CN114151260A - 一种具有状态控制和bit功能的点火装置 - Google Patents

一种具有状态控制和bit功能的点火装置 Download PDF

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李长胜
李勇
师显强
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Abstract

本发明提出了一种具有状态控制和BIT功能的点火装置，包括信号控制电路、变压供电电路、频能控制电路、频率控制电路、能量控制电路、储能电容、取样电路、放电控制电路、门电路、放电电路；所述信号控制电路与频能控制电路之间通过控制信号电连接；所述频能控制电路分别与所述频率控制电路和能量控制电路连接；所述频率控制电路和能量控制电路连接分别与所述门电路连接，并通过门电路依次连接放电控制电路和放电电路；所述变压供电电路分别连接所述频能控制电路、放电控制电路和储能电容，所述储能电容与放电控制电路连接，所述储能电容还通过取样电路与所述能量控制电路连接；所述门电路为与门电路。本申请解决了使用过程中存在的输出状态单一的问题。

Description

一种具有状态控制和BIT功能的点火装置
技术领域
本发明属于航空工业点火装置技术领域，具体地说，涉及一种具有状态控制和BIT功能的点火装置。
背景技术
目前常见的点火装置，一般由逆变电路、整流电路、储能电路及放电开关器件组成。中国专利ZL95225655.X公布了一种《高能点火装置》，该装置包括电源、变压器、整流电路、贮能电路、脉冲触发装置、放电管及火花塞，电源经变压器升压、整流后向储能电容器充电，当储能电容器上电压达到放电管的击穿电压时，放电管击穿导通，储能电容器上的电压施加到触发装置，产生高压脉冲击穿放电管和火花塞，储能电容通过放电管向火花塞放电，形成电火花。
该种类型的点火装置只能实现一种状态的输出，且无法对自身状态进行检查反馈（即BIT）。针对目前点火装置工作环境愈加复杂的情况，点火装置需要随着环境变化实现输出状态的变更；同时，随着健康管理系统的日益关键，传统的不具有BIT功能的点火装置已无法满足使用要求。
发明内容
本发明针对现有技术的上述缺陷和需求，提出了一种具有状态控制和BIT功能的点火装置，包括信号控制电路、变压供电电路、频能控制电路、频率控制电路、能量控制电路、储能电容、取样电路、放电控制电路、门电路、放电电路；根据实际需要改变自身工作状态，即火花频率和能量，以解决传统点火装置使用过程中存在的输出状态单一的问题。
本发明具体实现内容如下：
本发明提出了一种具有状态控制和BIT功能的点火装置，包括信号控制电路、变压供电电路、频能控制电路、频率控制电路、能量控制电路、储能电容、取样电路、放电控制电路、门电路、放电电路；
所述信号控制电路与频能控制电路之间通过控制信号电连接；所述频能控制电路分别与所述频率控制电路和能量控制电路连接；所述频率控制电路和能量控制电路连接分别与所述门电路连接，并通过门电路依次连接放电控制电路和放电电路；频能控制电路将不同的状态控制信号转换为对应频率和电压的脉冲信号，分别作用于频率控制电路和能量控制电路。当储能电容的电压达到设定电压时，通过取样电路作用于能量控制电路，能量电路产生输出；当放电频率达到预设值时，频率控制电路产生输出。当能量控制电路和频率控制电路均产生输出时，与门电路产生输出并作用于放电控制电路，储能电容点火装置实现输出；工作过程中，BIT电路监测放电电路的电流信号，并将该信号反馈到主机健康管理系统，实现BIT功能。
所述变压供电电路分别连接所述频能控制电路、放电控制电路和储能电容，所述储能电容与放电控制电路连接，所述储能电容还通过取样电路与所述能量控制电路连接；
所述门电路为与门电路；
所述BIT电路设置在储能电容、放电控制电路之间，且与所述健康管理系统。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述频能控制电路、频率控制电路、能量控制电路采用电源管理芯片U1构成。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述变压供电电路包括变压器T1、三极管Q2、二极管D2；
所述变压器T1的变压输入端一端接输入电源，另一端接三极管Q2的集电极，所述三极管Q2的基极与电源管理芯片U1的频能控制电路连接；
所述变压器T1的变压输出端一端连接二极管D2后，通过二极管D2分别与放电控制电路和储能电容连接；所述变压器T1的变压输出端另一端接地；
所述储能电容连接二极管D2后接地。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述取样电路包括电阻R1和电阻R2；
所述电阻R1搭接在二极管D2和储能电容之间后与所述电源管理芯片U1的能量控制电路连接；所述电阻R2接地后搭接在电阻R2与电源管理芯片U1之间。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述放电控制电路采用三极管Q1，所述三极管Q1分别连接门电路、二极管D2和放电电路。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述放电电路采用电嘴，所述电嘴一端连接三极管Q1，另一端接地。
本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：
（1）本发明采用脉冲信号同时包含了控制信号的电压信号和频率信号，实现了仅采用一路信号即可实现两个控制变量即能量和频率的目的。同时，BIT电路通过电磁感应获取放电电路的电流信号，使得该信号可以准确反映点火装置的工作状态，从而使健康管理系统对点火装置的工作状态识别成为可能。
（2）在点火装置装机调试时，由于控制信号简单可调，因此，可根据实际工作情况，调整控制信号的电压、频率参数，在点火装置的设计范围内改变点火装置的频率和能量，以达到最佳装机工作状态。这相对于传统产品无法更改输出特性，使得产品的柔性匹配度更高，具有明显优势。
（3）由于同一主机通常有多种燃烧室，需要安装输出特性不同的点火装置才能实现其预定功能，同时，发动机不同工况下也需要根据情况调整点火装置的输出特性。采用本发明仅通过简单更改控制信号即可实现不同燃烧室以及不同发动机工况的需要。因此，本发明提高了点火装置的匹配柔性度，同时也有利于简化配套产品谱系。
附图说明
图1是本发明的点火装置的原理框图。
图2是图1的电路原理图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
本实施例提出了一种具有状态控制和BIT功能的点火装置，如图1所示，包括信号控制电路、变压供电电路、频能控制电路、频率控制电路、能量控制电路、储能电容、取样电路、放电控制电路、门电路、放电电路；图1中，变压供电电路和信号控制电路未示出；
所述信号控制电路与频能控制电路之间通过控制信号电连接；所述频能控制电路分别与所述频率控制电路和能量控制电路连接；所述频率控制电路和能量控制电路连接分别与所述门电路连接，并通过门电路依次连接放电控制电路和放电电路；
所述变压供电电路分别连接所述频能控制电路、放电控制电路和储能电容，所述储能电容与放电控制电路连接，所述储能电容还通过取样电路与所述能量控制电路连接；
所述门电路为与门电路。
所述点火装置还包括BIT电路和健康管理系统，所述健康管理系统与BIT电路连接，所述BIT电路设置在储能电容和放电控制电路之间。
工作原理：如图1，频能控制电路将不同的状态控制信号转换为对应频率和电压的脉冲信号，分别作用于频率控制电路和能量控制电路。当储能电容的电压达到设定电压时，通过取样电路作用于能量控制电路，能量电路产生输出；当放电频率达到预设值时，频率控制电路产生输出。当能量控制电路和频率控制电路均产生输出时，与门电路产生输出并作用于放电控制电路，储能电容点火装置实现输出；工作过程中，BIT电路通过磁感应效应放电电路的电流信号，并将该信号反馈到主机健康管理系统，实现BIT功能。
实施例2：
本实施例在上述实施例1的基础上，如图1、图2所示，为了更好地实现本发明，进一步地，所述频能控制电路、频率控制电路、能量控制电路采用电源管理芯片U1构成。
进一步地，所述变压供电电路包括变压器T1、三极管Q2、二极管D2；
所述变压器T1的变压输入端一端接输入电源，另一端接三极管Q2的集电极，所述三极管Q2的基极与电源管理芯片U1的频能控制电路连接；
所述变压器T1的变压输出端一端连接二极管D2后，通过二极管D2分别与放电控制电路和储能电容连接；所述变压器T1的变压输出端另一端接地；
所述储能电容连接二极管D2后接地。
进一步地，所述取样电路包括电阻R1和电阻R2；
所述电阻R1搭接在二极管D2和储能电容之间后与所述电源管理芯片U1的能量控制电路连接；所述电阻R2接地后搭接在电阻R2与电源管理芯片U1之间。
进一步地，所述放电控制电路采用三极管Q1，所述三极管Q1分别连接门电路、二极管D2和放电电路。
进一步地，所述放电电路采用电嘴，所述电嘴一端连接三极管Q1，另一端接地。
工作原理：参阅图2。电源管理芯片U1接收控制信号以及R1、R2分压所得的储能电容C1的采样信号。当点火装置正常工作时，U1输出高电平至开关管Q2使之导通，变压器T1对储能电容充电，当电压达到设定值时，分压的电压触发U1停止Q2的高电平电压，开关管断开，充电停止，如此通过控制储能电容电压的方式达到控制点火装置储能能量的作用，同时U1将输出能量控制信号至与门电路芯片U2。当频率时机达到时，U1输出频率控制信号至与门电路芯片U2，当U2输入皆为高电平时，输出放电控制信号至放电控制开关Q1，Q1导通后C1通过放电回路向电嘴放电，实现点火装置放电功能。同时，通过BIT线圈感应产生的放电电流，达到工作状态自检功能（即BIT），并将该信号反馈给健康管理系统，形成闭环控制。
本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有状态控制和BIT功能的点火装置，其特征在于，包括信号控制电路、变压供电电路、频能控制电路、频率控制电路、能量控制电路、储能电容、取样电路、放电控制电路、门电路、放电电路、BIT电路和健康管理系统；
所述信号控制电路与频能控制电路之间通过控制信号电连接；所述频能控制电路分别与所述频率控制电路和能量控制电路连接；通过频能控制电路将不同的状态控制信号转换为对应频率和电压的脉冲信号，分别作用于频率控制电路和能量控制电路所述频率控制电路和能量控制电路连接分别与所述门电路连接，并通过门电路依次连接放电控制电路和放电电路；
所述变压供电电路分别连接所述频能控制电路、放电控制电路和储能电容，所述储能电容与放电控制电路连接，所述储能电容还通过取样电路与所述能量控制电路连接；
所述门电路为与门电路；
所述BIT电路设置在储能电容、放电控制电路之间，且与所述健康管理系统。
2.如权利要求1所述的一种具有状态控制和BIT功能的点火装置，其特征在于，所述频能控制电路、频率控制电路、能量控制电路采用电源管理芯片U1构成。
3.如权利要求2所述的一种具有状态控制和BIT功能的点火装置，其特征在于，所述变压供电电路包括变压器T1、三极管Q2、二极管D2；
所述变压器T1的变压输入端一端接输入电源，另一端接三极管Q2的集电极，所述三极管Q2的基极与电源管理芯片U1的频能控制电路连接；
所述变压器T1的变压输出端一端连接二极管D2后，通过二极管D2分别与放电控制电路和储能电容连接；所述变压器T1的变压输出端另一端接地；
所述储能电容连接二极管D2后接地。
4.如权利要求3所述的一种具有状态控制和BIT功能的点火装置，其特征在于，所述取样电路包括电阻R1和电阻R2；
所述电阻R1搭接在二极管D2和储能电容之间后与所述电源管理芯片U1的能量控制电路连接；所述电阻R2接地后搭接在电阻R2与电源管理芯片U1之间。
5.如权利要求4所述的一种具有状态控制和BIT功能的点火装置，其特征在于，所述放电控制电路采用三极管Q1，所述三极管Q1分别连接门电路、二极管D2和放电电路。
6.如权利要求5所述的一种具有状态控制和BIT功能的点火装置，其特征在于，所述放电电路采用电嘴，所述电嘴一端连接三极管Q1，另一端接地。
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