電脈沖點火器設計分析

　　全自動燃氣熱水器的電脈沖點火器除產生高壓電脈沖火花外，一般還有火焰（離子）感應、電磁閥控制、電壓指示等多重功能，是熱水器的中心控制器件。它的主要技術難點是在低成本、低電壓且電壓變化范圍寬的情況下，能產生較理想的電火花和離子感應。點火器的基本工作過程是：打開熱水器水閥，水壓通過聯桿推動開關開通，高壓點火開始工作，同時（或然后）吸合電磁閥開通氣路，點燃燃氣，通過火焰的感應（檢測），維持電磁閥吸合，點火器停止點火，熱水器正常工作。若遇意外熄火，感應端檢測不到火焰，則通過電路控制，電磁閥自動脫落，關斷氣源。

　　點火器的技術指標如下：點火頻率8±3次;點火距離》5mm;點火電流《120mA;吸閥電流》450mA;吸閥時間1s;點火延遲時間8±2s;感應電阻》30M8;欠壓電壓213±011V。其他指標，如工作溫度等根據具體使用條件確定，上述1、2、3條主要是對高壓點火而言。點火頻率一般可以較寬，5～25次都可以，過低會產生爆燃現象，過高則由于平均每次能量太低而不易點燃。點火距離必須保證，否則可能產生嚴重爆燃或不能點燃。

　　點火電流的主要矛盾是點火力度與器件承受瞬間大功率沖擊的能力，電流大力度好，但過大的點火電流會影響器件的壽命及整機耗電。

　　為保證足夠的吸閥力度，吸閥電流應盡可能大，但點火器工作電壓確定后，其點火電流主要受電磁閥限制而不是點火器。吸閥時間1秒鐘或稍長可保證電磁閥可靠吸合。點火延遲時間主要

　　是點不著火時，點火器自動關斷電磁閥，時間要求不很嚴格。感應電阻是針對火焰電阻而定的。燃氣熱水器的氣源主要有液化氣、人工煤氣和天然氣等，正常燃燒時，其火焰電阻都在2～2M8范圍，低氣壓（臨界狀態）約十幾M8，考慮氣侯等因素，感應電阻應定為30M8。欠壓電壓指示點火時工作電壓的下限，具體數值與電磁閥吸閥電流有關。吸閥電流大，則該值應定得高，以保證吸閥時電池電壓不致過低而影響點火器正常工作。以上從使用角度分析了點火器的設計要求，下面結合筆者的部分設計，給出具體電路圖，簡述實現方法。

　　點火電路由BG10、D12、B2、B3、T1及周圍電路構成。

　　B2和BG10構成振蕩電路，產生幾百伏電壓，通過D13對C9充電，另一路對C8充電。C8電壓達到一定值時，D12觸

　　發T1導通，C9瞬間放電，經B3產生高壓脈沖輸出。

　　吸閥電路由BG1、BG2、BG7、IC1和周圍元件組成。這里以8升以下熱水器的電磁閥控制電路為例，它有P3、P4兩路控制電路，通電開始，BG1截止，IC1輸出高電平，BG2截止，P3無電壓輸出。015～1s后，C1充電結束，BG1飽和導通，IC1輸出低電平，BG2飽和導通輸出高電平，P3輸出強吸合電流，持續1s后斷開。此時，電磁閥從關閑狀態變為打開狀態，電磁閥的另一路P4維持電流使之吸合。維持電流由點火延時電路和感應電路二路控制，即點火時或感應到火焰時該路電流應保持，意外熄火或點火失敗，電磁閥的維持電流將斷開，電磁閥脫落關閉。

　　工作電壓欠壓指示電路由IC2、BG3、BG4、D4及周圍電路組成。正常工作時，IC2輸出高電平，BG3、BG4截止。點火時，電壓通過R12加到雙色發光管D4的綠色管上使其發光。欠壓時，IC2輸出低電平，BG3、BG4飽和導通，電壓通過R10加到D4的紅色管上使其發光，同時BG4把D4的綠色管截止。

　　感應電路是一個較有特色的電路。過去的感應電路都是直流感應電路，要使得電路對幾十個M8電阻敏感較為困難，同時還要保證點火端對感應端放電而不導致感應端損壞則更困難。即使電路能保證，實際使用中仍存在一些問題，如感應針支架受潮可能產生虛假感應，使點火器不能正常點火，嚴重時會使電磁閥誤動作，引起漏氣。現在點火器一般采用交流感應。BG5、BG6、BG9、B1及周圍電路構成交流感應電路。

　　BG5、B1構成振蕩電路。若P1接一個電阻和二極管（正端接地）至地，則BG8的柵極上會有一個負電壓，使BG6截止，BG9導通，此時相當于點火器感應火焰。由于實測火焰時其電阻具有二極管的單向特性，因此這一過程更接近火焰燃燒時離子的運動過程。假如二極管反接或不接二極管，則BG9的柵極為高電平或零電平。此時，BG9導通，BG6截止，相當于點火器不感應火焰。正常工作時，該電路的感應靈敏度可達70～150M8，完全能滿足點火器對靈敏度的要求。同時，由于它對直流不感應，對支架受潮等問題具有相當的穩定性，因此是一種理想的感應電路。

　　R14、D5、C4、IC3和BG8等構成點火延時控制電路，保證點火6～10s失敗自動關斷電磁閥。10升及10升以上的淋浴器點火器，由于其電磁閥無需大電流吸合，電路一般更簡單。