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前几天在淘宝找各种手电筒的时候,无意间看到一个带手电筒功能的电弧打火机。造型还不错,透明的可以看到内部电路板,关键是价格只有16元,我就赶紧下单搞了一个。 这个打火机外壳是透明的亚克力材质,两边和盖子上的白色条纹,是摄影灯在上面反光造成的,实际是没有的。 背面有一个硕大的COB光源。 侧面是这个COB光源的开关。 另一个侧面是用来锁住盖子的。把这个金属杆拨下来之后,按PUSH键盖子就会弹开。 开盖打着火之后是这种电弧,看着比较弱小。 打火的时候,可以看到电路板上的电量指示灯亮了,分了四个档位,现在应该是满电状态。 拆解非常容易,直接把侧面的COB光源的开关按键扣下来。然后直接把内部结构抽出来即可。 电路板也比较简单,单面板,通过导线引出了COB光源,Type-C充电接口,打火按键,高压电弧发生器、锂离子电池包等。 看看背面,板子上只插焊了一个按键,这个按键是开关COB光源那个。这时候可以看清这个高压电弧发生器里有两个线圈绕组。另外可以看到电池包上写着好像是220mAh,有点看的不太清楚。 关于这个打火机上的COB照明,我基本上没啥兴趣,最近拆解手电筒拆解的比较多,有对恒流驱动LED感兴趣的可以移步:微弧氧化、疾速充能、秒速换电、铜块散热、防水风扇,这是要搜索救援还是要上天? 所以拆解这个打火机主要来探索一下这个电弧是如何产生的。 电弧发生装置。 仔细观察这个电弧发生器,和电路板之间有四根铜线连接,两个绕组,每个绕组各有两根线,其中两个绕组各有一根线是拧在一起,焊在电池的正极了。另外各有一根线连接到这一堆过孔所在的铜皮了。 而那两块铜皮通过过孔连接到板子正面的MOS管的D极了。 通过上图可以看到,两个MOS的栅极都左边的SOP-14的器件了。 而两个MOS的S极都通过焊盘上打过孔打到板子背面,然后通过铜皮走到了电池的负极。 观察这个高压电弧发生器,这显然是两个变压器。 通过MCU来控制两个MOS有序导通,即可控制两个变压器的主绕组产生电磁场,电磁场耦合到来另外一个副绕组,如果匝数比足够大,那么产生的感应电压就会非常高,从而能够击穿空气,产生电弧。 回到这个图,可以看到同一个绕组引出的线,分布在对角,这样就会产生对角线电弧,两个对角线电弧交叉,就是开始打着火之后的图案。另外,这个上面套的这个黑色小件,应该是陶瓷材质的,必须要能耐高温,且绝缘。 大概画了一下这部分的电路图。 最后看一眼这个打火机的全家福。 关于这种电弧发生装置,其实可以使用的地方很多。 光纤熔接就可以通过这种电弧实现,我在知网找了一个文章,是通过T型三相电弧实现光纤熔接的。 前两天和一个朋友吃饭聊天,他之前做过一个类似的项目,通过单片机控制三个电极产生三角形的电弧,在这个三角形的中心就会产生一个温度比较稳定的高温区域,可以用来熔接光纤。 其实我接触的最早的电弧相关的应用,应该是氩弧焊,全称为氩气体保护焊,就是在电弧焊的周围通氩气作为保护气体,将空气隔离在焊接区域外,进而防止焊区氧化。其中这里的电弧就是焊机通过一根很尖的钨棒,对待焊物件进行放电产生的电弧。这个温度非常高,足以在很短的时间内把焊材融化,从而完成焊接。 我以前因为工作原因,每天都可以看到焊工在焊接,有时候兴趣来了也会找几根废管子,自己打磨坡口,然后学习焊接,在专业焊工的指导下能焊接出漂亮的龙鳞纹。这里面有比较关键的一点,就是不要把钨棒的尖怼到焊材或者融化的焊料上,因为一旦接触了,就不能击穿空气产生电弧了啊。 其实焊接本质上是一种增材工艺,所以我就联想到,金属增材工艺,是不是通过多轴框架来控制焊把的空间位置和角度,产生电弧融化焊材实现金属3D打印的呢?有做金属增材的大佬可以科普一下。 |