本发明专利技术公开了一种频率跟踪式压电变换器型多点起动装置，包括中央电子控制器(ECU)、压电高压变换器模块、多点起动模块和安全气囊，其中压电高压变换器基于自适应频率跟踪控制系统实现，自适应频率跟踪控制系统包括锁相环电路、开关（）、变换器、采样电路、谐振支路、变压器、相位比较器、压控振荡器、比较和驱动电路、低通滤波器和相位比较器，实现了基于自适应频率跟踪模式电子安全系统多点起爆控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种安全气囊气动装置。
技术介绍
现有安全气囊存在的问题主要表现在可靠性、准确性、同步性和复杂度几个方面。 可靠性较低。其现象是该开不开，不该开则开。造成的原因是点火电压过低 (5 30v)，汽车内一般的静电放电电压可达上千伏，易引起误爆。 方位准确性不够。其现象是展开方向与实际碰撞有偏差，剧烈碰撞易造成误伤。 造成的原因是碰撞方位检测不到位以及点火方位无控制。 多个气囊的同步性差。其现象是多个气囊不能同时打开。造成的原因是多个气囊相互独立控制。 软件复杂度高。其现象是气囊打开的实时性较差。造成的原因是软件控制算法需要时间。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种频率跟踪式压电变换器型多点起动装置，要解决提高点火能量、实现多点定向精准点火与同步控制的技术问题。为实现上述目的，本专利技术拟解决的办法是，提高点火能量；实现多点定向精准点火与同步控制，采用如下技术方案一种频率跟踪式压电变换器型多点定向起爆电路，包括中央电子控制器(ECU)、压电高压变换器模块、多点起动模块和安全气囊，其特征在于其中压电高压变换器基于自适应频率跟踪控制系统实现，自适应频率跟踪控制系统包括锁相环电路、开关(Si)、变换器、采样电路、谐振支路、变压器、相位比较器、压控振荡器、比较和驱动电路、低通滤波器和相位比较器，自适应频率跟踪控制系统首先由锁相环电路输出一个启动频率信号给开关(S1),变换器开始工作，采样电路对谐振支路电流以及变压器输入交流电压进行采样比较，并最终输出两个方波信号送入到锁相环的相位比较器，锁相环的压控振荡器根据相位比较器的相位比较差，调整输出一频率信号，系统的比较和驱动电路采集输出电压信息连同锁相环输出的频率信号，控制输出一个频率与锁相环输出一致、占空比基本恒定的一个方波信号，驱动开关(S1)的动作，最终稳定输出电压在预设范围内。这种频率跟踪式压电变换器型多点定向起爆电路，其特征在于其中多点起动模块可以是起爆模块分布式设计、点火源分布式设计等多种模块。这种频率跟踪式压电变换器型多点定向起爆电路，其中多点起动模块具有二级起爆控制结构，即A截面结构和B截面结构，以及八个着火点(DA1-DA8)，上述八个着火点沿圆周均勻分布，可将沿圆周直径的每两个着火点组合，实现八个着火点和上述各个着火点组合的定点点火和精准点火。安全气囊点火系统包括中央电子控制器(ECU)、压电高压变换器模块和多点起动模块构成，其结构如图1所示。压电变压器因其体积小、质量轻、高频性能好的特点，为电子安全系统的高压变换电路实现提供了一个新的技术途径。当汽车电子安全系统在规定的-40°C +60°C工作温度范围内变化时，应保证其发火电容充电时间基本一致。而压电高压变换器在低温环境下会产生充电时间变长的问题。针对此问题，提出采用自适应频率跟踪模式控制高压电容的充电过程，实现点火的稳定可靠和一致性。附图说明图1 安全气囊点火系统结构；图2 变换器主电路简化图；图:3usl与Uci实验波形；图4采样电路实现方案结构示意图；图5频率跟踪系统实现原理图；图6多点起爆装置配置方案；图7多点定向起爆电路；图8低温环境充电实验波形；(a) :-20°C量子控制模式充电波形；(b) :-20°C频率跟踪模式充电波形；(c) :-40°C量子控制模式充电波形；(d) :-40°C频率跟踪模式充电波形。具体实施例方式本专利技术的结构如图1所示，一种频率跟踪式压电变换器型多点定向起爆电路，包括中央电子控制器(ECU)、压电高压变换器模块、多点起动模块和安全气囊，其中压电高压变换器基于自适应频率跟踪控制系统实现，自适应频率跟踪控制系统包括锁相环电路、开关饵)、变换器、采样电路、谐振支路、变压器、相位比较器、压控振荡器、比较和驱动电路、 低通滤波器和相位比较器，实现了基于自适应频率跟踪模式电子安全系统多点起爆控制。安全气囊点火系统包括中央电子控制器(ECU)、压电高压变换器模块和多点起动模块构成。自适应频率跟踪原理在电容充电电源领域，压电变压器的工作频率选择主要依据是能使电路实现恒流充电模式同时让变压器在环境变化过程中始终能获得一个较大电压增益输出，而变压器的机械谐振状态可以近似为最大电压增益输出状态。因此自适应跟踪频率控制模式理论依据就是获取压电变压器的输出电流信号和输入电压信号的相位信息，并使二者的相位差为零或接近于零。为使逆变驱动电路工作在软开关条件，使压电变压器的输入阻抗呈感性，控制使输出电流相位滞后于输入电压信号并保持相位差恒定。变换器主电路可简化为如图2所示，由于压电变换器等效电阻远小于压电变换器串联谐振支路的特性阻抗，谐振支路中的电流波形可近似看成为一个正弦波形。ir = IrmSin ( ω t+α )(1)式中，ω为开关驱动角频率，α为谐振支路电流相对于、信号的滞后角。因此流经开关S1和缓冲电容的电流可表示为K1 + tC = hR — Jrm sillOi + a)(2)显然，在时间区间O < ω <2 JI D，开关S1导通，此时缓冲电容被短路，电流ic = O ；而在时间区间2 π D < cot < 2 π，开关S1截止，此时流经开关的电流k =G。因此流经缓冲电容的电流为权利要求1.一种频率跟踪式压电变换器型多点起动装置，包括中央电子控制器(ECU)、压电高压变换器模块、多点起动模块和安全气囊，其特征在于所述压电高压变换器基于自适应频率跟踪控制系统实现，自适应频率跟踪控制系统包括锁相环电路、开关(S1 )、变换器、采样电路、谐振支路、变压器、相位比较器、压控振荡器、比较和驱动电路、低通滤波器和相位比较器，自适应频率跟踪控制系统首先由锁相环电路输出一个启动频率信号给开关( )，变换器开始工作，采样电路对谐振支路电流以及变压器输入交流电压进行采样比较，并最终输出两个方波信号送入到锁相环的相位比较器，锁相环的压控振荡器根据相位比较器的相位比较差，调整输出一频率信号，系统的比较和驱动电路采集输出电压信息连同锁相环输出的频率信号，控制输出一个频率与锁相环输出一致、占空比基本恒定的一个方波信号，驱动开关( )的动作，最终稳定输出电压在预设范围内。2.根 据权利要求1所述的一种频率跟踪式压电变换器型多点起动装置，其特征在于 所述多点起动模块是起爆分布式模块或点火源分布式模块。3.根据权利要求2所述的一种频率跟踪式压电变换器型多点起动装置，其特征在于 所述多点起动模块具有二级起爆控制结构，即A截面结构和B截面结构，以及八个着火点 (DAl DA8)，上述八个着火点沿圆周均勻分布，可将沿圆周直径的每两个着火点组合，实现八个着火点和上述各个着火点组合的定点点火和精准点火。全文摘要本专利技术公开了一种频率跟踪式压电变换器型多点起动装置，包括中央电子控制器(ECU)、压电高压变换器模块、多点起动模块和安全气囊，其中压电高压变换器基于自适应频率跟踪控制系统实现，自适应频率跟踪控制系统包括锁相环电路、开关()、变换器、采样电路、谐振支路、变压器、相位比较器、压控振荡器、比较和驱动电路、低通滤波器和相位比较器，实现了基于自适应频率跟踪模式电子安全系统多点起爆控制。文档编号H02M9/04GK102510237SQ2011103617本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：肖洪兵，邢素霞，陈天华，
申请(专利权)人：北京工商大学，
类型：发明
国别省市：
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