一种高能点火器用储能电容器充电电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高能点火器用储能电容器充电电路，用于在一定的时间内向点火用的储能电容器充一定电压值的高电压。
【背景技术】
[0002]燃气或燃油枪在向锅炉投入燃料的初始阶段，需要点火器发出电火花点燃投入的燃料，当燃气或燃油枪燃烧稳定后，点火器停止发出电火花，退出工作。当燃料的质量不太好或燃料为重油时，此时需要高能点火器发出较高能量的电火花，才能点燃燃料。
[0003]一般高能点火器用储能电容器充电电路的工作原理是:通过一升压变压器将220V交流电源电压升高至几千伏的高压电，该高压电经过一整流桥后变成直流高压电，该直流高压电通过限流电阻向点火用的储能电容器充电。一般这种充电是不作控制的，而储能用的电容器的容量都选的比较大，所以需要几个电源周波后，储能电容器上的电压被充到升压变压器输出的最高电压。
[0004]由于充电不作控制，储能电容器上的电压高低随着输入的交流电源电压高低而变化。储能电容器充电的能量与其上电压的平方成正比，当输入交流电源电压变化较大时，储能电容器储存的能量变化就更大。
[0005]由于充电不作控制，当输入交流电源电压较低时，储能电容器储存的能量按电源电压降低的平方比变小，点火时发出的电火花能量也变小，可能点不着燃料；当输入电源电压较高时，储能电容器储存的能量按电源电压升高的平方比变大，向储能电容器提供能量的升压变压器输出功率增大，升压变压器可能因负荷增高发热损坏。
[0006]目前也有个别高能点火器的储能电容器充电电压是可控的，但这种控制是在升压变压器的副边通过可控硅可控整流实现的。由于升压变压器的副边电压比较高，要求用于高能点火器可控整流的可控硅能承受较高的电压，在高能点火器体积一定的情况下，可控硅选用受到限制。若要求高能点火器输出较大的电火花能量时，升压变压器的副边电压将选取得更高，可控整流的可控硅选用就更受限制，因此，利用升压变压器副边可控整流实现对高能点火器储能电容器充电电压的控制具有一定的局限性。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种高能点火器用储能电容器充电电路，该充电电路能实现储能电容器充电后电压稳定在给定值上，电路简单，电路中使用的元件数量小，对元件的性能参数要求不高，从而使生产成本降低。
[0008]为达到上述目的，本发明的技术方案是:
[0009]一种高能点火器用储能电容器充电电路，包括:一主电路，包括依次连接的电源输入端子、升压变压器、单相桥式整流电路，限流电阻、储能电容器、电阻衰减电路和电能输出端子；其中，限流电阻和储能电容器串联连接后与单相桥式整流电路的输出端相连；储能电容器的两端与电能输出端子相连，通过电能输出端子，储能电容器的电能输出至点火电路；电阻衰减电路的输入端跨接在储能电容器的两端；其还包括:一固态继电器，连接于所述升压变压器原边线圈的一端与电源输入端子的一个端子之间的电路；一反馈控制电路，其输入端连接于所述电阻衰减电路的输出端；其包括电压跟随器电路、储能电容器电压给定值电路和比例积分校正电路；所述的电阻衰减电路的输出端与电压跟随器电路的输入端相连，电压跟随器电路的输出端与比例积分校正电路的负输入端相连，储能电容器电压给定电路的输出端与比例积分校正电路的正输入端相连，比例积分校正电路的输出端与所述的固态继电器的输入端相连；通过检测储能电容器上的充电电压，输出一直流电平控制所述的固态继电器，当储能电容器上的电压小于给定值时，反馈控制电路输出高电平，使得固态继电器导通，储能电容器被充电；当储能电容器上的电压大于给定值时，反馈控制电路输出低电平，使得固态继电器断开，储能电容器停止充电。
[0010]进一步，所述的电源输入端子的一端与升压变压器的原边线圈一端相连，升压变压器的原边线圈另一端通过固态继电器与电源输入端子的另一端子相连；升压变压器的副边线圈与单相桥式整流电路的输入端相连，限流电阻和储能电容器串联连接后与单相桥式整流电路的输出端相连。
[0011]优选的，所述的电阻衰减电路由7个电阻串联组成，其中，6个电阻(R101?R106)的阻值均为390K，电阻(R107)阻值为3K，电阻(R107)的上端脚是电阻衰减电路的输出端。
[0012]更进一步，所述的电压跟随器电路包括一运算放大器和连接于运算放大器正输入端的输入电阻组成。
[0013]优选的，所述的储能电容器电压给定值电路包括电源芯片Q200，限流电阻R207，两个电阻R208、R209相串联后构成电源芯片Q200的电压反馈电路，电阻R202和电阻R203构成的电压分压电路；+12V工作电源通过限流电阻R207与电源芯片Q200输出端相连，电阻R208和R209相串联后构成电源芯片Q200的电压反馈电路，电阻R208的一端与电源芯片Q200的输出端相连，电阻R208和电阻R209相连点和电源芯片Q200的电压反馈输入端相连，电阻R209的另一端与电源地相连；经过电源芯片Q200稳压后的输出电压通过电阻R202和电阻R203构成的电压分压电路输出，其中，电阻R202的一端与电源芯片Q200的输出相连，电阻R203的一端与电源地相连，电阻R202和电阻R203相连点作为储能电容器电压给定值电路的输出端。
[0014]优选的，所述的比例积分校正电路包括运算放大器U200B，电阻R201，电阻R204和电容C200构成比例积分环节，电容C200和电阻R204相串联构成比例积分环节中的负反馈电路，电阻R205和电阻R206构成比例积分电路的分压输出电路；其中，电容C200 —端和运算放大器U200B的负输入端相连，电容C200的另一端和电阻R204 —端相连，电阻R204的另一端与运算放大器U200B的输出端相连；电阻R201的一端与运算放大器U200B的负输入端相连，电阻R201的另一端作为比例积分电路的负输入端；电阻R205和电阻R206构成比例积分电路的分压输出电路，其中，电阻R205—端与运算放大器U200B的输出端相连，电阻R206的一端与电源地相连，电阻R205和电阻R206的另一端相连后作为比例积分电路的输出端；比例积分电路中运算放大器U200B的正输入端作为比例积分电路的正输入端。
[0015]本发明选用一固态继电器控制升压变压器原边电源的输入、升压变压器的副边接单相桥式整流电路、整流后的高压直流电通过限流电阻向储能电容器充电和电阻衰减电路用于测量储能电容器电压。
[0016]所述的固态继电器受反馈控制电路的输出控制。反馈控制电路主要由运算放大器构成的电压跟随器电路、由电源芯片构成的储能电容器电压给定值电路和由运算放大器构成的比例积分校正电路等组成。
[0017]所述的电阻衰减电路将储能电容器两端的高电压衰减为一小的储能电容器电压信号，该信号首先被输入所述的电压跟随器电路，从电压跟随器电路输出后被输入至所述的比例积分校正电路的负输入端。
[0018]所述的电源芯片构成的储能电容器电压给定值电路输出一储能电容器充电电压给定值电压信号，该信号被输入至所述的比例积分校正电路的正输入端。
[0019]所述的比例积分校正电路将正输入端和负输入端信号相减后进行比例积分，比例积分校正电路的输出被输入至固态继电器的输入端。
[0020]当负输入端的储能电容器电压信号小于储能电容器充电电压给定值电压信号时，比例积分校正电路输出高电平，固态继电器闭合升压变压器的原边电源电路，升压变压器得电，升压变压器的副边输出高电压经整流后通过限流电阻向储能电容器充电，储能电容器电压升高。
[0021]当负输入端的储能电容器电压信号大于储能电容器充电电压给定值电压信号时，比例积分校正电路输出低电平，固态继电器断开升压变压器的原边电源电路，升压变压器失电，升压变压器的副边没有电压输出，储能电容器被停止充电，储能电容器电压保持不变。
[0022]本发明的主要优点是:
[0023]1、本发明采用固态继电器来控制升压变压器的原边电源输入，由于原边电源电压一般为220V，因此选用一般通用固态继电器即可满足电压要求，降低了产品的生产成本。
[0024]2、与采用升压变压器副边可控硅可控整流主电路相比，本发明主电路更加简单。
[0025]3、由于固态继电器对输入信号的参数要求较低，譬如，输入信号电平不需要和反馈控制电路隔离，输入信号只需要很小的电流等，这样不需要对反馈控制电路的输出作特别的处理，反馈控制电路可以比较简单。
【附图说明】
[0026]图1是本发明实施例的结构示意图。
[0027]图2是本发明实施例的电路原理图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图进一步说明本发明的结构特征。
[0029]参见图1、图2，本发明的一种高能点火器用储能电容器充电电路，包括:
[0030]一主电路1，包括依次连接的电源输入端子11、升压变压器12、单相桥式整流电路14，限流电阻15、储能电容器16、电阻衰减电路17和电能输出端子18 ;其中，限流电阻15和储能电容器16串联连接后与单相桥式整流电路14的输出端相连；储能电容器16的两端与电能输出端子18相连，通过电能输出端子18，储能电容器16的电能输出至点火电路；电阻衰减电路17的输入端跨接在储能电容器16的两端；其还包括:
[0031]一固态继电器13，连接于所述升压变压器12原边线圈的一端与电源输入端子11的一个端子之间的电路；
[0032]一反馈控制电路2，其输入端连接于所述电阻衰减电路17的输出端；其包括电压跟随器电路21、储能电容器电压给定值电路22和比例积分校正电路23 ;所述的电阻衰减电路17的输出端与电压跟随器电路21的输入端相连，电压跟随器电路21的输出端与比例积分校正电路23的负输入端相连，储能电容器电压给定电路22的输出端与比例积分校正电路23的正输入端相连，比例积分校正电路23的输出端与所述的固态继电器13的输入端相连；通过检测储能电容器16上的充电电压，输出一直流电平控制所述的固态继电器13，当储能电容器16上的电压小于给定值时，反馈控制电路2输出高电平，使得固态继电器13导通，储能电容器16被充电；当储能电容器16上的电压大于给定值时，反馈控制电路2输出低电平，使得固态继电器13断开，储能电容器16停止充电。
[0033]进一步，所述的电源输入端子11的一端与升压变压器12的原边线圈一端相连，升压变压器12的原边线