李德輝 周 亮 鄧天軍

（廣東美的暖通設(shè)備有限公司，廣東 佛山 528311）

1 火焰檢測(cè)原理圖

在燃?xì)鉅t控制上，采用離子火焰檢測(cè)方法檢測(cè)火焰，要求整機(jī)必須可靠良好地接地，這樣電路板通過(guò)傳感器對(duì)整機(jī)地線之間有泄露電流產(chǎn)生。 其中 C1，C2，R1，R2，R7，D1，R4，R5 組成鉗位電路；C3的作用是隔直通交，得到直流分量。如圖1所示。

圖1

2 鉗位電路分析

二極管假如為理想二級(jí)管(ON/OFF)模型分析：

2.1 當(dāng)輸入電為正1/4周期內(nèi)：二極管順偏導(dǎo)通(ON)，以短路取代，電源通過(guò)電阻R1電容器開(kāi)始充電至輸入電壓峰值VC＝Vm,當(dāng)輸入電壓為正峰值時(shí)得到輸出電壓最大值為VC-Vm＝0。

2.2 電源電壓在1/4周期后開(kāi)始下降VI＜VC，二極管逆偏截止(OFF)，以開(kāi)路取代,電容器如同串聯(lián)的直流負(fù)偏壓，使得輸入信號(hào)加入了直流成分而下移,同時(shí)電容器通過(guò)電阻R1和R進(jìn)行放電。如果放電電阻R足夠大時(shí)，電容器上電壓幾乎保持不變，仍然為VC＝Vm。這樣當(dāng)VI降到負(fù)的峰值Vm時(shí)，輸出電壓最低為-2Vm。

2.3 電源再轉(zhuǎn)入正半周時(shí)，由于電容上已經(jīng)有電壓，所以二極管不能導(dǎo)通，只有當(dāng)輸入電壓大于電容上的電壓時(shí)，二極管才導(dǎo)通。但是由于電阻R1的大小影響充電時(shí)間，電容R1+R的大小影響放電時(shí)間，所以電容器的電壓VC不可能達(dá)到或接近Vm。充電時(shí)間和放電時(shí)間與電容C有很大關(guān)系。

3 響應(yīng)時(shí)間

火焰檢測(cè)建立檢測(cè)時(shí)間和火焰熄滅檢測(cè)時(shí)間要求比較嚴(yán)格，但是由于電容的充電和放電過(guò)程需要時(shí)間，所以需要調(diào)節(jié)電容的大小達(dá)到要求，火焰建立在1秒之內(nèi)檢測(cè)到，火焰熄滅時(shí)間在2秒內(nèi)檢測(cè)到。

4 器件失效分析

4.1 如果電容C3失效，失效可能的結(jié)果是電容短路或開(kāi)路；如果C3短路，則輸出信號(hào)為5V；如果C3開(kāi)路，則輸出信號(hào)為脈沖波形。這樣需要軟件進(jìn)行處理，可以通過(guò)軟件在檢測(cè)的時(shí)候，對(duì)60Hz的內(nèi)AD值進(jìn)行一次取平均，如果平均在2-3V之內(nèi)則認(rèn)為器件電路板故障。

4.2 火焰探測(cè)針碰鈑金波形。此時(shí)輸出電壓約2V，這種情況需要區(qū)別沒(méi)有火焰4V以上和有火焰0V，同時(shí)需要給出故障提示。

4.3 火焰偏低檢測(cè)要求。在火焰偏低的情況下,由于在實(shí)際操作中很難通過(guò)調(diào)節(jié)火焰來(lái)實(shí)現(xiàn)火焰偏低的檢測(cè)，所以目前檢測(cè)火焰大小測(cè)試是根據(jù)WHITE-RODGERS控制板的要求，檢測(cè)有效的最小電流：1ua DC*，檢測(cè)無(wú)效的最大電流：0.1uA DC*，最大允許的泄露電阻為100M ohms。我們仿真可知有效電流為1uA DC，輸入端電壓在1V之內(nèi)，同時(shí)泄露電阻為50M ohms，故初步采用檢測(cè)到電壓高于1V則認(rèn)為火焰偏小或無(wú)火焰的方式來(lái)解決火焰偏低問(wèn)題。

4.4 電容C1，C2失效。電容C1或C2斷路，此時(shí)輸出為5V；如果C1和C2其中1個(gè)，整個(gè)回路基本不受影響，只是輸出波形紋波偏大，保護(hù)功能正常；如果C1和C2兩個(gè)都短路，在沒(méi)有火焰的時(shí)候輸出1-3V的波形，可以判斷出來(lái)。

4.5 鉗位二極管D1失效。如果對(duì)地鉗位二極管短路，二極管輸出為0V,這需要測(cè)試在沒(méi)有火焰或待機(jī)狀態(tài)下的輸入電壓，如果為0V需要報(bào)故障，在有火焰期間如果二極管對(duì)地短路，就會(huì)存在由于中途燃?xì)忾y燃?xì)獾脑驅(qū)е禄鹧嫦?。由于輸出?duì)5V也有鉗位，而且前面的限流電阻為M歐級(jí)別，使用過(guò)程中基本上不會(huì)產(chǎn)生擊穿二極管的電流，為安全起見(jiàn)采用反相電壓為400VDC正向電流為1A的FM404是不錯(cuò)的選擇。

如果對(duì)+5V的鉗位二極管短路，則輸出為5V。如果此二極管開(kāi)路，則可能產(chǎn)生一個(gè)高于5V的電壓，系統(tǒng)報(bào)故障的同時(shí)可能燒毀器件，所以需要串接一個(gè)100K的限流電阻。最嚴(yán)重的時(shí)候電源通過(guò)C1和C2和地鉗位的二極管構(gòu)成正向鉗位，在輸入端的最大交流電流峰值：（120*1.414*2-5）/100k＝3.3mA。

5 總結(jié)

5.1 圖1所示的原理圖可以實(shí)現(xiàn)火焰檢測(cè)的判定。

5.2 火焰檢測(cè)利用火焰的等效于二極管單向?qū)ǖ奶攸c(diǎn)，采用把交流信號(hào)通過(guò)負(fù)鉗位產(chǎn)生一個(gè)負(fù)的直流分量，實(shí)現(xiàn)把小電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，通過(guò)電容濾波和隔直通交的特性把直流成分提取出來(lái)供芯片檢測(cè)。

5.3 LM358起電壓跟隨的作用，避免由于芯片的輸入阻抗影響檢測(cè)，同時(shí)方便在測(cè)試的時(shí)候可以利用萬(wàn)用表和示波器觀察芯片輸入電壓，不致影響輸入。