CN218603362U - 一种脉冲点火系统的耗能电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脉冲点火系统的耗能电路，涉及脉冲点火领域，包括控制模块、电源模块、检测模块、升压模块、脉冲输出模块与耗能模块，电源模块经耗能模块连接控制模块，耗能模块包括开关模块、负载模块与指示模块，电源模块并联有指示模块，开关模块的阳极连接电源模块，开关模块的阴极连接负载模块，负载模块与控制模块连接，防浪涌模块连接于开关模块的控制端与控制模块的输出端之间。控制模块将控制开关模块使开关模块导通，开关模块与负载模块持续消耗电源模块的电量，最终使电源模块电量过低而无法支撑系统运作，且系统无法再次启动，从而有效避免点火设备延时启动或二次启动，且通过指示模块可以直观观察电源模块的电量是否耗尽。

Description

一种脉冲点火系统的耗能电路

技术领域

本实用新型涉及脉冲点火领域，特别是涉及一种脉冲点火系统的耗能电路。

背景技术

脉冲点火是利用脉冲原理产生连续性瞬间电火花，从而能在一瞬间提供足够的能量点燃易燃物质的电子设备。目前采用干电池或锂电池供电的电子脉冲点火器，电子脉冲点火装置通过MCU智能检测外部信号，在设定的时间内输出点火脉冲以启动点火设备，外部信号包括光、声、电、液体、温度等信号。当电子脉冲点火装置在设定的条件和时间内没有被正常触发时，电子脉冲点火装置依然存在输出点火脉冲的可能，点火设备存在意外触发的风险，为保障安全通常不允许电子脉冲点火装置再次触发，此时就需要将用到耗能模块，确保无法再次输出点火脉冲。因此，如何将电子脉冲点火器的电能耗尽是保障电子脉冲点火装置顺利工作的重要问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种脉冲点火系统的耗能电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种脉冲点火系统的耗能电路，脉冲点火系统包括控制模块、电源模块、检测模块、升压模块、脉冲输出模块，所述检测模块、升压模块、脉冲输出模块均与控制模块连接，所述电源模块经升压模块连接脉冲输出模块，所述检测模块与控制模块的输入端连接，还包括耗能模块，所述电源模块经耗能模块连接控制模块，所述耗能模块包括开关模块、负载模块与指示模块，所述电源模块并联有指示模块，所述开关模块的阳极连接电源模块，所述开关模块的阴极连接负载模块，所述负载模块与控制模块连接，所述开关模块的控制端与控制模块的输出端相连接。

检测模块用于检测外部信号并发送检测信号至控制模块，控制模块将检测信号转换为正向驱动电压发送至升压模块，升压后驱动脉冲输出模块输出脉冲，通过脉冲信号驱动点火设备启动。

控制模块在接收到检测模块发送的外部信号后，会将点火信号同步转换为一个正向驱动电压并输出至负载模块。该正向驱动电压经过降压后，会使开关模块的控制端承受正向阳极电压，使开关模块导通。开关模块导通使电源模块与负载模块导通，使开关模块与负载模块持续消耗电源模块储存的电量。

当点火设备在设定条件和时间内无法正常启动时，控制模块也会将上述正向驱动电压输出至负载模块。该正向驱动电压由防浪涌模块进行降压。正向驱动电压经过降压后，会使开关模块的控制端承受正向阳极电压，使开关模块导通并工作。开关模块导通使电源模块与负载模块导通，使开关模块与负载模块持续消耗电源模块储存的电量。

负载模块用于在开关模块导通后，消耗电源模块储存的电量。前期开关模块未开启，负载模块耗能很少，在电池电压低于一定值时负载模块就不再有作用，耗能电路开启后，主要是开关模块与限流模块回路放电耗能。防浪涌模块用于对控制模块输出的正向驱动电压进行降压，使开关模块的控制端承受触发电压。当开关模块的控制端承受触发电压时开关模块的阳极与阴极将会导通，开关模块用于根据控制模块输出的驱动电压导通电源模块与负载模块。

指示模块用于在开关模块导通后，指示电源模块剩余的电量。开关模块导通使电源模块与负载模块导通，使开关模块与负载模块持续消耗电源模块储存的电量。当电源模块储存的电量耗尽时，指示模块停止工作。

在点火设备无法正常启动时以及在点火设备正常启动后，控制模块控制电源模块与负载模块导通，开关模块与负载模块能够消耗电量，使系统无法再次启动，从而有效避免点火设备延时启动或二次启动。

进一步地，还包括限流模块，所述开关模块与电源模块之间通过限流模块进行连接。开关模块导通的瞬间电源模块会产生浪涌电流，限流模块用于防止开关模块因为突入浪涌电流而造成损坏。开关模块的控制端承受正向阳极电压，使开关模块导通并工作。开关模块导通使电源模块、限流模块与负载模块导通，通过限流模块、开关模块与负载模块持续消耗电源模块储存的电量。

进一步地，还包括防浪涌模块，所述开关模块的控制端与控制模块的输出端之间通过防浪涌模块连接。正向驱动电压由防浪涌模块进行限流与降压。正向驱动电压经过限流降压后，会使开关模块的控制端承受正向阳极电压，使开关模块导通。开关模块导通使电源模块与负载模块导通，使开关模块与负载模块持续消耗电源模块储存的电量。同时，防浪涌模块具有限流与降压作用，能够使开关模块的门极的电压与电流降低至指定范围，防止浪涌突入电流对开关模块造成不可逆的损伤，保护开关模块。

进一步地，还包括滤波模块，所述滤波模块一端连接于防浪涌模块与控制模块之间，所述滤波模块另一端连接于开关模块与负载模块之间。滤波模块用于吸收高频干扰，避免开关模块误触发。

进一步地，所述开关模块包括第一晶闸管，所述第一晶闸管的阳极连接电源模块的正极，所述第一晶闸管的阴极连接电源模块的负极与负载模块。当晶闸管的控制端（门极）加正向阳极电压且控制端（门极）有触发电流时，会使晶闸管的阳极与阴极导通，且导通后即使把控制端（门极）的触发电压撤掉，晶闸管仍然保持导通。利用晶闸管的导通特性，第一晶闸管受正向阳极电压后导通，第一晶闸管导通后，电源电压通过限流模块供第一晶闸管与负载模块工作，直至晶闸管阳极电流小于维持电流，晶闸管关断。晶闸管门极触发电流10mA到50mA之间，晶闸管的触发和关断时间在μs级别，晶闸管达到关断条件说明整个电路的电流接近于0，控制模块也无法启动，整个电路关闭。

进一步地，所述指示模块包括第三限流电阻与LED指示灯，所述第三限流电阻与LED指示灯相互串联。由LED指示灯和第三限流电阻串联，并在电源两端，当装置上电，LED指示灯亮，当晶闸管导通，耗能电路开启，电源模块的电量逐渐减少，LED指示灯的亮度减弱，直到耗能电路关断，可以观测到LED灯不亮。通过LED指示灯可以直观观察电源模块的电量是否耗尽。

进一步地，所述滤波模块包括第一滤波电容。第一滤波电容的正极端连接在防浪涌模块与控制模块之间，第一滤波电容的负极连接在开关模块与负载模块，通过第一滤波电容吸收高频干扰，避免开关模块误触发。

进一步地，所述限流模块包括第一电阻。晶闸管开通过程中，利用串联在阳极的第一电阻限流，使输入晶闸管电流降低至指定范围，防止浪涌突入电流对晶闸管造成不可逆的损伤，保护晶闸管。

进一步地，所述防浪涌模块包括第二电阻。由于晶闸管门极的同流能力有限，晶闸管开通过程中，利用串联在晶闸管门极的第二电阻进行限流降压，使晶闸管的门极的电压与电流降低至指定范围，防止浪涌突入电流对晶闸管造成不可逆的损伤，保护晶闸管。

进一步地，所述控制模块为微控制单元。利用微控制单元对开关模块进行控制，从而使耗能模块对电源模块进行放电，从而使得系统的工作时间呗限制在放电时间内，有效避免系统误触发。

本实用新型的有益效果为：点火设备在预设时间内无法正常启动时，控制模块将控制开关模块导通，使电源模块与负载模块导通；

控制模块将控制开关模块使开关模块导通，开关模块与负载模块持续消耗电源模块的电量，最终使电源模块电量过低而无法支撑系统运作，且电源模块电量过低导致系统无法再次启动，从而有效避免点火设备延时启动或二次启动。

且通过LED指示灯可以直观观察电源模块的电量是否耗尽。

附图说明

附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制。

图1为本实用新型一实施例提供的耗能模块的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的脉冲点火系统的结构示意图。

附图标记：第一晶闸管-Q1、第一电阻-R1、第二电阻-R2、第一滤波电容-C1、第三限流电阻-R3、LED指示灯-L1。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指如图1所示的上下左右。“内、外”是指具体轮廓上的内与外。“远、近”是指相对于某个部件的远与近。

实施例一

如图1-图2中所示，本实用新型一实施例提供的一种脉冲点火系统的耗能电路，脉冲点火系统包括控制模块、电源模块、检测模块、升压模块、脉冲输出模块、耗能模块，所述检测模块、升压模块、脉冲输出模块均与控制模块连接，所述电源模块经升压模块连接脉冲输出模块，所述检测模块与控制模块的输入端连接，所述电源模块经耗能模块连接控制模块，所述耗能模块包括开关模块、防浪涌模块、负载模块、限流模块、滤波模块与指示模块，所述电源模块并联有指示模块，所述开关模块的阳极与电源模块之间通过限流模块进行连接，所述开关模块的阴极连接负载模块，所述负载模块与控制模块连接，所述防浪涌模块连接于开关模块的控制端与控制模块的输出端之间，所述滤波模块一端连接于防浪涌模块与控制模块之间，所述滤波模块另一端连接于开关模块与负载模块之间。

检测模块用于检测外部信号并发送检测信号至控制模块，控制模块将检测信号转换为正向驱动电压发送至升压模块，升压后驱动脉冲输出模块输出脉冲，通过脉冲信号驱动点火设备启动。

控制模块在接收到检测模块发送的外部信号后，会将点火信号同步转换为一个正向驱动电压并输出至负载模块。该正向驱动电压由防浪涌模块进行限流与降压。正向驱动电压经过降压后，会使开关模块的控制端承受正向阳极电压，使开关模块导通。开关模块导通使电源模块与负载模块导通，使开关模块与负载模块持续消耗电源模块储存的电量。

当点火设备在设定条件和时间内无法正常启动时，控制模块也会将上述正向驱动电压输出至负载模块。该正向驱动电压由防浪涌模块进行降压。正向驱动电压经过降压后，会使开关模块的控制端承受正向阳极电压，使开关模块导通并工作。开关模块导通使电源模块与负载模块导通，使开关模块与负载模块持续消耗电源模块储存的电量。

负载模块用于在开关模块导通后，消耗电源模块储存的电量。前期开关模块未开启，负载模块耗能很少，在电池电压低于一定值时负载模块就不再有作用,耗能电路开启后，主要是第一电阻与第一晶闸管回路放电耗能。防浪涌模块用于对控制模块输出的正向驱动电压进行限流降压，使开关模块的控制端承受触发电压。当开关模块的控制端承受触发电压时开关模块的阳极与阴极将会导通，开关模块用于根据控制模块输出的驱动电压导通电源模块与负载模块。

在点火设备无法正常启动时以及在点火设备正常启动后，控制模块控制电源模块与负载模块导通，开关模块与负载模块能够消耗电量，使系统无法再次启动，从而有效避免点火设备延时启动或二次启动。

指示模块用于在开关模块导通后，指示电源模块剩余的电量。开关模块导通使电源模块与负载模块导通，使开关模块与负载模块持续消耗电源模块储存的电量。当电源模块储存的电量耗尽时，指示模块停止工作。

所述开关模块包括第一晶闸管，所述第一晶闸管的阳极连接电源模块的正极，所述第一晶闸管的阴极连接电源模块的负极与负载模块。当晶闸管的控制端（门极）加正向阳极电压且控制端（门极）有触发电流时，会使晶闸管的阳极与阴极导通，且导通后即使把控制端（门极）的触发电压撤掉，晶闸管仍然保持导通。利用晶闸管的导通特性，第一晶闸管受正向阳极电压后导通，第一晶闸管导通后，电源电压通过限流模块供第一晶闸管与负载模块工作，直至晶闸管阳极电流小于维持电流，晶闸管关断。晶闸管门极触发电流10mA到50mA之间，晶闸管的触发和关断时间在μs级别，晶闸管达到关断条件说明整个电路的电流接近于0，控制模块也无法启动，整个电路关闭。

所述指示模块包括第三限流电阻与LED指示灯，所述第三限流电阻与LED指示灯相互串联。LED指示灯的工作电流一般在毫安级别，电路上电，LED指示灯点亮，当耗能电路开启，电源模块的电量会被持续消耗，使LED指示灯的亮度逐渐降低。使用人员肉眼可以观测LED指示灯亮度变化，且电源模块的电量消耗完毕时耗能电路也会关闭，整个电路关闭，此时LED指示灯不亮。通过LED指示灯可以直观观察电源模块的电量是否耗尽。LED指示灯的工作电流一般在毫安级别，第三限流电阻也起到限流作用，使LED指示灯的电流降低至指定范围，避免损坏LED指示灯。

所述滤波模块包括第一滤波电容。第一滤波电容的正极端连接在防浪涌模块与控制模块之间，第一滤波电容的负极连接在开关模块与负载模块，通过第一滤波电容吸收高频干扰，避免开关模块误触发。

所述限流模块包括第一电阻。晶闸管开通过程中，利用串联在阳极的第一电阻限流，防止浪涌突入电流对晶闸管造成不可逆的损伤，保护晶闸管。

开关模块导通的瞬间电源模块会产生浪涌电流，限流模块可以防止开关模块因为突入浪涌电流而造成损坏。开关模块的控制端承受正向阳极电压，使开关模块导通并工作。开关模块导通使电源模块、限流模块与负载模块导通，通过限流模块、开关模块与负载模块持续消耗电源模块储存的电量。

所述防浪涌模块包括第二电阻。由于晶闸管门极的同流能力有限，晶闸管开通过程中，利用串联在晶闸管门极的第二电阻限流降压，使晶闸管的门极的电压与电流降低至指定范围，防止浪涌突入电流对晶闸管造成不可逆的损伤，保护晶闸管。

所述负载模块包括负载电容与负载电阻，所述负载电容与负载电阻相互串联或并联。通过负载电容与负载电阻组成负载电路，通过负载电容与负载电阻消耗电量。在实施例仅表达了负载模块的一种实施方式，应当指出的是，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以对负载模块做出若干变形和改进。

所述控制模块为微控制单元。利用微控制单元对开关模块进行控制，从而使耗能模块对电源模块进行放电，从而使得系统的工作时间呗限制在放电时间内，有效避免系统误触发。在本实施例中，微控制单元为14引脚单片机，本领域的技术人员在不脱离本实用新型构思的前提下，可以根据需要选择微控制单元，还可以对微控制单元做出若干变形和改进。

实施例二

本实用新型一实施例提供的一种脉冲点火系统的耗能电路，脉冲点火系统包括控制模块、电源模块、检测模块、升压模块、脉冲输出模块、耗能模块，所述检测模块、升压模块、脉冲输出模块均与控制模块连接，所述电源模块经升压模块连接脉冲输出模块，所述检测模块与控制模块的输入端连接，所述电源模块经耗能模块连接控制模块，所述耗能模块包括开关模块、防浪涌模块、负载模块、限流模块、滤波模块与指示模块，所述电源模块并联有指示模块，所述开关模块的阳极与电源模块之间通过限流模块进行连接，所述开关模块的阴极连接负载模块，所述负载模块与控制模块连接，所述防浪涌模块连接于开关模块的控制端与控制模块的输出端之间，所述滤波模块一端连接于防浪涌模块与控制模块之间，所述滤波模块另一端连接于开关模块与负载模块之间。

所述限流模块包括第一电阻。晶闸管开通过程中，利用串联在阳极的第一电阻限流，防止浪涌突入电流对晶闸管造成不可逆的损伤，保护晶闸管。

所述防浪涌模块包括第二电阻。由于晶闸管门极的同流能力有限，晶闸管开通过程中，利用串联在晶闸管门极的第二电阻限流降压，使晶闸管的门极的电压与电流降低至指定范围，防止浪涌突入电流对晶闸管造成不可逆的损伤，保护晶闸管。

所述第一电阻包括若干相互串联的分电阻，所述第二电阻包括若干相互串联的分电阻。通过分电阻串联组成第一电阻或第二电阻，通过串联的分电阻进行降压或者限流。

实施例三

本实用新型一实施例提供的一种脉冲点火系统的耗能电路，脉冲点火系统包括控制模块、电源模块、检测模块、升压模块、脉冲输出模块、耗能模块，所述检测模块、升压模块、脉冲输出模块均与控制模块连接，所述电源模块经升压模块连接脉冲输出模块，所述检测模块与控制模块的输入端连接，所述电源模块经耗能模块连接控制模块，所述耗能模块包括开关模块、防浪涌模块、负载模块、限流模块、滤波模块与指示模块，所述电源模块并联有指示模块，所述开关模块的阳极与电源模块之间通过限流模块进行连接，所述开关模块的阴极连接负载模块，所述负载模块与控制模块连接，所述防浪涌模块连接于开关模块的控制端与控制模块的输出端之间，所述滤波模块一端连接于防浪涌模块与控制模块之间，所述滤波模块另一端连接于开关模块与负载模块之间。

所述负载模块包括负载电阻。负载电阻连接于开关模块与控制模块之间，通过负载电阻消耗电量。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种脉冲点火系统的耗能电路，脉冲点火系统包括控制模块、电源模块、检测模块、升压模块、脉冲输出模块，所述检测模块、升压模块、脉冲输出模块均与控制模块连接，所述电源模块经升压模块连接脉冲输出模块，所述检测模块与控制模块的输入端连接，其特征在于：还包括耗能模块，所述电源模块经耗能模块连接控制模块，所述耗能模块包括开关模块、负载模块与指示模块，所述电源模块并联有指示模块，所述开关模块的阳极连接电源模块，所述开关模块的阴极连接负载模块，所述负载模块与控制模块连接，所述开关模块的控制端与控制模块的输出端相连接。

2.根据权利要求1所述脉冲点火系统的耗能电路，其特征在于：还包括限流模块，所述开关模块与电源模块之间通过限流模块进行连接。

3.根据权利要求1所述脉冲点火系统的耗能电路，其特征在于：还包括防浪涌模块，所述开关模块的控制端与控制模块的输出端之间通过防浪涌模块连接。

4.根据权利要求3所述脉冲点火系统的耗能电路，其特征在于：还包括滤波模块，所述滤波模块一端连接于防浪涌模块与控制模块之间，所述滤波模块另一端连接于开关模块与负载模块之间。

5.根据权利要求1所述脉冲点火系统的耗能电路，其特征在于：所述开关模块包括第一晶闸管，所述第一晶闸管的阳极连接电源模块的正极，所述第一晶闸管的阴极连接电源模块的负极与负载模块。

6.根据权利要求1所述脉冲点火系统的耗能电路，其特征在于：所述指示模块包括第三限流电阻与LED指示灯，所述第三限流电阻与LED指示灯相互串联。

7.根据权利要求4所述脉冲点火系统的耗能电路，其特征在于：所述滤波模块包括第一滤波电容。

8.根据权利要求2所述脉冲点火系统的耗能电路，其特征在于：所述限流模块包括第一电阻。

9.根据权利要求3所述脉冲点火系统的耗能电路，其特征在于：所述防浪涌模块包括第二电阻。

10.根据权利要求1所述脉冲点火系统的耗能电路，其特征在于：所述控制模块为微控制单元。

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