TWI540290B - Gas appliance ignition control device - Google Patents

Description

瓦斯器具的點火控制裝置

本發明係與瓦斯器具有關；特別是指一種瓦斯器具的點火控制裝置。

圖1所示者為習用的瓦斯器具1包含有一燃燒器10、一點火電極12、一感應電極14與一點火控制裝置16。該燃燒器10供燃燒瓦斯產生火焰。該點火控制裝置16電性連接該點火電極12與該感應電極14。於點火時，該點火控制裝置16輸出高電壓脈衝予該點火電極12，使該點火電極12相對該燃燒器10放電產生火花以引燃瓦斯，瓦斯燃燒後的火焰接觸該感應電極14，由該感應電極回傳火焰訊號予該點火控制裝置16。該點火控制裝置16接收該火焰訊號後，確認瓦斯已被引燃，此時，該點火控制裝置16停止輸出高電壓脈衝予該點火電極12。

由於習用之瓦斯器具1係採用點火電極12與感應電極14兩支電極進行點火及火焰感應，在製造上將增加電極的成本。此外，該感應電極14通常是設置於該點火電極12附近，若安裝不當，使得點火電極12過度接近感應電極14，將造成輸出至該點火電極12之高電壓脈衝對該感應電極14放電，使得該點火控制裝置16接收到該高電壓脈衝，而造成點火控制裝置16中的電子元件損毀。

有鑑於此，本發明之目的用於提供一種瓦斯器具的點火控制裝置，可利用同一電極進行點火及感應火焰，有效減少設置電極的成本。

發明之另一目的在於提供一種瓦斯器具的點火控制裝置，可避免高電壓脈衝損毀點火控制裝置的電子元件。

緣以達成上述目的，本發明所提供瓦斯器具的點火控制裝置，其中該瓦斯器具包括一點火電極與一燃燒器，該點火電極鄰近該燃燒器，該點火控制裝置包含一高壓啟動單元、一控制器與一火焰偵測單元。其中，該高壓啟動單元具有一輸出端，該輸出端電性連接該點火電極，該高壓啟動單元係受控制地使該輸出端每隔一段時間輸出一高電壓脈衝，以使該點火電極產生火花；該控制器控制該高壓啟動單元之該輸出端產生該高電壓脈衝；該火焰偵測單元電性連接該高壓啟動單元的該輸出端與該控制器，該火焰偵測單元偵測該點火電極與該燃燒器之間的火焰；其中，在該火焰偵測單元偵測到該點火電極與該燃燒器之間產生火焰後，該控制器控制該高壓啟動單元停止輸出該高電壓脈衝。

本發明之效果在於，利用同一支電極作點火及感應火焰可降低瓦斯器具的製作成本，並且不會有高電壓脈衝造成電子元件損毀的疑慮。

〔習用〕

1‧‧‧瓦斯器具

10‧‧‧燃燒器

12‧‧‧點火電極

14‧‧‧感應電極

16‧‧‧點火控制裝置

〔本發明〕

2‧‧‧瓦斯器具

20‧‧‧燃燒器

202‧‧‧瓦斯管路

22‧‧‧瓦斯閥

222‧‧‧控制端

24‧‧‧點火電極

26‧‧‧點火控制裝置

28‧‧‧高壓啟動單元

30‧‧‧振盪電路

32‧‧‧高壓產生電路

34‧‧‧火焰偵測單元

36‧‧‧緩衝器電路

36a‧‧‧運算放大器

38‧‧‧高壓偵測電路

40‧‧‧瓦斯閥驅動單元

42‧‧‧微處理器

C1‧‧‧電容

C2‧‧‧蓄電電容

D‧‧‧雙向觸發二極體

G‧‧‧接地點

S‧‧‧啟動訊號

T1‧‧‧升壓變壓器

T2‧‧‧放電變壓器

圖1為習用的瓦斯器具之架構圖。

圖2為具有本發明一較佳實施例之點火控制裝置的瓦斯器具架構圖。

圖3為本發明一較佳實施例之點火控制裝置電路圖。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如后，請參圖2所示，為本發明一較佳實施例之瓦斯器具2，包含有一燃燒器20、一瓦斯閥22、一點火電極24與一點火控制裝置26。該燃燒器20供燃燒瓦斯產生火焰，該燃燒器20為金屬材質所製成，該燃燒器20電性連接該點火控制裝置26的一接地點G；該瓦斯閥22設置於連通至該燃燒器20的一瓦斯管路202上，該瓦斯閥22受控制開啟或阻斷通過的瓦斯；該點火電極24設置於鄰近該燃燒器20的位置，且該點火電極24與該燃燒器20相隔一間隙。

請配合圖2與3所示，本實施例中，該點火控制裝置26包含有一高壓啟動單元28、一火焰偵測單元34、一高壓偵測電路38、一瓦斯閥驅動單元40與一以微處理器42為例的控制器。

該高壓啟動單元28包括有一振盪電路30、一高壓產生電路32及一以雙向觸發二極體(DIAC)D為例的觸發元件。該振盪電路30電性連接該微處理器42，該振盪電路30包括有一升壓變壓器T1，該升壓變壓器T1具有一二次側(Secondary side)，該振盪電路30受該微處理器42控制而產生訊號的振盪，並由該升壓變壓器T1的二次側輸出一交流電壓。該高壓產生電路32電性連接該升壓變壓器T1之二次側的一端，該高壓產生電路32包括有一放電變壓器T2，該放電變壓器具有一二次側，該二次側構成該高壓啟動單元28的一輸出端，該放電變壓器T2的二次側之其中一端電性連接該點火電極24。該高壓產生電路32接收該交流電壓後，受連接於該放電變壓器T2之一次側的電容C1 的充放電作用，由該放電變壓器T2的二次側每間隔一段時間輸出一高電壓脈衝。該雙向觸發二極體D具有一第一端與一第二端，該第一端電性連接該放電變壓器T2的二次側之另一端，該第二端電性連接該點火控制裝置26的接地點G，當第一端與第二端之間的電壓差大於該雙向觸發二極體D的觸發電壓後，該雙向觸發二極體D呈導通之狀態，因此，當該放電變壓器T2輸出該高電壓脈衝時，該高電壓脈衝的電壓大於該雙向觸發二極體D的觸發電壓，使該雙向觸發二極體D導通。在該雙向觸發二極體D導通時，該點火電極24相對該燃燒器20放電而產生火花。

該火焰偵測單元34電性連接該放電變壓器T2的二次側之另一端與該微處理器42。在本實施例中，該火焰偵測單元34包括有一蓄電電容C2與一緩衝器(buffer)電路36，該蓄電電容C2電性連接該放電變壓器T2的二次側之另一端，且該蓄電電容C2透過該緩衝器電路36電性連接該微處理器42。當該燃燒器20產生火焰時，火焰接觸到該點火電極24後，由於火焰本身的電漿效應將形成一導通路徑，使火焰形成的火焰訊號之電能對該蓄電電容C2充電。在該蓄電電容C2之電壓到達一預定電壓後，該緩衝器電路36輸出該預定電壓予該微處理器42，以作為該火焰偵測單元34偵測到火焰的判斷基準。該緩衝器電路36具有運算放大器36a，該蓄電電容C2透過運算放大器36a電性連接微處理42，藉由運算放大器36a低輸出阻抗的作用，讓蓄電電容C2的電壓不受該微處理器42的輸入阻抗所影響，使蓄電電容C2的電壓可以正確地反應到該微處理器42上，避免該微處理器42的輸入阻抗之負載效應造成蓄電電容C2反應到該微處理器42的電壓下降而造成誤判。

該高壓偵測電路38用於偵測該高壓啟動單元 28是否如實作動，本實施例中，該高壓偵測電路38分別電性連接該升壓變壓器T1之二次側的另一端與該微處理器42。該升壓變壓器T1的二次側輸出該交流電壓時，該高壓偵測電路38接收該交流電壓並據以輸出一高準位的電壓訊號至該微處理器42，以作為判斷該高壓啟動單元28如實作動之依據。

該瓦斯閥驅動單元40分別電性連接該微處理器42與該瓦斯閥22的一控制端222，該微處理器42透過該瓦斯閥驅動單元40控制該瓦斯閥22開啟或阻斷供輸至該燃燒器20的瓦斯。

該微處理器42接收一啟動訊號S後，進行瓦斯器具2點火流程的控制。實務上，當瓦斯器具2為熱水器時，該啟動訊號S可為水流的訊號，水龍頭開啟後水流偵測器偵到水管內的水開始流動，而輸出該啟動訊號S予該微處理器42進行點火流程的控制。當瓦斯器具2為瓦斯爐時，該啟動訊號S可由一開關來產生，藉由開關的開路、斷路狀態作為啟動訊號S以進行點火。以下說明點火的流程：

當該微處理器42接收該啟動訊號S後，該微處理器42輸出一點火訊號予該振盪電路30，該振盪電路30輸出該交流電壓予該高壓產生電路32，使該高壓產生電路32的放電變壓器T2的二次側持續地輸出該高電壓脈衝，以使該雙向觸發二極體D導通，讓該點火電極24相對該燃燒器20產生火花。同時，該高壓偵測電路38偵測該振盪電路30輸出該交流電壓時，輸出該高準位的電壓訊號至該微處理器42。該微處理器42接收到該高準位的電壓訊號後，判斷高壓啟動單元28為正常作動，該微處理器42控制該瓦斯閥22開啟，使瓦斯流通至該燃燒器20。

若該微處理器42輸出該點火訊號，在經過一 第一預定時間後仍未接收到該高壓偵測電路38輸出的高準位電壓訊號，則該微處理器42判斷點火失敗，此時，則仍維持該瓦斯閥22關閉，以避免瓦斯外洩。

在瓦斯流通至該燃燒器20之前，該點火電極24持續地產生火花，當瓦斯流通至該燃燒器20後受該點火電極24產生的火花而引燃。此時，火焰形成的火焰訊號對該蓄電電容C2充電至該預定電壓，並由該緩衝器電路36輸出至該微處理器42。該微處理器42接收到該預定電壓後，停止輸出該點火訊號至該振盪電路30，以停止輸出該高電壓脈衝，如此，即完成點火的流程。

若在瓦斯閥22開啟並經一第二預定時間後，該微處理器42仍未接收到該火焰偵測單元34輸出的該預定電壓，則該微處理器42控制該瓦斯閥阻斷瓦斯，以避免瓦斯外洩。

綜上所述，本發明之點火控制裝置26僅使用一支點火電極24作為點火及感應火焰之用，有效地減少設置感應電極的成本。更不會有點火電極24對感應電極放電造成點火控制裝置26中電子元件損毀的疑慮。更值得一提的是，利用觸發元件可在輸出高電壓脈衝的同時導通，避免高電壓脈衝的電壓經由火焰偵測單元34回傳至該微處理器42而造成微處理器42故障。實務上，觸發元件亦可採用單向觸發二極體或由複數個電晶體組成的等效電路，只要是其觸發電壓小於該高電壓脈衝的電壓且高於蓄電電容C2的該預定電壓，均可作為觸發元件。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效結構變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

2‧‧‧瓦斯器具

20‧‧‧燃燒器

202‧‧‧瓦斯管路

22‧‧‧瓦斯閥

222‧‧‧控制端

24‧‧‧點火電極

26‧‧‧點火控制裝置

28‧‧‧高壓啟動單元

30‧‧‧振盪電路

32‧‧‧高壓產生電路

34‧‧‧火焰偵測單元

38‧‧‧高壓偵測電路

40‧‧‧瓦斯閥驅動單元

42‧‧‧微處理器

G‧‧‧接地點

S‧‧‧啟動訊號

Claims (9)

1. 一種瓦斯器具的點火控制裝置，該瓦斯器具包括一點火電極、一燃燒器與一瓦斯閥，該點火電極鄰近該燃燒器，該瓦斯閥設置於連通至該燃燒器的一瓦斯管路上，該瓦斯閥係受控制開啟或阻斷通過的瓦斯；該點火控制裝置包含：一高壓啟動單元，具有一輸出端，該輸出端電性連接該點火電極，該高壓啟動單元係受控制地使該輸出端每隔一段時間輸出一高電壓脈衝，以使該點火電極產生火花；一控制器，控制該高壓啟動單元之該輸出端產生該高電壓脈衝；以及一火焰偵測單元，電性連接該高壓啟動單元的該輸出端與該控制器，該火焰偵測單元偵測該點火電極與該燃燒器之間的火焰；一高壓偵測電路，電性連接該控制器，該高壓偵測電路偵測該高壓啟動單元作動後，該控制器控制該瓦斯閥開啟瓦斯；其中，在該火焰偵測單元偵測到該點火電極與該燃燒器之間產生火焰後，該控制器控制該高壓啟動單元停止輸出該高電壓脈衝。
2. 如請求項1所述之瓦斯器具的點火控制裝置，其中該高壓啟動單元包括有一放電變壓器，該放電變壓器具有一二次側(Secondary side)，該二次側構成該輸出端，該二次側電性連接該點火電極與該火焰偵測單元。
3. 如請求項2所述之瓦斯器具的點火控制裝置，其中該放電變壓器之二次側的其中一端電性連接該點火電極；該高壓啟動單元包括有一觸發元件，該觸發元件具有一第一端與一第二端，該第一端電性連接該放電變壓器之二次側的另一端，該第二端電性連接該點火控制裝置的一接地點；在該放電變壓器的二次側輸出該高電壓脈衝時，該觸發元件導通。
4. 如請求項3所述之瓦斯器具的點火控制裝置，其中該觸發元件為一雙向觸發二極體(DIAC)。
5. 如請求項3所述之瓦斯器具的點火控制裝置，其中該火焰偵測單元包括有一蓄電電容，該燃燒器所產生的火焰接觸該點火電極後，火焰形成的火焰訊號之電能對該蓄電電容充電，在該蓄電電容之電壓到達一預定電壓後，該控制器控制該高壓啟動單元停止輸出該高電壓脈衝。
6. 如請求項5所述之瓦斯器具的點火控制裝置，其中該火焰偵測單元更包括有一緩衝器(buffer)電路，該緩衝器電路具有一運算放大器，該蓄電電容透過該運算放大器電性連接該控制器。
7. 如請求項3所述之瓦斯器具的點火控制裝置，其中該控制器為一微處理器。
8. 如請求項1所述之瓦斯器具的點火控制裝置，其中該高壓啟動單元包括一振盪電路與一高壓產生電路，該振盪電路電性連接該控制器，該振盪電路包括有一升壓變壓器，該升壓變壓器具有一二次側電性連接該高壓產生電路與該高 壓偵測電路，該高壓產生電路具有該輸出端，該控制器控制該振盪電路，使該升壓變壓器的二次側輸出一交流電壓予該高壓產生電路，以使該高壓產生電路輸出該高電壓脈衝；該高壓偵測電路偵測該升壓變壓器的二次側輸出該交流電壓後，該控制器控制該瓦斯閥開啟瓦斯。
9. 如請求項8所述之瓦斯器具的點火控制裝置，其中該高壓偵測電路偵測該升壓變壓器的二次側輸出該交流電壓後，輸出一電壓訊號至該控制器，使該控制器控制該瓦斯閥開啟瓦斯；該控制器輸出一點火訊號至該振盪電路，以使該高壓產生電路輸出該高壓脈衝；若該控制器於輸出該點火訊號且經過一第一預定時間後，仍未接收到該電壓訊號，則維持使該瓦斯閥關閉。