专利名称：工具型航模电热式发动机点火装置的制作方法
技术领域：
本发明属于航模与电子技术领域，涉及一种工具型航模电热式发动机点火装置。
背景技术：
油动航空模型是集科技、体育与实践于一体的运动，是涉及综合性知识最多、最具 难度的活动项目。航模电热式发动机如何顺利点火启动是航模初学者入门必须面对的问 题，其成败至关重要，而传统的发动机点火器或点火装置它们均程度不同的存在着这样或 那样的问题，从而在一定程度上阻碍了这项科技活动的发展与普及。航模电热式发动机点火启动用的点火装置性能优劣与否，直接关系着航模发动机 能否顺利地启动。随着技术的发展，点火装置已历经锰锌电池、甲电池、单隔铅酸蓄电池、免 维护蓄电池、镍镉充电电池和串联式稳压电源等多种形式，它们(点火装置或点火器)在支 持大电流、连续放电等方面均存在一定缺陷，而且难于支持工作电流大于4A的日本产OS牌 8#冷型电热塞；这些点火装置不具备自动检测、工作状态指示等功能，无法识别电热塞是否 工作在正常状态，发动机不能正常启动的原因仍然无法准确判断，因而或多或少的影响发 动机上电热塞的正常工作，进而使发动机点火启动特别困难。时常因搞不清楚故障何在，甚 至要经历把电热塞从航模发动机上拆下来，反复检查、测试电热塞、点火装置、供电电源的 性能是否正常等烦琐过程。目前，尽管用于航模电热式发动机启动的点火器(手榴弹)已经比较流行，但它们 始终存在着这样或那样的问题，尤其是对那些初涉油动航模的爱好者们，如何顺利启动航 模发动机仍然是入门成败之关键。航模电热式发动机启动困难的原因及分析在航模电热式发动机点火启动的实践中，发动机点火启动困难司空见惯，究其原 因一是二冲程发动机本身结构过于简单，不像汽油发动机的点火装置那么完善；二是发 动机工作状态不好或电热塞本身有故障；二是传统的点火器性能欠佳或根本没工作或电力 不足不适合长时间连续使用；三是发动机的油路与电路的多种故障常常交织在一起，故障 性质很难正确区分；四是初学者没有经验盲目操作越调越乱，进而造成点火器中的充电电 池电量迅速消耗，操纵者多凭经验操作或盲目乱调。上述种种问题均不同程度阻碍了许多热衷于油动航模的爱好者入门，也影响了航 模活动的开展与普及。为了适应油动航模初学者使用和这项科技活动的普及，必须设法弥 补航模电热式发动机本身结构过于简单而导致难于点火启动的缺陷，必须大幅度地降低爱 好者的入门门槛，使航模发动机点火启动不再是一件麻烦和烦恼的事情。针对航模电热式 发动机点火启动因传统点火装置性能欠佳、功能不全等突出问题，有必要设计、制作一款操 作简便、点火有劲、供电稳定、保护功能齐全、运行可靠、使原本交叉而又复杂问题趋于简 单，且特别适合外场恶劣环境下的初学者操作使用的航模发动机启动点火装置，彻底扭转 和改变多年来操作者对航模发动机凭经验或盲地操作的落后格局。
发明内容
发明的可行性与目标(一 )电热塞标称工作电压是1. 5V，而传统的点火器只能提供1. 2V工作电压，电 热塞达不到理想工作状态，且充电电池难以维持长时间工作；(二)利用电子技术的优势，可以弥补航模发动机结构过于简单而导致的一系列 问题；(三)支持电热塞大电流、连续放电。供电电源电压适应范围宽；(四)增加自动检测等功能。发动机在点火启动过程中，电热塞是否正常工作，工 作状态可显示，从而为操作者初步判断航模发动机不能正常启动的原因；(五)适合于所有级别的二冲程航模电热式发动机，也适合在四冲程航模发动机 上使用。技术方案(一)运用DC/DC能量守恒的原理，通过DC/DC点火装置将输入高电压、小电流的 供电电源转化为电热塞工作需要的低电压、大电流。以日本产8#电热塞(冷头)、供电电源 电压12V为例1.5VX4. IA(8#电热塞工作电流)=6. 15W，供电电源的转换效率按86%计， 则供电电源输入电流为6. 15W/12VX86% 0. 6A ；( 二 )为满足外场粗放使用的要求，实现保护点火装置安全和供电电源安全的目 标，电路设计利用集成电路(UC3843)所具有保护电路，并设计增加了电路外置保险等保护 措施。(三)工具型航模电热式发动机点火装置由供电电源、“π ”形滤波电路、DC/DC变 换器、功率输出电路、保护电路、指示电路和负载(电热塞RL)电路组成，其特征是DC/DC变 换器为电流模式脉宽调制控制器，集成电路(ICl)采用UC3843。(四)根据权利要求1所述的工具型航模电热式发动机点火装置，其特征在于供电 电源回路的保护电路中包括1.在供电电源回路的负极串接保险丝(RX)，保险丝采用RF/WH系列PTC自恢复保 险丝；2.在供电电源回路正极接入防电源极性反接二极管(D4)，二极管(D4)选用压降 损耗很小的肖特基二极管，二极管(D4)与点火装置电路中的续流二极管(D3)合用1只共 阴极肖特基二极管。(五)根据权利要求1所述的工具型航模电热式发动机点火装置，其特征是功率输 出电路的功率输出管(BG2)采用大功率增强型N沟道场效应管IRFZ22。(六)根据权利要求1所述的工具型航模电热式发动机点火装置，其特征是点火装 置指示电路中的两个显示元件(D1、D2)选用工作电压为1.30 3. OV的Φ5超高亮度发光
二极管。有益效果本发明按照油动航模发动机在外场工作的特殊要求，工具型点火装置可进行慢 速、连续点火，而使油动航模发动机点火启动不再困难。使用它能使各级别的航模电热式发 动机在整个点火启动过程中电热塞始终处于最佳工作状态，且不需人为干预，操纵者可以 集中精力、从容地调整航模发动机，不必再为电热塞工作或点火装置运行正常与否而分心。
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本发明的许多特点是早期功能相近产品不具备的，不仅大幅度降低了航空航模初 学者的入门门槛，而且有望彻底摆脱长期传统点火装置问题多多的困绕，有望彻底扭转多 年来操作者对发动机多凭经验或盲目操作的落后格局。
图1是工具型航模电热式发动机点火装置电路工作原理图。图2是工具型航模电热式发动机点火装置PCB电路板黑稿示意图。PCB电路板选 用单面铜箔板制作，PCB电路板外缘尺寸75mm X 45mm。
具体实施例方式下面按照说明书附图和
，结合以下实施例对工具型航模电热式发动机点 火装置制作的相关技术作进一步的描述。电路组成及电路工作原理经过反复试验和筛选，最终确定用电流方式脉宽调制集成电路UC3843为电路的 核心元件。UC3843集成电路的特点它是专为直流低压输出而设计，它是DC/DC变换器高 性能固定频率电流模式控制器。UC3843具有频率可调的振荡器，能进行精确的控制占空比、 温度补偿、高增益误差放大等，它具有电流取样比较器和大电流输出功能，是驱动增强型大 功率场效应管(MOSFET)理想的集成电路，其外围只需使用少量元件即能实现设计目标。工具型航模电热式发动机点火装置由供电电源、“ π ”形滤波电路、DC/DC变换器为 电流模式脉宽调制控制器、功率输出电路、保护电路、指示电路和负载(电热塞RL)电路组 成。UC3843集成电路引脚分布及功能
权利要求
一种工具型航模电热式发动机点火装置由供电电源、“π”形滤波电路、DC/DC变换器、功率输出电路、保护电路、指示电路和负载(电热塞RL)电路组成，其特征是DC/DC变换器为电流模式脉宽调制控制器，集成电路(IC1)采用UC3843。
2.根据权利要求1所述的工具型航模电热式发动机点火装置，其特征在于供电电源回 路的保护电路中包括(1)在供电回路的电源负极串接保险丝(RX)，保险丝(RX)采用RF/WH系列PTC自恢复 保险丝；(2)在供电电源回路正极接入防电源极性反接二极管(D4)，二极管(D4)选用肖特基二 极管，二极管(D4)与点火装置电路中的续流二极管(D3)合用1只共阴极肖特基二极管。
3.根据权利要求1所述的工具型航模电热式发动机点火装置，其特征是功率输出电路 的功率输出管(BG2)采用增强型N沟道大功率场效应管IRFZ22。
4.根据权利要求1所述的工具型航模电热式发动机点火装置，其特征是点火装置指示 电路中的两个显示元件(Dl、D2)选用工作电压为1. 30 3. OV的Φ5超高亮度发光二极 管。
全文摘要
本发明属于航模与电子技术领域，涉及一种工具型航模电热式发动机点火装置。该装置由供电电源、“π”形滤波电路、DC/DC变换器、功率输出电路、保护电路、指示电路和负载电路组成，其特征是DC/DC变换器为电流模式脉宽调制控制器，集成电路采用UC3843，外围用简捷的电路与少量的元器件进行组合，在强化和增加部分保护电路功能之后，实现了在线检测点火装置、电热塞的性能和工作状态指示等功能。它能使电热塞在发动机点火启动过程中始终处于最佳工作状态，而且不需人为干预，操纵者可集中精力、从容地调整发动机，从而大幅度降低了航模初学者的入门门槛，有望彻底扭转多年来爱好者对航模发动机多凭经验或盲目操作的落后格局。
文档编号F02P19/02GK101936247SQ201010266010
公开日2011年1月5日 申请日期2010年8月26日 优先权日2010年8月26日
发明者黄宇嵩 申请人:黄宇嵩