便携装备中的点火装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种便携装备中的点火装置，所述便携装备中的点火装置包括点火模块、电火花输出线及电源输入线，其中，所述点火模块包括晶体三极管、晶体二极管、电阻、高频升压变压器及电路板，所述高频升压变压器的初级绕组依次与所述晶体三极管、电阻及晶体二极管串联且所述初级绕组的一端连接电源正极，所述晶体三极管的另一端连接电源负极，所述晶体三极管、晶体二极管、电阻及高频升压变压器固定设置于所述电路板上并分别与所述电路板电性连接，所述电火花输出线为所述高频升压变压器的次级绕组引出线，所述电源输入线与所述电路板电性连接。
【专利说明】便携装备中的点火装置
【技术领域】
[0001]本实用新型提出了一种电子装置，具体涉及一种将电能转换成高压火花的便携装备中的点火装置。
【背景技术】
[0002]火与人类的衣食住行密切相关，火的发现和利用促进了人类的进化，对于人类和社会的发展有着巨大意义。正如恩格斯指出:“摩擦生火第一次使人支配了一种自然力，从而最终把人同动物界分开。”
[0003]人类目前常见的点火方法有两种:一种是利用热能点火，摩擦生火(如钻木取火、火柴、火石打火机等)就是利用机械能转化成热能点燃燃料来实现的；也有利用电能转化成热能的方法(如电发热丝点火装置)。另一种是利用电能产生高压电火花直接点火的方法，目前普遍应用于启动汽车、摩托车发动机及厨房灶具的点火器等。
[0004]热能点火方法虽然简单，但是因热能量难以保存和持续产生，难以满足燃点略高的燃料需求，只能点燃纸屑、木屑等易燃物，使其应用范围有很大局限。
[0005]利用电火花直接点火方法的工作原理是将电源经由电子电路控制并最终通过升压变压器将电压升高后在次级输出高电压，由于输出高电压向空气放电进而在变压器次级两端之间产生了高压电火花。采用这种方法的装置节能、环保，但仍有诸多不足之处:
[0006]1、占用空间大，传统电火花点火装置属于电感脉冲式点火模式，由电源(蓄电池、发电机)、开关、点火线圈(变压器)、分电器(断电器、配电器、电容器)、火花塞附加电阻及其短接装置、高低压导线等组成，很占用空间，不能用于便携装备中，且不能连续点火容易烧坏。
[0007]虽然目前有的点火器已采用高频晶体管点火模式，利用晶体管自激振荡控制电路再配合高频升压变压器，与传统电感脉冲式点火模式相比提高了电火花点火装置的工作频率，节省了部分空间占用，但由于未做到集成化小型化，不能像火柴、打火机那样便于携带和操作。
[0008]2、由于电火花的温度高低及距离长短都与变压器输出电压正相关，要取得较高温度和较长距离的效果就必须提高变压器输出电压，与此同时就增加了变压器高压线圈部分的耐电压及绝缘等级要求；所以常见的电火花点火装置都不允许长时间持续点火，超时使用容易烧坏，影响变压器的使用寿命。
[0009]3、由于晶体管自激振荡时自身会产生功率损耗产生大量热量，这也是普通电火花点火装置不能长时间连续使用的原因之一，当连续点火超过15秒钟后晶体管就会严重发烫无法继续使用，以至缩短晶体管使用寿命。
[0010]4、由于功率损耗大致使电源电量损耗也随之增加，现有技术生产的小型电火花点火装置必须选用高效的大容量锂电池方可满足一般使用，增加了电池成本。
[0011]5、由于应用晶体管自激振荡，工作时的频率非常高，会发出刺耳的高频噪音，如果用在户外等特定环境尚可接受的话，但用于人们随身携带器具和装备时，就会严重影响使用者体验感受。
[0012]6、由于晶体管振荡控制电子电路及高频升压变压器等所有元器件没有集成，各自独立，之间必须通过引线连接，进而增加装配工人工作量，不适合规模量产，同时也增加保持产品质量稳定性的难度。
实用新型内容
[0013]本实用新型的目的是提供一种便携装备中的点火装置，以解决现有技术中存在的上述问题。
[0014]为达上述目的，本实用新型的具体技术解决方案是提供一种便携装备中的点火装置，所述便携装备中的点火装置包括点火模块、电火花输出线及电源输入线，其中，所述点火模块包括晶体三极管、晶体二极管、电阻、高频升压变压器及电路板，所述高频升压变压器的初级绕组依次与所述晶体三极管、电阻及晶体二极管串联且所述初级绕组的一端连接电源正极，所述晶体三极管的另一端连接电源负极，所述晶体三极管、晶体二极管、电阻及高频升压变压器固定设置于所述电路板上并分别与所述电路板电性连接，所述电火花输出线为所述高频升压变压器的次级绕组引出线，所述电源输入线与所述电路板电性连接。
[0015]优选地，所述电路板为双面电路板，所述晶体三极管、晶体二极管、电阻及高频升压变压器设置于所述双面电路板的正反两面。
[0016]优选地，所述晶体三极管、晶体二极管、电阻及高频升压变压器分别通过焊接固定设置于所述电路板并与所述电路板电性连接。
[0017]优选地，所述便携装备中的点火装置还包括保护罩，所述保护罩能够绝缘，所述点火模块设置于所述保护罩的内部。
[0018]优选地,所述保护罩的形状为柱体或者锥体。
[0019]优选地，所述便携装备中的点火装置还包括电源，所述电源为充电电池，所述充电电池的工作电压为2.8V-4.2V。
[0020]优选地，所述便携装备中的点火装置还包括开关按键，所述开关按键设置于所述保护罩的外部，所述开关按键通过开关线与所述电源电性连接。
[0021 ] 优选地，所述便携装备中的点火装置还包括USB接口，所述USB接口与所述电源电性连接。
[0022]优选地，所述便携装备中的点火装置还包括指示灯，所述指示灯与所述点火模块电性连接。
[0023]优选地，所述点火模块的体积至少为4cm3。
[0024]本实用新型同现有技术相比，具有以下优点和有益效果:
[0025]1、本实用新型所述的便携装备中的点火装置由于将所有电器元件都设置固定在一块电路板上，高度集成使得体积小、结构简单、便于与便携装备配合使用。
[0026]2、本实用新型所述的便携装备中的点火装置能够长时间持续点火，点火质量稳定可靠，且使用时没有高频噪音。
[0027]3、本实用新型所述的便携装备中的点火装置工作电压范围宽，功耗低，节能省电。
[0028]4、本实用新型所述的便携装备中的点火装置外形选择多样，有利于下游应用产品的设计开发。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1是本实用新型所述的便携装备中的点火装置的第一实施例的连接结构示意图。
[0031]图2是本实用新型所述的便携装备中的点火装置的第二实施例的连接结构示意图。
[0032]图3是本实用新型所述的便携装备中的点火装置的点火模块的电路图。
[0033]图4为本实用新型所述的便携装备中的点火装置的工作原理示意图。
[0034]主要元件符号说明:
[0035]I保护罩 2电火花输出线
[0036]3电源输入线4开关线。
【具体实施方式】
[0037]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0038]图1是本实用新型所述的便携装备中的点火装置的第一实施例的连接结构示意图。
[0039]图2是本实用新型所述的便携装备中的点火装置的第二实施例的连接结构示意图。
[0040]图3是本实用新型所述的便携装备中的点火装置的点火模块的电路图。
[0041]如图1-3所示，本实用新型提供一种便携装备中的点火装置，所述便携装备中的点火装置包括点火模块、电火花输出线及电源输入线，其中，所述点火模块包括晶体三极管、晶体二极管、电阻、高频升压变压器及电路板，所述高频升压变压器的初级绕组依次与所述晶体三极管、电阻及晶体二极管串联且所述初级绕组的一端连接电源正极，所述晶体三极管的另一端连接电源负极，所述晶体三极管、晶体二极管、电阻及高频升压变压器固定设置于所述电路板上并分别与所述电路板电性连接，所述电火花输出线为所述高频升压变压器的次级绕组引出线，所述电源输入线与所述电路板电性连接。
[0042]如图3所示，所述点火模块由晶体三极管VT、晶体二极管D、电阻R、高频升压变压器T及电路板组成，所述晶体三极管VT、晶体二极管D及电阻R与所述高频升压变压器T的初级绕组Kl相连接。
[0043]在本实用新型的第一实施例中，所述电路板为双面电路板，所述晶体三极管VTda0体二极管D、电阻R及高频升压变压器T设置于所述双面电路板的正反两面。
[0044]作为选择，所述晶体三极管VT、晶体二极管D、电阻R及高频升压变压器T也可以以其他方式与所述双面电路板连接，本实用新型的具体实施例不以此为限。
[0045]在本实用新型的第一及第二实施例中，所述晶体三极管VT、晶体二极管D、电阻R及高频升压变压器T分别通过焊接固定设置于所述电路板并与所述电路板电性连接。
[0046]作为选择，所述晶体三极管VT、晶体二极管D、电阻R及高频升压变压器T也可以通过其他方式与所述电路板固定连接。
[0047]进一步地，本实用新型所述的便携装备中的点火装置还包括保护罩1，所述保护罩I能够绝缘，而且所述保护罩I能够实现散热、屏蔽高频噪音等效果，所述点火模块设置于所述保护罩I的内部。
[0048]如图1所示，在本实用新型的第一实施例中，所述保护罩I的形状为长形柱体。
[0049]如图2所示，在本实用新型的第二实施例中，所述保护罩I的形状为长形锥体。
[0050]进一步地，本实用新型所述的便携装备中的点火装置还包括电源，所述电源为充电电池，所述充电电池的工作电压为2.8V-4.2V。
[0051]优选地，所述便携装备中的点火装置还包括开关按键，所述开关按键设置于所述保护罩的外部，所述开关按键通过开关线4与所述电源电性连接。
[0052]作为本实用新型的进一步改进，所述便携装备中的点火装置还包括USB接口，所述USB接口与所述电源电性连接。
[0053]更进一步地，所述便携装备中的点火装置还包括指示灯，所述指示灯与所述电源电性连接，通过所述指示灯就能辨别在所述便携产品中的点火装置中，电源是不是处于充电状态。
[0054]在本实用新型所述的便携装备中的点火装置中，所述点火模块因为高度集成于电路板上，所以能够大大减小现有技术中的点火模块体积，所述点火模块的体积甚至可以做到4cm3’,在降低能耗的同时,还能够便于携带。
[0055]换言之，在本实用新型所述的便携装备中的点火装置中，所述便携装备中的点火装置由点火模块、电火花输出线、电源输入线组成，如果点火模块需要集成开关控制功能，可以有开关线接出；如果点火模块需要集成给电源充电的功能，点火模块内还可以并入充电电路及装配USB充电口及指示灯。点火模块内部由晶体管控制电路和高频升压变压器构成，两者之间有水平前后组合、垂直重叠组合两种紧凑连接方式，以节省总体占用空间；晶体管控制电路由晶体三极管、晶体二极管、电阻、电路板构成。保护罩I的形状可以根据应用产品的设计需要制造成体积至少为4cm3的满足小巧便携需要的各种形状，如长方体、圆柱体、圆锥体等，便于组合装配即可。
[0056]作为优选，所述保护罩I可以制成体积为4cm3-50cm3的各种形状。
[0057]进一步地，所述保护罩I可以制成体积为4cm3。
[0058]本实用新型的具体制造方法是将晶体三极管VT、晶体二极管D、电阻R、电源输入线、高频升压变压器T的初级绕组Kl全部焊接在经紧凑布局设计的双面电路板上，另外开关线4以及充电电路用电子元器件及USB充电口及指示灯根据功能需要选择安装。电火花输出线焊接在高频升压变压器T的次级端，随后将已连接成一体的点火模块组件装入保护罩模具内再用环氧树脂、硅橡胶或聚氨酯等材料封装成一体；只留电火花输出线2、电源输入线3、USB充电口及指示灯等外接端口在模块外部。
[0059]进一步地,在本实用新型的第一实施例中，选用的是17.5mm*12mm尺寸的电路板，在电路板上先进行布局，将电阻、晶体二极管及高频升压变压器的初级绕组焊接在所述电路板的正面，将所述晶体三极管焊接在所述电路板的反面，再将所述高频升压变压器的次级绕组引出线线作为电火花输出线2，再引出与电路板电性连接的电源输入线3，最后将电路板及电路板上的所有电器元件通过保护罩I进行一体化封装，所述保护罩I的形状可以根据电路板的长宽尺寸及实际需要设计成任何形状，只要能达到本实用新型所述的相同效果便可，本实用新型的具体实施例不以此为限。
[0060]作为选择，所述高压升压变压器与所述晶体二极管、晶体三极管及电阻的排布方式可以设计为水平前后组合、垂直重叠组合及其他任何可能的方式，只要能达到与本实用新型所述的相同效果便可，本实用新型的具体实施例不以此为限。
[0061]图4为本实用新型所述的便携装备中的点火装置的工作原理示意图。
[0062]如图4所示，本实用新型的工作原理是点火模块将通过电源输入线3外接电源提供2.8V-4.2V的低压电能，经内部晶体三极管VT自激振荡产生高频交流电，又经高频升压变压器将电压升高后在次级输出高压电，输出高电压向空气放电，形成放电电离通道，在与高频升压变压器次级相连的电火花输出线2两端之间就产生了高温电火花。
[0063]本实用新型的有益效果为:
[0064]1、本实用新型所述的便携装备中的点火装置由于将所有电器元件都设置固定在一块电路板上，高度集成使得体积小、结构简单、能够与便携装备配合使用。
[0065]2、本实用新型所述的便携装备中的点火装置能够长时间持续点火，点火质量稳定可靠，且使用时没有高频噪音。
[0066]3、本实用新型所述的便携装备中的点火装置工作电压范围宽，功耗低，节能省电。
[0067]4、本实用新型所述的便携装备中的点火装置外形选择多样，有利于下游应用产品的设计开发。
[0068]换言之，由于本实用新型所述的便携装备中的点火装置具有点火方向性强、防风效果好、使用安全等优点，再以可充电电池为能源，清洁、节能、环保。与现有技术比较，本实用新型还具有体积小、结构简单、耐电压及绝缘等级高、可长时间持续点火、质量稳定可靠、工作电压范围宽、功率损耗小、节省电能、对电源要求低、电源选择面宽、屏蔽高频噪音、高度集成化、易于装配、装配制造成本低、应用产品领域广泛、利于下游应用产品设计开发、具有扩展性等优点。
[0069]本实用新型结构简单、高度集成化，采用环氧树脂、硅橡胶或聚氨酯等材料将使用内部元器件一体化封装，不仅提高了升压变压器的耐电压及绝缘等级，还有效屏蔽了晶体管高频工作时产生的噪音，使得产品质量稳定可靠。还有一体化封装形式易于应用产品厂家的装配，省却了繁复的内部连接装配和调试工作，大大提升劳动效率，适应民用产品的大规模量产化需要。
[0070]可长时间持续点火是本实用新型的最大优点，由于内部元器件高度匹配且一体化封装，高度匹配的各电器元件能够降低无用功率的消耗，从而提高所述点火模块的效率，进而解决整体电路的散热问题，并将功耗限定在合理范围，使得本点火模块可长时间持续点火，只要接通电源就能持续提供高压电火花，不再有发烫的问题困扰，彻底突破了传统的电子点火装置持续工作时间的限制。
[0071]由于本点火模块功耗合理，与传统的电子点火装置相比大幅度地节省电能，现有其他小型的电子点火装置都要求配备高转换效率的大容量锂电池，以250mAH电池容量计算总工作时间小于400秒，同样用于本点火模块的可用时间大于1200秒(20分钟)，因此可以选用普通较小容量电池仍有出色耐久表现。而且本点火模块降低了对电源最低工作电压的要求，现有其他小型的电子点火装置要求使用3.7V电源，当工作电压低于3.4V时就不能正常工作了 ；本点火模块对电源的最低工作电压要求是2.8V，进而使得本点火模块具有更宽的工作电压范围，不仅3.7V锂电池可以用，2节1.5V的AA电池也可以用，使得应用产品电源选择的范围更多。
[0072]本点火模块体积小，便于随身携带，彻底改变了人们对电子点火装置占用空间大的印象，可用作于点火装置的机芯，或装配到其他需要附带点火燃烧功能的便携装备上，如多功能手电筒等野外生存或户外运动装备，便于人们随时取火之需。
[0073]外形选择多样，由于保护罩的模具形状可以灵活设计成各种形状，令下游应用产品的外观选择更多更灵活，有利于下游应用产品的设计开发，更具有扩展性。
[0074]本实用新型所述的便携产品中的点火装置中的点火功能模块化使得产品应用领域更广泛，既可用于工业用途，如喷灯、发动机、燃烧器中的点火装置；也可用于民用灶具点火器、打火机，用于点燃纸张、烟花爆竹、燃气等。甚至可以应用于户外产品中，比如手电筒、登山鞋、帽子或者军刀等。
[0075]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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。
【权利要求】
1.一种便携装备中的点火装置，其特征在于，所述便携装备中的点火装置包括点火模块、电火花输出线及电源输入线，其中，所述点火模块包括晶体三极管、晶体二极管、电阻、高频升压变压器及电路板，所述高频升压变压器的初级绕组依次与所述晶体三极管、电阻及晶体二极管串联且所述初级绕组的一端连接电源正极，所述晶体三极管的另一端连接电源负极，所述晶体三极管、晶体二极管、电阻及高频升压变压器固定设置于所述电路板上并分别与所述电路板电性连接，所述电火花输出线为所述高频升压变压器的次级绕组引出线，所述电源输入线与所述电路板电性连接。
2.根据权利要求1所述的便携装备中的点火装置，其特征在于，所述电路板为双面电路板，所述晶体三极管、晶体二极管、电阻及高频升压变压器设置于所述双面电路板的正反两面。
3.根据权利要求2所述的便携装备中的点火装置，其特征在于，所述晶体三极管、晶体二极管、电阻及高频升压变压器分别通过焊接固定设置于所述电路板并与所述电路板电性连接。
4.根据权利要求3所述的便携装备中的点火装置，其特征在于，所述便携装备中的点火装置还包括保护罩，所述保护罩能够绝缘，所述点火模块设置于所述保护罩的内部。
5.根据权利要求4所述的便携装备中的点火装置，其特征在于，所述保护罩的形状为柱体或者锥体。
6.根据权利要求5所述的便携装备中的点火装置，其特征在于，所述便携装备中的点火装置还包括电源，所述电源为充电电池，所述充电电池的工作电压为2.8V-4.2V。
7.根据权利要求6所述的便携装备中的点火装置，其特征在于，所述便携装备中的点火装置还包括开关按键，所述开关按键设置于所述保护罩的外部，所述开关按键通过开关线与所述电源电性连接。
8.根据权利要求7所述的便携装备中的点火装置，其特征在于，所述便携装备中的点火装置还包括USB接口，所述USB接口与所述电源电性连接。
9.根据权利要求8所述的便携装备中的点火装置，其特征在于，所述便携装备中的点火装置还包括指示灯，所述指示灯与所述点火模块电性连接。
10.根据权利要求1所述的便携装备中的点火装置，其特征在于，所述点火模块的体积至少为4cm3。
【文档编号】F23Q3/00GK203980347SQ201420301943
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】华阳 申请人:上海众联仪表厂