CN217883229U - 一种高效节能型开关电源高能点火器 - Google Patents

Abstract

一种高效节能型开关电源高能点火器，属于高能点火器技术领域。开关电源高能点火器的充放电互锁电路的输出端、温度监测保护电路的输出端和充电速率控制电路的输出端均与LLC软开关电源充电电路的PWM电路三个输入端相连接；LLC软开关电源充电电路的升压整流滤波电路的二个输出端分别与充放电互锁电路的输入端和放电电路的可控硅放电电路输入端连接；充放电互锁电路的输出端与放电电路的放电触发电路的输入端连接；放电电路的可控硅放电电路的二个输出端分别与工作指示输出电路和工作设备连接。优点：本实用新型的高能点火器采用可控硅对电容进行放电，稳定点火频率，并实现点火频率、能量可调节，放电能量大，重量轻，效率高。

Description

一种高效节能型开关电源高能点火器

技术领域

本实用新型涉及高能点火器技术领域，特别是一种高效节能型开关电源高能点火器。

背景技术

目前，国内外工业锅炉普遍采用高能点火装置进行启动点火，采用高能点火器点燃燃烧器的油、气燃料对锅炉进行升温启动。高能点火器的常规技术是采用大功率工频变压器对电源升压，通过高压整流装置对蓄能电容充电，电容达到一定电压后，击穿气体放电装置进行放电。

传统高能点火器由于采用工频变压器，其体积、重量都很大、工作效率低，材料消耗多，不能实现轻型化，不节能环保；而且传统高能点火器是采用击穿气体放电装置进行放电，其发火频率不稳定，火花能量忽大忽小，点火成功率低。

实用新型内容

本实用新型的目的是要提供一种高效节能型开关电源高能点火器，解决传统高能点火器体积大、重量大、工作效率低、功耗大以及不环保的问题。

本实用新型的目的是这样实现的：本实用新型的包括点火器的以及基于点火器的火方法。

开关电源高能点火器包括：充放电互锁电路、充电速率控制电路、LLC软开关电源充电电路、放电电路、工作指示输出电路和温度监测保护电路；

充放电互锁电路的输出端、温度监测保护电路的输出端和充电速率控制电路的输出端均与LLC软开关电源充电电路的PWM电路三个输入端相连接；LLC软开关电源充电电路的升压整流滤波电路的二个输出端分别与充放电互锁电路的输入端和放电电路的可控硅放电电路输入端连接；充放电互锁电路的输出端与放电电路的放电触发电路的输入端连接；放电电路的可控硅放电电路的二个输出端分别与工作指示输出电路和工作设备连接。

所述的充放电互锁电路由电压检测电路产生闭锁信号，通过调节电压数值调整放电能量和放电脉冲频率；采用电压检测控制充放电，控制充电电压，即可改变充电能量，实现充放电能量调节；包括：电阻R39、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电阻R43、可变电阻 VR1二极管D3、二极管D16和集成电路U1；

电阻R39、可变电阻VR1和电阻R42串联连接，电阻R42另一端接地，电阻R39另一端为REF端口；电阻R40连接在可变电阻VR1与电阻R39的连接处，电阻R40的另一端连接在集成电路U1的12脚，在集成电路U1的12脚上还连接有二极管D3和二极管D16的正极，二极管D3的负极为temp端口，二极管D16跨接在集成电路U1的12脚和14脚之间；集成电路U1的14脚与电阻R41连接，电阻R41的另一端为CTRL端口；电阻R43与集成电路U1的13脚连接，电阻R43的另一端为VT端口。

充放电互锁电路的temp端口与温度监测电路的temp端口连接；

充放电互锁电路的VT端口同时与升压整流滤波电路VT端口和PWM电路的VT端口连接。

所述的充电速率控制电路采用电流检测技术，控制充电电流，改变充电速率，实现充放电频率调节；包括：电流互感器、全桥整流电路和分压调节电路；电流互感器的输出端与全桥整流电路的输入端连接，全桥整流电路的输出端连接在分压调节电路两端；在分压调节电路上有IP端口；在电流互感器有VM端口和VM2端口；其中，VM端口同时与电源输入电路的VM端口连接；VM2端口与LLC软开关电路的VM2端口连接。

所述的电流互感器包括：互感器线圈T2和电阻R45；互感器线圈T2的9脚为VM2端口，互感器线圈T2的7脚为VM端口，在互感器线圈T2的4脚和5脚上连接有电阻R45，为输出端。

所述的全桥整流电路包括：二极管D14、二极管D15、二极管D17、二极管D18和电容器C16；二极管D14、二极管D15、二极管D17和二极管D18组成单相桥式整流电路，输入端与互感器线圈T2的输出端连接，在单相桥式整流电路的输出端上连接有电容器C16。

所述的分压调节电路包括：电阻R33、可调电阻VR2和电阻R34；电阻R33、可调电阻VR2和电阻R34顺序串联连接，串联的电阻电路两端连接在单相桥式整流电路的输出端上；在电阻R33和可调电阻VR2之间有IP端口。

所述的LLC软开关电源充电电路采用电流检测技术，控制充电电流，改变充电速率，实现充放电频率调节；由PWM输出驱动半桥，采用LLC软开关技术，使开关电源工作于谐振状态，实现原边零电压开通，副边零电流关断；包括：充放电电路和电源电路。

所述的充放电电路包括：LLC软开关电路、升压整流滤波电路、PWM电路和MOS管驱动电路；电源输入电路的输出端与整流滤波电路输入端连接，整流滤波电路的输出端与LLC软开关电路输入端连接，LLC软开关电路的输出端与MOS管驱动电路的输入端连接， MOS管驱动电路的输出端与升压整流滤波电路的输入端连接；PWM电路的输出端与LLC软开关电路的输入端连接。

整流滤波电路的三个PE端口同时与升压整流滤波电路的PE端口和电源输入电路的 PE端口连接；整流滤波电路的VM端口与电源输入电路的继电器J2触点VM端口连接，继电器J2触点N2端口与电感L1的N2端口连接；整流滤波电路的V+端口与MOS管驱动电路的V+端口连接；整流滤波电路的V-端口与MOS管驱动电路的V-端口连接；LLC软开关电路的VM2端口与电流互感器的VM2端口连接，LLC软开关电路的VM3端口与MOS驱动电路的VM3端口连接；LLC软开关电路的T1-6端口与LLC软开关电路的T1-6端口连接，LLC 软开关电路的T1-2端口与LLC软开关电路的T1-2端口连接；升压整流滤波电路的VH+端口与放电开关电路的VH+端口连接；PWM电路的It端口与LLC软开关电源充电电路的升压滤波电路的It端口连接。

所述的电源电路包括：高压电源电路和低压电源电路；高压电源电路包括：电源输入电路和整流滤波电路，电源输入电路的输出端与整流滤波电路的输入端连接，整流滤波电路的输出端为充放电电路提供高压电源；低压电源电路为开关电源高能点火器提供低压工作电源；

电源输入电路包括：电源接口P1、过流电阻R56、压敏电阻RM1、电阻R69、电容器C24、保险丝F1和电感L1；

电源接口P1的1脚为PE端口，2脚为交流输入端，有N端口，3脚为交流输入端，有L端口；保险丝F1的一端为交流输入端，有L端口，另一端与电感L1的3脚连接；过流电阻R56的一端为交流输入端，有N端口，另一端与电感L1的1脚连接；在电感L1的 1脚和3脚之间连接有压敏电阻RM1、电阻R69和电容器C24。

所述的整流滤波电路包括：电容器C22、电容器C25、电容器C27、电容器C28、电解电容器C21、电解电容器C26、电感线圈L2、整流桥D26、电阻R71和电阻R76；

电容器C25跨接在电感L1的2脚和4脚之间；电容器C25的一端通过电感线圈L2同时与电容器C22和整流桥D26交流输入端连接，电容器C22的另一端为PE端口；电容器 C25的另一端同时与电容器C27和整流桥D26的另一交流输入端连接，电容器C27的另一端为PE端口；整流桥D26的正输出端有V+端口，整流桥D26的负输出端有V-端口，在负输出端上连接有电容器C28，电容器C28的另一端为PE端口；电解电容器C21同向串联电解电容器C26，电阻R71和电阻R76相串联，串联的电容器和串联的电阻跨接整流桥D26 的正输出端和负输出端之间；二个电容器串联的串联接点与二个电阻串联的串联接点相连接，并有VM端口。

所述的低压电源电路包括：整流桥M1、电解电容器C31、电解电容器C3、电容器C32和电容器C4；整流桥M1二个交流输入端1脚和2脚分别有N端口和L端口；在整流桥M1 直流输出端上并联有电解电容器C31、电解电容器C3、电容器C32和电容器C4；整流桥 M1的正输出端有+12V端口。

LLC软开关电路和升压整流滤波电路，L3和C34与主变压器原边串联，形成LLC谐振回路。

所述的LLC软开关电路包括：电容器C34，电感线圈L3、电感线圈L5和主变压器T3；电感线圈L5与主变压器T3原边并联，电感线圈L3和电容器C34与主变压器T3原边串联，形成LLC谐振回路；电感线圈L3的另一端为VM2端口，电容器C34的另一端为VM3 端口，主变压器T3原边的6脚为T1-2端口，主变压器T3原边的2脚为T1-6端口，主变压器T3副边的8脚和12脚为变压输出端。

所述的升压整流滤波电路包括：二极管D28、二极管D30、二极管D33、二极管D38、二极管D43、二极管D44、电容器C19、电容器C20、电感线圈L4、电阻R44、电阻R52、电阻R55和电阻R65；二极管D28、二极管D30、二极管D33和二极管D38组成单相桥式整流电路，输入端与主变压器T3的输出端连接，正输出端通过电感线圈L4同时与二极管 D43的正极、电容器C20和电阻R44连接，电感线圈L4的4脚有VH+端口；电容器C19与电阻R65并联后一端与电阻R44的另一端连接，另一端有VT端口，并通过电阻R52接地；二极管D43与二极管D44同向串联后与电容器C20并联，电容器C20的另一端为PE端口并通过电阻R55与单相桥式整流电路的负输出端连接，负输出端有It端口。

PWM电路包括：一个集成芯片U2、二个功率放大器、二个阻容电路和二个电容电路；

二个功率放大器结构相同，其中一个功率放大器包括：电阻R13、二极管D7、二极管D9，三极管Q2和三极管Q3；三极管Q2的基极和三极管Q3基极相连接为494E2端口，同时与电阻R13连接，电阻R13的另一端与三极管Q3集电极连接，并接地；三极管Q2的发射极和三极管Q3发射极相连接为G1端口；三极管Q2的集电极为+12V端口；二极管D7 和二极管D9分别跨接在三极管Q2的发射极和集电极以及三极管Q3发射极和集电极之间。

另一个功率放大器包括：电阻R29、二极管D10、二极管D11，三极管Q5和三极管Q7；三极管Q5的基极和三极管Q7基极相连接为494E1端口；494E1端口和494E2端口分别与集成芯片U2的9脚494E1端口和10脚494E2端口连接；电容器C6的一端为VT端口，另一端接地，电容器C6的VT端口与集成芯片U2的1脚VT端口连接；电容器C2和电容器 C23并联后一端接+12V，另一端接地；电容器C1一端接地，另一端与二极管D1的正极连接同是为REF端口；二极管D1的负极同时与电阻R4和电容器C5连接，电阻R4和电容器 C5并联连接后的另一端与电阻R7连接同时为DTC端口，电阻R7的另一端接地；电阻R9 的一端为REF端口，另一端为494IN1端口同时与电容器C7和电阻R11连接；电容器C7 和电容器C9串联，电阻R11和电容器C7串联后与电容器C7并联并为494FB端口，电阻 R14和电容器C10串联后与电容器C9相并联；电容器C9的另一端与电阻R21连接并为 494IN2端口；电阻R21的另一端同时与电阻R19和电阻R23连接，电阻R19的另一端为 REF端口，电阻R23的另一端为It端口。

MOS管驱动电路包括：驱动变压器T4、电阻R79、电容器C29和二组驱动器；电阻R79和电容器C29并联后的一端与驱动变压器T4原边的6脚连接，另一端为G1端口；驱动变压器T4原边的10脚为G2端口；驱动变压器T4副边的5脚和2脚分别连接一组驱动器；二组驱动器的各有一个MOS管Q8和MOS管Q9，MOS管Q8的漏极与MOS管Q9的源极相连接，MOS管Q9的漏极有V-端口，MOS管Q8的源极有V+端口。

所述的二组驱动器结构相同；其中，一组驱动器包括：电阻R81、电阻R49、电阻R82、电容器C36、二极管D25、三极管Q13、稳压管D45-1和MOS管Q8；电容器C36、二极管 D25的正极和电阻R81同时与驱动变压器T4副边的5脚连接；电阻R81的另一端与三极管Q13的基极连接；电容器C36与二极管D25并联后与电阻R49连接，电阻R49的另一端同时与三极管Q13的发射极和MOS管Q8栅极连接，三极管Q13的集电极与MOS管Q8漏极连接；电阻R82与稳压管D45-1并联后跨接在三极管Q13的集电极和发射极之间；在MOS 管Q8的源极与漏极之间跨接有二极管。

另一组驱动器包括：电阻R81-1、电阻R49-1、电阻R82-1、电容器C36-1、二极管D25-1、三极管Q13-1、稳压管D45-2和MOS管Q9。

所述的放电电路采用带自锁的驱动电路触发可控硅，延时隔离充放电时间；包括：放电触发电路和放电开关电路；放电触发电路驱动放电开关电路实施开关放电；

所述的放电触发电路包括：放电延时电路、驱动自锁电路和驱动变压器；放电延时电路的输出端与驱动自锁电路的输入端连接，驱动自锁电路的输出端与驱动变压器初级连接，驱动变压器次级为放电开关输出端；所述的放电开关电路为单向可控硅构成的开关电路。

所述的放电延时电路包括：电阻R108连接电阻R107和三极管Q20，三极管Q20的集电极与驱动自锁电路的电阻R106连接；三极管Q20的基极同时与电阻R108和电阻R107 连接，电阻R108的另一端为输入端；三极管Q20的发射极与电阻R107的另一端连接，同时接电源；

所述的驱动自锁电路包括：电阻R106、电容C49、稳压二极管D8、电阻R105和单向可控硅Q11；电阻R106连接电容C49的一端连接，单向可控硅Q11的阳极与电阻R105连接，单向可控硅Q11的阴极与驱动变压器T1的6脚连接，驱动变压器T1的10脚接地；单向可控硅Q11的控制极与稳压二极管D8的正极连接；电容C49的另一端、稳压二极管 D8的负极、电阻R106的另一端和电阻R105的另一端同时相连接；

所述的放电开关电路包括：单向可控硅SCR1、电感L6、二极管D45、二极管D49、二极管34、电容C18和电阻R61；二极管D45和二极管D49串联连接，串联后的负极同时与输入端和单向可控硅SCR1的阳极连接，串联后的正极与电感L6的1脚连接，同时还与电容C18和电阻R61连接；电容C18和电阻R61的另一端同时与二极管D34的正极和输入端 PE连接；二极管D34的负极同时与电感L6的3脚、单向可控硅SCR1的阴极、二极管D45 的正极、二极管D49的负极和驱动变压器的放电开关输出端4脚连接；单向可控硅SCR1 的控制极与驱动变压器的放电开关输出端5脚连接；电感L6的2脚为输出端与点火器接口连接。

所述的工作指示输出电路包括：电流互感器、整流电路、延时电路、继电器输出电路和工作指示灯接口；电流互感器的输出端通过整流电路的二极管D62与延时电路的输入端连接，延时电路的输出端与继电器输出电路的继电器线圈连接；继电器的触点与继电器输出接口输出；工作指灯接口2脚的CTRL端口同时与保护连锁电路的CTRL端口、放电延时电路的CTRL端口和充放电互锁电路的CTRL端口连接。

所述的电流互感器包括：互感器线圈L、电阻R96、电阻R104和稳压管D61；电阻R96和电阻R104串联后同时与互感器线圈L和稳压管D61相并联，稳压管D61的负极为输出端，稳压管D61的正极接地。

所述的延时电路包括：电阻R62、电阻R63、电容器C33和三极管Q10；电阻R62和电阻R63串联后与三极管Q10的基极连接；三极管Q10的发射极接地，集电极为输出端；在串联的电阻R62和电阻R63之间通过电容器C33接地。

所述的继电器输出电路包括：二极管D35、继电器K1和继电器输出接口P2；在继电器K1线圈1脚和12脚之间连接有二极管D35；继电器K1线圈的1脚接正电源，12脚与三极管Q10的集电极连接；继电器K1的4脚和9脚为主控点，连接后与继电器输出接口 P2的1脚连接，继电器K1的5脚和8脚为常开点，连接后与继电器输出接口P2的2脚连接。

所述的工作指示灯接口J1的1脚接正电源，2脚为CTRL端口，3脚接地。

所述的温度监测保护电路包括：电流检测电路、温度检测电路和保护连锁电路；电流检测电路和温度检测电路的输出端同时与保护连锁电路的输入端连接；电流检测电路和温度检测电路均有REF端口同时与PWM电路的REF端口和充放电互锁电路的REF端口相连接；电流检测电路的IP端口同时与分压调节电路的IP端口连接，温度检测电路的NTC端口与LLC输开关电路的NTC端口相连接；保护连锁电路的DTC端口与PWM电路的DTC端口连接；保护连锁电路的CTRL端口同时与工作指灯接口2脚的CTRL端口、放电延时电路的CTRL 端口和充放电互锁电路的CTRL端口连接。

所述的电流检测电路包括：电阻R2、电阻R5、二极管D2和集成电路U1；集成电路 U1的1脚与二极管D2的负极连接，3脚与电阻R2连接，2脚与电阻R5连接，11脚接地， 1脚接电源正极；电阻R2的另一端为REF端口，电阻R5的另一端为IP端口，二极管D2 的正极与温度监测电路的二极管D2的正极相连接。

所述的温度检测电路包括：电阻R8、电阻R10、电阻R12、电阻R57、二极管D5、二极管D6和集成电路U1；集成电路U1的7脚为temp端口，同时与二极管D5的正极和二极管D6的负极连接，5脚同时与电阻R8和电阻10连接，6脚与电阻R12连接；电阻R8 的另一端与二极管D5的负极连接；电阻R10的另一端为REF端口，电阻R12的另一端为 NTC端口，同时与电阻R57连接，电阻R57的另一端接地。

所述的保护连锁电路；电阻R1、电阻R3、电阻R6、二极管D4和三极管Q1；电阻R1 跨接在三极管Q1的基极和发射极上，三极管Q1的发射极接正电源，集电极连接电阻R6，电阻R6的另一端为DTC端口，三极管Q1的基极还连接有电阻R3，电阻R3的另一端同时与二极管D4的正极、二极管D2的正极和二极管D6的正极相连接，二极管D4的负极为 CTRL端口。

有益效果，由于采用了上述方案，本实用新型是一种谐振型开关电源，开关电源采用软开关技术，利用电流互感器检测充电电流，为高压电容充电；利用电压检测电路控制充放电状态，采用可控硅对电容进行放电；稳定点火频率，并实现点火频率、能量可调节。

充放电互锁电路由电压检测信号VT作为门槛值，通过VR1调节分压得出可变对比值来调节基准电压，从而达到调节输出电压的目的，结合电容器实现充放电能量调节。通过检测蓄能电容两侧的电压，调节得出输出电路产生闭锁CTRL信号，通过调节电压数值调整放电能量和放电脉冲频率；从而控制电容的充放电，实现调节放电脉冲频率的功能。

充电速率控制电路利用电流互感器电流检测技术采集的信号，通过桥式整流处理后，基于分压调节电路被可调电阻VR2调节分压后得到控制充电电压门槛值，结合电压比较器与标准电压比较产生连锁信号,借助于TL494集成电路达到充放电可控，实现充放电速率调节。

温度检测保护电路利用嵌入安装在主变压器内部的温度检测元件，感知主变压器的温度变化；当温度超过预设定的温度门槛值后温度检测电路输出一组电压信号NTC，利用温度监测保护电路与温度监测保护电路中温度监测电路里的REF信号对比得到超温连锁输出信号DTC，对电路实施超温保护。

电流保护电路利用电流互感器，对整体电路的工作电流进行检测，通过桥式整流后被可调电阻VR2调节分压后得实测标准电流比较值，再通过利用温度监测保护电路与温度监测保护电路中电流监测电路里的REF信号对比得到连锁信号DTC，发出超电流连锁输出信号，对电路实施超电流保护。

工作指示输出电路通过电流互感器、整流电路、延时电路采集一组稳定的稳定工作信号来驱动继电器线圈，利用继电器双触点得出稳定的无源工作状态，也可直接外接工作指示灯。

放电电路采用带自锁的驱动电路触发可控硅，延时隔离充放电时间。

LLC软开关电源充电电路采用电流检测技术，控制充电电流，改变充电速率，实现充放电频率调节；由PWM输出驱动半桥，采用LLC软开关技术，使开关电源工作于谐振状态，实现原边零电压开通，副边零电流关断；通过升压整流滤波电路、电容器，前级信号送入主变压器升压后给蓄能电容充电。其中，通过电源输入电路与整流滤波电路，将电源输入由EMC标准接口输入后经过倍压整流电路得到标准稳定电压信号；其中，通过PWM电路与 MOS管驱动电路，利用集成电路TL494处理得到PWM信号连接至G1与G2，通过隔离变压器(T4)分别连接至三极管(Q13)与(Q13-1),最终驱动MOS管(Q8)与(Q9)；其中，采用LLC软开关技术，通过LLC软开关电路，使开关电源工作于谐振状态，实现原边零电压开通，副边零电流关断；电感(L5)与主变压器原边并联，电感(L3)和电容器(C34) 与主变压器原边串联，形成LLC谐振回路；其中，通过升压整流滤波电路、电容器，将前级信号送入主变压器，通过主变压器升压后给蓄能电容充电。

解决了传统高能点火器体积大、重量大、工作效率低、功耗大以及不环保的问题，达到了本实用新型的目的。

优点：本实用新型的高能点火器采用可控硅对电容进行放电，稳定点火频率，并实现点火频率、能量可调节，放电能量大，重量轻，效率高。

附图说明：

图1是本实用新型的结构图。

图2是本实用新型的充放电互锁电路结构示意图。

图3是本实用新型的充电速率控制电路结构示意图。

图4是本实用新型的LLC软开关电源充电电路的电源电路结构示意图。

图5是本实用新型的LLC软开关电源充电电路的LLC软开关电路和升压滤波电路的结构示意图。

图6是本实用新型的LLC软开关电源充电电路的PWM电路结构示意图。

图7是本实用新型的LLC软开关电源充电电路的MOS驱动电路结构示意图。

图8是本实用新型的放电电路的结构示意图。

图9是本实用新型的工作指示输出电路结构示意图。

图10是本实用新型的温度监测保护电路结构示意图。

具体实施方式

实施例1：图1中，开关电源高能点火器包括：充放电互锁电路、充电速率控制电路、LLC软开关电源充电电路、放电电路、工作指示输出电路和温度监测保护电路；充放电互锁电路的输出端、温度监测保护电路的输出端和充电速率控制电路的输出端均与LLC软开关电源充电电路的PWM电路三个输入端相连接；LLC软开关电源充电电路的升压整流滤波电路的二个输出端分别与充放电互锁电路的输入端和放电电路的可控硅放电电路输入端连接；充放电互锁电路的输出端与放电电路的放电触发电路的输入端连接；放电电路的可控硅放电电路的二个输出端分别与工作指示输出电路和工作设备连接。

图2中，所述的充放电互锁电路由电压检测电路产生闭锁信号，通过调节电压数值调整放电能量和放电脉冲频率；采用电压检测控制充放电，控制充电电压，即可改变充电能量，实现充放电能量调节；包括：电阻R39、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电阻R43、可变电阻VR1二极管D3、二极管D16和集成电路U1；

电阻R39、可变电阻VR1和电阻R42串联连接，电阻R42另一端接地，电阻R39另一端为REF端口；电阻R40连接在可变电阻VR1与电阻R39的连接处，电阻R40的另一端连接在集成电路U1的12脚，在集成电路U1的12脚上还连接有二极管D3和二极管D16的正极，二极管D3的负极为temp端口，二极管D16跨接在集成电路U1的12脚和14脚之间；集成电路U1的14脚与电阻R41连接，电阻R41的另一端为CTRL端口；电阻R43与集成电路U1的13脚连接，电阻R43的另一端为VT端口。

充放电互锁电路的temp端口与温度监测电路的temp端口连接；

充放电互锁电路的VT端口同时与升压整流滤波电路VT端口和PWM电路的VT端口连接。

图3中，所述的充电速率控制电路采用电流检测技术，控制充电电流，改变充电速率，实现充放电频率调节；包括：电流互感器、全桥整流电路和分压调节电路；电流互感器的输出端与全桥整流电路的输入端连接，全桥整流电路的输出端连接在分压调节电路两端；在分压调节电路上有IP端口；在电流互感器有VM端口和VM2端口；其中，VM端口同时与电源输入电路的VM端口连接；VM2端口与LLC软开关电路的VM2端口连接。

所述的电流互感器包括：互感器线圈T2和电阻R45；互感器线圈T2的9脚为VM2端口，互感器线圈T2的7脚为VM端口，在互感器线圈T2的4脚和5脚上连接有电阻R45，为输出端。

所述的全桥整流电路包括：二极管D14、二极管D15、二极管D17、二极管D18和电容器C16；二极管D14、二极管D15、二极管D17和二极管D18组成单相桥式整流电路，输入端与互感器线圈T2的输出端连接，在单相桥式整流电路的输出端上连接有电容器C16。

所述的分压调节电路包括：电阻R33、可调电阻VR2和电阻R34；电阻R33、可调电阻VR2和电阻R34顺序串联连接，串联的电阻电路两端连接在单相桥式整流电路的输出端上；在电阻R33和可调电阻VR2之间有IP端口。

所述的LLC软开关电源充电电路采用电流检测技术，控制充电电流，改变充电速率，实现充放电频率调节；由PWM输出驱动半桥，采用LLC软开关技术，使开关电源工作于谐振状态，实现原边零电压开通，副边零电流关断；包括：充放电电路和电源电路。

所述的充放电电路包括：LLC软开关电路、升压整流滤波电路、PWM电路和MOS管驱动电路；电源输入电路的输出端与整流滤波电路输入端连接，整流滤波电路的输出端与LLC软开关电路输入端连接，LLC软开关电路的输出端与MOS管驱动电路的输入端连接， MOS管驱动电路的输出端与升压整流滤波电路的输入端连接；PWM电路的输出端与LLC软开关电路的输入端连接。

整流滤波电路的三个PE端口同时与升压整流滤波电路的PE端口和电源输入电路的 PE端口连接；整流滤波电路的VM端口与电源输入电路的继电器J2触点VM端口连接，继电器J2触点N2端口与电感L1的N2端口连接；整流滤波电路的V+端口与MOS管驱动电路的V+端口连接；整流滤波电路的V-端口与MOS管驱动电路的V-端口连接；LLC软开关电路的VM2端口与电流互感器的VM2端口连接，LLC软开关电路的VM3端口与MOS驱动电路的VM3端口连接；LLC软开关电路的T1-6端口与LLC软开关电路的T1-6端口连接， LLC软开关电路的T1-2端口与LLC软开关电路的T1-2端口连接；升压整流滤波电路的VH+ 端口与放电开关电路的VH+端口连接；PWM电路的It端口与LLC软开关电源充电电路的升压滤波电路的It端口连接。

图4中，所述的电源电路包括：高压电源电路和低压电源电路；高压电源电路包括：电源输入电路和整流滤波电路，电源输入电路的输出端与整流滤波电路的输入端连接，整流滤波电路的输出端为充放电电路提供高压电源；低压电源电路为开关电源高能点火器提供低压工作电源；

所述的电源输入电路包括：电源接口P1、过流电阻R56、压敏电阻RM1、电阻R69、电容器C24、保险丝F1和电感L1；电源接口P1的1脚为PE端口，2脚为交流输入端，有N端口，3脚为交流输入端，有L端口；保险丝F1的一端为交流输入端，有L端口，另一端与电感L1的3脚连接；过流电阻R56的一端为交流输入端，有N端口，另一端与电感L1的1脚连接；在电感L1的1脚和3脚之间连接有压敏电阻RM1、电阻R69和电容器C24。

所述的整流滤波电路包括：电容器C22、电容器C25、电容器C27、电容器C28、电解电容器C21、电解电容器C26、电感线圈L2、整流桥D26、电阻R71和电阻R76；电容器 C25跨接在电感L1的2脚和4脚之间；电容器C25的一端通过电感线圈L2同时与电容器 C22和整流桥D26交流输入端连接，电容器C22的另一端为PE端口；电容器C25的另一端同时与电容器C27和整流桥D26的另一交流输入端连接，电容器C27的另一端为PE端口；整流桥D26的正输出端有V+端口，整流桥D26的负输出端有V-端口，在负输出端上连接有电容器C28，电容器C28的另一端为PE端口；电解电容器C21同向串联电解电容器C26，电阻R71和电阻R76相串联，串联的电容器和串联的电阻跨接整流桥D26的正输出端和负输出端之间；二个电容器串联的串联接点与二个电阻串联的串联接点相连接，并有VM端口。

所述的低压电源电路包括：整流桥M1、电解电容器C31、电解电容器C3、电容器C32和电容器C4；整流桥M1二个交流输入端1脚和2脚分别有N端口和L端口；在整流桥M1 直流输出端上并联有电解电容器C31、电解电容器C3、电容器C32和电容器C4；整流桥M1的正输出端有+12V端口。

图5中，包括：LLC软开关电路和升压整流滤波电路，L3和C34与主变压器原边串联，形成LLC谐振回路。

所述的LLC软开关电路包括：电容器C34，电感线圈L3、电感线圈L5和主变压器T3；电感线圈L5与主变压器T3原边并联，电感线圈L3和电容器C34与主变压器T3原边串联，形成LLC谐振回路；电感线圈L3的另一端为VM2端口，电容器C34的另一端为VM3 端口，主变压器T3原边的6脚为T1-2端口，主变压器T3原边的2脚为T1-6端口，主变压器T3副边的8脚和12脚为变压输出端。

所述的升压整流滤波电路包括：二极管D28、二极管D30、二极管D33、二极管D38、二极管D43、二极管D44、电容器C19、电容器C20、电感线圈L4、电阻R44、电阻R52、电阻R55和电阻R65；二极管D28、二极管D30、二极管D33和二极管D38组成单相桥式整流电路，输入端与主变压器T3的输出端连接，正输出端通过电感线圈L4同时与二极管 D43的正极、电容器C20和电阻R44连接，电感线圈L4的4脚有VH+端口；电容器C19与电阻R65并联后一端与电阻R44的另一端连接，另一端有VT端口，并通过电阻R52接地；二极管D43与二极管D44同向串联后与电容器C20并联，电容器C20的另一端为PE端口并通过电阻R55与单相桥式整流电路的负输出端连接，负输出端有It端口。

图6中，PWM电路包括：一个集成芯片U2、二个功率放大器、二个阻容电路和二个电容电路；二个功率放大器结构相同，其中一个功率放大器包括：电阻R13、二极管D7、二极管D9，三极管Q2和三极管Q3；三极管Q2的基极和三极管Q3基极相连接为494E2端口，同时与电阻R13连接，电阻R13的另一端与三极管Q3集电极连接，并接地；三极管Q2的发射极和三极管Q3发射极相连接为G1端口；三极管Q2的集电极为+12V端口；二极管D7 和二极管D9分别跨接在三极管Q2的发射极和集电极以及三极管Q3发射极和集电极之间。

另一个功率放大器包括：电阻R29、二极管D10、二极管D11，三极管Q5和三极管Q7；三极管Q5的基极和三极管Q7基极相连接为494E1端口；494E1端口和494E2端口分别与集成芯片U2的9脚494E1端口和10脚494E2端口连接；

电容器C6的一端为VT端口，另一端接地，电容器C6的VT端口与集成芯片U2的1 脚VT端口连接；

电容器C2和电容器C23并联后一端接+12V，另一端接地；

电容器C1一端接地，另一端与二极管D1的正极连接同是为REF端口；二极管D1的负极同时与电阻R4和电容器C5连接，电阻R4和电容器C5并联连接后的另一端与电阻 R7连接同时为DTC端口，电阻R7的另一端接地；

电阻R9的一端为REF端口，另一端为494IN1端口同时与电容器C7和电阻R11连接；电容器C7和电容器C9串联，电阻R11和电容器C7串联后与电容器C7并联并为494FB端口，电阻R14和电容器C10串联后与电容器C9相并联；电容器C9的另一端与电阻21连接并为494IN2端口；电阻21的另一端同时与电阻R19和电阻23连接，电阻R19的另一端为REF端口，电阻R23的另一端为It端口。

所述的集成芯片U2型号为：TL494。

图7中，MOS管驱动电路包括：驱动变压器T4、电阻R79、电容器C29和二组驱动器；电阻R79和电容器C29并联后的一端与驱动变压器T4原边的6脚连接，另一端为G1端口；驱动变压器T4原边的10脚为G2端口；驱动变压器T4副边的5脚和2脚分别连接一组驱动器；二组驱动器的各有一个MOS管Q8和MOS管Q9，MOS管Q8的漏极与MOS管Q9的源极相连接，MOS管Q9的漏极有V-端口，MOS管Q8的源极有V+端口。

所述的二组驱动器结构相同；其中，一组驱动器包括：电阻R81、电阻R49、电阻R82、电容器C36、二极管D25、三极管Q13、稳压管D45-1和MOS管Q8；电容器C36、二极管 D25的正极和电阻R81同时与驱动变压器T4副边的5脚连接；电阻R81的另一端与三极管Q13的基极连接；电容器C36与二极管D25并联后与电阻R49连接，电阻R49的另一端同时与三极管Q13的发射极和MOS管Q8栅极连接，三极管Q13的集电极与MOS管Q8漏极连接；电阻R82与稳压管D45-1并联后跨接在三极管Q13的集电极和发射极之间；在MOS 管Q8的源极与漏极之间跨接有二极管。

另一组驱动器包括：电阻R81-1、电阻R49-1、电阻R82-1、电容器C36-1、二极管D25-1、三极管Q13-1、稳压管D45-2和MOS管Q9。

图8中，所述的放电电路，采用带自锁的驱动电路触发可控硅，延时隔离充放电时间；包括：放电触发电路和放电开关电路；放电触发电路驱动放电开关电路实施开关放电；

所述的放电触发电路包括：放电延时电路、驱动自锁电路和驱动变压器；放电延时电路的输出端与驱动自锁电路的输入端连接，驱动自锁电路的输出端与驱动变压器初级连接，驱动变压器次级为放电开关输出端；所述的放电开关电路为单向可控硅构成的开关电路。

所述的放电延时电路包括：电阻R108连接电阻R107和三极管Q20，三极管Q20的集电极与驱动自锁电路的电阻R106连接；三极管Q20的基极同时与电阻R108和电阻R107 连接，电阻R108的另一端为输入端；三极管Q20的发射极与电阻R107的另一端连接，同时接电源。

所述的驱动自锁电路包括：电阻R106、电容C49、稳压二极管D8、电阻R105和单向可控硅Q11；电阻R106连接电容C49的一端连接，单向可控硅Q11的阳极与电阻R105连接，单向可控硅Q11的阴极与驱动变压器T1的6脚连接，驱动变压器T1的10脚接地；单向可控硅Q11的控制极与稳压二极管D8的正极连接；电容C49的另一端、稳压二极管 D8的负极、电阻R106的另一端和电阻R105的另一端同时相连接。

所述的放电开关电路包括：单向可控硅SCR1、电感L6、二极管D45、二极管D49、二极管34、电容C18和电阻R61；二极管D45和二极管D49串联连接，串联后的负极同时与输入端和单向可控硅SCR1的阳极连接，串联后的正极与电感L6的1脚连接，同时还与电容C18和电阻R61连接；电容C18和电阻R61的另一端同时与二极管D34的正极和输入端 PE连接；二极管D34的负极同时与电感L6的3脚、单向可控硅SCR1的阴极、二极管D45 的正极、二极管D49的负极和驱动变压器的放电开关输出端4脚连接；单向可控硅SCR1 的控制极与驱动变压器的放电开关输出端5脚连接；电感L6的2脚为输出端与点火器接口连接。

图9中，所述的工作指示输出电路包括：电流互感器、整流电路、延时电路、继电器输出电路和工作指示灯接口；电流互感器的输出端通过整流电路的二极管D62与延时电路的输入端连接，延时电路的输出端与继电器输出电路的继电器线圈连接；继电器的触点与继电器输出接口输出；工作指灯接口2脚的CTRL端口同时与保护连锁电路的CTRL端口、放电延时电路的CTRL端口和充放电互锁电路的CTRL端口连接。

所述的电流互感器包括：互感器线圈L、电阻R96、电阻R104和稳压管D61；电阻R96和电阻R104串联后同时与互感器线圈L和稳压管D61相并联，稳压管D61的负极为输出端，稳压管D61的正极接地。

所述的延时电路包括：电阻R62、电阻R63、电容器C33和三极管Q10；电阻R62和电阻R63串联后与三极管Q10的基极连接；三极管Q10的发射极接地，集电极为输出端；在串联的电阻R62和电阻R63之间通过电容器C33接地。

所述的继电器输出电路包括：二极管D35、继电器K1和继电器输出接口P2；在继电器K1线圈1脚和12脚之间连接有二极管D35；继电器K1线圈的1脚接正电源，12脚与三极管Q10的集电极连接；继电器K1的4脚和9脚为主控点，连接后与继电器输出接口 P2的1脚连接，继电器K1的5脚和8脚为常开点，连接后与继电器输出接口P2的2脚连接。

所述的工作指示灯接口J1的1脚接正电源，2脚为CTRL端口，3脚接地。

图10中，所述的温度监测保护电路包括：电流检测电路、温度检测电路和保护连锁电路；电流检测电路和温度检测电路的输出端同时与保护连锁电路的输入端连接；电流检测电路和温度检测电路均有REF端口同时与PWM电路的REF端口和充放电互锁电路的REF 端口相连接；电流检测电路的IP端口同时与分压调节电路的IP端口连接，温度检测电路的NTC端口与LLC输开关电路的NTC端口相连接；保护连锁电路的DTC端口与PWM电路的 DTC端口连接；保护连锁电路的CTRL端口同时与工作指灯接口2脚的CTRL端口、放电延时电路的CTRL端口和充放电互锁电路的CTRL端口连接。

所述的集成电路U1的型号为：LM324ADR。

所述的电流检测电路包括：电阻R2、电阻R5、二极管D2和集成电路U1；集成电路 U1的1脚与二极管D2的负极连接，3脚与电阻R2连接，2脚与电阻R5连接，11脚接地， 1脚接电源正极；电阻R2的另一端为REF端口，电阻R5的另一端为IP端口，二极管D2 的正极与温度监测电路的二极管D2的正极相连接。

所述的温度检测电路包括：电阻R8、电阻R10、电阻R12、电阻R57、二极管D5、二极管D6和集成电路U1；集成电路U1的7脚为temp端口，同时与二极管D5的正极和二极管D6的负极连接，5脚同时与电阻R8和电阻10连接，6脚与电阻R12连接；电阻R8 的另一端与二极管D5的负极连接；电阻R10的另一端为REF端口，电阻R12的另一端为 NTC端口，同时与电阻R57连接，电阻R57的另一端接地。

所述的保护连锁电路；电阻R1、电阻R3、电阻R6、二极管D4和三极管Q1；电阻R1 跨接在三极管Q1的基极和发射极上，三极管Q1的发射极接正电源，集电极连接电阻R6，电阻R6的另一端为DTC端口，三极管Q1的基极还连接有电阻R3，电阻R3的另一端同时与二极管D4的正极、二极管D2的正极和二极管D6的正极相连接，二极管D4的负极为 CTRL端口。

基于点火器的点火方法：工作过程中，工作指示输出电路驱动继电器吸合，向外输出工作状态信号；温度监测保护电路实时监测温度与电流状态，当出现超温或过流时，保护连锁电路停止放电输出；具体点火步骤如下：

步骤1、点火器工作电源由LLC软开关电源充电电路的电源电路接入；

步骤2、电源电路的低压电源电路经过整流滤波后得到低压12V稳定电源，为后续其它电路与集成芯片供电用；电源电路的高压电源电路从电源输入电路初步滤波后接入整流滤波电路而得到稳定的直流电源V+、V-、VM等电压信号；

步骤3、LLC软开关电源充电电路的PWM电路和LLC软开关电路上电后开始正常工作；

步骤4、LLC软开关电路推动MOS驱动电路正常工作，MOS驱动电路驱动MOS管 Q8与MOS管Q9，MOS管Q8与MOS管Q9正常导通工作；

步骤5、借助于LLC软开关电源充电电路的LLC软开关电路，由PWM输出驱动半桥，采用LLC软开关技术，使开关电源工作于谐振状态；

步骤6、LLC软开关电源充电电路的升压滤波电路工作输出至主变T3次级线圈输出经过整流滤波后为电容器C20充电，同时执行充电过程VT端口电压能量检测；

步骤7、充放电互锁电路对电容C20交替执行充、放电；

步骤8、放电信号发送至放电电路后，通过放电延时电路与驱动自锁电路通过驱动变压器T1驱动单项可控硅SCR1的导通或截止，向工作设备升压放电或停止放电，实现点火器的点火工作。

Claims (9)

1.一种高效节能型开关电源高能点火器，其特征是：包括：充放电互锁电路、充电速率控制电路、LLC软开关电源充电电路、放电电路、工作指示输出电路和温度监测保护电路；充放电互锁电路的输出端、温度监测保护电路的输出端和充电速率控制电路的输出端均与LLC软开关电源充电电路的PWM电路三个输入端相连接；LLC软开关电源充电电路的升压整流滤波电路的二个输出端分别与充放电互锁电路的输入端和放电电路的可控硅放电电路输入端连接；充放电互锁电路的输出端与放电电路的放电触发电路的输入端连接；放电电路的可控硅放电电路的二个输出端分别与工作指示输出电路和工作设备连接。

2.根据权利要求1所述的一种高效节能型开关电源高能点火器，其特征是：所述的充放电互锁电路由电压检测电路产生闭锁信号，通过调节电压数值调整放电能量和放电脉冲频率；采用电压检测控制充放电，控制充电电压，即可改变充电能量，实现充放电能量调节；充放电互锁电路的temp端口与温度监测电路的temp端口连接；充放电互锁电路的VT端口同时与升压整流滤波电路VT端口和PWM电路的VT端口连接。

3.根据权利要求1所述的一种高效节能型开关电源高能点火器，其特征是：所述的充电速率控制电路采用电流检测技术，控制充电电流，改变充电速率，实现充放电频率调节；包括：电流互感器、全桥整流电路和分压调节电路；电流互感器的输出端与全桥整流电路的输入端连接，全桥整流电路的输出端连接在分压调节电路两端；在分压调节电路上有IP端口；在电流互感器有VM端口和VM2端口；其中，VM端口同时与电源输入电路的VM端口连接；VM2端口与LLC软开关电路的VM2端口连接。

4.根据权利要求1所述的一种高效节能型开关电源高能点火器，其特征是：所述的LLC软开关电源充电电路采用电流检测技术，控制充电电流，改变充电速率，实现充放电频率调节；由PWM输出驱动半桥，采用LLC软开关技术，使开关电源工作于谐振状态，实现原边零电压开通，副边零电流关断；包括：充放电电路和电源电路。

5.根据权利要求4所述的一种高效节能型开关电源高能点火器，其特征是：所述的充放电电路包括：LLC软开关电路、升压整流滤波电路、PWM电路和MOS管驱动电路；电源输入电路的输出端与整流滤波电路输入端连接，整流滤波电路的输出端与LLC软开关电路输入端连接，LLC软开关电路的输出端与MOS管驱动电路的输入端连接，MOS管驱动电路的输出端与升压整流滤波电路的输入端连接；PWM电路的输出端与LLC软开关电路的输入端连接。

6.根据权利要求4所述的一种高效节能型开关电源高能点火器，其特征是：所述的电源电路包括：高压电源电路和低压电源电路；高压电源电路包括：电源输入电路和整流滤波电路，电源输入电路的输出端与整流滤波电路的输入端连接，整流滤波电路的输出端为充放电电路提供高压电源；低压电源电路为开关电源高能点火器提供低压工作电源；

整流滤波电路的三个PE端口同时与升压整流滤波电路的PE端口和电源输入电路的PE端口连接；整流滤波电路的VM端口与电源输入电路的继电器J2触点VM端口连接，继电器J2触点N2端口与电感L1的N2端口连接；整流滤波电路的V+端口与MOS管驱动电路的V+端口连接；整流滤波电路的V-端口与MOS管驱动电路的V-端口连接；LLC软开关电路的VM2端口与电流互感器的VM2端口连接，LLC软开关电路的VM3端口与MOS驱动电路的VM3端口连接；LLC软开关电路的T1-6端口与LLC软开关电路的T1-6端口连接，LLC软开关电路的T1-2端口与LLC软开关电路的T1-2端口连接；升压整流滤波电路的VH+端口与放电开关电路的VH+端口连接；PWM电路的It端口与LLC软开关电源充电电路的升压滤波电路的It端口连接。

7.根据权利要求1所述的一种高效节能型开关电源高能点火器，其特征是：所述的放电电路采用带自锁的驱动电路触发可控硅，延时隔离充放电时间；包括：放电触发电路和放电开关电路；放电触发电路驱动放电开关电路实施开关放电；

所述的放电触发电路包括：放电延时电路、驱动自锁电路和驱动变压器；放电延时电路的输出端与驱动自锁电路的输入端连接，驱动自锁电路的输出端与驱动变压器初级连接，驱动变压器次级为放电开关输出端；所述的放电开关电路为单向可控硅构成的开关电路。

8.根据权利要求1所述的一种高效节能型开关电源高能点火器，其特征是：所述的工作指示输出电路包括：电流互感器、整流电路、延时电路、继电器输出电路和工作指示灯接口；电流互感器的输出端通过整流电路的二极管D62与延时电路的输入端连接，延时电路的输出端与继电器输出电路的继电器线圈连接；继电器的触点与继电器输出接口输出；工作指灯接口2脚的CTRL端口同时与保护连锁电路的CTRL端口、放电延时电路的CTRL端口和充放电互锁电路的CTRL端口连接。

9.根据权利要求1所述的一种高效节能型开关电源高能点火器，其特征是：所述的温度监测保护电路包括：电流检测电路、温度检测电路和保护连锁电路；电流检测电路和温度检测电路的输出端同时与保护连锁电路的输入端连接；电流检测电路和温度检测电路均有REF端口同时与PWM电路的REF端口和充放电互锁电路的REF端口相连接；电流检测电路的IP端口同时与分压调节电路的IP端口连接，温度检测电路的NTC端口与LLC输开关电路的NTC端口相连接；保护连锁电路的DTC端口与PWM电路的DTC端口连接；保护连锁电路的CTRL端口同时与工作指灯接口2脚的CTRL端口、放电延时电路的CTRL端口和充放电互锁电路的CTRL端口连接。

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