燃氣電子控制器電路圖大全（吸閥安全型燃氣/自動(dòng)燃氣控制器）

燃氣電子控制器電路圖（一）

一款自吸閥安全型燃氣爐具脈沖控制器（如附圖所示，其中K1、K2分別為左、右爐開(kāi)關(guān)。本文以左爐為例介紹）。本控制器功能齊全，電路典型，市場(chǎng)占有率較大，可作為維修人員維修其他自吸閥安全型爐具脈沖控制器的參考。

1．電磁閥啟動(dòng)電路原理

在圖中，當開(kāi)關(guān)K1閉合后，C19通過(guò)R29和V10基極充電，V10導通，V11飽和，啟動(dòng)線(xiàn)圈L1得電，電磁閥吸合，燃氣通過(guò)電磁閥到達爐頭。當C19充電約0．5秒后，C19負端電壓小于0．5V，V10、V11截止，電磁閥吸合過(guò)程結束。

2．點(diǎn)火電路工作原理

（1）當K1閉合時(shí)，由于左爐火焰探針（A點(diǎn)）檢測不到火焰，加上比較器IC1-A有上拉電阻R5的偏置作用，IC1—A的第⑨腳為高電平，IC1-A第14腳輸出也為高電平，C4繹過(guò)R10開(kāi)始充電。開(kāi)始充電時(shí)IC1-B第④腳電壓高過(guò)IC1-B第⑤腳電壓，Ic1—B第②腳輸出為低電平，振蕩管V2基極得電起振，線(xiàn)圈T1次級感應的交流電壓經(jīng)過(guò)D8半波整流對C8充電，可控硅V4觸發(fā)極電流經(jīng)過(guò)D9、R14、V3的c—e極，使得V4導通。C8通過(guò)GYB1初級和V4放電。同時(shí)在GYB1次級感應一個(gè)高于12kV的高壓脈沖。由于V7基極無(wú)電流，V7截止，V5沒(méi)有觸發(fā)電流，V5截止，GYB2初級沒(méi)有電流通路，GYB2次級無(wú)感應高壓脈沖。

（2）當C4充電約8秒后，IC1-B第④腳電壓小于IC1—B第⑤腳電壓，LM339第②腳輸出為高電壓，V1、V3截止，T1次級無(wú)感應電壓，停止點(diǎn)火。

（3）在脈沖有放電高壓時(shí)，V12基極通過(guò)R32、D6得電而飽和，維持線(xiàn)圈L2得電而維持電磁閥開(kāi)通。如果脈沖控制器在點(diǎn)火時(shí)間（8秒）內，火焰探針檢測不到火焰（即點(diǎn)不看火），Ic1—B第②腳輸出為高電壓，V12沒(méi)有工作電流而截止。維持線(xiàn)圈L2沒(méi)有電流，電磁閥關(guān)閉，煤氣不能通過(guò)電磁閥到達爐頭。

3．火焰檢測電路工作原理

（1）煤氣燃燒時(shí)，火焰可在探針上產(chǎn)生一個(gè)負電勢（對地），此負電勢可以旁路掉R3、C1流過(guò)來(lái)的正電流，此負電勢大小與探針溫度（即火的大?。┏烧?。

（2）在點(diǎn)火時(shí)間（8秒）內，探針檢測到火焰時(shí)，R3、C1流過(guò)的正電流被旁路到地。IC1-A第⑨腳為負電壓（對地約-200mV）。IC1-A第14腳輸出為低電平，D4鎖住C4正極電壓值為0．5V，IC1—B第④腳為低電平，IC1-B第②腳輸出為高電平，D7、V2截止，點(diǎn)火停止；D6、V12截止。R24通過(guò)V15向V2基極提供一小電流，T1和V2組成的振蕩電路小幅起振（平均振蕩電流8mA），以保持火焰檢刪電路所需的交流信號。同時(shí)因為IC1-B第14腳輸出為低電平，故V8截止，V9、V12飽和，維持線(xiàn)圈L2得電，電磁閥維持住，燃氣可通過(guò)電磁閥到達爐頭。整機正常工作。

4．意外熄火保護功能

當爐具正常工作發(fā)生意外熄火故障時(shí)，探針檢測不到火焰，C1、R3流過(guò)的正電流不能被旁路到地，由于有偏置電阻R5的作用，IC1-A第⑨腳為高電平，IC1—A第14腳輸出為高電平，C14開(kāi)始充電，LM339第②腳輸出為低電平，脈沖控制器進(jìn)行第二次點(diǎn)火。在二次點(diǎn)火時(shí)間內，V12飽和，維持線(xiàn)圈L2得電，電磁閥仍維持。若在二次點(diǎn)火完畢探針仍檢刪不到火焰，IC1—A第14腳輸出仍為高電平，IC1-B第④腳為低電壓，LM339第②腳輸出為高電平，脈沖控制器點(diǎn)火完畢。V8飽和，V9、D6、V12截止，維持線(xiàn)圈L2因無(wú)電流，電磁閥關(guān)閉。燃氣不能到達爐頭。

5．意外熄火報警電路

當K1已經(jīng)閉合，電磁閥維持線(xiàn)圈L2無(wú)電流時(shí)，V13截止，V14飽和，蜂鳴器F1得電而發(fā)出報警聲。提示用戶(hù)燃氣灶具已經(jīng)意外熄火。［Page］

6．自鎖功能

當K1閉合，在火焰探針（A）檢測不到火焰信號時(shí)，IC1-A第⑨腳和第14腳為高電平。V6基極經(jīng)R7、D4、R9得電而飽和。若在此時(shí)K2閉合，由于V6鎖住IC1-A第⑥腳電壓為零，IC1-D第①腳為高電壓。V2、V7、V12均截止。K2控制的電路不工作。

7．附注

1）LM339為四電壓比較器；2）點(diǎn)火頻率調整電阻：R14；3）點(diǎn)火電流調整電阻：R25；4）點(diǎn)火時(shí)間調整電阻：R10（K1左爐）；R21（K2右爐）；5）電磁閥吸合時(shí)間調整電阻：R29；6）產(chǎn)品檢測標準，額定工作電壓：DC3V；工作電壓范圍：DC2．1～3.3V；點(diǎn)火頻率：8～15Hz／s（DC3V）≥3Hz／s（DC2．1V）；點(diǎn)火時(shí)間：7—10s；點(diǎn)火電流≤150mA；點(diǎn)火高壓：≥12kV；點(diǎn)火距離：≥4mm；點(diǎn)火火花顏色（形狀）：彎火弧形（藍白色）；電磁閥吸合時(shí)間：0．25s～0．75s；使用次數：≥50000次；反饋電阻：≥3．3M。

燃氣電子控制器電路圖（二）

由于能源的稀缺，如何使燃料資源利用更高效、更合理，已成為備受關(guān)注的民生大事。同時(shí)，燃氣安全隱患問(wèn)題也亟待解決。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，相關(guān)研究人員逐漸將控制理論應用于燃燒過(guò)程控制領(lǐng)域中。目前，西方發(fā)達國家燃燒控制技術(shù)發(fā)展比較成熟，但產(chǎn)品成本較高;我國燃燒控制技術(shù)相對落后，生產(chǎn)燃燒器以及燃燒控制設備沒(méi)有明確的質(zhì)量安全標準，故歐盟燃燒控制安全標準的引入具有重大意義。

1、設計規范

本設計符合EN298：2003安全標準規范。該標準規定了鼓風(fēng)或非鼓風(fēng)燃氣燃燒器和燃氣用具的自動(dòng)燃燒控制系統、程序控制裝置和與之相連接的火焰檢測裝置結構、功能、測試方法和標志要求。

2、關(guān)鍵技術(shù)

2.1、光電耦合器隔離高低壓技術(shù)

光電耦合器是一種把發(fā)光源、受光器及信號處理電路封裝在同一密閉殼體內的器件，其內部結構如圖1所示。工作時(shí)輸入的電信號驅動(dòng)發(fā)光二極管，使其發(fā)出一定波長(cháng)的光，被光探測器接收，產(chǎn)生光電流，經(jīng)進(jìn)一步放大后，將電信號直接輸出，即實(shí)了“電→光→電”的轉換及輸出。把光作為信號傳輸媒介，輸入端和輸出端在電氣特性上絕緣，這樣就實(shí)現了“電隔離”。

2.2、基于STC單片機ID的芯片加密技術(shù)

如果解密后的結果和EEPROM中的編碼相匹配，則進(jìn)入正常循環(huán);否則，使程序跑飛的同時(shí)清空所有EEPROM。此外，考慮到若加密驗證程序只放在主程序的開(kāi)始執行，則有被專(zhuān)業(yè)破解人員直接跳過(guò)加密驗證程序的可能，故系統設計時(shí)采用周期性加密驗證方式，提高系統保密性。

2.3、基于雙MCU的FailSafe技術(shù)

FailSafe技術(shù)要求在緊急狀況下可以立即切斷所有的危險輸出以防發(fā)生事故，即實(shí)現“故障導向安全”，也可稱(chēng)作“失效安全”。燃氣控制器使用的特殊性決定了該系統對安全性要求比較高，本設計在采用冗余技術(shù)的前提下實(shí)現了FailSafe。冗余技術(shù)又稱(chēng)為儲備技術(shù)，其核心理念是利用系統并聯(lián)模型來(lái)提高系統可靠性，一般分為工作冗余和后備冗余。本設計中采用前者，即多單元平均負擔工作，工作能力有一定冗余。

系統工作過(guò)程中，電磁閥對火焰的控制是影響安全的重要因素。當電磁閥打開(kāi)時(shí)即有燃氣釋放，若沒(méi)有火焰存在是十分危險的，故需確保在沒(méi)有火焰時(shí)電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)。

如表1所列，設計使用兩個(gè)MCU對電磁閥和火焰的狀態(tài)進(jìn)行檢測和控制。在認為兩個(gè)MCU同時(shí)出現故障的可能性非常低的前提下，當有一個(gè)MCU或相關(guān)器件出現故障時(shí)，會(huì )在另一個(gè)MCU的控制下關(guān)閉電磁閥，并切斷所有的危險輸出，如燃氣釋放。假設每個(gè)MCU及相關(guān)部件出現故障的幾率是1%，雙MCU控制時(shí)出現故障的幾率僅為0.01%，即通過(guò)雙MCU控制實(shí)現了FailSafe。

3、系統設計

功能設計要求略——編者注。

3.1、系統工作流程

燃氣控制器的系統運行流程如圖2所示，虛線(xiàn)框內的各模塊是控制器中實(shí)際包含的模塊，而左側矩形框內表示該控制器所要檢測和控制的外圍設備及相關(guān)電路。

圖中編號與燃燒控制系統工作流程相對應：

①系統運行過(guò)程中，外圍輸入信號通過(guò)接口電路被控制系統的輸入模塊接收;

②經(jīng)過(guò)輸入模塊處理后的信號被中央處理模塊所接收;

③中央處理模塊中的兩個(gè)MCU對輸入信號進(jìn)行分析和處理;

④通過(guò)故障處理模塊對系統運行故障進(jìn)行檢測和處理，并將處理結果反饋給中央處理模塊;

⑤中央處理模塊將分析和處理后的信號傳輸給輸出控制模塊;

⑥輸出控制模塊將低壓控制信號通過(guò)繼電器來(lái)控制高壓信號，最后通過(guò)接口電路對外圍設備運行進(jìn)行自動(dòng)化控制。

在以上各模塊工作的過(guò)程中，均由電源管理模塊提供適當電壓。