杭州金宇電子有限公司 馬功琪

高壓脈沖電子點(diǎn)火器的能量設(shè)計(jì)與檢測

杭州金宇電子有限公司 馬功琪

高壓脈沖電子點(diǎn)火器應(yīng)用范圍非常廣泛，因其起點(diǎn)火引燃的作用，對于輸出點(diǎn)火能量要求較高。本文通過對高壓脈沖電子點(diǎn)火器的原理分析，談?wù)勀芰吭O(shè)計(jì)與檢測方法。

高壓脈沖電子點(diǎn)火器；能量設(shè)計(jì)；檢測方法

能量是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的量化轉(zhuǎn)換，是度量物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一種物理量。在物理學(xué)中，能量是一個(gè)間接觀察到的物理量。它往往被視為某一個(gè)物理系統(tǒng)對其他的物理系統(tǒng)做功的能力。能量在物理中的符號(hào)一般是E，其國際單位是焦耳J，除焦?fàn)柾獬Ｓ玫倪€有千瓦小時(shí)kWh和卡cal，英文名稱：energy。

在電子工程中，燃?xì)庠?、燃?xì)鉄崴?、燃?xì)饪鞠洹⒚河腿∨?、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、軍工等設(shè)備，廣泛使用高壓脈沖電子點(diǎn)火器。其原理是通過電能產(chǎn)生火花，點(diǎn)著油、氣體轉(zhuǎn)換成熱、動(dòng)能。在不同燃?xì)?、油氣介質(zhì)，高壓脈沖電子點(diǎn)火器的點(diǎn)火能量設(shè)計(jì)要求都是不同的。如果能量設(shè)計(jì)不當(dāng)，會(huì)引起因燃?xì)獠稽c(diǎn)燃，泄漏的易燃油氣會(huì)發(fā)生爆燃、中毒等安全事故，因此高壓脈沖電子點(diǎn)火器能量參數(shù)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

我們以燃?xì)饩吒邏好}沖電子點(diǎn)火器為例，分析一下高壓脈沖電子點(diǎn)火器的原理，能量設(shè)計(jì)與檢測方法。

一、點(diǎn)火器原理與能量設(shè)計(jì)分析

圖1是電路原理圖。

在圖1中，T1的3腳接DC+1.5V，T1、R1、Q1構(gòu)成振蕩回路，T1的4腳通過D1整流后，D2、C1、T2構(gòu)成脈沖充放電回路，通過回路對T2充放電，點(diǎn)火線圈T2升壓，次級輸出脈沖高壓接入放電針產(chǎn)生脈沖火花。高壓脈沖電子點(diǎn)火器輸出的能量E，其計(jì)算公式如下：

由上式公式可以求得E的值，而實(shí)際應(yīng)用中，通過改變T1的匝數(shù)，可以改變放電頻率f，通過調(diào)整設(shè)計(jì)C1、D2、T2的參數(shù)，可以改變E值。我們通過大量試驗(yàn)與并通過對各種氣源在不同地區(qū)、不同季節(jié)的使用反饋，我們設(shè)定燃?xì)庠罹唿c(diǎn)火器的放電電流i0-p應(yīng)大于250mA，E應(yīng)大于1.0毫焦耳，f設(shè)定3HZ以上，在燃?xì)鉄崴鼽c(diǎn)火器，f值應(yīng)為8HZ以上，提高放電頻率，杜絕因?yàn)辄c(diǎn)火能量不足，在體積是一定的燃?xì)鉄崴魅紵抑?，燃?xì)獠稽c(diǎn)燃而發(fā)生爆燃。

二、檢測方法

我們在圖1的T2次級AB接放電針。C3為20PF高壓電容器。B1高壓電壓探頭，B2電流探頭，OSC是數(shù)字示波器。

由圖2測試得的電壓v與電流i波形：

根據(jù)能量的計(jì)算公式，E=U*i*T，

圖3中單個(gè)脈沖的電壓電流波形是不規(guī)則的波形，在T時(shí)間內(nèi)，E也就是U*i對T的積分，公式轉(zhuǎn)換為：

在T時(shí)間內(nèi)，我們通過數(shù)字示波器數(shù)據(jù)采集2500個(gè)時(shí)間點(diǎn)位，根據(jù)每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)位生成的U和i數(shù)據(jù)，代入上面的積分公式，通過專用計(jì)算軟件程序，便可以求單個(gè)脈沖的能量了，因此，在每一秒鐘高壓脈沖點(diǎn)火器的能量=E*f，這樣，可計(jì)算出高壓脈沖點(diǎn)火器的放電能量了。

圖1 電路原理圖

圖2

圖3

[1]王東宏.提高車用點(diǎn)火器點(diǎn)火能量的電路設(shè)計(jì)與分析[J].電子技術(shù)應(yīng)用,1997,07.

[2]孫躍.電脈沖點(diǎn)火器設(shè)計(jì)方法[J].家用電器科技,1998,02.

[3]家用燃?xì)庥镁呙}沖點(diǎn)火控制器通用技術(shù)要求[S].高壓脈沖電子點(diǎn)火器的能量設(shè)計(jì)與檢測,GB/T 2365-98.