CN201327506Y - 燃气具火焰离子电流检测电路 - Google Patents

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CN201327506Y CNU2008202054896U CN200820205489U CN201327506Y CN 201327506 Y CN201327506 Y CN 201327506Y CN U2008202054896 U CNU2008202054896 U CN U2008202054896U CN 200820205489 U CN200820205489 U CN 200820205489U CN 201327506 Y CN201327506 Y CN 201327506Y
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Abstract

燃气具火焰离子电流检测电路，它包括交流高压产生电路、MCU、直流分压电路、火焰离子电流输入电路，主要特征是它还包括交流分压电路，所述交流分压电路包括第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容，第二电容一端与交流高压产生电路一高压输出端联接，另一端与第二电阻一端联接，第二电阻另一端与第三电阻一端联接后与第一电容一端联接，第一电容另一端联接保护地与数字地后与交流高压产生电路另一高压输出端联接，第二电容和第二电阻的联接点与火焰离子电流输入电路中第一电阻一端联接，第三电阻与第一电容的联接点和直流分压电路中第四电阻与第五电阻的联接点及MCU的模拟量输入口联接。具有能有效简化电路，降低成本，提高可靠性等特点。

Description

燃气具火焰离子电流检测电路
技术领域：
本实用新型涉及到燃气具火焰离子电流检测电路，它适用于燃气热水器、燃气壁挂炉等燃气具的火焰离子电流检测。
背景技术：
在现有技术中燃气具的火焰离子电流检测电路通常采用硬件电路电压比较方式，火焰检测电路只输出两个状态，有火焰时一个状态，无火焰时一个状态，MCU无法识别离子电流的准确值，如果要改变火焰检测的灵敏度必须重新设计硬件电路参数，且需要电压比较器，致使电路复杂，成本较高，可靠性不高等缺陷。为克服这些缺陷，对燃气具的火焰离子电流检测电路进行了研制。
发明内容：
本实用新型所要解决的技术问题是要提供燃气具火焰离子电流检测电路，它能有效地简化电路，降低成本，提高可靠性。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：它包括交流高压产生电路、MCU、直流分压电路、火焰离子电流输入电路、保护地、数字地，它还包括交流分压电路，所述的交流分压电路包括第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容，第二电容的一端与交流高压产生电路的一高压输出端联接，另一端与第二电阻一端联接，第二电阻的另一端与第三电阻一端联接后再与第一电容一端联接，第一电容的另一端联接保护地，保护地与数字地联接后再与交流高压产生电路的另一高压输出端联接，第二电容与第二电阻联接的联接点与火焰离子电流输入电路中第一电阻的一端联接，第三电阻与第一电容联接的联接点和直流分压电路中第四电阻与第五电阻联接的联接点以及MCU中的模拟量输入口联接。
所述的直流分压电路包括第四电阻、第五电阻，第四电阻一端接5V直流电压，另一端与第五电阻一端联接，第五电阻另一端再与数字地联接。
所述的火焰离子电流输入电路包括第一电阻与火焰反馈针，火焰反馈针与所述的第一电阻另一端联接。
所述的交流高压产生电路为将市电转换为交流高压的交流工频变压器。
所述的MCU为8位单片机。
所述的MCU为16位单片机。
所述的MCU为32位单片机。
所述的MCU为单片机ATmega16。
本实用新型同背景技术相比所产生的有益效果：
1、由于本实用新型采用交流分压电路，所述的交流分压电路包括第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容，第二电容的一端与交流高压产生电路的一高压输出端联接，另一端与第二电阻一端联接，第二电阻的另一端与第三电阻一端联接后再与第一电容一端联接，第一电容的另一端联接保护地，保护地与数字地联接后再与交流高压产生电路的另一高压输出端联接，第二电容与第二电阻联接的联接点与火焰离子电流输入电路中第一电阻的一端联接，第三电阻与第一电容联接的联接点和直流分压电路中第四电阻与第五电阻联接的联接点以及MCU中的模拟量输入口联接的结构，故它能有效地简化电路，降低成本，提高可靠性。
附图说明：
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的电路示意图。
具体实施方式：
参看附图1、附图2所示，它包括有交流高压产生电路1、MCU 2、直流分压电路3、交流分压电路4、火焰离子电流输入电路5、保护地6、数字地7。交流分压电路4包括第二电阻R2、第三电阻R3以及第一电容C1、第二电容C2，第二电容C2、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1依次串联组成交流分压电路。交流高压产生电路1包括一个交流工频变压器，将220V交流市电转换为180V的交流高压。交流高压一输出端与数字地7、保护地6联接，另一端与交流分压电路4中的第二电容C2联接。直流分压电路3包括第四电阻R4、第五电阻R5。第四电阻R4、第五电阻R5串联于5V和数字地之间，第四电阻R4与第五电阻R5联接的分压端与交流分压电路4中的第三电阻R3、第一电容C1以及MCU 2中的模拟量输入口8联接。火焰离子电流输入电路5包括第一电阻R1与火焰反馈针9。第一电阻R1一端与交流分压电路4中的第二电阻R2、第二电容C2联接，另一端与反馈针9联接。
本实用新型利用可燃气体被点燃后，高温火焰可以产生微弱的离子电流，同时，高温火焰也可以等效为理想的二极管串接一只高阻值的电阻。因此，检测火焰时，将火焰离子电流转换为连续变化的电压信号，MCU依据采样的电压计算电流值，可以灵活控制火焰检测的灵敏度。
本实施例的工作原理说明如下：
没有火焰时，交流高压电流经过第二电容C2、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1到地，由于第二电阻R2、第三电阻R3选择大阻值电阻，第二电容C2的容抗远大于第一电容C1的容抗，因此在第一电容C1上有一个较小的交流电压分量。第一电容C1上的交流分量叠加在直流分压电路3上，MCU端口上的电压平均值约等于直流分压电路3中第四电阻R4、第五电阻R5的分压值。
有火焰时，高温火焰等效为理想的二极管，串接一个兆欧级别的高阻值电阻，相当于在火焰离子电流输入电路5的第一电阻R1端串联一个二极管和一个兆欧级别的电阻，二极管的正极接第一电阻R1，负极经过电阻到保护地(机器外壳)。交流高压产生电路的电流信号在正半周时第一路从第二电容C2、第一电阻R1、火焰等效的二极管及兆欧级别的高阻值电阻直接到地；第二路从第二电容C2、第二电阻R2、第三电阻R3、第五电阻R5到地，第三路从第二电容C2、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1到地，第四路从第二电容C2、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4到直流5V；在负半周时电流方向相反。由于正半周流入第二电容C2上的电流必须等于负半周流出第二电容C2的电流，但因火焰离子的单向导电特性，负半周时电流无法从火焰针端回流，必须经由第五电阻R5、第一电容C1流回，因此负半周从第五电阻R5流回的电流比正半周时要大，使得整个周期内第五电阻R5与第四电阻R4联接的中间分压端电压降低。火焰离子电流变化时，第五电阻R5与第四电阻R4联接的中间分压端电压也对应变化，通过测量中间分压端上的电压，再由MCU计算得出火焰离子电流值。
火焰反馈针9与燃气具金属接触(即火焰反馈针9与保护地6接触)时，等效为火焰离子电流输入电路5的第一电阻R1直接对地短路，因此直流分压电路3的第五电阻R5并联了一个比原阻值大6倍的电阻，并联后阻值几乎不变，不影响中间分压端的电压，等效为未检测到火焰。
本实施例电路元件取值或型号如下：
R1：1MΩ，R2：4.6MΩ，R3：4.6MΩ，R4：470KΩ，R5：1.5MΩ，C1：47J63，C2：10nK400V。
变压器T将市电转换成180VAC，变压器T有另外的绕组产生14VAC、22VAC供控制系统的其它电路使用。
MCU使用8位单片机ATmega16，同时监控整个燃气具的运行。

Claims (10)

1、燃气具火焰离子电流检测电路，它包括交流高压产生电路(1)、MCU(2)、直流分压电路(3)、火焰离子电流输入电路(5)、保护地(6)、数字地(7)，其特征在于它还包括交流分压电路(4)，所述的交流分压电路(4)包括第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第一电容(C1)、第二电容(C2)，第二电容(C2)的一端与交流高压产生电路(1)的一高压输出端联接，另一端与第二电阻(R2)一端联接，第二电阻(R2)的另一端与第三电阻(R3)一端联接后再与第一电容(C1)一端联接，第一电容(C1)的另一端联接保护地(6)，保护地(6)与数字地(7)联接后再与交流高压产生电路(1)的另一高压输出端联接，第二电容(C2)与第二电阻(R2)联接的联接点与火焰离子电流输入电路(5)中第一电阻(R1)的一端联接，第三电阻(R3)与第一电容(C1)联接的联接点和直流分压电路(3)中第四电阻(R4)与第五电阻(R5)联接的联接点以及MCU(2)中的模拟量输入口(8)联接。
2、根据权利要求1所述的燃气具火焰离子电流检测电路，其特征在于所述的直流分压电路(3)包括第四电阻(R4)、第五电阻(R5)，第四电阻(R4)一端接5V直流电压，另一端与第五电阻(R5)一端联接，第五电阻(R5)另一端再与数字地(7)联接。
3、根据权利要求1或2所述的燃气具火焰离子电流检测电路，其特征在于所述的火焰离子电流输入电路(5)包括第一电阻(R1)与火焰反馈针(9)，火焰反馈针(9)与所述的第一电阻(R1)另一端联接。
4、根据权利要求1或2所述的燃气具火焰离子电流检测电路，其特征在于所述的交流高压产生电路(1)为将市电转换为交流高压的交流工频变压器。
5、根据权利要求3所述的燃气具火焰离子电流检测电路，其特征在于所述的交流高压产生电路(1)为将市电转换为交流高压的交流工频变压器。
6、根据权利要求5所述的燃气具火焰离子电流检测电路，其特征在于MCU(2)为8位单片机。
7、根据权利要求5所述的燃气具火焰离子电流检测电路，其特征在于MCU(2)为16位单片机。
8、根据权利要求5所述的燃气具火焰离子电流检测电路，其特征在于MCU(2)为32位单片机。
9、根据权利要求6所述的燃气具火焰离子电流检测电路，其特征在于MCU(2)为单片机ATmega16。
10、根据权利要求9所述的燃气具火焰离子电流检测电路，其特征在于第一电阻(R1)取值为1MΩ，第二电阻(R2)取值为4.6MΩ，第三电阻(R3)取值为4.6MΩ，第四电阻(R4)取值为470KΩ，第五电阻(R5)取值为1.5MΩ，第一电容(C1)型号为47J63，第二电容(C2)型号为10nK400V。
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