管Q14和第十二二极管D12，所述第十四三极管Q14的发射极连接电压节点VCC，所述第十四三极管Q14的基极并联第三电阻R3和所述第六十六电阻R66所述第三电阻R3连接电压节点VCC，所述第六十六电阻R66连接控制单元的补偿控制信号，所述第十四三极管Q14的集电极串联第十二二极管D12后连接电池电压Vbat。
5.根据权利要求4所述的火焰离子信号补偿电路，其特征在于：所述振荡变压模块(4)包括第四三极管Q4、第五三极管Q5和变压器T1，所述第四三极管Q4的基极并联第五十二电阻R52和第五电阻R5，所述第五电阻R5连接控制单元的维持振荡信号信号，所述第五十二电阻R52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的集电极串联第十电阻R10后连接变压器T1的第二引脚，所述变压器T1的第三引脚串联第十四电阻R14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。
6.根据权利要求5所述的火焰离子信号补偿电路，其特征在于：所述火焰检测模块(5)包括检测电路和火焰感应针，所述检测电路包括第七电容C7、第九电容C9、第九二极管D9、第十九电阻R19、第三十二电阻R32、第三十四电阻R34、第三十六电阻R36、第三十九电阻R39、第四十二电阻R42和第四十四电阻R44组成；其中所述第九二极管D9与所述第七电容C7、所述第三十二电阻R32和所述第三十九电阻R39并联后廉姐控制单元的火焰感应检测信号，所述第七电容C7并联所述第十九电阻R19后串联所述第四十二电阻R42连接电压节点VCC，所述第九电容C9串联所述第三十六电阻R36后与所述第四十四电阻R44和所述第三十四电阻R34并联，所述第三十四电阻R34一端连接所述第三十二电阻R32，所述第九二极管D9一端接地；所述第四十四电阻R44与所述火焰感应针连接，所述火焰感应针一端连接数字接地J3后串联第二十九电阻R29，所述第二十九电阻R29一端接地。
7.一种火焰离子信号补偿电路的控制方法，其特征在于，通过权利要求1-6中任一项所述的火焰离子信号补偿电路进行操作实现，包括如下步骤：
S1，电压检测模块(1)检测电池电压信号；
S2，判断所述电池电压信号是否大于预设阈值，若是，则重复S2，若否，则进入步骤S3；
S3，启动控制单元，控制升压模块(2)升高电压得到充电电压，利用所述充电电压在设定的充电周期内对所述电池充电；
S4，所述充电周期开始的同时，所述充电电压通过振荡变压模块(4)产生高压脉冲对火焰离子信号进行补偿。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述充电周期内，对火焰离子信号进行AD采样检测，当AD采样值达到设定阀值则判断为熄火，执行熄火保护动作；
所述充电周期内，对火焰离子信号进行比较器电平比较检测，当电平出现翻转则判断为熄火，执行熄火保护动作。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：在所述充电周期开始的同时停止检测电池电压信号。
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