基于ＰＷＭ控制的重型卡车电器负载驱动装置，包括一微电脑控制器ＭＣＵ１，微电脑控制器ＭＣＵ１产生可调占空比脉冲信号ＰＷＭ控制策略，驱动控制模块２执行可调占空比脉冲信号ＰＷＭ控制策略并由此驱动功率驱动模块４，功率驱动模块４驱动电器负载５，功率驱动模块４监测电器负载５工作状态并由此输出反馈状态，由状态采集模块３采集并分别送到微电脑控制器ＭＣＵ１和驱动控制模块２，能够延长重型卡车身电器负载使用寿命、减少对电源系统冲击、提高重型卡车本身电器可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于汽车电子应用
，具体涉及一种基于微电脑控 制器(MCU)和可调占空比脉冲信号(PWM)的重型卡车电器负载驱 动装置。
技术介绍
对于安全可靠性能要求非常高的汽车领域，在传统控制方式下， 车身电器负载如车灯、电机、各种电磁阀的使用寿命一直以来都是重型卡车的一个瓶颈。车身电器负载的传统控制回路一般是从电源(发 电机+蓄电池)到保险丝到控制开关到电器负载(如车灯)再到地(车 架)。这种简单的控制方式使得电器负载的使用寿命很短，而且对电 源系统的瞬间冲击非常大。因为电器负载特别是车灯在冷态时的阻抗远小于热态时的阻抗(一般是7 8倍的关系)，如果没有任何保护措施，在电器负载冷态时直接接通电源，瞬间电流是热态时即工作时的7 8倍，这样就直接导致电器负载使用寿命降低，由于电源系统冲击 过大，蓄电池的使用寿命也会降低，由于控制开关在瞬态通过大电流 以及闭合过程的机械抖动导致接触不良引起的拉弧，使得控制开关的 使用寿命大大降低。这种传统的电器负载控制方式就直接降低了整车 的安全性、可靠性，尤其是在夜间高速行车，如果由于车灯的使用寿 命到了而突然熄灭，将极有可能导致严重的交通事故。目前，为了改善以上不足，整车厂不得不提高电器负载的用材品质，增加控制开关 的用铜量。这样既增加了成本，问题也得不到根本性解决。上述传统的控制方式，电器负载工作状态检测不到，形成不了一 个具有保护功能闭环模型，因此，当电器负载发生过载或短路时，车 身线束很快会发热，严重时会导致汽车自燃事故。而且由于这种传统 的控制方式前级使用了熔断丝，当电器负载发生过载或短路时，熔断 丝烧断，如果在夜间高速行车，极有可能导致意外交通事故。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种能够延长 重型卡车身电器负载使用寿命、减少对电源系统冲击、提高重型卡车本身电器可靠性的基于可调占空比脉冲信号PWM控制的重型卡车电 器负载驱动装置。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是基于PWM控制的重型卡车电器负载驱动装置，包括一微电脑控 制器MCU1，微电脑控制器MCU1产生可调占空比脉冲信号PWM 控制策略，驱动控制模块2执行可调占空比脉冲信号PWM控制策略 并由此驱动功率驱动模块4，功率驱动模块4驱动电器负载5，功率 驱动模块4监测电器负载5工作状态并由此输出反馈状态，由状态采 集模块3采集并分别送到微电脑控制器MCU1和驱动控制模块2，达 到闭环自适应保护控制的目的。所说的微电脑控制器MCU1产生可调占空比的可调占空比脉冲 信号PWM控制策略，这种可调占空比脉冲信号PWM的频率为100赫兹，由18个周期组成，软启动过程为180ms，可调占空比的可调 占空比脉冲信号PWM的占空比从10%以每10%的步长往上递增， 每种占空比为两个周期，直到完全接通。由于在电器负载冷启动阶段采用了可调占空比脉冲信号PWM 控制方式，逐步加大可调占空比脉冲信号PWM的占空比，使得电器 负载先进行逐步预热的过程，等到电器负载预热到阻抗值较大时，可 调占空比脉冲信号PWM的占空比达到最大值即完全接通，这样就实现了一个具有预热过程的软启动，在这个过程中，加载到电器负载上 的电流是受可调占空比脉冲信号PWM控制的，由小到大逐渐加到一 个稳定的值,很好的保护了电器负载在冷态启动时对自身和电源系统 的冲击，极大程度的提高了电器的使用寿命和可靠性。对带有参考地电器负载如车大灯进行限流常常需要一个功率管、 一个高边电流检测电阻以及电平转换方式，以获得通常以地为参考的 电流检测信号。由于电器负载通过微电脑控制器MCU和比较器控制 功率模块，并采用了通过运放和功率模块采集电器负载工作状态，可 以实时监控并调整电器负载的工作状态，这样就可以有效地保护电器 负载因过载和短路发生的自燃故障，提高电器负载使用可靠性和使用 寿命。 附图说明图l是本专利技术的硬件模型框图。图2是本专利技术采用的电器负载驱动及工作状态监测电路原理图。图3是电器负载5在过载状态下采用本专利技术后各点的波形图，其中，图3 (a)是第一运放Ul第一通道U1A反相输入端的输入信号波形 图，横坐标是时间，纵坐标是第一通道U1A反相输入端的电压；图 3 (b)是功率驱动4的输出波形图，横坐标是时间，纵坐标是功率驱 动4输出端的电压；图3 (c)是功率驱动4的Is脚的工作状态反馈 波形图，横坐标是时间，纵坐标是功率驱动4状态反馈Is脚输出端 的电压。图4是本专利技术的电器负载在冷启动时"软启动"控制策略波形图，横 坐标是时间，纵坐标是微电脑控制器MCU1的微电脑控制器MCU的 PWM输出端MCU—PWM端输出的可调占空比脉冲信号PWM电压。 图5是本专利技术的微电脑控制器MCU1采用的软件控制策略图。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。参见图l，本专利技术包括5个部分，分别是微电脑控制器MCU1、 驱动控制模块2、状态采集模块3、功率驱动模块4、电器负载5，其 中由微电脑控制器MCU1产生可调占空比脉冲信号PWM控制策略， 驱动控制模块2执行可调占空比脉冲信号PWM控制策略并由此驱动 功率驱动模块4，功率驱动模块4驱动电器负载5，功率驱动模块4 监测电器负载5工作状态并由此输出反馈状态，由状态采集模块3 采集并分别送到微电脑控制器MCU1和驱动控制模块2，由此实现了 闭环保护控制系统。参见图2，所说的驱动控制模块2包括第一场效应管Q1、第二 电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一运放Ul的第一通道U1A、第二电容C2、第三电容C3、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻 R9;他们的逻辑连接关系是微电脑控制器MCU1的PWM输出端 MCU—PWM由微电脑控制器MCU1输出并连接到第一电阻Rl，由 第一电阻Rl连接到第一场效应管Ql的G极，由第一场效应管Ql 对来自微电脑控制器MCU1的5伏电平的可调占空比脉冲信号PWM 进行电平和相位转换，第一场效应管Q1的D极与第二电阻R2和第 三电阻R3连接，第一场效应管Ql的D极连接到地，第三电阻R3 的另一端也连接到地，第二电阻R2的另一端同时与第四电阻R4、 第一运放Ul的第四脚、第二电容C2的正极以及第八电阻R8的一 端连接，第一运放U1的第三脚与第一场效应管Q1的D极、第二电 阻R2和第三电阻R3的公共端连接作为运放的同相输入，第一运放 Ul的第二脚为反相输入端，并与第四电阻R4、第五电阻R5、第一 电容C1以及第六电阻R6的公共端连接，第五电阻R5的另一端接地， 第八电阻R8的另一端接电源Vbb(+24v)，电源通过第八电阻R8并 由第二电容C2滤波给第一运放Ul供电，第二电容C2的负极接地， 第一运放U1的第一路输出为第一脚与第七电阻R7连接，第七电阻 R7的另一端输出可调占空比脉冲信号PWM控制波形并与第二功率 模块U2的输入脚IN连接，同时第二功率模块U2的输入脚IN与第 三电容C3和第九电阻R9的公共端连接，第三电容C3是滤波电容， 它的另外一端接地，第九电阻R9是第二功率模块U2的输入脚IN的 上拉电阻，它的另外一端接电源Vbb(+24v)。参见图2，所说的状态采集模块3包括第五电阻R5、第六电阻R6、第十三电阻R13、第一电容Cl、第十电阻RIO、第本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于ＰＷＭ控制的重型卡车电器负载驱动装置，其特征在于，包括一微电脑控制器（ＭＣＵ１），微电脑控制器（ＭＣＵ１）产生可调占空比脉冲信号ＰＷＭ控制策略，驱动控制模块（２）执行可调占空比脉冲信号ＰＷＭ控制策略并由此驱动功率驱动模块（４），功率驱动模块（４）驱动电器负载（５），功率驱动模块（４）监测电器负载（５）工作状态并由此输出反馈状态，由状态采集模块３采集并分别送到微电脑控制器（ＭＣＵ１）和驱动控制模块（２）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李爱军，贾玉健，姚建军，白浩博，秦贵波，
申请(专利权)人：西安智源电气有限公司，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。