高頻電弧打火的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種打火機，特別是一種高頻電弧打火機。包括外殼和設置其中的電子點火電路，所述電子點火電路包括直流電源、高頻引弧電路、一對放電針和無觸點電子開關。本實用新型高頻電弧打火機由于采用了內阻小、驅動電壓低的低壓驅動雙MOS管的功率場效應管構成無觸點電子開關作為電源總開關，適合以鋰電池作為電源的電弧打火機，同時由于沒有機械觸點，工作更可靠，使用壽命更長。并設有瞬態(tài)高壓吸收電路和延時放電電路，能避免調試中和使用中意外過壓。高壓引弧線采用可卸金屬錐針、定位準確、更換方便、易引弧、噪聲低；以觸摸開關替代機械開關、美觀大方、永不磨損。
【專利說明】高頻電弧打火機

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種打火機，特別是一種高頻電弧打火機。

【背景技術】
[0002] 電弧型打火機，大氣污染小，充電方便、安全可靠，深受廣大用戶喜愛。但目前市場 上的電弧打火機普遍存在可靠性差、噪聲大的缺點，究其原因有三點：（1)電弧型打火機公 共總電流較大，而現(xiàn)有電弧型打火機的電源總開關均為小型的機械開關，在大電流下通斷 易損壞；（2)沒有過壓保護措施，在高壓放電距離變大的狀態(tài)下，易使引弧電路中高壓三極 管過壓損壞和升壓變壓器過壓擊穿；（3)高壓引弧線都采用普通的銅線，硬度低、引線無定 位，頭部表面無處理，引弧效果差、噪聲大，更換和維護也不方便，以上這些問題嚴重阻礙電 弧型打火機普及應用。


【發(fā)明內容】

[0003] 本實用新型的目的在于為克服現(xiàn)有技術的不足而提供一種高可靠、使用壽命長的 高頻電弧打火機。
[0004] 為了達到上述目的，本實用新型提供了一種高頻電弧打火機，包括外殼和設置其 中的電子點火電路，所述電子點火電路包括直流電源、高頻引弧電路、一對放電針和點火開 關，所述點火開關控制高頻引弧電路工作電源，通過所述一對放電針放電完成點火，其特征 在于：所述點火開關為無觸點電子開關，所述無觸點電子開關包括功率場效應管和觸發(fā)電 路，所述功率場效應管串接在高頻引弧電路的電源回路中，所述功率場效應管為低壓驅動 M0S管，所述觸發(fā)電路與所述功率場效應管G極連接控制功率場效應管的導通和截止。
[0005] 本實用新型高頻電弧打火機由于采用了內阻小、驅動電壓低的低壓驅動M0S管的 功率場效應管構成無觸點電子開關作為電源總開關，適合以鋰電池作為電源的電弧打火 機，同時由于沒有機械觸點，工作更可靠，使用壽命更長。
[0006] 下面將結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 附圖1為本實用新型具體實施例基本電路原理圖；
[0008] 附圖2為本實用新型設有瞬態(tài)1?壓吸收電路具體實施例電路原理圖；
[0009] 附圖3為本實用新型設有延時放電電路具體實施例電路原理圖；
[0010] 附圖4為本實用新型設有安全開關具體實施例之一電路原理圖；
[0011] 附圖5為本實用新型設有安全開關具體實施例之二電路原理圖；
[0012] 附圖6為本實用新型具體實施例打開狀態(tài)外觀示意圖；
[0013] 附圖7為本實用新型放電針安裝座具體實施例之一局部分解示意圖；
[0014] 附圖8為本實用新型放電針安裝座具體實施例之二俯視結構示意圖；
[0015] 附圖9為附圖8 A-A剖視圖。

【具體實施方式】
[0016] 如圖6所不，1?頻電弧打火機包括外殼和設置其中的電子點火電路。所述電子點 火電路包括直流電源E、商頻引弧電路、一對放電針和點火開關，所述點火開關控制商頻引 弧電路工作電源，通過所述一對放電針放電完成點火，其中，所述點火開關為無觸點電子開 關。如圖1所示，所述無觸點電子開關包括功率場效應管VI和觸發(fā)電路，所述功率場效應管 VI串接在高頻引弧電路的電源回路中，所述功率場效應管VI選用內阻小、低壓驅動的M0S 管(如IRF2805、HSMS-2805等型號的功率場效應管)，也可以采用雙M0S管并聯(lián)的方式連接， 以加大工作電流，所述觸發(fā)電路與所述功率場效應管VI的G極連接，控制功率場效應管VI 的導通和截止。所述觸發(fā)電路可以是由機械開關S2及限流電阻R1串聯(lián)而成，兩端分別連 接在電源正極和功率場效應管VI的G極上，如圖3所示；觸發(fā)電路也可以是由放大三極管 V3和觸摸片電阻R2及保護電阻R3組成的觸摸開關構成，放大三極管V3的發(fā)射極和集電極 分別與電源正極和功率場效應管VI的柵極連接，放大三極管V3的基極經(jīng)過觸摸片電阻R2 及保護電阻R3與電源負極連接，如圖4所示，圖中R2代表人體觸摸電阻，R3為限流電阻， 防止R2短路燒壞三極管V3。觸摸開關的特點是通斷狀態(tài)近似于零功耗，無磨損，使用壽命 長。
[0017] 所述高頻引弧電路包括間歇振蕩電路和升壓部分，間歇振蕩電路可選用各種現(xiàn)有 電路，如RC振蕩電路、LC振蕩電路，升壓部分采用變壓器升壓。如圖1所示，本具體實施例 中，所述高頻引弧電路包括升壓變壓器T1和功率三極管V2，所述升壓變壓器T1設有初級繞 組L1、次級繞組L3和正反饋繞組L2,所述功率三極管V2集電極經(jīng)過初級繞組L1與電源正 極連接，所述功率三極管V2發(fā)射極經(jīng)過由功率場效應管VI構成的所述無觸點電子開關與 電源負極連接，所述功率場效應管VI的漏極與所述功率三極管V2發(fā)射極連接，所述正反饋 繞組L2 -端與電源正極連接，另一端經(jīng)過反饋電阻R8與功率三極管V2基極連接形成正反 饋，構成所述高頻引弧電路，所述次級繞組L3的兩端分別與所述一對放電針連接。本高頻 引弧電路具有電路結構簡單，工作可靠的優(yōu)點。由于鋰電池具有能量比較高，使用壽命長， 額定電壓高、具備高功率承受力及綠色環(huán)保的優(yōu)點，本實用新型中選用鋰電池作為直流電 源，優(yōu)選帶電池保護電路U1的鋰電池，如DW01型電池保護電路。為了加速功率三極管V2 的關斷過程，所述正反饋支路中還串聯(lián)有隔離二極管，所述隔離二極管負極朝向功率三極 管基極，所述隔離二極管為低頻二極管，其極間電容比快速二極管大十倍以上。
[0018] 如圖1-5所示，所述正反饋繞組L2與所述功率三極管V2基極之間還串聯(lián)有隔離 二極管VD2,所述隔離二極管VD2為低頻二極管，如1N4007,其極間電容比快速二極管如 1N4148大十倍以上，一般在40PF以上。
[0019] 由于1?頻引弧電路是一個1?頻間歇振蕩電路，功率二極管V2關斷后，功率二極管 V2的集電極和發(fā)射極之間必將產(chǎn)生較大的峰值電壓，通過升壓變壓器T1初級繞組L1的耦 合，在次級繞組L3上產(chǎn)生很高峰值電壓，這高壓使空氣電離，產(chǎn)生電弧。如果高壓放電端 相對距離過大（>6mm)，此時一旦通電后斷開，將導致功率三極管V2的集電極和發(fā)射極之間 關斷電壓過高。此外，裝配距離控制不好或放電針對不齊，將導致次級繞組L3上功率三極 管V2上輸出電壓過高，損壞功率三極管V2,損壞升壓變壓器T1 ;即使裝配較好，長期使用放 電，產(chǎn)生的高溫影響會使放電針的放電端相對距離變大。由于上述隱患的存在，現(xiàn)有產(chǎn)品故 障率高達1(Γ20%。為了解決上述問題，如圖2所示，本實用新型所述高頻引弧電路中還設 有瞬態(tài)高壓吸收電路。所述瞬態(tài)高壓吸收電路由瞬變電壓抑制二極管VD1 (TVS管)和吸收 電容C1組成，所述吸收電容C1與瞬變電壓抑制二極管VD1正極連接形成串聯(lián)支路，所述瞬 變電壓抑制二極管VD1負極與功率三極管V2集電極連接，所述吸收電容C1另一端與功率 場效應管VI的源極連接。
[0020] 此外，還可設有點火開關的關斷過壓保護二極管VD3,所述關斷過壓保護二極管 VD3負極與電源正極連接，所述關斷過壓保護二極管VD3正極與所述功率三極管V2發(fā)射極 連接。關斷過壓保護二極管VD3起鉗位作用，能防止低壓功率場效應管VI關斷過程過電壓。
[0021] 由于瞬變電壓抑制二極管VD1反復吸收浪涌會引起發(fā)熱，嚴重發(fā)熱甚至會導致爆 裂，為了防止瞬變電壓抑制二極管VD1出現(xiàn)上述情況，如圖3所示，本具體實施例中，所述高 頻引弧電路還設有延時放電電路，所述延時放電電路由第一分壓電阻R6、第二分壓電阻R7 和放電三極管V4組成，所述第一分壓電阻R6和第二分壓電阻R7串聯(lián)后并在吸收電容C1 的二端，第一分壓電阻R6和第二分壓電阻R7串聯(lián)的中點接放電三極管V4的基極，放電三 極管V4的集電極和發(fā)射極分別接功率場效應管VI的柵極和源極。這樣，當過壓之后，吸收 電容C1上電壓能維持一定時間，此時間長短與第一分壓電阻R6和第二分壓電阻R7及吸收 電容C1組成時間常數(shù)τ有關。分壓使得放電三極管V4導通，在放電三極管V4導通期間， 高頻引弧電路停止工作，為瞬變電壓抑制二極管VD1贏得寶貴散熱時間，使瞬變電壓抑制 二極管VD1平均功率大大下降，確保了瞬變電壓抑制二極管VD1的安全。
[0022] 為了更加安全，防止誤操作，本實用新型中，所述外殼還可以設有頭蓋9,所述正反 饋支路或者觸發(fā)電路中還串聯(lián)有安全開關S3,所述安全開關與頭蓋9聯(lián)動，所述頭蓋9關閉 狀態(tài)下，安全開關S3斷開，所述頭蓋9開啟狀態(tài)下，安全開關閉合，如圖4、5所示。所述安 全開關S3串聯(lián)在正反饋繞組L2與所述功率三極管V2基極之間，所述安全開關S3觸點與 所述頭蓋9聯(lián)動，所述頭蓋9關閉狀態(tài)下，安全開關S3斷開，所述頭蓋9開啟狀態(tài)下，安全 開關S3閉合。還可以是如圖5所示，所述安全開關S3串聯(lián)在由放大三極管V3和觸摸片電 阻R2及保護電阻R3組成的觸摸開關構成的觸發(fā)電路中，具體是串聯(lián)在電源的正極和放大 三極管V3的發(fā)射極之間。
[0023] 為了方便裝配，保證裝配質量，本具體實施例優(yōu)選設有放電針安裝座1，安裝座1 選用耐高溫絕緣材料如陶瓷材料制成。所述放電針5由統(tǒng)一長度的硬金屬絲(如不銹鋼絲） 構成，如圖6所示，所述安裝座1設有兩個矩形凸臺8,使其具有兩個相對的側面，所述兩個 相對的側面上對應的位置分別設有與放電針5間隙配合的針孔2,所述兩個相對的側面上 的針孔2優(yōu)選處于一條直線上，所述安裝座1還設有均與針孔2聯(lián)通的引線孔4和緊定螺 孔3,所述緊定螺孔3與針孔2垂直，所述一對放電針5的尾部分別插入兩個相對的側面上 的針孔2中并壓在導電引線7上，并由緊定螺孔3中的緊定螺絲6固定壓緊放電針5和導 電引線7。所述放電針5的具體長度及針孔2的具體深度可根據(jù)具體的放電間隙距離確定， 所述安裝座1與放電針5之間設有限位機構限制兩放電針5端部之間的間距，以保證所述 一對放電針5的放電端間距（即放電間隙）一致，保證裝配質量。
[0024] 所述的限位機構可以有多種不同方式：如在所述兩個相對的側面上對應的位置分 別設有與放電針5間隙配合的垂直盲孔構成的針孔2,針孔2深度統(tǒng)一，所述一對放電針5 的尾部分別插入到底定位，并由緊定螺孔3中的緊定螺絲6固定壓緊放電針5和導電引線 7,所述放電針5的具體長度及針孔2的具體深度可根據(jù)具體的放電間隙距離確定，如圖8、 9所示。
[0025] 如圖7所示，或者在放電針5距放電端統(tǒng)一的位置設有突出的肩階，放電針5的尾 部插入側面上針孔2中時，通過所述肩階與側面的配合限位，從而保證所述一對放電針5的 放電端間距一致，保證裝配質量。
[0026] 為了提高引弧效率，穩(wěn)定高壓放電電弧，所述放電針5的前端優(yōu)選為錐形設計，利 用尖端放電的原理，提高放電效率，減小放電噪聲。
【權利要求】
1. 一種高頻電弧打火機，包括外殼和設置其中的電子點火電路，所述電子點火電路包 括直流電源、商頻引弧電路、一對放電針和點火開關，所述點火開關控制商頻引弧電路工作 電源，通過所述一對放電針放電完成點火，其特征在于：所述點火開關為無觸點電子開關， 所述無觸點電子開關包括功率場效應管和觸發(fā)電路，所述功率場效應管串接在高頻引弧電 路的電源回路中，所述功率場效應管為低壓驅動MOS管，所述觸發(fā)電路與所述功率場效應 管G極連接，控制功率場效應管的導通和截止。
2. 根據(jù)權利要求1所述的高頻電弧打火機，其特征在于：所述高頻引弧電路包括升壓 變壓器和功率三極管，所述升壓變壓器設有初級繞組、次級繞組和正反饋繞組，所述功率三 極管集電極經(jīng)過初級繞組與電源正極連接，所述功率三極管發(fā)射極經(jīng)過由功率場效應管構 成的所述無觸點電子開關與電源負極連接，所述功率場效應管的漏極與所述功率三極管發(fā) 射極連接，所述正反饋繞組一端與電源正極連接，另一端經(jīng)過反饋電阻與功率三極管基極 連接形成正反饋支路，構成所述高頻引弧電路，所述次級繞組的兩端分別與所述一對放電 針連接。
3. 根據(jù)權利要求2所述的高頻電弧打火機，其特征在于：所述高頻引弧電路還設有瞬 態(tài)高壓吸收電路，所述瞬態(tài)高壓吸收電路由瞬變電壓抑制二極管和吸收電容組成，所述吸 收電容與瞬變電壓抑制二極管正極連接形成串聯(lián)支路，所述瞬變電壓抑制二極管負極與功 率三極管集電極連接，所述吸收電容另一端與功率場效應管的源極連接。
4. 根據(jù)權利要求3所述的高頻電弧打火機，其特征在于：所述高頻引弧電路還設有延 時放電電路，所述延時放電電路由第一分壓電阻、第二分壓電阻和放電三極管V4組成，所 述第一分壓電阻和第二分壓電阻串聯(lián)后并在吸收電容Q的二端，第一分壓電阻和第二分壓 電阻串聯(lián)的中點接放電三極管V4的基極，放電三極管的集電極和發(fā)射極分別接功率場效 應管的柵極和源極。
5. 根據(jù)權利要求2所述的高頻電弧打火機，其特征在于：所述正反饋繞組與所述功率 三極管基極之間還串聯(lián)有隔離二極管，所述隔離二極管為低頻二極管，其極間電容比快速 二極管大十倍以上。
6. 根據(jù)權利要求2所述的高頻電弧打火機，其特征在于：所述外殼設有頭蓋，所述正反 饋支路或者觸發(fā)電路中還串聯(lián)有安全開關，所述安全開關與頭蓋聯(lián)動，所述頭蓋關閉狀態(tài) 下，安全開關斷開，所述頭蓋開啟狀態(tài)下，安全開關閉合。
7. 根據(jù)權利要求2所述的高頻電弧打火機，其特征在于：所述觸發(fā)電路是由放大三極 管和觸摸片電阻組成的觸摸開關構成。
8. 根據(jù)權利要求2所述的高頻電弧打火機，其特征在于還設有點火開關的關斷過壓保 護二極管，所述關斷過壓保護二極管負極與電源正極連接，所述關斷過壓保護二極管正極 與所述功率三極管發(fā)射極連接。
9. 根據(jù)權利要求1所述的高頻電弧打火機，其特征在于設有放電針安裝座，所述放電 針由金屬絲構成，所述安裝座設有兩個相對的側面，所述兩個相對的側面上對應的位置分 別設有與放電針間隙配合的針孔，所述安裝座還設有均與針孔聯(lián)通的引線孔和緊定螺孔， 所述緊定螺孔與針孔垂直，所述一對放電針的尾部分別插入兩個相對的側面上的針孔中， 所述安裝座與放電針之間設有限位機構限制兩放電針端部之間的間距，并由緊定螺孔中的 緊定螺絲固定，所述放電針的前端為錐形設計。
10.根據(jù)權利要求1所述的高頻電弧打火機，其特征在于：所述直流電源選用帶電池保 護電路的鋰電池。
【文檔編號】F23Q3/00GK203869086SQ201420278409
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權日:2014年5月27日
【發(fā)明者】劉冰冰, 周文俊, 劉希真 申請人:溫州大學城市學院