电子鞭炮的制作方法

本实用新型涉及一种鞭炮，尤其涉及一种电子鞭炮。

背景技术：

鞭炮是吉祥的象征，每逢佳节、喜庆之日炮竹声震耳欲聋，彩色火花满天飞舞，给人以欢欣与鼓舞；但鞭炮不仅会污染环境，也会造成各种伤残及火灾事故，给国家和人民带来了意外的经济损失；为了解决传统鞭炮的缺点，电子鞭炮应运而生，它不仅能发出普通鞭炮的模拟声，且能随着响声发出闪光；电子鞭炮无污染，不会发生伤残及火灾事故，又能重复使用，还能大大减少经济支出；电子鞭炮是采用电容器充放电原理制作的，也称作为雷电式鞭炮；产品接通照明电源后会同时产生声、光，声响逼真，安全环保，是传统火药鞭炮的理想替代品；但是相关技术中的电子鞭炮存在如下问题：

1、鞭炮电路为容性负载，输出所需的高频交流电频率偏高，对电子元器件要求严格，产品的成本偏高；

2、控制电子鞭炮的工作时间和休息时间方式是：增加一个主动发热保护装置，同时使发热温度不超过额定值，这种主动发热保护装置中的主动发热器会额外增加负载，而且鞭炮的电控电路无休止期，一直处于通电状态，增加了电器件的损耗度，导致电器件容易损坏；

3、电子鞭炮通常采用铅酸电瓶铅酸电池，该种电池的能量密度比较低(68-80Wh/L,25-30Wh/kg)，这就导致电池体积大，重量重，而且该种电池环保性不好。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题至少之一，本实用新型提供了一种电子鞭炮，包 括：电源；升压逆变单元，所述升压逆变单元与所述电源连接；和燃放单元，所述燃放单元与所述升压逆变单元连接，所述升压逆变单元为所述燃放单元提供电能；其中，所述升压逆变单元包括PWM(Pulse Width Modulation)模块、两个场效应管、定频模块和升压变压模块，所述升压变压模块的初级线圈与所述PWM模块和两个所述场效应管连接，次级线圈接入所述燃放单元，所述初级线圈包括第一绕组和第二绕组，所述第一绕组和所述第二绕组分别与两个所述场效应管连接，且所述第一绕组为3.2匝～7匝，所述第二绕组为3.2匝～7匝，以使所述升压逆变单元的输出频率为12kHz～30kHz。

本实用新型提供的电子鞭炮，通过限定升压变压模块的初级线圈的匝数，升压逆变电路得到适宜的输出频率，一方面，在不降低产品性能和品质的情况下，降低了燃放单元中各个电器件的电气性能要求，从而降低了单个电器件的价格，进而降低了产品的整体成本，另一方面，降低了电器件在运行中的损耗，从而延长了电器件的使用寿命，进而延长了产品的使用寿命，增加了产品的市场竞争力。

具体而言，相关技术中电子鞭炮的升压变压模块输出频率大于30MHz，对电器件的电气要求较高，而本实用新型提供的电子鞭炮，通过限定升压变压模块的第一绕组线圈匝数和第二绕组线圈匝数限定在3.2匝～7匝内，以限定压逆变器的输出频率为12kHz～30kHz，相对现有技术30MHz的频率，降低了燃放单元的输入频率，一方面，在不降低产品性能和品质的情况下，燃放单元中各个电器件的可使用电气性能要求较低的器件，即降低了燃放单元中各个电器件的电气性能的要求，从而降低了单个电器件的价格，进而降低了产品的整体成本，另一方面，降低了电器件在工作中的损耗度，从而延长了电器件的使用寿命，进而延长了产品的使用寿命，增加了产品的市场竞争力。

另外，本实用新型提供的上述电子鞭炮还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，所述第一绕组为5匝～6匝，和/或，所述第二绕组为5匝～6匝。

在该技术方案中，第一绕组的匝数和\或第二绕组的匝数在5匝～6匝内，使变压器输出的频率在一个较合理的范围内，如变压器输出的频率为15kHz～20kHz，进一步降低了电器件在工作中的损耗度，从而延长了电器件的使用寿命，进而延长了产品的使用寿命，增加了产品的市场竞争力。

在上述任一项技术方案中，所述第一绕组的匝数和所述第二绕组的匝数相同。

在该技术方案中，第一绕组的匝数和第二绕组的匝数相同，使升压器的第一绕组和第二绕组之间交替导通过程中，输出频率稳定，避免了频率不稳定，导致电器件在工作中的损耗度增加的情况发生，即降低了电器件在工作中的损耗度，从而延长了电器件的使用寿命，进而延长了产品的使用寿命，增加了产品的市场竞争力。

在上述任一项技术方案中，所述电子鞭炮还包括：定时控制单元，所述定时控制单元接入所述PWM模块中，用于控制所述PWM模块设定时间后与所述电源断开。

在该技术方案中，定时控制单元的设置，使电子鞭炮在工作设定时间后停止工作，且此时PWM模块处于断路，即PWM模块不通电，避免了相关技术中即使电子鞭炮休止期时升压逆变单元也处于逆变状态，即逆变器一直处于通电状态，导致升压逆变单元在工作中的损耗度增加的情况发生，从而降低了电器件在工作中的损耗度，从而延长了升压逆变单元的使用寿命，进而延长了产品的使用寿命，增加了产品的市场竞争力。

在上述任一项技术方案中，所述定时控制单元包括：开关模块，所述开关模块接入所述PWM模块中，用于控制所述PWM模块与所述电源的断开或连通；定时控制模块，所述定时控制模块与所述开关模块连接，用于控制 所述开关模块的断开或连通；和启动控制模块，所述启动控制模块与所述定时控制模块连接；其中，所述启动控制模块控制所述定时控制模块开始计时，所述定时控制模块结束后控制所述开关模块断开，以使所述PWM模块与所述电源断开。

在该技术方案中，启动控制模块控制定时控制模块开始计时，定时控制模块结束后控制开关模块断开，以使PWM模块与电源断开，且此时PWM模块处于断路，即PWM模块不通电，避免了相关技术中即使电子鞭炮处于休止期时升压逆变单元也处于逆变状态，即逆变器一直处于通电状态，导致升压逆变单元在工作中的损耗度增加的情况发生，从而降低了电器件在工作中的损耗度，从而延长了升压逆变单元的使用寿命，进而延长了产品的使用寿命，增加了产品的市场竞争力。

在上述任一项技术方案中，所述电子鞭炮还包括：遥控器，所述遥控器用于向所述启动控制模块发送信号，以控制所述启动控制模块的开启或关闭。

在该技术方案中，遥控器用于向启动控制模块发送信号，以控制所述启动控制模块的开启或关闭，从而使升压逆变单元开始工作，从而实现了对电子鞭炮做远程控制，对燃放人员的人身安全起到良好的保护作用。

在上述任一项技术方案中，所述开关模块为三极管、继电器或可控硅。

在该技术方案中，三极管作为开关模块三极管具有寿命长、安全可靠、没有机械磨损、开关模块速度快、体积小等优点；继电器具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点；可控硅具有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点，三极管、继电器或可控硅作为开关模块，提高了产品的可靠性，从而提高了产品的品质，进而增加了产品的市场竞争力。

在上述任一项技术方案中，所述启动控制模块为单片机，和/或，所述定时控制模块为单片机。

在该技术方案中，通过单片机集成芯片控制电路，把各个部件集成到一个芯片上，体积小、结构简单、可靠性高，并且抗干扰能力强，提高了产品的可靠性，从而提高了产品的品质，进而增加了产品的市场竞争力。

在上述任一项技术方案中，所述电源为锂电池，当燃放单元工作时，所述锂电池的输出电流为5A～15A。

在该技术方案中，选用锂电池为电子鞭炮工作电源，锂电池相对于其他盐酸类电池具有体积小、重量轻的特点，一般同样性能参数的锂电池只有铅蓄电池一半的大小，重量是铅蓄电池的三分之一，使用寿命长，使用寿命可达到6年以上，具有高储存能量密度，目前已达到460-600Wh/kg，是铅酸类电池的约6-7倍，并且绿色环保，不论生产、使用和报废，都不含有、也不生产任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。

在上述任一项技术方案中，所述锂电池包括三至六个串联和/并联的锂电芯。

在该技术方案中，电池三至六个锂电芯构成的锂电池，能够根据具体情况调整锂电池的形状，减少电子鞭炮的体积。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型所述电子鞭炮的结构框图；

图2是本实用新型所述电子鞭炮一个具体实施例的电路图。

其中，图1和图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10电源，20升压逆变单元，21 PWM模块，22场效应管，23定频模块，24升压变压模块，241第一绕组，242第二绕组，30燃放单元，40定时控制单元，41开关模块，42定时控制模块，43启动控制模块。

T1升压变压模块，T2为高压包，Q1为开关模块，Q3、Q4为场效应管，MCU为定时控制模块，IC1为启动控制模块，IC2为PWM模块，C1、C2、C3、C4为电容，D1、D2、D3、D4为二极管，R1、R2、R3、R4为电阻，F放电头，K1、K2为控制开关模块。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1和图2所示，本实用新型提供的电子鞭炮包括：电源10、升压逆变单元20和燃放单元30。

具体地，升压逆变单元20与电源10连接；燃放单元30与升压逆变单元20连接，升压逆变单元20为燃放单元30提供电能；其中，升压逆变单元20包括PWM模块21、两个场效应管22、定频模块23和升压变压模块24，升压变压模块24的初级线圈与PWM模块21和两个场效应管22连接，次级线圈接入燃放单元30，初级线圈包括第一绕组241和第二绕组242，第一绕组241和第二绕组242分别与两个场效应管22连接，且第一绕组241为3.2匝～7匝，第二绕组242为3.2匝～7匝，以使升压逆变单元20的输出频率为12kHz～30kHz。

本实用新型提供的电子鞭炮，通过升压变压模块24的第一绕组241线圈匝数和第二绕组242线圈匝数限定在3.2匝～7匝内，以限定升压逆变器的输出频率为12kHz～30kHz，相对现有技术30MHz的频率，降低了燃放单元 30的输入频率，一方面，在不降低产品性能和品质的情况下，燃放单元30中各个电器件的可使用电气性能要求较低的器件，即降低了燃放单元30中各个电器件的电气性能的要求，从而降低了单个电器件的价格，进而降低了产品的整体成本，另一方面，降低了电器件在工作中的损耗度，从而延长了电器件的使用寿命，进而延长了产品的使用寿命，增加了产品的市场竞争力。

另外，升压变压模块24的输出频率可以由PWM模块(IC2)的外围电容C4和电阻R4构成的定频模块23决定。

在本实用新型的一个实施例中，第一绕组241为5匝～6匝，和/或，第二绕组242为5匝～6匝。

在该实施例中，第一绕组241的匝数和\或第二绕组242的匝数在5匝～6匝内，使变压器输出的频率在一个较合理的范围内，如变压器输出的频率为15kHz～20kHz，进一步降低了电器件在工作中的损耗度，从而延长了电器件的使用寿命，进而延长了产品的使用寿命，增加了产品的市场竞争力。

在本实用新型的一个实施例中，第一绕组241的匝数和第二绕组242的匝数相同。

在该实施例中，第一绕组241的匝数和第二绕组242的匝数相同，使升压器的第一绕组241和第二绕组242之间交替导通过程中，输出频率稳定，避免了频率不稳定，导致电器件在工作中的损耗度增加的情况发生，即降低了电器件在工作中的损耗度，从而延长了电器件的使用寿命，进而延长了产品的使用寿命，增加了产品的市场竞争力。

在本实用新型的一个实施例中，如图1和图2所示，电子鞭炮还包括：定时控制单元40。

具体地，定时控制单元40接入PWM模块21中，用于控制PWM模块21设定时间后与电源10断开。

在该实施例中，定时控制单元40的设置，使电子鞭炮在工作设定时间 后停止工作，且此时PWM模块21处于断路，即PWM模块21不通电，避免了相关技术中即使电子鞭炮休止期时升压逆变单元20也处于逆变状态，即逆变器一直处于通电状态，导致升压逆变单元20在工作中的损耗度增加的情况发生，从而降低了电器件在工作中的损耗度，从而延长了升压逆变单元20的使用寿命，进而延长了产品的使用寿命，增加了产品的市场竞争力。

在本实用新型的一个实施例中，如图1和图2所示，定时控制单元40包括：开关模块41、定时控制模块42和启动控制模块43。

具体地，开关模块41接入PWM模块，用于控制PWM模块21与电源10的断开或连通；定时控制模块42与开关模块41连接，用于控制开关模块41的断开或连通；启动控制模块43与定时控制模块42连接；其中，启动控制模块43控制定时控制模块42开始计时，定时控制模块42结束后控制开关模块41断开，以使PWM模块21与电源10断开。

在该实施例中，启动控制模块43控制定时控制模块42开始计时，定时控制模块42结束后控制开关模块41断开，以使PWM模块21与电源10断开，且此时PWM模块21处于断路，即PWM模块21不通电，避免了相关技术中即使电子鞭炮休止期时升压逆变单元20也处于逆变状态，即逆变器一直处于通电状态，导致升压逆变单元20在工作中的损耗度增加的情况发生，从而降低了电器件在工作中的损耗度，从而延长了升压逆变单元20的使用寿命，进而延长了产品的使用寿命，增加了产品的市场竞争力。

在本实用新型的一个实施例中，电子鞭炮还包括：遥控器。

具体地，遥控器用于向启动控制模块43发送信号，以控制启动控制模块43的开启或关闭。

在该实施例中，遥控器用于向启动控制模块43发送信号，以控制启动控制模块43的开启或关闭，从而使升压逆变单元20开始工作，从而实现了对电子鞭炮做远程控制，对燃放人员的人身安全起到良好的保护作用。

在本实用新型的一个实施例中，开关模块41为三极管、继电器或可控硅。

在该实施例中，三极管作为开关模块41三极管具有寿命长、安全可靠、没有机械磨损、开关模块41速度快、体积小等优点；继电器具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点；可控硅具有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点，三极管、继电器或可控硅作为开关模块41，提高了产品的可靠性，从而提高了产品的品质，进而增加了产品的市场竞争力。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，启动控制模块43为单片机，和/或，定时控制模块42为单片机。

在该实施例中，通过单片机集成芯片控制电路，把各个部件集成到一个芯片上，体积小、结构简单、可靠性高，并且抗干扰能力强，提高了产品的可靠性，从而提高了产品的品质，进而增加了产品的市场竞争力。

当然，本领域的技术人员应该理解，启动控制模块和定时控制模块可集成在一个单片机上，只要能够实现定时控制电子鞭炮启动就可以。

在本实用新型的一个实施例中，电源10为锂电池10，当燃放单元工作时，锂电池10的输出电流大于5A，优选地，锂电池输出电流为5A～15A。

在该实施例中，选用锂电池10为电子鞭炮工作电池10，锂电池10相对于其他盐酸类电池10具有体积小，重量轻的特点，一般性能参数的锂电池10只有铅蓄电池10一半的大小，重量是蓄电池10的三分之一，使用寿命长，使用寿命可达到6年以上，具有高储存能量密度，目前已达到460-600Wh/kg，是铅酸类电池10的约6-7倍，并且绿色环保，不论生产、使用和报废，都不含有、也不生产任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。

在本实用新型的一个实施例中，锂电池10包括三至六个串联和/或并联的锂电芯，优选地，锂电池10的动态输出电压为8V～12V。

在该实施例中，电池10三至六个锂电芯构成的锂电池，能够根据具体 情况调整锂电池10的形状和封装形式，减少电子鞭炮的体积，锂电芯为18650型电芯。

下面结合附图2具体描述一下电子鞭炮的具体工作过程：

电子鞭炮启动后，启动控制模块(IC1)的输出(out)连接定时控制模块(MCU)的计时触发端(5脚)，定时控制模块(MCU)开始计时，定时控制模块(MCU)的输出脚(3脚)的电平导通开关模块(Q1)，PWM模块(IC2)的电源脚(12脚)获得供电而工作，并第一输出脚(9脚)和第二输出脚(10脚)输出推挽脉冲，场效应管(Q3、Q4)交替导通，升压变压模块(T1)输出高频交流电，当由限流器C1、整流二极管(D1和D2)、储能电容(C2)、可控硅振荡电路(R1、R2、D4、C3)、高压包(T2)、放电头(F)等部件组成电子鞭炮燃放单元得到此交流电后发出“噼里啪啦“的鞭炮声；工作一段时间后，定时控制模块(MCU)计时到点，其输出脚(3脚)无输出，电子开关模块开关模块(Q1)关断，PWM模块(IC2)失去电源而停止工作，场效应管(Q3、Q4)不导通，逆变器停止输出交流电边鞭炮停止工作。

另外，作为电路正常工作的必备条件，需要设置充电器或充电电路、过流保护电路、过放保护电路、短路保护电路等，在就不具体说明了。

另外，本实用新型提供的电子鞭炮在成本和性能(即性价比)中作了综合考虑，除了前述限定升压变压模块的初级绕组外，通过限定电子鞭炮“燃放”时锂电池的输出电流为5～15A，能达到相关元件(电芯，场效应管等)稳定工作，具体地，锂电池输出电流决定了：1)燃放单元的个数(理想为2个)在合理范围内，避免了个数太少听起来单调，太多锂电池需要增加个数的问题，另外，元器件选用更大功率，成本会相当高，市场难以接受，因此，锂电池的输出电流为5A～15A，能够使燃放单元的个数在合理范围内，且成本不高；2)使燃放单元中的储能电容C2的大小在120UF-330UF内，避免 了C2过小的则声音小，C2过大逆变单元负荷过重的问题。

综上所述，本实用新型提供的电子鞭炮，通过限定升压变压模块的初级线圈的匝数，升压逆变电路得到适宜的输出频率，一方面，在不降低产品性能和品质的情况下，降低了燃放单元中各个电器件的电气性能要求，从而降低了单个电器件的价格，进而降低了产品的整体成本，另一方面，降低了电器件在运行中的损耗，从而延长了电器件的使用寿命，进而延长了产品的使用寿命，增加了产品的市场竞争力。

具体而言，相关技术中电子鞭炮的升压变压模块输出频率大于30MHz，对电器件的电气要求较高，而本实用新型提供的电子鞭炮，通过升压变压模块的第一绕组线圈匝数和第二绕组线圈匝数限定在3.2匝～7匝内，以限定压逆变器的输出频率为12kHz～30kHz，相对现有技术30MHz的频率，降低了燃放单元的输入频率，一方面，在不降低产品性能和品质的情况下，燃放单元中各个电器件的可使用电气性能的要求较低的器件，即降低了燃放单元中各个电器件的电气性能的要求，从而降低了单个电器件的价格，进而降低了产品的整体成本，另一方面，降低了电器件在工作中的损耗度，从而延长了电器件的使用寿命，进而延长了产品的使用寿命，增加了产品的市场竞争力。

在本实用新型中术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、 材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。