本文介绍的燃气灶自动控制装置具有自动点火、自动控制燃气的供给、熄火保护等功能。
一、控制要求
1.接通电源后。当检测到锅信号时,自动点火,点火时间为6秒钟左右,同时,燃气阀自动打开,燃气灶生火工作;
2.抄菜翻锅时,锅离开灶台,锅信号消失,此时要求灶具在3秒内不能熄火,翻锅结束,锅信号出现,此时,要求灶火依旧,不需再次点火;3.洗锅时,锅离开灶台3秒钟以上,电路自动关闭燃气的供给;4.突然熄火或点火器损坏时,自动关闭燃气的供给。保证安全。
二、各部分电路的组成与工作原理
电路原理框图和原理图分别见上图和下图。主要由电源部分、锅信号放大分配电路、燃气控制电路、点火控制电路、熄火保护电路与点火器六大部分组成。
1.电源部分:由T1、ICl等组成。12V稳压电源。
2.锅信号放大分配电路:前置比较放大电路由Al等组成。将锅信号进行放大。R9为输入限流电阻;VD2为输入限幅稳压二极管,防止因输入信号电压幅度过大损坏运放;R10决定电路的输入阻抗,改变R10的大小可改变电路的灵敏度;R13、C9为负反馈回路。保证放大电路的稳定工作:R11与R12组成的分压电路为Al反相输入端提供1.1V基准电压。当同相输入端A点的锅信号电压大于1.1V时。A1输出高电平。信号隔离分配器由D6、D8组成。作用是产生两路彼此隔离的电压信号提供给燃气控制电路与点火控制电路。
3.燃气控制电路:气阀比较放大器由A3等组成。R2l与R22组成的分压电路为A3反相输入端提供5.1V基准电压;可控开关电路由V7、燃气阀线圈Jl等组成。当同相输入端E点的锅信号电压大于5.1V时,A3输出高电平。可控开关V7导通。电磁阀线圈J1获电动作。燃气灶开始供气。高电平保持电路由C13、R20组成,作用是抄菜翻锅时,B点的高电平锅信号消失。
C13通过R20开始放电,3秒内E点电平高于5.1V.保持气阀打开不熄火。
改变C13、R20的参数,可改变翻锅时气阀维持打开的时间。洗锅时,锅信号消失3秒以上时。E点电平将小于5.1V,A3输出低电平,V7截止,燃气阀自动关闭。
4.点火控制电路:点火逻辑控制器由Vl、V2、V3等组成。其逻辑功能为:H=F。其中:H一点火逻辑控制器输出信号:D一点火比较放大器输出信号;F一气阀比较放大器输出信号。当输入D为低电平信号,F为高电平信号时。输出H为高电平信号,点火器获得高电平输入信号而开始点火。点火比较放大器由A2、R16、R17、C12、R18组成。R16、R17分压电路为A2反相端提供6.9V基准电压。
低电平6秒保持电路由R14、C11积分电路组成。当信号隔离分配器送来高电平时。低电平保持电路开始积分。在6秒内使点火比较放大器的正相输入电压小于6.9V。输出信号D为低电平。而气阀比较放大器输出信号F为高电平,因为有H=F。所以点火逻辑控制器输出高电平信号。点火器开始点火,燃气灶生火工作,大约6秒以后,低电平保持电路的积分输出电压大于6.9V,D为高电平,导致点火逻辑控制器输出低电平。点火器停止点火,燃气灶进入正常工作状态。放电控制电路l由R15、V6、R24组成。作用是当燃气阀关闭时。F点出现低电平,经过R24。在V6基极出现低电平,V6集电结导通。低电平保持电路中的积分电容Cll迅速放电。为下一次点火作准备。C10为信号滤波电容器,保证低电平6秒保持电路的有效工作。
5.熄火保护电路:熄火保护比较放大器由双金属开关RF、A4等组成;输出控制电路由R29、V8组成;低电平延时电路由R34、C16、VD3组成:放电控制电路2由V9、R26组成。
燃气灶正常工作时,双金属开关RF受热闭合。A4反相输入电压高于正相端电压,A4输出低电平。燃气灶正常工作。
当燃气灶突然熄火时。RF触点分开。A4反相输入电压为6V基准电压。此时同相输入电压大于6V。A4输出高电平。通过R29使V8导通。V7截止,燃气阀失电关闭。防止了燃气的泄漏。低电平延时电路的作用是,燃气阀开通,电路点火时,F点为高电平。V9集电结截止,R34、C16积分电路开始充电,C16上电压由零逐渐上升,6秒点火期内A4同相端的电压小于6V。A4输出低电平,确保顺利完成点火任务。燃气灶点火成功后。RF受热闭合。A4反相端的电压大于7.5V,A4输出低电平,熄火保护电路进入监测状态。在6秒点火期内,如果燃气灶点火不成功,RF触点无法闭合,A4反相输入电压为6V,而同相输入电压将超过6V,A4输出高电平信号。通过V8的控制使燃气阀关闭。达到燃气泄漏保护功能。
放电控制电路2的作用是当燃气阀关闭,F点为低电平时,V9导通,其C16通过V9集电结放电。为电路下次点火时低电平延时电路起作用作准备。
6.点火器电路:电路中D3、V4、V5、R3 ~R6、C5、D4、VDl、C6、,T2、D5、C8组成自激升压型开关电源,在C8上产生300V电压。为后级高压脉冲发生电路提供工作电源。其中V5为开关电源开关管;C5、R3为正反馈回路;D3为反向保护二极管,在脉冲回扫期将输入到V5发射结的反向高压旁路。防止V5击穿损坏;V4与R4、R5组成过流保护电路;V4、R6、VDl、D4、C6组成过压保护回路。一方面限制C8上的输出电压。防止SCR过压损坏。另一方面限制V5集电极上反向峰值电压,防止V5被击穿;D4、C8组成电源整流滤波输出电路;R7、C7、C8、T3、VD2、SCR、R28组成高压脉冲电路,产生15kV点火高压脉冲。改变R7、C7的参数,可改变高压脉冲的频率。
三、脉冲变压器T2、T3的参数与锅信号检测装置
1.T2的参数:采用E-16铁氧体磁芯,磁芯气隙为0.3 mm;nl为30匝,线径0.2mm;n2为180匝,线径0.12 mm;n3为30匝,线径0.2mm;n4为6匝。线径0.2mm。
2.T3的参数:采用煤气灶专用点火脉冲变压器骨架与磁芯:nl为20匝,线径0.47mm,绕于磁棒上;n2为1250匝,线径0.09 mm,分五部分绕制。
3.本控制装置使用金属锅时。
只要使用一个简单的金属探头就能自动检测到锅信号,如果金属锅与非金属锅都要使用时。必须使用压力传动开关K1才能检测到锅信号。
四、电路调试参数
l、电路部分关键点的电压见下图中所示。
2、电路各测试点的电压见表所示。
五、电路特点
控制电路中广泛采用比较放大器,具有抗干扰、控制可靠。电路所用元件少,成本低,功能齐全。实现了燃气灶的智能控制。给使用者带来乐趣。减轻工作压力。通过提高本控制装置中点火器的高压输出功率与高压脉冲频率。可以改造燃油灶。使它具有相同的自动控制功能。