《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于的PICl6C711燃氣灶脈沖點火控制器設(shè)計點撥
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摘要: 脈沖點火控制器系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能:安全自檢,;點火控制;熄火保護,;故障報警,。 圖l是脈沖點火控制器的工作流程。整個系統(tǒng)由點火開關(guān)控制,,當用戶按下點火開關(guān)時,,點火針產(chǎn)生高壓火花,為了保證安全,,延時0.1秒后再由點火控制器控制燃氣閥打開,,并通過火焰檢測判斷點火是否成功,若有火焰信號則停止點火,,同時啟動反饋檢測功能,。整個過程能有效避免出現(xiàn)燃氣閥打開而未燃燒的狀況,,大大提高了產(chǎn)品的安全性和可靠性,。
關(guān)鍵詞: PIC PICl6C711 點火控制器
Abstract:
Key words :

1 引言

    目前我國約有1 000家燃氣灶具生產(chǎn)企業(yè),。年產(chǎn)量約3 000萬臺,。其中規(guī)模較大,、產(chǎn)品質(zhì)量和管理水平好的企業(yè)只有100家左右,,其余大部分則是簡單組裝型企業(yè),。由于這些組裝型企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)普遍較低,。隨著國家燃氣灶具產(chǎn)品生產(chǎn)許可證換(發(fā))證制度的實施,,超過600家的企業(yè)將被強制淘汰,。如何降低成本,生產(chǎn)性能穩(wěn)定,,節(jié)省能源的燃氣灶是各燃氣灶具生產(chǎn)企業(yè)取勝的關(guān)鍵,,而脈沖點火控制器則是燃氣灶中核心部分。本文介紹了一種高性價比的燃氣脈沖點火控制器設(shè)計,,采用Microchip公司生產(chǎn)的PICl6C7ll單片機作為主控器,,實現(xiàn)了點火的智能化和火焰檢測的無傳感器設(shè)計,同時使能源的消耗降到最低,。
 

2 脈沖點火控制系統(tǒng)
   
脈沖點火控制器系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能:安全自檢,;點火控制;熄火保護;故障報警,。
    圖l是脈沖點火控制器的工作流程,。整個系統(tǒng)由點火開關(guān)控制,當用戶按下點火開關(guān)時,,點火針產(chǎn)生高壓火花,,為了保證安全,延時0.1秒后再由點火控制器控制燃氣閥打開,,并通過火焰檢測判斷點火是否成功,若有火焰信號則停止點火,,同時啟動反饋檢測功能,。整個過程能有效避免出現(xiàn)燃氣閥打開而未燃燒的狀況,大大提高了產(chǎn)品的安全性和可靠性,。

    脈沖點火控制器系統(tǒng)比普通燃氣灶增加了脈沖點火控制電路,、電磁閥控制、火焰探測針等裝置,,系統(tǒng)框圖如圖2所示,。即在工作時,由單片機PICl6C7ll先輸出控制信號觸發(fā)點火控制電路,、火焰檢測反饋電路,,通過火焰檢測反饋電路檢測火焰,并將檢測的結(jié)果反饋至單片機,,單片機可根據(jù)輸入的火焰檢測信號控制電磁閥的開,、閉,從而保證了燃氣灶在發(fā)生意外熄火及回火狀態(tài)時,,控制系統(tǒng)能及時關(guān)閉電磁閥,,關(guān)斷燃氣通路,避免了因熄火引發(fā)的安全事故,。

3 系統(tǒng)設(shè)計硬件
3.1 PICl6C71l簡介

    PICl6C7ll是Microchip公司推出的一種CMOS工藝的8位單片機,,具有高性能RISC結(jié)構(gòu)CPU、8級硬件堆棧,、13個雙向I/0口,、4路8位A/D;I/0驅(qū)動吸收電流可達25 mA,,還具有看門狗電路,,由于其指令簡單(僅35條),操作方便,,因此,,可廣泛應(yīng)用于儀表、控制領(lǐng)域。
    在脈沖點火器設(shè)計中,,PICl6C7ll作為主控器負責用戶的按鍵查詢,、火焰檢測、電磁閥的通關(guān),、點火控制等功能,,下面重點對脈沖點火控制電路和火焰檢測電路進行介紹。
3.2 脈沖點火控制電路
   
脈沖點火控制電路如圖3所示,,其工作原理:晶體管Q2控制TT變壓器振蕩電壓,,Q1維持變壓器振蕩,而Q1,,Q2都由單片機的I/O端口控制,。其中D1為一只10 V穩(wěn)壓管。當一個I/0口發(fā)出點火信號,,變壓器開始振蕩,,次級產(chǎn)生約180 V的高壓信號。高壓信號通過二極管整流向C1充電,,這樣高壓信號就可施加到可控硅,。同時TT次級也向穩(wěn)壓管產(chǎn)生高電壓,若高電壓達到穩(wěn)壓管的擊穿電壓,,穩(wěn)壓管被擊穿,,此時二極管導通,觸發(fā)可控硅D3,,D4導通,,從而在單點火高壓包初級產(chǎn)生高電壓,次級也產(chǎn)生12 kV~18 kV的高電壓,。點火針接至Tl,,T2的次級,所以點火信號從單片機發(fā)出后,,會在點火針產(chǎn)生電火花,,從而達到點火目的。該點火電路原理比較復(fù)雜,,一般情況會考慮使用多個I/O端口控制,。但是本系統(tǒng)設(shè)計雙灶只采用一個I/O端口,節(jié)省單片機的I/O端口資源,,從而簡化點火控制,,降低產(chǎn)品成本,使程序易于控制點火,。該點火控制電路不僅應(yīng)用于灶具點火,,也可用于熱水器等家用電器,。

3.3 火焰檢測電路
   
火焰檢測電路如圖4所示,該電路融合了點火電路和火焰檢測電路,,摒棄了傳統(tǒng)的傳感器檢測思想,,采用物理原理和簡單電路實現(xiàn)火焰檢測設(shè)計,簡化電路設(shè)計,,降低產(chǎn)品成本,,軟件編程易于實現(xiàn)。其工作原理:圖4中的變壓器的振蕩電路可與點火電路共用,,晶體管Ql的作用與振蕩電路中的Q2完全相同,,都是維持變壓器振蕩。南于變壓器輸出交流信號,,燃氣燃燒產(chǎn)生離子體,,火焰產(chǎn)生正負極離子體,當交流信號到達火焰檢測信號探針處,,交流信號可在火焰上形成通路,從而火焰起到一個二極管整流作用,,使火焰探針左側(cè)的電容充電,,產(chǎn)生一個負電壓,經(jīng)過比較器后變成低電平,,由單片機的I/0口檢測,,從而完成火焰信號的檢測。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計
    為了使燃氣灶點火控制器實現(xiàn)雙灶的單獨開啟和同時開啟,,除了共用的系統(tǒng)安全自檢外,,程序可運行于3種點火模式:灶1點火;灶2點火,;灶1,、灶2同時點火。單爐點火的程序流程如圖5所示,。點火過程同時檢測火焰,,若點不著可反復(fù)幾次,并設(shè)定時間,,若在限定時間內(nèi)不能成功點火則報警,。

5 結(jié)語
   
系統(tǒng)設(shè)計采用PIC16C7ll作為主控器件,實現(xiàn)燃氣灶脈沖點火控制器設(shè)計,,更新現(xiàn)有燃氣灶,,提高產(chǎn)品質(zhì)量。通過在硬件中增加脈沖點火電路,、火焰檢測電路,,在軟件中優(yōu)化點火控制順序,,從而保證了整個燃氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性.

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