PICl6C711的燃气灶点火控制器设计.docx

PICl6C711的燃气灶点火控制器设计1 引言目前我国约有1 000家燃气灶具生产企业.年产量约3 000万台.其中规模较大、产品质量和管理水平好的企业只有100家左右,其余大部分则是简单组装型企业.由于这些组装型企业的产品质量和技术普遍较低.随着国家燃气灶具产品生产许可证换(发)证制度的实施,超过600家的企业将被强制淘汰.如何降低成本,生产性能稳定,节省能源的燃气灶是各燃气灶具生产企业取胜的关键,而脉冲点火控制器则是燃气灶中核心部分.本文介绍了一种高性价比的燃气脉冲点火控制器设计,采用Microchip公司生产的PICl6C7ll单片机作为主控器,实现了点火的智能化和火焰检测的无传感器设计,同时使能源的消耗降到最低.2 脉冲点火控制系统脉冲点火控制器系统主要实现的功能:安全自检;点火控制;熄火保护;故障报警.图l是脉冲点火控制器的工作流程.整个系统由点火开关控制,当用户按下点火开关时,点火针产生高压火花,为了保证安全,延时0.1秒后再由点火控制器控制燃气阀打开,并通过火焰检测判断点火是否成功,若有火焰信号则停止点火,同时启动反馈检测功能.整个过程能有效避免出现燃气阀打开而未燃烧的状况,大大提高了产品的安全性和可靠性.脉冲点火控制器系统比普通燃气灶增加了脉冲点火控制电路、电磁阀控制、火焰探测针等装置，系统框图如图2所示。即在工作时，由单片机PICl6C7ll先输出控制信号触发点火控制电路、火焰检测反馈电路，通过火焰检测反馈电路检测火焰，并将检测的结果反馈至单片机，单片机可根据输入的火焰检测信号控制电磁阀的开、闭，从而保证了燃气灶在发生意外熄火及回火状态时，控制系统能及时关闭电磁阀，关断燃气通路，避免了因熄火引发的安全事故。3 系统设计硬件3.1 PICl6C71l简介PICl6C7ll是Microchip公司推出的一种CMOS工艺的8位单片机,具有高性能RISC结构CPU、8级硬件堆栈、13个双向I/0口、4路8位A/D;I/0驱动吸收电流可达25 mA,还具有看门狗电路,由于其指令简单(仅35条),操作方便,因此,可广泛应用于仪表、控制领域.在脉冲点火器设计中,PICl6C7ll作为主控器负责用户的按键查询、火焰检测、电磁阀的通关、点火控制等功能,下面重点对脉冲点火控制电路和火焰检测电路进行介绍.3.2 脉冲点火控制电路脉冲点火控制电路如图3所示,其工作原理:晶体管Q2控制TT变压器振荡电压,Q1维持变压器振荡,而Q1,Q2都由单片机的I/O端口控制.其中D1为一只10 V稳压管.当一个I/0口发出点火信号,变压器开始振荡,次级产生约180 V的高压信号.高压信号通过二极管整流向C1充电,这样高压信号就可施加到可控硅.同时TT次级也向稳压管产生高电压,若高电压达到稳压管的击穿电压,稳压管被击穿,此时二极管导通,触发可控硅D3,D4导通,从而在单点火高压包初级产生高电压,次级也产生12 kV18 kV的高电压.点火针接至Tl,T2的次级,所以点火信号从单片机发出后,会在点火针产生电火花,从而达到点火目的.该点火电路原理比较复杂,一般情况会考虑使用多个I/O端口控制.但是本系统设计双灶只采用一个I/O端口,节省单片机的I/O端口资源,从而简化点火控制,降低产品成本,使程序易于控制点火.该点火控制电路不仅应用于灶具点火,也可用于热水器等家用电器.3.3 火焰检测电路火焰检测电路如图4所示,该电路融合了点火电路和火焰检测电路,摒弃了传统的传感器检测思想,采用物理原理和简单电路实现火焰检测设计,简化电路设计,降低产品成本,软件编程易于实现.其工作原理:图4中的变压器的振荡电路可与点火电路共用,晶体管Ql的作用与振荡电路中的Q2完全相同,都是维持变压器振荡.南于变压器输出交流信号,燃气燃烧产生离子体,火焰产生正负极离子体,当交流信号到达火焰检测信号探针处,交流信号可在火焰上形成通路,从而火焰起到一个二极管整流作用,使火焰探针左侧的电容充电,产生一个负电压,经过比较器后变成低电平,由单片机的I/0口检测,从而完成火焰信号的检测.4 系统软件设计为了使燃气灶点火控制器实现双灶的单独开启和同时开启,除了共用的系统安全自检外,程序可运行于3种点火模式:灶1点火;灶2点火;灶1、灶2同时点火.单炉点火的程序流程如图5所示.点火过程同时检测火焰,若点不着可反复几次,并设定时间,若在限定时间内不能成功点火则报警.5 结语系统设计采用PIC16C7ll作为主控器件,实现燃气灶脉冲点火控制器设计,更新现有燃气灶,提高产品质量.通过在硬件中增加脉冲点火电路、火焰检测电路,在软件中优化点火控制顺序,从而保证了整个燃气系统的稳定性和安全性.嵌入式培训哪里好？选择成都嵌入式培训开启企业定制达内就业直通车，达内科技