我家厨房灶具上的电火花点火器“罢工”了。我买了一个新的，替换了旧的，一切恢复了正常。但是，我决定研究一下旧的点火器，看看它是如何设计的，以下是我的发现。
图1：厨房炉灶点火器电路板。
我根据这个小电路板画出了它的原理图。我猜想上头的霓虹灯是NE-2，因为找不到这个灯的专有名称。但无论如何，它看起来就像是NE-2。
这个电路板上面还有一个升压变压器。它被包裹在一个褐色、很难渗透但透明的环氧树脂中。
图2：点火器变压器采用环氧树脂包裹。
环氧树脂内部似乎只包含变压器。因此当我测量次级绕组的直流电阻为540Ω时，我发现次级绕组的匝数非常大，这意味着匝数比确实非常高。
基本操作似乎是张弛振荡器将脉冲传送到NPN基极。每次NPN使变压器初级产生脉冲时，变压器次级就会产生高压火花。我不清楚设计人员如何确保NPN始终保持在其安全工作区(SOA)限制内，因为据我所知，变压器的初级绕组并未采取任何瞬态保护措施。
为了证明我对该模块的理解，我进行了以下SPICE仿真。
图3：此仿真结果与点火器的实际操作相符。
为方便起见，变压器在图中用电阻R6代替了，这样就可以用该模型演示NPN晶体管的开关情况。
最大的仿真问题是针对霓虹灯建模，因为这种元件并未包含在SPICE软件中。然而，在知道NE-2型灯泡在施加90V电压时会“点燃”或打开，而在接近60V时会熄灭或关闭后，我做出了这个模型，如图中的黄色高亮部分所示。不必对电离气体的导通电阻进行仿真，因为这种灯必须始终与镇流电阻一起使用，后者的阻值比灯本身的电极间电阻要高很多。
这个仿真大约每秒会产生3个脉冲，这与我准备炒些鸡蛋时，在厨房使用炉灶的实际操作情况非常相符。
（原文刊登于EDN美国版，参考链接：Reverse engineering an electrical spark igniter）
本文为《电子技术设计》2020年5月刊杂志文章，版权所有，禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里。
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