一種高能點(diǎn)火器用儲(chǔ)能電容器充電電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高能點(diǎn)火器用儲(chǔ)能電容器充電電路，用于在一定的時(shí)間內(nèi)向點(diǎn)火用的儲(chǔ)能電容器充一定電壓值的高電壓。
【背景技術(shù)】
[0002]燃?xì)饣蛉加蜆屧谙蝈仩t投入燃料的初始階段，需要點(diǎn)火器發(fā)出電火花點(diǎn)燃投入的燃料，當(dāng)燃?xì)饣蛉加蜆屓紵€(wěn)定后，點(diǎn)火器停止發(fā)出電火花，退出工作。當(dāng)燃料的質(zhì)量不太好或燃料為重油時(shí)，此時(shí)需要高能點(diǎn)火器發(fā)出較高能量的電火花，才能點(diǎn)燃燃料。
[0003]一般高能點(diǎn)火器用儲(chǔ)能電容器充電電路的工作原理是:通過(guò)一升壓變壓器將220V交流電源電壓升高至幾千伏的高壓電，該高壓電經(jīng)過(guò)一整流橋后變成直流高壓電，該直流高壓電通過(guò)限流電阻向點(diǎn)火用的儲(chǔ)能電容器充電。一般這種充電是不作控制的，而儲(chǔ)能用的電容器的容量都選的比較大，所以需要幾個(gè)電源周波后，儲(chǔ)能電容器上的電壓被充到升壓變壓器輸出的最高電壓。
[0004]由于充電不作控制，儲(chǔ)能電容器上的電壓高低隨著輸入的交流電源電壓高低而變化。儲(chǔ)能電容器充電的能量與其上電壓的平方成正比，當(dāng)輸入交流電源電壓變化較大時(shí)，儲(chǔ)能電容器儲(chǔ)存的能量變化就更大。
[0005]由于充電不作控制，當(dāng)輸入交流電源電壓較低時(shí)，儲(chǔ)能電容器儲(chǔ)存的能量按電源電壓降低的平方比變小，點(diǎn)火時(shí)發(fā)出的電火花能量也變小，可能點(diǎn)不著燃料；當(dāng)輸入電源電壓較高時(shí)，儲(chǔ)能電容器儲(chǔ)存的能量按電源電壓升高的平方比變大，向儲(chǔ)能電容器提供能量的升壓變壓器輸出功率增大，升壓變壓器可能因負(fù)荷增高發(fā)熱損壞。
[0006]目前也有個(gè)別高能點(diǎn)火器的儲(chǔ)能電容器充電電壓是可控的，但這種控制是在升壓變壓器的副邊通過(guò)可控硅可控整流實(shí)現(xiàn)的。由于升壓變壓器的副邊電壓比較高，要求用于高能點(diǎn)火器可控整流的可控硅能承受較高的電壓，在高能點(diǎn)火器體積一定的情況下，可控硅選用受到限制。若要求高能點(diǎn)火器輸出較大的電火花能量時(shí)，升壓變壓器的副邊電壓將選取得更高，可控整流的可控硅選用就更受限制，因此，利用升壓變壓器副邊可控整流實(shí)現(xiàn)對(duì)高能點(diǎn)火器儲(chǔ)能電容器充電電壓的控制具有一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種高能點(diǎn)火器用儲(chǔ)能電容器充電電路，該充電電路能實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電容器充電后電壓穩(wěn)定在給定值上，電路簡(jiǎn)單，電路中使用的元件數(shù)量小，對(duì)元件的性能參數(shù)要求不高，從而使生產(chǎn)成本降低。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0009]一種高能點(diǎn)火器用儲(chǔ)能電容器充電電路，包括:一主電路，包括依次連接的電源輸入端子、升壓變壓器、單相橋式整流電路，限流電阻、儲(chǔ)能電容器、電阻衰減電路和電能輸出端子；其中，限流電阻和儲(chǔ)能電容器串聯(lián)連接后與單相橋式整流電路的輸出端相連；儲(chǔ)能電容器的兩端與電能輸出端子相連，通過(guò)電能輸出端子，儲(chǔ)能電容器的電能輸出至點(diǎn)火電路；電阻衰減電路的輸入端跨接在儲(chǔ)能電容器的兩端；其還包括:一固態(tài)繼電器，連接于所述升壓變壓器原邊線圈的一端與電源輸入端子的一個(gè)端子之間的電路；一反饋控制電路，其輸入端連接于所述電阻衰減電路的輸出端；其包括電壓跟隨器電路、儲(chǔ)能電容器電壓給定值電路和比例積分校正電路；所述的電阻衰減電路的輸出端與電壓跟隨器電路的輸入端相連，電壓跟隨器電路的輸出端與比例積分校正電路的負(fù)輸入端相連，儲(chǔ)能電容器電壓給定電路的輸出端與比例積分校正電路的正輸入端相連，比例積分校正電路的輸出端與所述的固態(tài)繼電器的輸入端相連；通過(guò)檢測(cè)儲(chǔ)能電容器上的充電電壓，輸出一直流電平控制所述的固態(tài)繼電器，當(dāng)儲(chǔ)能電容器上的電壓小于給定值時(shí)，反饋控制電路輸出高電平，使得固態(tài)繼電器導(dǎo)通，儲(chǔ)能電容器被充電；當(dāng)儲(chǔ)能電容器上的電壓大于給定值時(shí)，反饋控制電路輸出低電平，使得固態(tài)繼電器斷開，儲(chǔ)能電容器停止充電。
[0010]進(jìn)一步，所述的電源輸入端子的一端與升壓變壓器的原邊線圈一端相連，升壓變壓器的原邊線圈另一端通過(guò)固態(tài)繼電器與電源輸入端子的另一端子相連；升壓變壓器的副邊線圈與單相橋式整流電路的輸入端相連，限流電阻和儲(chǔ)能電容器串聯(lián)連接后與單相橋式整流電路的輸出端相連。
[0011]優(yōu)選的，所述的電阻衰減電路由7個(gè)電阻串聯(lián)組成，其中，6個(gè)電阻(R101?R106)的阻值均為390K，電阻(R107)阻值為3K，電阻(R107)的上端腳是電阻衰減電路的輸出端。
[0012]更進(jìn)一步，所述的電壓跟隨器電路包括一運(yùn)算放大器和連接于運(yùn)算放大器正輸入端的輸入電阻組成。
[0013]優(yōu)選的，所述的儲(chǔ)能電容器電壓給定值電路包括電源芯片Q200，限流電阻R207，兩個(gè)電阻R208、R209相串聯(lián)后構(gòu)成電源芯片Q200的電壓反饋電路，電阻R202和電阻R203構(gòu)成的電壓分壓電路；+12V工作電源通過(guò)限流電阻R207與電源芯片Q200輸出端相連，電阻R208和R209相串聯(lián)后構(gòu)成電源芯片Q200的電壓反饋電路，電阻R208的一端與電源芯片Q200的輸出端相連，電阻R208和電阻R209相連點(diǎn)和電源芯片Q200的電壓反饋輸入端相連，電阻R209的另一端與電源地相連；經(jīng)過(guò)電源芯片Q200穩(wěn)壓后的輸出電壓通過(guò)電阻R202和電阻R203構(gòu)成的電壓分壓電路輸出，其中，電阻R202的一端與電源芯片Q200的輸出相連，電阻R203的一端與電源地相連，電阻R202和電阻R203相連點(diǎn)作為儲(chǔ)能電容器電壓給定值電路的輸出端。
[0014]優(yōu)選的，所述的比例積分校正電路包括運(yùn)算放大器U200B，電阻R201，電阻R204和電容C200構(gòu)成比例積分環(huán)節(jié)，電容C200和電阻R204相串聯(lián)構(gòu)成比例積分環(huán)節(jié)中的負(fù)反饋電路，電阻R205和電阻R206構(gòu)成比例積分電路的分壓輸出電路；其中，電容C200 —端和運(yùn)算放大器U200B的負(fù)輸入端相連，電容C200的另一端和電阻R204 —端相連，電阻R204的另一端與運(yùn)算放大器U200B的輸出端相連；電阻R201的一端與運(yùn)算放大器U200B的負(fù)輸入端相連，電阻R201的另一端作為比例積分電路的負(fù)輸入端；電阻R205和電阻R206構(gòu)成比例積分電路的分壓輸出電路，其中，電阻R205—端與運(yùn)算放大器U200B的輸出端相連，電阻R206的一端與電源地相連，電阻R205和電阻R206的另一端相連后作為比例積分電路的輸出端；比例積分電路中運(yùn)算放大器U200B的正輸入端作為比例積分電路的正輸入端。
[0015]本發(fā)明選用一固態(tài)繼電器控制升壓變壓器原邊電源的輸入、升壓變壓器的副邊接單相橋式整流電路、整流后的高壓直流電通過(guò)限流電阻向儲(chǔ)能電容器充電和電阻衰減電路用于測(cè)量?jī)?chǔ)能電容器電壓。
[0016]所述的固態(tài)繼電器受反饋控制電路的輸出控制。反饋控制電路主要由運(yùn)算放大器構(gòu)成的電壓跟隨器電路、由電源芯片構(gòu)成的儲(chǔ)能電容器電壓給定值電路和由運(yùn)算放大器構(gòu)成的比例積分校正電路等組成。
[0017]所述的電阻衰減電路將儲(chǔ)能電容器兩端的高電壓衰減為一小的儲(chǔ)能電容器電壓信號(hào)，該信號(hào)首先被輸入所述的電壓跟隨器電路，從電壓跟隨器電路輸出后被輸入至所述的比例積分校正電路的負(fù)輸入端。
[0018]所述的電源芯片構(gòu)成的儲(chǔ)能電容器電壓給定值電路輸出一儲(chǔ)能電容器充電電壓給定值電壓信號(hào)，該信號(hào)被輸入至所述的比例積分校正電路的正輸入端。
[0019]所述的比例積分校正電路將正輸入端和負(fù)輸入端信號(hào)相減后進(jìn)行比例積分，比例積分校正電路的輸出被輸入至固態(tài)繼電器的輸入端。
[0020]當(dāng)負(fù)輸入端的儲(chǔ)能電容器電壓信號(hào)小于儲(chǔ)能電容器充電電壓給定值電壓信號(hào)時(shí)，比例積分校正電路輸出高電平，固態(tài)繼電器閉合升壓變壓器的原邊電源電路，升壓變壓器得電，升壓變壓器的副邊輸出高電壓經(jīng)整流后通過(guò)限流電阻向儲(chǔ)能電容器充電，儲(chǔ)能電容器電壓升高。
[0021]當(dāng)負(fù)輸入端的儲(chǔ)能電容器電壓信號(hào)大于儲(chǔ)能電容器充電電壓給定值電壓信號(hào)時(shí)，比例積分校正電路輸出低電平，固態(tài)繼電器斷開升壓變壓器的原邊電源電路，升壓變壓器失電，升壓變壓器的副邊沒(méi)有電壓輸出，儲(chǔ)能電容器被停止充電，儲(chǔ)能電容器電壓保持不變。
[0022]本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是:
[0023]1、本發(fā)明采用固態(tài)繼電器來(lái)控制升壓變壓器的原邊電源輸入，由于原邊電源電壓一般為220V，因此選用一般通用固態(tài)繼電器即可滿足電壓要求，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
[0024]2、與采用升壓變壓器副邊可控硅可控整流主電路相比，本發(fā)明主電路更加簡(jiǎn)單。
[0025]3、由于固態(tài)繼電器對(duì)輸入信號(hào)的參數(shù)要求較低，譬如，輸入信號(hào)電平不需要和反饋控制電路隔離，輸入信號(hào)只需要很小的電流等，這樣不需要對(duì)反饋控制電路的輸出作特別的處理，反饋控制電路可以比較簡(jiǎn)單。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征。
[0029]參見圖1、圖2，本發(fā)明的一種高能點(diǎn)火器用儲(chǔ)能電容器充電電路，包括:
[0030]一主電路1，包括依次連接的電源輸入端子11、升壓變壓器12、單相橋式整流電路14，限流電阻15、儲(chǔ)能電容器16、電阻衰減電路17和電能輸出端子18 ;其中，限流電阻15和儲(chǔ)能電容器16串聯(lián)連接后與單相橋式整流電路14的輸出端相連；儲(chǔ)能電容器16的兩端與電能輸出端子18相連，通過(guò)電能輸出端子18，儲(chǔ)能電容器16的電能輸出至點(diǎn)火電路；電阻衰減電路17的輸入端跨接在儲(chǔ)能電容器16的兩端；其還包括:
[0031]一固態(tài)繼電器13，連接于所述升壓變壓器12原邊線圈的一端與電源輸入端子11的一個(gè)端子之間的電路；
[0032]一反饋控制電路2，其輸入端連接于所述電阻衰減電路17的輸出端；其包括電壓跟隨器電路21、儲(chǔ)能電容器電壓給定值電路22和比例積分校正電路23 ;所述的電阻衰減電路17的輸出端與電壓跟隨器電路21的輸入端相連，電壓跟隨器電路21的輸出端與比例積分校正電路23的負(fù)輸入端相連，儲(chǔ)能電容器電壓給定電路22的輸出端與比例積分校正電路23的正輸入端相連，比例積分校正電路23的輸出端與所述的固態(tài)繼電器13的輸入端相連；通過(guò)檢測(cè)儲(chǔ)能電容器16上的充電電壓，輸出一直流電平控制所述的固態(tài)繼電器13，當(dāng)儲(chǔ)能電容器16上的電壓小于給定值時(shí)，反饋控制電路2輸出高電平，使得固態(tài)繼電器13導(dǎo)通，儲(chǔ)能電容器16被充電；當(dāng)儲(chǔ)能電容器16上的電壓大于給定值時(shí)，反饋控制電路2輸出低電平，使得固態(tài)繼電器13斷開，儲(chǔ)能電容器16停止充電。
[0033]進(jìn)一步，所述的電源輸入端子11的一端與升壓變壓器12的原邊線圈一端相連，升壓變壓器12的原邊線