一种低功耗智能电弧打火机电路及打火方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及电弧打火机领域，以锂电池供能、USB接口充电，通过M⑶(微控制器)控 制，尤其是涉及一种低功耗智能电弧打火机电路及打火方法。
[0003]
【背景技术】
[0004] 打火机是小型取火装置，主要用于吸烟取火，也用于炊事及其他取火。打火机主要 部件是发火机构和贮气箱，发火机构动作时，迸发出火花射向燃气区，将燃气引燃。根据发 火机构的特点，打火机可分为火石钢轮打火机、压电陶瓷打火机、磁感应打火机、电池打火 机、太阳能打火机、微电脑打火机等。火石钢轮打火机发热量大、燃点率较高，其缺点是操作 不够轻快、火石钢轮容易磨损。压电陶瓷和磁感应打火机存在放电时间短、点火成功率低等 缺点。且上述传统类型打火机都以燃油或者燃气作为能源，燃烧会产生废气，不节能、不环 保。
[0005]
【发明内容】
[0006] 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的： 一种低功耗智能电弧打火机电路，其特征在于:包括： 电源组件:包括一个与充电芯片连接的充电电池组和LED指示灯，用于给整个打火机电 路供电； 三极管控制的半谐波高频振荡电路:功率场效应管电子开关及其触发电路、三极管、整 流二极管、反馈电阻、稳压电容、升压变压器;升压变压器由初级绕组、次级绕组和正反馈绕 组;其中，三极管集电极经过初级绕组接锂电池正极，发射极经过功率场效应管构成的电子 开关与电源负极连接，基极与整流二极管负极相连;所述三极管基极与二极管负极之间并 有稳压电容，所述电容的另一端接锂电池负极;正反馈绕组一端接锂电池正极，另一端依次 经过反馈电阻、整流二极管与功率三极管基极连接形成正反馈支路;所述反馈电阻与功率 三极管基极串联有整流二极管，其正极与反馈电阻相连，负极与三极管基极相连;所述次级 绕组通过铁芯与初级绕组耦合，并与所述的高频引弧对相连;功率场效应管电子开关的触 发电路与所述功率场效应管栅极连接，控制功率场效应管的导通和截止，其触发信号来自 MCU的8引脚； 高频引弧对:两脚分别接在升压变压器次级绕组两端； 微控制器:检测电池状态、开关导通情况，产生相应信号控制电路;检测充电芯片输出 的锂电池状态信号，并产生相应控制信号，当锂电池充电中，强制断开振荡电路，使之不能 打火;检测充电芯片输出的锂电池状态信号，并产生相应控制信号，当锂电池正在充电时点 亮充电指示灯，当锂电池充满电后点亮充电完成指示灯。
[0007] 本发明涉及的一种低功耗智能电弧打火机以电感线圈和锂电池取代了火石和燃 油。锂电池具有体积小、能量密度大、输出功率大、可循环充电、使用寿命长的特点，且不产 生有毒有害气体，较传统打火机有健康、环保的明显优势。本电路加入了高性能恒定电流恒 定电压线性锂电池充电芯片，以保证锂电池安全、可靠、快速地充电，提高电池的使用寿命。 本发明通过USB接口充电，不仅能利用专用的充电器充电，还能利用移动电源、车载电源、电 脑USB接口等充电，充电途径多样，十分方便。同时加入高性能MCU，可以智能化检测电池状 态并控制电路充放电过程：当锂电池处在充电中，MCU控制放电回路断开，提高了打火机使 用安全性，并通过LED灯提示用户正在充电，方便了用户的使用；当锂电池充电完毕，通过 LED灯提示用户电已充满及时移除外接电源;在待机状态时，控制MCU的开关断开，将MCU电 源切断，使得整个电路全部关断，不存在待机功耗，体现本电路低功耗特征。本发明通过电 感线圈升压、高频引弧对点火，不存在传统打火机点火装置易损坏的问题，点火成功率更 高，具有一定防风能力，更加经久耐用。
[0008] 在上述的一种低功耗智能电弧打火机电路，电源组件中充电芯片为单节锂电池恒 定电流恒定电压线性充电芯片，LED指示灯为两个，采用锂电池用作直流电源，通过USB接口 对锂电池进行充电；所述充电芯片的1脚接微控制器的3脚，是充电状态输出脚，包括强下 拉、弱下拉和高阻抗三种状态；2脚接地;3脚分别与锂电池和两个指示灯正极相连，其输出 电流对锂电池充电；4脚接充电电源正极;5脚用于设置充电电流，通过电阻R8接到地，本电 路充电电流设定为333mA。
[0009] 在上述的一种低功耗智能电弧打火机电路，由微控制器对整个电路进行状态检测 和工作过程控制。
[0010] -种采用低功耗智能电弧打火机电路的打火方法，其特征在于，包括： 充电步骤:充电芯片1脚接MCU的3脚，向MCU输出充电状态，包括强下拉、弱下拉和高阻 抗三种状态；2脚接地；3脚分别与锂电池和两个指示灯正极相连，其输出电流对锂电池充 电;4脚接充电电源正极;5脚用于设置充电电流大小，通过电阻R8接到地； 监控充电状态步骤:MCU3脚用于读取充电芯片1脚输出的信号；当对电池充电时，充电 芯片内部NMOS管将1脚拉低，MCU9脚输出低电平，充电状态指示LEDl亮，提示用户锂电池正 在充电；充电循环结束时，一个约20微安的弱下拉电流接到充电芯片1脚，MCU7脚输出低电 平，充电状态指示LED2亮，表示充电完成；当检测到欠压闭锁条件时，1脚被设为高阻抗态， MCU7脚和9脚同时输出高电平，两个LED指示灯均灭； 打火步骤：当开关S2闭合，M⑶1脚输入高电平;开关Sl闭合，MCU 2脚输入低电平;M⑶3 脚检测到高阻态同时满足时，MCU8脚输出高电平;所述功率场效应管电子开关Q2导通，使得 三极管Ql发射极被拉到低电平，控制的半谐波高频振荡电路导通，升压变压器的次级绕组 上广生尚压，引起尚频引弧对打火。
[0011] 因此，本发明具有如下优点：通过电感线圈升压、高频引弧对点火，不存在传统打 火机点火装置易损坏的问题，点火成功率更高，具有一定防风能力，更加经久耐用。
[0012]
【附图说明】
[0013]图提本发明的系统框图。
[0014] 图2是本发明的详细电路图。
[0015]
【具体实施方式】
[0016]下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[00Π ] 实施例： 附图1是系统框图，描述了该电路各部分之间信号的走向。其中MCU能够读取电源组件 信息和开关通断信息，产生相应控制信号控制振荡电路通断和LED指示灯亮灭。当M⑶读取 到锂电池处于充电状态的信息时，控制振荡电路被断开，保证使用的安全性；同时读取到锂 电池不在充电状态和开关关闭彳目号时才导通振汤电路。裡电池为振汤电路、MCU和LED指不 灯供能。外部充电电流依次经过USB接口、充电芯片给锂电池充电。
[0018] 附图2是详细电路图。一种低功耗智能电弧打火机电路存在多种状态，通过MCU检 测电路所处状态并产生相应的控制信号。当锂电池处于充电状态时，充电芯片1脚输出充电 信号到MCU 3脚，MCU 8脚输出低电平将振荡电路断开，同时在9脚输出低电平点亮LED2提示 用户正在充电。锂电池充电完成但外接电源未移除时，MCU 6脚输出低电平点亮LEDl提示用 户充电完成。当MCU检测到充电完成信号和开关闭合信号时，8脚输出高电平，导通功率场效 应管开关Q2,振荡电路产生高频半谐波。振荡电压经过升压线圈在高频引弧对产生高压将 空气击穿，产生具有超高温的蓝紫色电弧。当电路处于待机状态时，开关断开切断MCU电源， 更加节省功耗。下面详细描述电路的连接方法： MCU检测电路状态并产生相应的控制信号。1脚是电源输入脚，通过开关S2接锂电池正 极，电路待机状态时控制MCU的开关S2断开，切断MCU电源，使得整个电路关闭，不存在待机 功耗，体现本电路低功耗特征。2脚接接在一个电阻R2和一个开关Sl之间，R2-端接锂电池 正极，另一端接M⑶2脚;Sl-端接M⑶2脚，另一