DE3741560C1 - Ignition spark detector - Google Patents

Ignition spark detector

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DE3741560C1
DE3741560C1 DE3741560A DE3741560A DE3741560C1 DE 3741560 C1 DE3741560 C1 DE 3741560C1 DE 3741560 A DE3741560 A DE 3741560A DE 3741560 A DE3741560 A DE 3741560A DE 3741560 C1 DE3741560 C1 DE 3741560C1
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DE3741560A
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Karl-Friedrich Ing Haupenthal
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Siemens Building Technologies AG
Landis and Gyr AG
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Landis and Gyr AG
LGZ Landis and Gyr Zug AG
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Abstract

The ignition spark detector (4), which is supplied with an alternating voltage, operates with a transistor (9) as an electronic switching element which is switched on when ignition sparks, which are produced by an ignition transformer (11), occur, and, in conjunction with a zener diode (6) and a capacitor (10), reduces the resistance of the ignition spark detector (4) between the terminals (2 and 3) of a flame monitoring circuit (1) for only one current direction and thus produces a direct-current signal (+iF) which is superimposed on the sensor current (iF) which acts as the alternating current. The flame monitoring circuit (1) processes only the resultant direct-current signal (+iF), but no alternating-current signals. The ignition spark detector is predominantly used in the case of gas burners.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Zündfunkendetektor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention is based on an ignition spark detector the preamble of claim 1.

Solche Zündfunkendetektoren werden zusammen mit gasbetriebenen Brennern verwendet, die mit Zündvorrichtungen ausgerüstet sind, bei denen mit einem Zündtransformator ein hohe Spannung erzeugt wird. Diese verursacht an einer nahe dem Brennermund gelegenen Funkenstrecke Zündfunken zum Entzünden einer Flamme.Such spark detectors are used together with gas Burners equipped with igniters, in those with an ignition transformer a high voltage is produced. This causes one near the burner mouth spark gap to ignite a flame.

Es ist nach einschlägingen Vorschriften (beispielsweise DIN 4788, Teil 2, Ziffer 3.2.2.3) erforderlich, daß bei Brennern über einer dort genannten Startwärmebelastung die Betriebsfähigkeit der Zündeinrichtung vor der Freigabe des Brennstoffs überwacht wird.It is according to relevant regulations (for example DIN 4788, Part 2, Number 3.2.2.3) requires that at Burners over a starting heat load mentioned there Operability of the ignition device before the release of the Fuel is monitored.

Durch die CH-PS 5 34 325 ist ein Zündfunkendetektor bekannt­ geworden, der an einer Flammenwächterschaltung parallel zu einem Ionisations-Flammenfühler betreibbar ist. Er wird von der Flammenwächterschaltung mit Wechselspannung versorgt. Bei dem Zündfunkendetektor wird mit einem Auskoppelglied aus der elektrischen Leitung von der Sekundärspule des Zündtransfor­ mators zu der Funkenstrecke am Brenner ein hochfrequenter Strom ausgekoppelt, so lange Zündfunken in der Funkenstrecke entstehen. Dieser wird im Auskoppelglied gleichgerichtet und einem elektrischen Schaltelement zugeführt (in dieser Schrift als "nichtlineare, steuerbare Impedanz" bezeichnet), das in den leitenden Zustand gesteuert wird, wenn Zündfunken vorhanden sind. Der dann durch das Schaltelement fließende Strom wird als Signal für das Vorhandensein der Zündfunken von der Flammenwächterschaltung ausgewertet. Diese schaltet die Brennstoffzufuhr ab, wenn der Flammenfühler oder der Zündfunkendetektor kein Signal liefert.From CH-PS 5 34 325 an ignition spark detector is known become parallel to a flame guard circuit an ionization flame sensor can be operated. He is from the Flame guard circuit supplied with AC voltage. In which Spark detector is with a decoupler from the electrical wire from the secondary coil of the ignition transfor a high-frequency current to the spark gap at the burner decoupled, as long as spark in the spark gap arise. This is rectified in the decoupling element and an electrical switching element supplied (in this document referred to as "nonlinear, controllable impedance"), which in the conductive state is controlled when ignition sparks are present are. The current then flowing through the switching element becomes as a signal for the presence of the spark from the Flame guard circuit evaluated. This switches the Fuel supply if the flame sensor or the Spark detector does not provide a signal.

In einem einzigen Beispiel zur CH-PS 5 34 325 wird als Schaltelement ein SCR benutzt. Durch die Neigung dieses Bauteils zum Selbstzünden und wegen der unsicheren Löschfähigkeit infolge der Ansteuerung seiner Steuerelektrode mit Gleichspannung wird jedoch die Zuverlässigkeit dieser Schaltung beeinträchtigt. Darüber hinaus erfordert ein SCR einen verhältnismäßig niederohmigen Gate-Abschlußwiderstand und somit eine entsprechend hohe Ansteuerleistung. Deshalb müssen zur Auskopplung verhältnismäßig teure Bauteile, insbesondere Spulen mit hoher Windungszahl, beispielsweise Ringkern-Stromwandler, benutzt werden.In a single example to CH-PS 5 34 325 is used as  Switching element uses an SCR. By inclining this Component for self-ignition and because of the unsafe Erasability due to the control of its control electrode with DC voltage, however, the reliability of this Circuit affected. It also requires an SCR a relatively low impedance gate termination resistor and thus a correspondingly high drive power. That's why For the decoupling, relatively expensive components, especially coils with a high number of turns, for example Toroidal current transformers can be used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen parallel zu einem Ionisations-Flammenfühler anschließbaren Zündfunkendetektor zu schaffen, der mit einer geringen auszukoppelnden Energie auskommt, bei dem ein Schaltelement eingesetzt werden kann, dessen Betriebsspannung wesentlich niedriger ist als die Ionisations-Flammenfühler-Spannung, und das keine Neigung zur Selbstzündung hat.The invention has for its object a parallel to can be connected to an ionization flame sensor To create a spark detector with a low energy to be extracted, in which a switching element can be used, the operating voltage is essential is lower than the ionization flame sensor voltage, and that has no tendency to self-ignite.

Die Erfindung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The invention is characterized in claim 1. Refinements of Invention are specified in the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend in einer Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention is described in a Drawing explained in more detail.

In der Zeichnung ist eine Flammenwächterschaltung 1 dargestellt, an deren erster und zweiter Klemme 2, 3 ein Zündfunkendetektor 4 angeschlossen werden kann, aber auch parallel dazu ein nicht dargestellter Ionisations-Flammen­ fühler. Die Flammenwächterschaltung 1 gibt eine Wechsel­ spannung U F ab, ist aber nur für an denselben Klemmen 2, 3 eingehende Gleichstromsignale +i F empfindlich. Auf eingehende Wechselstromsignale reagiert sie nicht.In the drawing, a flame monitor circuit 1 is shown, at the first and second terminals 2, 3 an ignition spark detector 4 can be connected, but also an ionization flame sensor, not shown, in parallel. The flame monitor circuit 1 outputs an alternating voltage U F , but is only sensitive to incoming DC signals + i F at the same terminals 2, 3 . It does not respond to incoming AC signals.

Der Zündfunkendetektor 4 weist, von der Klemme 2 einer dort beginnenden Leitung 18 folgend, einen Widerstand 5, eine Zenerdiode 6 und eine Diode 7, bei denen bei beiden die Anoden in Richtung zur Klemme 2 liegen, und einen Widerstand 8 auf. Von hier führt eine Kollektor-Emitterstrecke eines Transistors 9 zu einer von der Klemme 3 ausgehenen Bezugsleitung 19. Ein als Teilerwiderstand für die Wechsel­ spannung U F dienender Kondensator 10 ist einerseits mit einem Punkt zwischen der Kathode der Zenerdiode 6 und der Anode der ersten Diode 7, andererseits mit der Bezugsleitung 19 verbunden.The ignition spark detector 4 has, from the terminal 2 following a line 18 starting there, a resistor 5 , a Zener diode 6 and a diode 7 , in which both have the anodes in the direction of the terminal 2 , and a resistor 8 . From here, a collector-emitter path of a transistor 9 leads to a reference line 19 starting from the terminal 3 . A capacitor 10 serving as a divider resistor for the AC voltage U F is connected on the one hand to a point between the cathode of the Zener diode 6 and the anode of the first diode 7 , and on the other hand to the reference line 19 .

Auf der anderen Seite der Figur ist ein Zündtransformator 11 dargestellt, an dessen Sekundärspule eine Zündfunkenstrecke 12 angeschlossen ist. An der Zuleitung zu der einen Seite der Zündfunkenstrecke 12 ist ein Kopplungstransformator 13 ange­ bracht, bei dem die Sekundärwicklung mit der einen Seite an der Bezugsleitung 19 angeschlossen ist. Ihre andere Seite ist über eine mit ihrer Anode in Richtung des Kopplungstransformators 13 liegende Diode 14 und einen Widerstand 15 mit der Basis des Transistos 9 verbunden. Zwischen der Kathode der Diode 14 und dem Widerstand 15 einerseits, der Bezugsleitung 19 andererseits, liegt ein Kondensator 16, zwischen dem Widerstand 15 und der Basis des Transistors 9 einerseits und der Bezugsleitung 19 anderseits ein Widerstand 17.On the other side of the figure, an ignition transformer 11 is shown, to whose secondary coil an ignition spark gap 12 is connected. On the supply line to one side of the spark gap 12 , a coupling transformer 13 is introduced , in which the secondary winding is connected with one side to the reference line 19 . Its other side is connected to the base of the transistor 9 via a diode 14 with its anode in the direction of the coupling transformer 13 and a resistor 15 . Between the cathode of the diode 14 and the resistor 15 on the one hand, the reference line 19 on the other hand, there is a capacitor 16 , between the resistor 15 and the base of the transistor 9 on the one hand and the reference line 19 on the other hand a resistor 17 .

Der Transistor 9 wird hier als Schaltelement verwendet. Seine Polaritäten können auch invertiert sein, d. h., daß ein PNP-Transistor statt eines NPN-Transitors eingesetzt werden kann, ebenso ist auch der Einsatz eines Feldeffekttransistors mit einer Drain-Source-Strecke an dieser Stelle möglich.The transistor 9 is used here as a switching element. Its polarities can also be inverted, ie a PNP transistor can be used instead of an NPN transistor, and the use of a field-effect transistor with a drain-source path is also possible at this point.

Der Zündfunkendetektor 4 arbeitet folgendermaßen:The ignition spark detector 4 works as follows:

Im Ruhezustand, das heißt ohne Zündfunken, ist der Tran­ sistor 9 gesperrt. Von der Flammenwächterschaltung 1 fließt über den Widerstand 5, die Zenerdiode 6 und den Kondensator 10 ein Wechselstrom als Fühlerstrom i F , der vom Eingang der Flammenwächterschaltung 1 nicht als Signal bewertet wird. Über den Kondensator 10 stellt sich ein Spannungsmittelwert U 10 ein, welcher ungefähr der halben Zenerspannung 0,5 × U 6 entspricht.In the idle state, that is, without ignition sparks, the transistor 9 is blocked. An alternating current flows from the flame monitor circuit 1 via the resistor 5 , the Zener diode 6 and the capacitor 10 as a sensor current i F , which is not evaluated as a signal by the input of the flame monitor circuit 1 . A voltage mean value U 10 is set across the capacitor 10 , which corresponds approximately to half the Zener voltage 0.5 × U 6 .

Wird der Zündtransformator 11 an die Netzspannung U N angeschlossen, so erzeugen die Zündfunkenüberschläge an der Funkenstrecke 12 einen hochfrequenten Strom im Sekundärkreis des Zündtransformators 11. Dieser Kreis ist gleichzeitig der Primärkreis für den Kopplungstransformator 13. Mit diesem Kopplungstransformator 13 wird somit hochfrequente Energie aus dem Sekundärkreis des Zündtransformators 11 ausgekoppelt. Die Sekundärspannung des Kopplungstransformators 13 wird durch die Diode 14 gleichgerichtet und durch den Kondensator 16 geglättet und schaltet den Transistor 9 über dessen Basis in den leitenden Zustand. Der eingeschaltete Transistor 9 entlädt den Kondensator 10 über die Diode 7 und den Widerstand 8 und bildet einen Strompfad für die positiven Halbwellen des Fühlerstroms i F , die von der Klemme 2 zur Klemme 3 fließen. Der Transistor 9 wird hier also in Verbindung mit der Diode 7 als elektronisches Schaltelement für eine definierte Stromrichtung verwendet.If the ignition transformer 11 is connected to the mains voltage U N , the spark flashes on the spark gap 12 generate a high-frequency current in the secondary circuit of the ignition transformer 11 . This circuit is also the primary circuit for the coupling transformer 13 . With this coupling transformer 13 , high-frequency energy is thus coupled out of the secondary circuit of the ignition transformer 11 . The secondary voltage of the coupling transformer 13 is rectified by the diode 14 and smoothed by the capacitor 16 and switches the transistor 9 into a conductive state via its base. The switched-on transistor 9 discharges the capacitor 10 via the diode 7 and the resistor 8 and forms a current path for the positive half-waves of the sensor current i F , which flow from the terminal 2 to the terminal 3 . The transistor 9 is thus used here in connection with the diode 7 as an electronic switching element for a defined current direction.

Da die Diode 7 und der Widerstand 8 bei eingeschaltetem Transistor 9 parallel zum Kondensator 10 geschaltet sind, wird dafür gesorgt, daß die Amplituden der positiven Halbwellen des Fühlerstroms i F größer sind als die der negativen Halbwellen und dieser so in der einen Richtung erhöht wird. Diese Unsymmetrie wird von der Zenerdiode 6 in erheblichem Maße unterstützt. Die Zenerdiode 6 verändert zusammen mit dem eingeschalteten Transistor 9 den Spannungsmittelwert U 10 des Kondensators 10, es können aber auch andere, ähnlich wirkende Baugruppen an Stelle der Zenerdiode 6 verwendet werden.Since the diode 7 and the resistor 8 are connected in parallel to the capacitor 10 when the transistor 9 is switched on, it is ensured that the amplitudes of the positive half-waves of the sensor current i F are greater than those of the negative half-waves and this is increased in one direction. This asymmetry is supported to a considerable extent by the Zener diode 6 . The Zener diode 6 , together with the switched-on transistor 9, changes the mean voltage value U 10 of the capacitor 10 , but it is also possible to use other modules with a similar effect instead of the Zener diode 6 .

Die Zenerdiode 6 sorgt dafür, daß der resultierende Gleichstrom +i F weitgehend unabhängig von der Größe der den Zündfunkendetektor speisenden Wechselspannung U F ist, auch wenn der Kondensator 10 groß bemessen wurde, um einen hohen Teilerfaktor für die Wechselspannung U F zu erreichen. Die Anordnung der Zenerdiode 6 im Wechselspannungsteilerkreis erlaubt einen Betrieb des Zündfunkendetektors 4 unter optimalen Verhältnissen, was sowohl die Begrenzung der Spannung U 10 am gesperrten Transistor 9 bei hoher Fühlerspannung als auch die Erzielung eines möglichst großen Fühlergleichstroms +i F bei leitendem Transistor 9 und niedriger Fühlerspannung anbelangt.The Zener diode 6 ensures that the resulting direct current + i F is largely independent of the size of the alternating voltage U F feeding the spark detector, even if the capacitor 10 has been dimensioned large in order to achieve a high divider factor for the alternating voltage U F. The arrangement of the Zener diode 6 in the AC voltage divider circuit allows the ignition spark detector 4 to operate under optimal conditions, which both limits the voltage U 10 at the blocked transistor 9 when the sensor voltage is high and achieves the largest possible sensor direct current + i F when the transistor 9 is conductive and the sensor voltage is low concerned.

Da der Transistor 9 gegenüber einem SCR, wie er bis jetzt in Zündfunkendetektoren 4 betrieben wurde, mit einer wesentlich geringeren Ansteuerleistung auskommt, kann als Kopplungstrans­ formator 12 anstelle des bis jetzt verwendeten Ringkern-Strom­ wandlers ein billigeres Kopplungselement eingesetzt oder die Windungszahl des Kopplungselements erheblich herabgesetzt werden. Andererseits können unter Beibehaltung des bis jetzt verwendeten Ringkern-Stromwandlers erheblich geringere Zündströme detektiert, also auch Zündeinrichtungen mit wesentlich kleinerer Leistung überwacht werden.Since the transistor 9 compared to an SCR, as it has been operated up to now in spark detectors 4 , manages with a much lower drive power, a cheaper coupling element can be used as a coupling transformer 12 instead of the toroidal current transformer used up to now, or the number of turns of the coupling element can be considerably reduced will. On the other hand, while maintaining the toroidal current transformer used up to now, considerably lower ignition currents can be detected, ie ignition devices with a significantly lower output can also be monitored.

Claims (3)

1. Zündfunkendetektor, der an einer Flammenwächterschaltung (1) parallel zu einem Ionisations-Flammenfühler betreibbar ist, der von der Flammenwächterschaltung (1) mit einer Wechselspan­ nung (U F ) versorgt wird, bei dem mit einem Auskoppelungs­ glied (13) aus einer elektrischen Leitung von einer Sekundär­ spule eines Zündtransformators (11) zu einer Funkenstrecke (12) ein hochfrequenter Strom auskoppelbar, gleichrichtbar und einem elektronischen Schaltelement (9) als Steuersignal zuführbar ist, wobei das Schaltelement (9) einschaltet, wenn Zündfunken vorhanden sind, und der einen dabei durch das Schaltelement (9) fließenden Strom als Signal für das Vorhandensein von Zündfunken der Flammenwächterschaltung (1) zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement ein Transistor (9) ist und der Versorgungskreis des Transistors (9) einen Wechsel­ spannungsteiler (5, 6, 10) enthält, der eine Baugruppe aufweist, die zusammen mit dem eingeschalteten Transistor (9) den Spannungsmittelwert (U 10) eines Kondensators (10) im Wechselspannungsteiler (5, 6, 10) verändert.1. Ignition spark detector, which can be operated on a flame monitor circuit ( 1 ) in parallel with an ionization flame sensor, which is supplied by the flame monitor circuit ( 1 ) with an AC voltage (U F ), in which a decoupling member ( 13 ) from an electrical Line from a secondary coil of an ignition transformer ( 11 ) to a spark gap ( 12 ), a high-frequency current can be coupled out, rectified and fed to an electronic switching element ( 9 ) as a control signal, the switching element ( 9 ) switching on when there are ignition sparks, and one current flowing through the switching element ( 9 ) as a signal for the presence of ignition sparks of the flame monitor circuit ( 1 ), characterized in that the switching element is a transistor ( 9 ) and the supply circuit of the transistor ( 9 ) an AC voltage divider ( 5, 6 , 10 ) which has an assembly which, together with the transistor ( 9 ) which is switched on Voltage mean value (U 10 ) of a capacitor ( 10 ) in the AC voltage divider ( 5, 6, 10 ) changed. 2. Zündfunkendetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselspannungsteiler durch einen Wider­ stand (5), einer Zenerdiode (6) und dem Kondensator (10) gebildet ist.2. ignition spark detector according to claim 1, characterized in that the AC voltage divider by an opponent was ( 5 ), a Zener diode ( 6 ) and the capacitor ( 10 ) is formed. 3. Zündfunkendetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihenschaltung aus einer ersten Diode (7), einem zweiten Widerstand (8) und der Kollektor-Emitter-Strecke oder der Drain-Source-Strecke des Transistors (9) dem Kondensator (10) parallel geschaltet ist.3. ignition spark detector according to claim 2, characterized in that a series circuit of a first diode ( 7 ), a second resistor ( 8 ) and the collector-emitter path or the drain-source path of the transistor ( 9 ) the capacitor ( 10 ) is connected in parallel.
DE3741560A 1987-11-19 1987-12-08 Ignition spark detector Expired DE3741560C1 (en)

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CN109253468A (en) * 2017-07-14 2019-01-22 神讯电脑(昆山)有限公司 Cigar lighter detection device and its detection method

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