冷灯泡的启动装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了一种冷灯泡的启动装置及控制方法，包括电流采样电路、微处理器控制单元、IGBT工作回路以及设于IGBT工作回路中的冷灯泡，通过在电流采样电路中增加一路输出，将采集到的电流值输出至微处理器控制单元中，并且能够在进行短路保护后，微处理器控制单元进一步对冷灯泡是真正短路还是加载冷灯泡进行识别和处理，微处理器控制单元通过执行短路‑保护‑解锁‑供电，使冷灯泡持续的通过电流，电阻丝阻值随着发热而不断增大，最终达到额定值，冷灯泡加载成功。具有当冷灯泡发生短路后，能够有效的执行保护动作，保护发电机和冷灯泡安全的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发电机应用领域，尤其是涉及一种便携式燃油发电机冷灯泡的启动装置及控制方法。
技术介绍
随着边远区域人们生活水平的提高、野外工作与流动作业量的增长，小型便携式燃油发电机的需求量日益增大。便携式燃油发电机是以燃油机为原动机带动发电机发电的动力机械。燃油发电机产生的交流电，经过整流电路转换成约400V左右的直流电压，再经过逆变电路输出通用的230V、50HZ的交流电，以供用户使用。然而，燃油发电机在工作的过程中，会出现过热、欠压、用电设备短路等情况，发电机控制系统会采取相应的保护措施。一般的，负载(用电设备等)出现短路情况时，易造成短路电流过大，超过设备元器件额定电流值，容易产生大量的热量，从而烧坏发电机和负载。发电机检测到短路情况后，将中止输出电压，停止工作。以5KW燃油发电机为例，输出电压为230V，额定电流为I＝P/U＝5000/230＝21.7A，以2倍的冗余量计算，即，最大电流为21.7*2＝43.4A时，当发电机控制系统检测到的电流大于43.4时，则判定所接负载发生了短路，发电机将停止共走，以保护发电机和负载。然而在实际应用中，发电机常接的负载设备为照明设备，发电机负载端接白炽灯。传统的白炽灯是将电阻丝通电加热到白炽状态，利用热辐射发出可见光的光源设备。白炽灯的电阻丝具有随着温度的升高电阻逐步增大的特性。冷却状态下，电阻值很小，随着温度的升高，热平衡时达到额定功率(60W，100W，200W等)。因此，白炽灯刚接入时，因电阻小会造成电流很大，容易被误判为短路，从而触发燃油发电机启动短路保护，发电机熄火，接入灯泡照明失败。但白炽灯的电阻丝阻值随着电流的持续增加而增加，大电流持续时间只是瞬间，发电机的短路保护动作属于错误判断，因此，无法启动白炽灯，无法提供照明。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种冷灯泡的启动装置及控制方法，在电流采样电路中增加一路输出，将采集到的电流信息输出至微处理器控制单元中，并且能够在进行短路保护后，微处理器控制单元进一步对冷灯泡是真正短路还是加载冷灯泡进行识别和处理。为实现上述目的，本专利技术提出如下技术方案：一种冷灯泡的启动装置，包括电流采样电路、微处理器控制单元、IGBT工作回路以及设于IGBT工作回路中的冷灯泡，所述电流采样电路与微处理器控制单元相连接，将采集到的电流信息输出至微处理器控制单元；所述微处理器控制单元与IGBT工作回路相连接，根据所述电流信息控制IGBT工作回路，启动冷灯泡。优选地，所述IGBT工作回路包括IGBT驱动芯片、数个IGBT和数个反相器，所述IGBT通过反相器与所述IGBT驱动芯片连接。优选地，所述IGBT的栅极与反相器相连接。优选地，所述IGBT驱动芯片与微处理器控制单元相连接，所述微处理器控制单元控制IGBT驱动芯片进而驱动相应的IGBT导通或关断。优选地，所述IGBT数量为4个，每两个IGBT一组且每组控制一相交流电输出。优选地，所述IGBT源极与漏极之间设有二极管。一种冷灯泡的启动控制方法，所述控制方法包括如下步骤：S1，电流采样电路采集回路中电流信息，并将其输入至微处理器控制单元；S2，若所述电流信息大于预设值，微处理器控制单元启动短路保护，停止输出；S3，延迟一段时间T1后，微处理器控制单元输出解锁信号以解锁IGBT工作回路；S4，延迟一端时间T2后，微处理器控制单元输出SPWM信号至IGBT工作回路中，所述IGBT工作回路输出交流电至冷灯泡；S5，重复执行步骤S2～步骤S4，使得冷灯泡的电阻丝阻值达到额定值，冷灯泡加载成功。优选地，所述方法还包括若电流值小于预设电流值，燃油发电机正常工作。优选地，所述方法还包括微处理器控制单元发出SPWM信号至IGBT工作回路中，所述IGBT输出交流电，若IGBT工作回路中存在短路，则重新执行步骤S2～步骤S4。优选地，所述方法还包括若重新执行步骤S2～步骤S4的次数N大于预设次数时，则冷灯泡设备回路中存在短路，燃油发电机停止工作。优选地，所述延时时间T1和T2、以及执行步骤S2～步骤S4的次数N根据如下步骤进行调整：a)，电流采样电路采集输出回路中电流信息，并将其输入至比较器中进行比较，并将比较结果和比较结果的变化值输入至BP神经网络中，同时将比较结果一并输入至PID控制器中；b)，所述BP神经网络根据所述比较结果和比较结果的变化值通过自学习不断修正BP网络中各单元的连接权值，输出结果至PID控制器中，所述PID控制器调节燃油发电机的PID参数延时时间T1和T2，以及预设次数N。本专利技术的有益效果是：在装置上，通过在电流采样电路中增加一路输出，将采集到的电流信息输出至微处理器控制单元，在硬件电路进行短路保护后，微处理器控制单元通过软件流程进行设备真正短路还是加载冷灯泡的识别和处理；在方法上，微处理器控制单元通过软件流程控制，使得冷灯泡正常启动，并且当冷灯泡设备发生短路后，能够有效的执行保护动作，保护发电机和冷灯泡设备的安全。附图说明图1是本专利技术的燃油发电机结构示意图；图2是本专利技术的IGBT工作回路电路示意图；图3是本专利技术的冷灯泡启动流程图示意图；图4是本专利技术的基于BP神经网络的自学习PID控制器控制燃油发电机启动冷灯泡的原理图。附图标记：1、燃油发电机，2、整流电路，3、逆变电路，4、负载，5、电流采样电路，6、短路检测电路，7、保护电路，8、模数转换电路，9、微处理器控制单元，10、驱动电路，11、控制电路，12、IGBT驱动芯片，13、IGBT-S1，14、IGBT-S2，15、IGBT-S3，16、IGBT-S4，17、反相器S1，18、反相器S2，19、反相器S3，20、反相器S4。具体实施方式下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。结合图1，本专利技术所揭示的燃油机发电机冷灯泡启动装置，包括燃油发电机1，整流电路2，逆变电路3，以及逆变电路3所连接的负载4，本实施例中，所述负载4为冷灯泡。所述燃油发电机1与整流电路2相连接，整流电路2与逆变电路3相连接，燃油发电机1工作时产生交流电，经过整流电路2后转换成直流电压，再经过逆变电路3，能够将直流电压转换为负载4使用的交流电；所述逆变电路3与负载4相连接的输出回路上设有电流采样电路5，所述电流采样电路5用于采集输出回路中的电流信息；所述电流采样电路5通过短路检测电路6与保护电路7相连接，通过模数转换电路8与微处理器控制单元9相连接，将采集到的电流信息输入至短路检测电路6用以判断输出回路中连接的负载4是否发生短路，输入至微处理器控制单元9用以判断是否真正的短路还是加载负载4；所述微处理器控制单元9分别通过驱动电路10、控制电路11与逆变电路3相连接，进一步地，所述微处理器控制单元9还通过保护电路7与逆变电路3相连接，当电流采样电路5采集的电流信息满足条件时，微处理器控制单元9执行相应的动作，启动冷灯泡。具体的，燃油发电机1工作时产生交流电输入至整流电路2，通过整流电路2后转换成直流电压，再通过逆变电路3，将直流电压转换成冷灯泡能够使用的交流电。电流采样电路5将采集到的电流信息，一路输入至短路检测电路6，一路输入至微处理器控制单元9，本实施例中，所述电流信息为电流值，若负本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷灯泡的启动装置，其特征在于，包括电流采样电路、微处理器控制单元、IGBT工作回路以及设于IGBT工作回路中的冷灯泡，所述电流采样电路与微处理器控制单元相连接，将采集到的电流信息输出至微处理器控制单元；所述微处理器控制单元与IGBT工作回路相连接，根据所述电流信息控制IGBT工作回路，启动冷灯泡。

【技术特征摘要】
1.一种冷灯泡的启动装置，其特征在于，包括电流采样电路、微处理器控制单元、IGBT工作回路以及设于IGBT工作回路中的冷灯泡，所述电流采样电路与微处理器控制单元相连接，将采集到的电流信息输出至微处理器控制单元；所述微处理器控制单元与IGBT工作回路相连接，根据所述电流信息控制IGBT工作回路，启动冷灯泡。2.根据权利要求1所述的冷灯泡的启动装置，其特征在于，所述IGBT工作回路单元包括IGBT驱动芯片、数个IGBT和数个反相器，所述IGBT通过反相器与所述IGBT驱动芯片连接。3.根据权利要求2所述的冷灯泡的启动装置，其特征在于，所述IGBT的栅极与反相器相连接。4.根据权利要求2所述的冷灯泡的启动装置，其特征在于，所述IGBT驱动芯片与微处理器控制单元相连接，所述微处理器控制单元控制IGBT驱动芯片进而驱动相应的IGBT导通或关断。5.根据权利要求2所述的冷灯泡的启动装置，其特征在于，所述IGBT数量为4个，每两个IGBT一组且每组IGBT控制一相交流电输出。6.根据权利要求2所述的冷灯泡的启动装置，其特征在于，所述IGBT的源极与漏极之间设有二极管。7.一种冷灯泡的启动控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1，电流采样电路采集输出回路中电流信息，并将其输入至微处理器控制单元；S2，若所述电流信息大于预设值，微处理器控制单元启动短路保护，停止输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄伟军，华猛，吴晨辉，顾敏明，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32