可调式点火装置的制作方法

本发明涉及一种点火装置，尤其涉及一种点火能量可调的可调式点火装置。

背景技术：

在航空发动机点火系统特性和燃烧室设计相容性要求中，提到点火系统的点火能量应是由燃烧室的性能所决定的，在设计中应考虑在燃烧室极端条件下的电能要求，以提供可靠的点火特性。由于对于特定的燃烧室点火系统的能量应取决于：供油水平、油气混合物限制、压力、温度、高度、燃气气流、燃烧室配置、点火电嘴的位置等诸多因素。因此对于每一种新的燃烧室，都应在极端条件下完成一系列不同点火能量的点火试验从而得出对于该燃烧室应当具有的点火能量。为了完成这些不同点火能量的点火试验，需要一种点火能量可调的点火激励器。目前的点火系统均是通过对电容的充电作为放电能量的积累通过气体放电管释放能量，在电容和气体放电管阈值一定的情况下，点火能量都是固定的。这就导致需要为完成点火试验配置诸多能量不同的点火激励器，并且在进行试验时反复拆装点火激励器。这种试验形式有诸多缺点。一方面，为了装配不同的激励器，试验的连续性较差。这就导致点火试验的整体效率低下并且难以排除影响试验的其他因素(例如环境气温、气压变化等)。另一方面，反复的拆装还增大了损坏试验对象的风险。

因此，为配合燃烧室完成各种工况下的点火操作，有必要提供一种可变点火能量的可调式点火装置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够根据燃烧室的工况，调节点火能量的可调式点火装置。

本发明提供一种可调式点火装置，包括电源、充电控制模块、储能电容、点火变压器、点火控制模块和点火电嘴，其中该电源适于通过该充电控制模块向该储能电容充电，该储能电容适于通过该点火变压器向该点火电嘴放电，其特征在于：

该充电控制模块中存有充电时长，该充电控制模块适于在该充电时长内，控制该电源向该储能电容充电，并通过该点火控制模块使该储能电容与该点火变压器之间保持断开；该充电控制模块适于在到达该充电时长时，断开该电源与该储能电容的连接，并通过该点火控制模块导通该储能电容与该点火变压器的连接；

该充电控制模块还适于接收外部输入，并根据该外部输入控制该电源向该储能电容充电的电量。

根据本发明的至少一个实施例，该充电控制模块包括开关模块、计时模块和电量控制模块；

该计时模块适于在该充电时长内使该电源向该储能电容充电，并通过该点火控制模块使该储能电容与该点火变压器之间保持断开；

该计时模块适于在到达充电时长时通过该开关模块断开该电源与该储能电容的连接，并通过该点火控制模块导通该储能电容与该点火变压器之间的连接；

该电量控制模块适于接收外部输入，并根据该外部输入控制该电源向该储能电容充电的电量。

根据本发明的至少一个实施例，该电量控制模块是可调变压器，该可调变压器具有第一原边和第一副边，该第一原边与该电源连接，该第一副边与该储能电容连接，该第一副边与该储能电容之间串联有二极管；

该可调变压器适于根据该外部输入改变该第一原边与该第一副边间的匝数比，从而控制该电源向该储能电容充电的电量。

根据本发明的至少一个实施例，该计时模块是计时器，该计时器适于在到达该充电时长时发出触发信号；

该开关模块适于根据该触发信号断开该电源与该可调变压器的连接；

该点火控制模块适于根据该触发信号导通该储能电容与该点火变压器之间的连接。

根据本发明的至少一个实施例，该开关模块包括开关管和适于控制该开关管的开关驱动电路，该开关管和该第一原边、该电源串联；

该开关驱动电路与该开关管的控制端连接，并适于根据该触发信号改变该控制端的电位，该开关模块适于根据该控制端的电位导通或者断开。

根据本发明的至少一个实施例，该开关管是场效应管，该场效应管的漏极与该第一原边的一端连接，栅极为控制端。

根据本发明的至少一个实施例，该点火控制模块包括串联在该储能电容和该点火变压器之间的耐压开关和触发电路；

该触发电路适于根据该触发信号导通该耐压开关。

根据本发明的至少一个实施例，该计时模块是计数器，该计数器适于以预设时间间隔累加计数值，并输出当前的该计数值；

该开关模块适于接收该计数值，并在该计数值大于一预设值时断开该电源与该储能电容的连接；

该点火控制模块适于接收该计数值，并在该计数值大于该预设值时导通该储能电容与该点火变压器的连接。

根据本发明的至少一个实施例，该电量控制模块是脉冲宽度调制器，该脉冲宽度调制器的输出端与该开关模块连接，该开关模块还适于根据该脉冲宽度调制器的输出端的电平，导通或关断该电源与该储能电容的连接；

该脉冲宽度调制器适于根据该外部输入改变该输出端的输出占空比。

根据本发明的至少一个实施例，还包括充电变压器，该充电变压器具有第二原边与第二副边；

该电源与该第二原边连接，该储能电容连接在该第二副边，该第二副边与该储能电容间串联有二极管；

该开关模块包括开关管和开关驱动电路，该开关管与该第二原边、该电源串联，该开关驱动电路与该开关管的控制端连接，并适于根据该计数值和该脉冲宽度调制器的电平，向该开关管的控制端输出高电平或低电平，使该开关管导通或关断该电源与该储能电容的连接。

根据本发明的至少一个实施例，该开关管是场效应管，该场效应管的漏极与该第二原边的另一端连接；

该场效应管的栅极为控制端。

根据本发明的至少一个实施例，该点火控制模块包括串联在该储能电容和该点火变压器之间的耐压开关和触发电路；

该触发电路适于在该计数值大于该预设值时导通该耐压开关。

根据本发明的至少一个实施例，该耐压开关是可控硅或绝缘栅双极型晶体管。

本发明提供的可调式点火装置，因为采用了充电控制模块对电容充电的电量进行控制，所以能够根据燃烧室的工况，调节点火能量。

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，而非限制性的。这些详细描述旨在为如权利要求该的本发明提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：

图1示出了本发明的一个实施例的可调式点火装置的模块结构图；

图2示出了本发明的另一个实施例的可调式点火装置的模块结构图；

图3示出了本发明的又一个实施例的可调式点火装置的电路结构示意图；

图4示出了本发明的再一个实施例的可调式点火装置的电路结构示意图。

具体实施方式

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

首先参考图1来说明本发明的一个可选的实施例的结构。如图1所示，根据一个非限制性的例子，本发明提供的一种可调式点火装置，包括电源1、充电控制模块2、储能电容3、点火变压器4、点火控制模块5和点火电嘴6。电源1能够通过充电控制模块2向储能电容3充电。储能电容3则能够通过点火变压器4向点火电嘴6放电。这样的设置使得电源1能够以相对较低的电压向储能电容3充电，而储能电容3则能够通过点火变压器4，在点火电嘴6处形成很高的电压。为进一步加大电源1和点火电嘴6处的电压差，还可以在充电控制模块2中设置具有变压功能的部件。

充电控制模块2中存有充电时长。在充电时长内，充电控制模块2使得电源1向储能电容3充电，并且通过点火控制模块5使储能电容3与点火变压器4之间保持断开。这样的设置使得电源1能够在充电时长内向储能电容3充电，并且储能电容3中的电荷不会向点火变压器4释放。在到达充电时长的时候，充电控制模块2则断开电源1与储能电容3的连接，并通过点火控制模块5导通储能电容3与点火变压器4之间的连接。此时储能电容3中的电荷能够全部经过点火变压器4，进而在点火电嘴6处产生高压，进行点火。此外，充电控制模块2还能够接收外部输入，并根据外部输入控制电源1向储能电容3充电的电量。

值得注意的是，以上的例子只是对本发明所提出的可调式点火装置的一个可选的例子的说明。本发明所提出的可调式点火装置的许多部分都可以具有多种多样的设置方式。例如，充电控制模块22接收外部输入后，既可以按照外部输入的能量作为下一电源1向储能电容33充电的电量，也可以周期性的改变电源1向储能电容33充电的电量。下面以一些例子对本发明的至少一部分变化进行进一步的说明。

参考图2，根据一个非限制性的例子，充电控制模块2进一步包括开关模块22、计时模块21和电量控制模块23。其中计时模块的作用是多方面的。一方面，计时模块21在充电时长内保持开关模块22导通，从而使电源1向储能电容3充电，并保持点火控制模块5为关闭状态，使储能电容3与点火变压器4之间保持断开；另一方面，计时模块21还能够在到达充电时长时使开关模块22截止，从而断开电源1与储能电容3的连接，且使点火控制模块5转变为打开状态，导通储能电容3与点火变压器4之间的连接。电量控制模23的功能是接收外部输入，并根据外部输入控制电源1向储能电容3充电的电量。

参考图3，根据一个非限制性的例子，电量控制模块23是可调变压器231，可调变压器231的原边(即第一原边)与电源1连接，该可调变压器231的副边(即第一副边)则与储能电容3连接，并且可调变压器231的副边与储能电容3连接时还串联有一个二极管7。该二极管7的作用是，当电源1停止向储能电容3充电时，防止储能电容3通过可调变压器231的副边形成的回路放电。可调变压器231能够根据外部输入改变原边与副边间的匝数比，从而控制电源1向储能电容3的充电电压，进而达到在固定的充电时长内控制储能电容3的充电电量。

可选的，在当前的非限制性例子中，计时模块22是计时器211。计时器211能够进行计时，并在到达充电时长的时刻发出触发信号。开关模块22接收这一触发信号，并根据该触发信号断开电源1与可调变压器231的连接。相应的，点火控制模块5能够根据触发信号导通储能电容3与点火变压器4之间的连接。上述的设置使得在到达充电时长的时刻电源1停止向储能电容3充电，并且储能电容3将其储存的电能全部释放至点火变压器4，从而使得点火电嘴6获得足够的电能和电压以进行点火。

可选的，在当前的非限制性例子中，开关模块22包括串联在可调变压器231的原边的开关管221和能够控制该开关管221的开关驱动电路222。开关驱动电路222控制开关管221的具体方式是，开关驱动电路222与开关管221的控制端连接，并能够根据接收到的触发信号。改变开关管221的控制端的电位，从而使得开关管221导通或者断开。开关管可以选用场效应管以减小待机损耗。在这种设置下，作为开关管221的场效应管的漏极与可调变压器的原边的一端连接，栅极为控制端。电源1则可以连接在可调变压器231的原边的另一端。

可选的，在当前的非限制性例子中，点火控制模块5包括串联在储能电容3和点火变压器4之间的耐压开关52和触发电路51。触发电路51能够接受来自计时器221的触发信号，并根据该触发信号导通耐压开关52，从而使储能电容3开始向点火变压器4放电。

在当前的非限制性例子中，耐压开关52可以采用能够承受较高电压的各种器件制成。例如，耐压开关52可以由可控硅(scr)或绝缘栅双极型晶体管(igbt)器件制成。

下面参考图4来说明本案的另一个非限制性例子中的点火装置的结构。在当前的非限制性例子中，计时模块21是一个计数器212。该计数器212能够以一定的预设时间间隔累加计数值，并将当前的计数值输出。在当前的非限制性例子中，开关模块22能够接收计数值，并在计数值大于一预设值时断开电源1与储能电容3的连接。相应的，点火控制模块5也能够接收计数值，并在计数值大于一预设值时导通储能电容3与点火变压器4之间的连接。

可选的，在当前的非限制性例子中，电量控制模块23是一脉冲宽度调制器(pwm)232。该脉冲宽度调制器(pwm)232的输出端与开关模块22连接。开关模块22除了能够根据接收计数值导通和断开储能电容3与点火变压器4之间的连接之外，还根据冲宽度调制器(pwm)232的电平，导通或关断电源1与储能电容3的连接。换言之，开关模块22同时受计数值和冲宽度调制器(pwm)232的电平的控制。同时，脉冲宽度调制器(pwm)232能够根据外部输入，改变其输出端的输出占空比，从而改变开关模块22的实际开启时长。以这种方式，冲宽度调制器(pwm)232能够根据外部输入，改变电源1向储能电容3充电的等效电压，从而实现对电源1向储能电容3充电的电量的控制。

可选的，在当前的非限制性例子中，该可调点火装置还包括充电变压器8，电源1连接在该充电变压器8的原边(即第二原边)的一端，储能电容3则连接在该充电变压器8的副边(即第二副边)的两端，并且，储能电容3该充电变压器8之间还串联有一个二极管7。在当前的非限制性例子中，开关模块包括串联在充电变压器的原边的开关管221和开关驱动电路222。其中，开关驱动电路222与开关管221的控制端连接，并能够根据计数值和脉冲宽度调制器的电平，向所开关管221的控制端输出高电平或低电平，从而使开关管221导通电源1与储能电容3的连接，或者关断电源1与储能电容3的连接。

可选的，在当前的非限制性例子中，开关管221是场效应管，场效应管的漏极与充电变压器8的原边的一端连接，栅极为控制端。电源1与充电变压器8的原边的另一端连接。可选的，点火控制模块5包括串联在储能电容3和点火变压器4之间的耐压开关52和触发电路51。其中，触发电路51能够在计数值大于预设值时导通该耐压开关52。

与前一个非限制性例子类似的，在当前的非限制性例子中，耐压开关52可以采用能够承受较高电压的各种器件制成。例如，耐压开关52可以由可控硅(scr)或绝缘栅双极型晶体管(igbt)器件制成。

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。