CN209084817U

CN209084817U - 无声弧光脉冲点火器

Info

Publication number: CN209084817U
Application number: CN201821400865.7U
Authority: CN
Inventors: Honghua Lin; 林宏华; Qing Zhang; 张庆; Jiaxun Meng; 孟佳讯
Original assignee: YANGZHOU JIAHUA ELECTRICAL CO Ltd
Current assignee: YANGZHOU JIAHUA ELECTRICAL CO Ltd
Priority date: 2018-08-28
Filing date: 2018-08-28
Publication date: 2019-07-09
Anticipated expiration: 2028-08-28

Abstract

本实用新型公开了一种无声弧光脉冲点火器，属于脉冲点火技术领域，解决了传统点火器噪声污染大、用户体验不友好的问题。主要包括电源输入单元、频率发生电路单元、脉冲发生电路单元、高压发生电路单元。本实用新型本实用新型电路利用NE555芯片和高压产生电路产生20KHz以上的脉冲波形，达到无声放电点火状态，给用户带来很好的用户体验；频率调节方便，整个电路设计简洁而稳定可靠，耐寿命测试反馈良好，具有很高的使用寿命，完全满足企业出厂标准及客户要求；本实用新型点火效率高，输出能量高，不仅能点燃燃气，还能直接点燃纸片和木质材料；本实用新型制造容易，实现成本低，实用性强，能广泛应用于脉冲点火技术领域。

Description

无声弧光脉冲点火器

技术领域

本实用新型涉及一种点火装置，具体地说，尤其涉及一种无声弧光脉冲点火器。

背景技术

脉冲点火器就是利用脉冲原理产生连续性瞬间电火花，从而点燃燃气具火焰的电子产品。脉冲点火具有稳定性高，操作简单的优点，目前已经广泛应用于各种热水器工业炉窑气体燃料或液体燃料燃烧器的明焰点火，方便快捷，省时省力。

传统脉冲点火器多由充放电电容与变压器初级线圈构成LC振荡电路产生电压脉冲，再经变压器升压得到高压脉冲，一般来说频率在10Hz左右，点火时会发出“哒哒”的电弧放电噪声，噪音污染给用户带来不友好的用户体验。我们知道人耳可感知的听觉范围是20Hz-20000Hz，当超过20000Hz时人耳就不能被感知，也就是说对人类而言可达到“无声”状态。如果在原来电路原理上简单地进行元器件的参数变化将频率达到20KHz，电路性能很不稳定，电容充放电过快，很容易击穿失效，使用寿命非常短；尤其在高温老化环境下，使用寿命更短。所以要想实现20KHz以上无声的脉冲就必须对产品的原理进行全新设计。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种高稳定性、高可靠性、高使用寿命、高输出能量的无声弧光脉冲点火器。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种无声弧光脉冲点火器，包括电源输入单元、频率发生电路单元、脉冲发生电路单元、高压发生电路单元；

所述频率发生电路单元为基于NE555芯片的方波脉冲频率发生电路，由所述电源输入单元为其提供工作电源后产生频率大于20KHz的方波脉冲，该方波脉冲中的电压值为电源输入单元的电压值；

所述频率发生电路单元输出端与所述脉冲发生电路单元的输入端电信号相连，所述频率发生电路单元输出的方波脉冲信号为所述脉冲发生电路单元提供输入信号；所述脉冲发生电路单元为放大电路，其由所述电源输入单元提供工作电压，将所述频率发生电路单元输出的方波脉冲信号进行放大后输入至高压发生电路单元；

所述高压发生电路单元将所述脉冲发生电路单元输出的方波脉冲信号进行再次放大后输出频率大于20KHz的高压脉冲。

优选地，所述电源输入单元为12V直流电压。

优选地，所述频率发生电路单元包括NE555芯片U2、电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C3；所述电阻R1接于所述NE555芯片U2的VCC端与其DIS端两管脚之间；所述电阻R2接在所述NE555芯片U2的DIS端与其THR端两管脚之间，且其THR端与TRI端短接；所述电容C2接于所述NE555芯片U2的THR端与GND 端两管脚之间；所述电容C3接于所述NE555芯片U2的CV端与GND端两管脚之间；所述NE555芯片U2的VCC端、RES端均接电源正极端，其GND端接电源负极端，其OUT端为方波信号输出端。

优选地，所述NE555芯片的VCC端与其GND端两端并联连接用于避免信号耦合干扰的电解电容C1。

优选地，所述脉冲发生电路单元包括电阻R3、NPN型三极管Q1,所述电阻 R3的一端与所述频率发生电路单元的输出端电信号连接，其另一端与所述三极管Q1的基极电连接，所述三极管Q1的集电极端与所述高压发生电路单元输入端电连接，所述三极管Q1的发射极接地。

优选地，所述NPN型三极管Q1的型号为TIP122。

优选地，所述NPN型三极管Q1的集电极与发射极两端并联连接二极管D1。

优选地，所述高压发生电路单元为变压器T1，其初级线圈的两端其中一端与电源的正极端连接，另一端与所述脉冲发生电路单元的输出端电连接，所述变压器T1的次级线圈两端即为高频高压脉冲输出端。

优选地，所述变压器T1的初次级线圈匝数比为1:50-1:68。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型电路利用NE555芯片和高压产生电路产生20KHz以上的脉冲波形，达到无声放电点火状态，给用户带来很好的用户体验；NE555芯片工作于无稳态模式，频率调节方便；整个电路设计简洁而稳定可靠，耐寿命测试反馈良好，具有很高的使用寿命，完全满足企业出厂标准及客户要求；本实用新型点火效率高，输出能量高，不仅能点燃燃气，还能直接点燃纸片和木质材料；本实用新型制造容易，实现成本低，实用性强，能可广泛应用于脉冲点火技术领域。

附图说明

图1是本实用新型系统框图；

图2是本实用新型实施例1电路原理图；

图3是本实用新型实施例2电路原理图。

1.电源输入单元；2.频率发生电路单元；3.脉冲发生电路单元；4.高压发生电路单元。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

一种无声弧光脉冲点火器，包括电源输入单元1、频率发生电路单元2、脉冲发生电路单元3、高压发生电路单元4；

所述频率发生电路单元2为基于NE555芯片的方波脉冲频率发生电路，由所述电源输入单元1为其提供工作电源后产生频率大于20KHz的方波脉冲，该方波脉冲中的电压值为电源输入单元1的电压值；

所述频率发生电路单元2输出端与所述脉冲发生电路单元3的输入端电信号相连，所述频率发生电路单元2输出的方波脉冲信号为所述脉冲发生电路单元3提供输入信号；所述脉冲发生电路单元为放大电路，其由所述电源输入单元1提供工作电压，将所述频率发生电路单元输出的方波脉冲信号进行放大后输入至高压发生电路单元4；

所述高压发生电路单元4将所述脉冲发生电路单元3输出的方波脉冲信号进行再次放大后输出频率大于20KHz的高压脉冲。

优选地，所述电源输入单元1为12V直流电压。

优选地，所述频率发生电路单元2包括NE555芯片U2、电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C3；所述电阻R1接于所述NE555芯片U2的VCC端与其DIS端两管脚之间；所述电阻R2接在所述NE555芯片U2的DIS端与其THR端两管脚之间，且其THR端与TRI端短接；所述电容C2接于所述NE555芯片U2的THR端与GND端两管脚之间；所述电容C3接于所述NE555芯片U2的CV端与GND端两管脚之间；所述NE555芯片U2的VCC端、RES端均接电源正极端，其GND端接电源负极端，其OUT端为方波信号输出端。

优选地，所述脉冲发生电路单元3包括电阻R3、NPN型三极管Q1,所述电阻 R3的一端与所述频率发生电路单元2的输出端电信号连接，其另一端与所述三极管Q1的基极电连接，所述三极管Q1的集电极端与所述高压发生电路单元4 输入端电连接，所述三极管Q1的发射极接地。

优选地，所述NPN型三极管Q1的型号为TIP122。

优选地，所述高压发生电路单元4为变压器T1，其初级线圈的两端其中一端与电源的正极端连接，另一端与所述脉冲发生电路单元3的输出端电连接，所述变压器T1的次级线圈两端即为高频高压脉冲输出端。

优选地，所述变压器T1的初次级线圈匝数比为1:50-1:68。

实施例1：

本实施例包括电源输入单元1、频率发生电路单元2、脉冲发生电路单元3、高压发生电路单元4。电源输入单元1为12V直流电压，12V直流电压为NE555 芯片、NPN型三极管Q1TIP122提供工作电压。频率发生电路单元2包括NE555 芯片U2、电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C3；电阻R1接于NE555芯片U2的 VCC端与其DIS端两管脚之间；电阻R2接在NE555芯片U2的DIS端与其THR端两管脚之间，且其THR端与TRI端短接；电容C2接于NE555芯片U2的THR端与GND端两管脚之间；电容C3接于NE555芯片U2的CV端与GND端两管脚之间； NE555芯片U2的VCC端、RES端均接电源正极端，其GND端接电源负极端；其 OUT端为方波信号输出端，其OUT端与电阻R3的一端电连接。并且在NE555芯片的VCC端与其GND端两端并联连接用于避免信号耦合干扰的电解电容C1。脉冲发生电路单元3包括电阻R3、NPN型三极管Q1,电阻R3另一端与三极管 Q1TIP122的基极电连接，TIP122三极管Q1的集电极端与高压发生电路单元4 输入端电连接，TIP122三极管Q1的发射极接地。高压发生电路单元4为变压器 T1，其初级线圈的两端其中一端与电源的正极端连接，另一端与TIP122三极管 Q1的集电极端连接，变压器T1的次级线圈两端即为高频高压脉冲输出端。

本实施例电路工作原理为：当输入端输入12V直流电源时，电阻R1、电阻R2、电容C2、NE555芯片以及电容C3构成频率发生电路，电容C3主要起滤波作用。此时NE555芯片工作在无稳态工作模式下，工作时电容C2通过R1、R2 充电至2/3VCC，然后输出电压翻转，电容C2通过R2放电至1/3VCC,之后电容重新充电，输出电压再次翻转，从而NE555芯片的OUT端输出连续的一定频率方波。无稳态工作模式下的NE555芯片输出波形频率由电阻R1、电阻R2与电容 C2的参数决定，具体公式为：f＝1/[ln(2)*C2*(R1+2R2)]，此时输出的方波电压值即为输入电源的电压值。本实施例的电阻R1、电阻R2、电容C2的参数分别为102、683、223，其输出的频率大于20KHz；电容C3的参数为223。

本实施例的电阻R3参数为361，变压器T1的初次级线圈匝数比为1:50-1:68。当NE555芯片U2的OUT端输出方波信号后，经电阻R3给TIP122三极管Q1一个基极电压，使得TIP122三极管Q1工作于放大状态，此时TIP122三极管Q1 的集电极输出电流IC＝βIB,然后该电流再通过变压器T1放大后输出大于10kV 高压脉冲，并且此时的高压脉冲的频率就等于NE555芯片U2产生的方波频率；即最终输出频率大于20KHz、电压值大于10kV的高压脉冲。本实施例的高放大倍数的变压器、TIP122三极管Q1决定了本实用新型点火效率很高，普通点火只能点燃燃气，本实施例可以直接点燃纸片和木质材料。

本实施例电路利用NE555芯片和高压产生电路产生20KHz以上的脉冲波形，达到无声放电点火状态，给用户带来很好的用户体验；NE555芯片工作于无稳态模式，频率调节方便，整个电路设计简洁而稳定可靠，点火效率高，输出能量高，耐寿命测试反馈良好，具有很高的使用寿命，完全满足企业出厂标准及客户要求；本实施例制造容易，实现成本低，实用性强，能广泛应用于脉冲点火技术领域。

实施例2：

本实施例包括电源输入单元1、频率发生电路单元2、脉冲发生电路单元3、高压发生电路单元4。电源输入单元1为12V直流电压，12V直流电压为NE555 芯片、NPN型三极管Q1TIP122提供工作电压。频率发生电路单元2包括NE555 芯片U2、电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C3；电阻R1接于NE555芯片U2的 VCC端与其DIS端两管脚之间；电阻R2接在NE555芯片U2的DIS端与其THR端两管脚之间，且其THR端与TRI端短接；电容C2接于NE555芯片U2的THR端与GND端两管脚之间；电容C3接于NE555芯片U2的CV端与GND端两管脚之间；NE555芯片U2的VCC端、RES端均接电源正极端，其GND端接电源负极端；其 OUT端为方波信号输出端，其OUT端与电阻R3的一端电连接。并且在NE555芯片的VCC端与其GND端两端并联连接用于避免信号耦合干扰的电解电容C1。脉冲发生电路单元3包括电阻R3、NPN型三极管Q1,电阻R3另一端与三极管 Q1TIP122的基极电连接，TIP122三极管Q1的集电极端与高压发生电路单元4 输入端电连接，TIP122三极管Q1的发射极接地。高压发生电路单元4为变压器 T1，其初级线圈的两端其中一端与电源的正极端连接，另一端与TIP122三极管 Q1的集电极端连接，变压器T1的次级线圈两端即为高频高压脉冲输出端。

本实施例在TIP122三极管Q1的集电极与发射极两端并联二极管D1,该二极管D1的型号M7,在电路中主要对TIP122三极管Q1起到保护作用，防止三极管 TIP122三极管Q1反向击穿，进一步提高本实施例电路的稳定性和可靠性。

本实施例电路工作原理为：当输入端输入12V直流电源时，电阻R1、电阻 R2、电容C2、NE555芯片以及电容C3构成频率发生电路，电容C3主要起滤波作用。此时NE555芯片工作在无稳态工作模式下，工作时电容C2通过R1、R2 充电至2/3VCC，然后输出电压翻转，电容C2通过R2放电至1/3VCC,之后电容重新充电，输出电压再次翻转，从而NE555芯片的OUT端输出连续的一定频率方波。无稳态工作模式下的NE555芯片输出波形频率由电阻R1、电阻R2与电容 C2的参数决定，具体公式为：f＝1/[ln(2)*C2*(R1+2R2)]，此时输出的方波电压值即为输入电源的电压值。本实施例的电阻R1、电阻R2、电容C2的参数分别为102、683、223，其输出的频率大于20KHz；电容C3的参数为223。

本实施例的电阻R3参数为361，变压器T1的初次级线圈匝数比为1:50-1:68。当NE555芯片U2的OUT端输出方波信号后，经电阻R3给TIP122三极管Q1一个基极电压，使得TIP122三极管Q1工作于放大状态，此时TIP122三极管Q1 的集电极输出电流IC＝βIB,然后该电流再通过变压器T1放大后输出大于10kV 高压脉冲，并此时的高压脉冲的频率就等于NE555芯片U2产生的方波频率；即最终输出频率大于20KHz、电压值大于10kV的高压脉冲。本实施例的高放大倍数的变压器、TIP122三极管Q1决定了本实用新型点火效率很高，普通点火只能点燃燃气，本实施例可以直接点燃纸片和木质材料。

本实施例电路利用NE555芯片和高压产生电路产生20KHz以上的脉冲波形，达到无声放电点火状态，给用户带来很好的用户体验；NE555芯片工作于无稳态模式，频率调节方便，整个电路设计简洁而稳定可靠，点火效率高，输出能量高，耐寿命测试反馈良好，具有很高的使用寿命，完全满足企业出厂标准及客户要求；本实施例对三极管具有反向击穿保护作用，进一步提高本实施例的可靠性和稳定性；本实施例制造容易，实现成本低，实用性强，能广泛应用于脉冲点火技术领域。

综上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的权利要求范围内。

Claims

1.一种无声弧光脉冲点火器，其特征在于：包括电源输入单元、频率发生电路单元、脉冲发生电路单元、高压发生电路单元；

所述频率发生电路单元输出端与所述脉冲发生电路单元的输入端电信号相连，所述频率发生电路单元输出的方波脉冲信号为所述脉冲发生电路单元提供输入信号；

所述脉冲发生电路单元为放大电路，其由所述电源输入单元提供工作电压，将所述频率发生电路单元输出的方波脉冲信号进行放大后输入至高压发生电路单元；

2.根据权利要求1所述的无声弧光脉冲点火器，其特征在于：所述电源输入单元为12V直流电压。

3.根据权利要求1所述的无声弧光脉冲点火器，其特征在于：所述频率发生电路单元包括NE555芯片U2、电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C3；所述电阻R1接于所述NE555芯片U2的VCC端与其DIS端两管脚之间；所述电阻R2接在所述NE555芯片U2的DIS端与其THR端两管脚之间，且其THR端与TRI端短接；所述电容C2接于所述NE555芯片U2的THR端与GND端两管脚之间；所述电容C3接于所述NE555芯片U2的CV端与GND端两管脚之间；所述NE555芯片U2的VCC端、RES端均接电源正极端，其GND端接电源负极端，其OUT端为方波信号输出端。

4.根据权利要求1或3所述的无声弧光脉冲点火器，其特征在于：所述NE555芯片的VCC端与其GND端两端并联连接用于避免信号耦合干扰的电解电容C1。

5.根据权利要求1所述的无声弧光脉冲点火器，其特征在于：所述脉冲发生电路单元包括电阻R3、NPN型三极管Q1,所述电阻R3的一端与所述频率发生电路单元的输出端电信号连接，其另一端与所述三极管Q1的基极电连接，所述三极管Q1的集电极端与所述高压发生电路单元输入端电连接，所述三极管Q1的发射极接地。

6.根据权利要求5所述的无声弧光脉冲点火器，其特征在于：所述NPN型三极管Q1的型号为TIP122。

7.根据权利要求5或6所述的无声弧光脉冲点火器，其特征在于：所述NPN型三极管Q1的集电极与发射极两端并联连接二极管D1。

8.根据权利要求1所述的无声弧光脉冲点火器，其特征在于：所述高压发生电路单元为变压器T1，其初级线圈的两端其中一端与电源的正极端连接，另一端与所述脉冲发生电路单元的输出端电连接，所述变压器T1的次级线圈两端即为高频高压脉冲输出端。

9.根据权利要求8所述的无声弧光脉冲点火器，其特征在于：所述变压器T1的初次级线圈匝数比为1:50-1:68。