專利名稱：鐵路機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)智能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能控制器，尤其涉及一種鐵路機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)智能控制器。
背景技術(shù)：
閥控鉛蓄電池具有少維護(hù)、酸污染小、功率密度大、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，目前在鐵路機(jī)車上也已經(jīng)廣泛采用。雖然閥控鉛蓄電池仍屬于鉛酸蓄電池體系，由于氧循環(huán)技術(shù)和貧液技術(shù)的采用，對(duì)充放電技術(shù)和設(shè)備的要求與富液鉛蓄電池完全不同。富液鉛蓄電池，當(dāng)充電電流等于或小于蓄電池可接受充電電流時(shí)，充電電流全部用于充電電化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)充電電流大于蓄電池可接受充電電流時(shí)，超過蓄電池可接受充電電流的部分，將以電解水的形式被消耗掉。隨充電過程的的進(jìn)行，電化學(xué)反應(yīng)電流逐漸減小，電解水的電流逐漸加大，當(dāng)充電完全結(jié)束后，從充電設(shè)備輸入的充電電流將全部用于電解水。電解水產(chǎn)生的大量氫氣和氧氣從加液口排除，蓄電池的充電電壓基本穩(wěn)定于蓄電池的電動(dòng)勢(shì)與水解過電位之和的值，不再繼續(xù)升高。這種特使富液鉛蓄電池在充電過程中具有極強(qiáng)的自動(dòng)均衡特性和自動(dòng)恒壓特性，采用簡(jiǎn)單的橫流充電方法即可進(jìn)行充電。與富液鉛蓄電池不同，閥控鉛蓄電池由于采用了氧循環(huán)技術(shù)和貧液技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了蓄電池的密封，在充電過程中，當(dāng)充電電流大于蓄電池可接受充電電流時(shí)，過剩的電流雖然同樣以電解水的形式被消耗，但電解水產(chǎn)生的氧氣和氫氣又被復(fù)合成水而實(shí)現(xiàn)了氧循環(huán)，由此實(shí)現(xiàn)了蓄電池的密封。閥控鉛蓄電池的過充電電流的嚴(yán)格受制于氧循環(huán)效率。當(dāng)充電電流大于蓄電池可接受充電電流和氧循環(huán)能力可接受最大允 許電解水電流之和后，氧循環(huán)條件將被破壞，氧循環(huán)效率將急劇降低，蓄電池內(nèi)部由于氧氣和氫氣的積聚壓力將急劇升高，最終導(dǎo)致排氣閥被開啟，氫氣和氧通過排氣閥被排除體外，使電解液逐漸喪失而干枯。閥控鉛蓄電池與普通富液蓄電池比，在充電過程中主要有以下不同特點(diǎn):
閥控鉛蓄電池雖然仍具有一定的自動(dòng)均衡特性，但受氧復(fù)合能力的限制，與富液鉛蓄電池比相對(duì)很小，在充電過程中使充電電流等于或小于蓄電池可接受充電電流，對(duì)防止蓄電池使用壽命縮短至關(guān)重要。充電電壓對(duì)氧循環(huán)效率影響很大。滿足氧循環(huán)高效進(jìn)行的充電電壓值遠(yuǎn)低于鉛蓄電池電動(dòng)勢(shì)與水解過電位之和，而且隨溫度的升高而降低。溫度每升高rc，蓄電池的充電電壓應(yīng)降低約0.002V左右。從充電特性曲線分類，普通富液鉛蓄電池屬于自動(dòng)恒壓型充電特性，閥控鉛蓄電池則屬于電壓增量型充電特性曲線。為維持氧循正常進(jìn)行，應(yīng)根據(jù)蓄電池的實(shí)際工作溫度及時(shí)調(diào)整充電電壓。充電電流大小對(duì)閥控鉛蓄電池的使用壽命影響很大。隨充電電流的增加,蓄電池的使用壽命大幅縮短。為防止蓄電池的使用壽命過度縮短，應(yīng)適當(dāng)限制充電電流。密封鎘鎳蓄電池在部分有特殊要求的鐵路機(jī)車上仍有應(yīng)用。密封鎘鎳蓄電池同樣是基于氧循環(huán)技術(shù)和貧液技術(shù)實(shí)現(xiàn)密封的。與閥控鉛蓄電池一樣，為了維持氧循環(huán)的正常進(jìn)行，充電電流應(yīng)小于或等于最大允許充電電流。與閥控鉛蓄電池不同，從充電特形曲線分類，密封鎘鎳蓄電池的充電電壓特性曲線屬于負(fù)增量型充電特性曲線。隨充電過程的進(jìn)行，蓄電池的電壓逐漸上什升，當(dāng)充電結(jié)束后，若不能保證充電電流小于蓄電池可接受充電電流，蓄電池的溫度會(huì)快速升高，蓄電池的充電電壓會(huì)隨溫度的快速升高而迅速下降，形成“蓄電池溫度升高一蓄電池電壓下降一充電電流隨之增加一蓄電池溫度進(jìn)一步升高”的惡性循環(huán)。如此相互影響，使充電電流迅速增大，溫度迅速升高，最終發(fā)生熱失控?，F(xiàn)有鐵路機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)充電控制電路是基于傳統(tǒng)富液鉛蓄電池和傳統(tǒng)富液鎘鎳蓄電池設(shè)計(jì)的，已經(jīng)不能適應(yīng)閥控鉛蓄電池和密封鎘鎳蓄電池對(duì)充電的基本要求。研制適應(yīng)閥控鉛蓄電池和密封鎘鎳蓄電池特點(diǎn)的新型控制器，是鐵路機(jī)車技術(shù)發(fā)展的迫切需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:現(xiàn)有鐵路機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)充電控制電路是基于傳統(tǒng)富液鉛蓄電池和傳統(tǒng)富液鎘鎳蓄電池設(shè)計(jì)的，已經(jīng)不能適應(yīng)閥控鉛蓄電池和密封鎘鎳蓄電池對(duì)充電的基本要求，研制適應(yīng)閥控鉛蓄電池和密封鎘鎳蓄電池特點(diǎn)的新型控制器，是鐵路機(jī)車技術(shù)發(fā)展的迫切需求，提供一種鐵路機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)智能控制器。為了克服背景技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:這種鐵路機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)智能控制器包括C51F020混合信號(hào)微控制器、UC3525 PWM控制器、電流電壓采樣電路、溫度采樣CAN接口電路、溫度采樣1-Wire接口電路、溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)值設(shè)定電路、五位電阻網(wǎng)絡(luò)接口電路、功率調(diào)整管IGBT和LCM液晶顯示器，所述C51F020混合信號(hào)微控制器通過五位電阻網(wǎng)絡(luò)接口電路連接UC3525 PWM控制器，C51F020混合信號(hào)微控制器上連接溫度采樣CAN接口電路、溫度采樣1-Wire接口電路、溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)值設(shè)定電路和LCM液晶顯示器，UC3525 PWM控制器連接IGBT及驅(qū)動(dòng)電路，功率調(diào)整管IGBT與輔助發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電路連接，REFZ分流器連 接隔離信號(hào)放大器，隔離信號(hào)放大器連接電流電壓采樣電路，電流電壓采樣電路的輸出連接C51F020混合信號(hào)微控制器，電流電壓采樣電路經(jīng)電阻器與蓄電池的正極連接。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括由C51R)20混合信號(hào)微控制組成的數(shù)字控制電路通過五位電阻網(wǎng)絡(luò)接口電路與由UC3525 PWM控制器組成的模擬PWM控制電路的輸入控制信號(hào)電路連接。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述五位電阻網(wǎng)絡(luò)接口電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6和電阻R7相互并聯(lián)連接，電阻Rl連接開關(guān)Kl,電阻R2連接開關(guān)K2，電阻R3連接開關(guān)K3，電阻R4連接開關(guān)K4，電阻R5連接開關(guān)K5。與現(xiàn)有數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(DAC)比，具有電路簡(jiǎn)單，控制可靠，相應(yīng)速度快的特點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)值設(shè)定電路由負(fù)補(bǔ)償BCD碼撥碼器和正補(bǔ)償BCD碼撥碼器。用于根據(jù)不同廠牌和體系蓄電池對(duì)溫度補(bǔ)償要求的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整。本發(fā)明的有益效果是:1、采用高性能嵌入式混合信號(hào)微控制器與PWM專用控制電路組成的“數(shù)字-模擬”混合電路技術(shù)，克服了模擬電路電路復(fù)雜、難以實(shí)現(xiàn)智能化和數(shù)字電路電磁兼容性、實(shí)時(shí)性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性相對(duì)較差的缺點(diǎn)。具有數(shù)字系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、智能化程度高和專用PWM控制電路抗干擾能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好的特點(diǎn)。由此組成的智能控制器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、智能化程度高、實(shí)時(shí)性和動(dòng)態(tài)特性好、可靠性高的顯著特點(diǎn)。2、具有標(biāo)準(zhǔn)和溫度控制兩種工作模式，不僅可滿足閥控鉛蓄電池、鎘鎳蓄電池等對(duì)充電系統(tǒng)的基本要求，也可直接替代基于富液鉛蓄電池設(shè)計(jì)的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)控制器。利于產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和技術(shù)改進(jìn)平穩(wěn)過渡。3、具有與遠(yuǎn)程多點(diǎn)溫度采集裝置連接的CAN接口和與遠(yuǎn)程單點(diǎn)溫度傳感器連接的1-Wire接口，可根據(jù)需要靈活配置溫度采樣設(shè)備。4、微控制器與PWM控制電路之間采用了新穎的五位電阻網(wǎng)絡(luò)接口，不僅可確保機(jī)車對(duì)電壓變換范圍的要求，在數(shù)字電路部分發(fā)生致命性錯(cuò)誤時(shí)，也不會(huì)對(duì)PWM模擬電路產(chǎn)生致命性影響，有效提高了系統(tǒng)的安全性和容錯(cuò)能力。5、溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)值設(shè)定電路的采用，可根據(jù)不同體系和廠牌蓄電池對(duì)充電的要求，對(duì)充電電壓進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償，有效提高了對(duì)各種不同蓄電池的適應(yīng)性。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2為C51R)20混合信號(hào)微控制器的結(jié)構(gòu)示意 圖3為由UC3525A組成的PWM控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為電流電壓采樣電路的結(jié)構(gòu)示意 圖5為控制信號(hào)輸入電路的結(jié)構(gòu)示意 圖6為五位電阻網(wǎng)絡(luò)接口電路的結(jié)構(gòu)示意 圖7為溫度采樣CAN接口電路的結(jié)構(gòu)示意 圖8為溫度采樣1-Wire接口電路的結(jié)構(gòu)示意 圖9為溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)值設(shè)定電路負(fù)補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意 圖10為溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)值設(shè)定電路正補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意 圖11為L(zhǎng)CM液晶顯不器的結(jié)構(gòu)不意 圖12 “數(shù)字-模擬”混合控制電路模型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，圖中包括C51F020混合信號(hào)微控制器、UC3525 PWM控制器、電流電壓采樣電路、溫度采樣CAN接口電路、溫度采樣1-Wire接口電路、溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)值設(shè)定電路、五位電阻網(wǎng)絡(luò)接口電路、功率調(diào)整管IGBT和LCM液晶顯示器，所述C51F020混合信號(hào)微控制器通過五位電阻網(wǎng)絡(luò)接口電路連接UC3525 PWM控制器，C51R)20混合信號(hào)微控制器上連接溫度采樣CAN接口電路、溫度采樣1-Wire接口電路、溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)值設(shè)定電路和LCM液晶顯示器，UC3525 PWM控制器連接IGBT及驅(qū)動(dòng)電路，功率調(diào)整管IGBT與輔助發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電路連接，REFZ分流器連接隔離信號(hào)放大器，隔離信號(hào)放大器連接電流電壓采樣電路，電流電壓采樣電路的輸出連接C51F020混合信號(hào)微控制器，電流電壓采樣電路經(jīng)電阻器與蓄電池的正極連接。
由C51R)20混合信號(hào)微控制組成的數(shù)字控制電路通過五位電阻網(wǎng)絡(luò)接口電路與由UC3525 PWM控制器組成的模擬PWM控制電路的輸入控制信號(hào)電路連接。五位電阻網(wǎng)絡(luò)接口電路包括電阻Rl、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6和電阻R7相互并聯(lián)連接，電阻Rl連接開關(guān)Kl，電阻R2連接開關(guān)K2，電阻R3連接開關(guān)K3，電阻R4連接開關(guān)K4，電阻R5連接開關(guān)K5。五位電阻網(wǎng)絡(luò)接口電路有效降低了數(shù)字電路部分安全運(yùn)行對(duì)UC3525 PWM控制器電路安全運(yùn)行的影響。即便數(shù)字電路部分發(fā)生了致命性錯(cuò)誤，也不可能對(duì)UC3525 PWM控制器電路造成致命性影響，有效提高了系統(tǒng)的容錯(cuò)能力和系統(tǒng)安全性。溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)值設(shè)定電路由負(fù)補(bǔ)償B⑶碼撥碼器和正補(bǔ)償B⑶碼撥碼器。如圖1，本發(fā)明采用高性能C51F020混合信號(hào)微控制器和UC3525 PWM控制電路組成數(shù)字-模擬混合電路技術(shù)，充分利用了 PWM控制電路抗干擾能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)性和動(dòng)態(tài)特性好的特點(diǎn)，及C51F020混合信號(hào)微控制器集成度高，電路簡(jiǎn)單、利于實(shí)現(xiàn)智能化控制的特點(diǎn)，使系統(tǒng)兼容了數(shù)字模擬兩種電路的優(yōu)勢(shì)，克服了兩種電路的不足。C51F020混合信號(hào)微控制器與UC3525PWM控制電路之間采用如圖6所示的五位電阻網(wǎng)絡(luò)接口，有效降低了數(shù)字電路部分安全運(yùn)行對(duì)UC3525PWM控制電路安全運(yùn)行的影響。即便數(shù)字電路部分生了致命性錯(cuò)誤，也不可能對(duì)UC3525PWM控制電路造成致命性影響，有效提高了系統(tǒng)的容錯(cuò)能力和系統(tǒng)安全性。溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)值設(shè)定電路的采用，使充電電壓與蓄電池組工作曲線可依據(jù)不同體系和廠牌的蓄電池的溫度特性，在±10°c范圍內(nèi)任意設(shè)定，不僅可以適用于各種廠牌的閥控鉛蓄電池，也可適用于密封鎘鎳蓄電池和金屬氧化物-鎳蓄電池，有效提高了智能控制器的適用范圍。具有標(biāo)準(zhǔn)工作模式和溫度控制工作模式。設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)工作模式時(shí)，其控制性能與現(xiàn)有基于富液鉛蓄電池設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)控制器完全相同，可以直接替代現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)控制器，利于產(chǎn)品的相互替代和機(jī)車電路的升級(jí)改造。溫度控制模式可根據(jù)蓄電池的實(shí)際工作溫度自動(dòng)調(diào)整充電電壓。具有充電電流控制功能。根據(jù)蓄電池供應(yīng)商的要求，可以設(shè)定最大充電電流。提供了溫度采樣CAN接口電路，兼容CAN2.A和CAN2.0B標(biāo)準(zhǔn)的CAN接口，還提供了溫度采樣1-Wire接口電路，根據(jù)用戶需求可靈活選用。本發(fā)明電源理圖如圖1，主要由隔離放大器、C51F020混合電路微控制器、UC3525APWM控制器、溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)值設(shè)定電路、溫度采樣CAN接口電路、溫度采樣1-Wire接口電路、LCM液晶顯示器和功率調(diào)整管IGBT組成。如圖1，蓄電池組的充電電壓Vc等于:
Vc = VF — C V0 + 1.7 )(式 I)
式中是輔助發(fā)電機(jī)輸出電壓，單位V ;
V0是二極管D兩端的電壓，單位V ；
I是充電電流；
R是充電串聯(lián)電阻。
式I說明蓄電池組的充電電壓Vc低于輔助發(fā)電機(jī)輸出電壓VF。為此采用了充電電壓和發(fā)電機(jī)電壓兩個(gè)控制環(huán)。
圖1所述的“數(shù)字-模擬”混合電路智能控制器的控制模型如圖11:
模擬電路部分由三個(gè)模擬控制環(huán)組成:充電電流控制環(huán)為內(nèi)環(huán)，充電電壓控制環(huán)為中環(huán)、發(fā)電機(jī)輸出電壓控制環(huán)為外環(huán)，模擬電路部分可無需數(shù)字電路部分干預(yù)，獨(dú)立運(yùn)行于標(biāo)準(zhǔn)工作模式。模擬電路部分A仍為輸入電壓，Tfoi為系統(tǒng)開環(huán)內(nèi)阻{為調(diào)整管IGBT的跨導(dǎo)U為充電電流米樣誤差放大器放大倍數(shù)，尤C為充電電壓米樣誤差放大器放大倍數(shù)，為發(fā)電機(jī)輸出電壓米樣誤差放大器放大倍數(shù)，Ri為充電電流米樣電阻，此'為充電電壓米樣電阻，W/7為放電電壓采樣電阻，/7為系統(tǒng)開環(huán)時(shí)轉(zhuǎn)換電流，AJO是系統(tǒng)閉環(huán)時(shí)轉(zhuǎn)換的電流，U是A IO經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)在調(diào)整管上轉(zhuǎn)換的電流。數(shù)字電路部分由三個(gè)數(shù)字控制環(huán)組成:充電電流控制環(huán)為內(nèi)環(huán)，蓄電池工作溫度對(duì)充電電壓的控制環(huán)為第二環(huán)，發(fā)電機(jī)輸出電壓控制環(huán)為外環(huán)。數(shù)字電路部分:Vc為蓄電池組充電端電壓，IC為蓄電池的充電電流，VF為發(fā)電機(jī)輸出電壓，Temp為蓄電池的工作溫度度，C51F020為嵌入式混合信號(hào)微控制，5RNET為五位電阻網(wǎng)絡(luò)接口。采用工作選擇設(shè)備，可以設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)工作模式或溫度控制工作模式及CAN接口或1-Wire接口。模擬電路部分描述:
發(fā)電機(jī)的輸出電壓和充電電流是通過調(diào)整發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流大小控制的。當(dāng)減小發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出電壓和充電電流將隨之減小。反之，發(fā)電機(jī)的輸出電壓和充電電流將增加。如圖3，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流由UC3525APWM控制器組成的勵(lì)磁電路控制。充電電流從分流器(REFZ)兩端取樣，經(jīng)隔離信號(hào)放大器隔離放大后，負(fù)端接地，正端與圖5控制信號(hào)輸入電路的2端連接，經(jīng)電阻器R3和R4分壓后，通過隔離二極管D2到連接到輸出端4。如圖1，輔助發(fā)電機(jī)輸出電壓正極與圖5控制信號(hào)輸入電路的3端連接，經(jīng)電阻器R5和R6分壓后，通過隔離二極管D3連接到輸出端4。如圖1，蓄電池組端電壓正極與圖6五位電阻網(wǎng)絡(luò)接口電路的輸入端6連接，經(jīng)電阻器R6和R7分壓后，由輸出端7與圖5控制信號(hào)輸入電路的I端連接。圖5控制信號(hào)輸入電路的輸出端4與圖3中UC3525APWM控制器電路的反相輸入端I連接。如圖3，UC3525APWM控制器從11端和14端輸出的PWM控制信號(hào)，經(jīng)二極管D1、二極管D2與功率調(diào)整管IGBT的輸入端連接，功率調(diào)整管IGBT的輸出端與功率調(diào)整管IGBT的連接端子C、G、E連接。數(shù)字電路部分描述:
圖1中隔離信號(hào)放大器的正輸出端同時(shí)與圖4電流電壓采樣電路的輸入端I連接，蓄電池組端電壓正極與圖4電流電壓采樣電路的輸入端2連接。圖4電流電壓采樣電路與圖2C51F020混合信號(hào)微控制器的連接方法是:圖4電流電壓采樣電路中3、4、5、6端經(jīng)光電隔離后分別與C51F020混合信號(hào)微控制器的Pl.0、Pl.1、Pl.2、Pl.3連接。其中，Pl.0為選通信號(hào)、Pl.1為接口時(shí)鐘、Pl.2為寫數(shù)據(jù)輸出、Pl.3為讀數(shù)據(jù)輸入。電流電壓采樣電路為CS5460A高精度電能計(jì)量專用電路。上述電路組成了 24位高精度充電電壓和充電電流數(shù)字采樣電路。電流電壓采樣精度優(yōu)于千分之二。
溫度采樣CAN接口如圖7，其中CAN控制器SJA1000的8位數(shù)據(jù)和地址總線并行接口 I與圖3中C51R)20混合信號(hào)微控制器的P7端口連接，SJA1000的2 (ALE),4 (RD),5(WR)、3 (CS)端子分別與C51F020混合信號(hào)微控制器的P4.5、P4.6、P4.7、P2.0連接，組成帶地址鎖存功能的8位并行數(shù)據(jù)接口。圖7中SJA1000輸出端TX、RX經(jīng)總線驅(qū)動(dòng)器82C250與CAN總線(CAN-H、CAN-L)連接，可與遠(yuǎn)程多點(diǎn)溫度采樣設(shè)備連接。多點(diǎn)溫度采樣設(shè)備可以根據(jù)用戶需要設(shè)計(jì)為連接數(shù)字、熱敏或半導(dǎo)體多種溫度傳感器。如圖8為溫度采樣1-Wire接口電路，其中輸入接口 I接數(shù)字電路電源VCC，2、3端分別與圖3C51R)20混合信號(hào)微控制器的P0.6,P0.7連接，輸出端4、5、6與DS18B20數(shù)字溫度傳感器連接，組成遠(yuǎn)程單點(diǎn)溫度采樣1-Wire接口電路。如圖3的UC3525APWM控制器電路，其中輸入端16與圖2中C51R)20混合信號(hào)微控制器的P3.5連接，通過UC3525APWM控制器電路的關(guān)斷端10控制PWM電路的啟動(dòng)始運(yùn)行
和停止運(yùn)行。 LCM液晶顯示器如圖10，其中數(shù)據(jù)接口端5與圖2中C51R)20混合信號(hào)微控制器的 P7 連接，連接端子 I (RST)、2 (CS1)、3 (CS2)、4 (WR)、5 (RS)分別與圖 2 中 C51R)20 混合信號(hào)微控制器的P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4連接，組成8位并行數(shù)據(jù)接口。在微控制器驅(qū)動(dòng)下可是設(shè)置為中文顯示或英文顯示，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。圖9為由兩個(gè)壓縮B⑶碼撥碼器組成的溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)值設(shè)定電路。負(fù)溫度補(bǔ)償撥碼碼器的8、4、2、1連接端子連接到圖2中C51R)20混合信號(hào)微控制器的P5.7、P5.6、P5.5、P5.6，正溫度補(bǔ)償撥碼器的8、4、2、1連接端子連接到圖2中C51R)20混合信號(hào)微控制器的P5.3、P5.2、P5.1、P5.0。補(bǔ)償范圍為±10°C。補(bǔ)償值為負(fù)時(shí)，每補(bǔ)償增加_1°C，單體蓄電池充電電壓降低約0.002V，補(bǔ)償值為正時(shí)，每補(bǔ)償增加+1°C，單體蓄電池充電電壓升高約0.002V。由上述電路組成的數(shù)字控制電路，通過由圖2中C51R)20混合信號(hào)微控制器的P2.3、P2.4、P2.5、P2.6、P2.7分別與圖6中五位電阻網(wǎng)絡(luò)接口電路的輸入端1、2、3、4、5連接，組成光電隔離數(shù)字控制接口，用于對(duì)如圖3由UC3525A組成的PWM控制電路的智能化控制。五位電阻網(wǎng)絡(luò)接口，確保數(shù)字控制系統(tǒng)只能在充電電壓在110V±5V的范圍內(nèi)實(shí)施控制。
權(quán)利要求
1.一種鐵路機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)智能控制器，包括C51F020混合信號(hào)微控制器、UC3525PWM控制器、電流電壓采樣電路、溫度采樣CAN接口電路、溫度采樣1-Wire接口電路、溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)值設(shè)定電路、五位電阻網(wǎng)絡(luò)接口電路、功率調(diào)整管IGBT和LCM液晶顯示器，其特征在于:所述C51F020混合信號(hào)微控制器通過五位電阻網(wǎng)絡(luò)接口電路連接UC3525 PWM控制器，C51F020混合信號(hào)微控制器上連接溫度采樣CAN接口電路、溫度采樣1-Wire接口電路、溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)值設(shè)定電路和LCM液晶顯示器，UC3525 PWM控制器連接IGBT及驅(qū)動(dòng)電路，功率調(diào)整管IGBT與輔助發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電路連接，REFZ分流器連接隔離信號(hào)放大器，隔離信號(hào)放大器連接電流電壓采樣電路，電流電壓采樣電路的輸出連接C51F020混合信號(hào)微控制器，電流電壓采樣電路經(jīng)電阻器與蓄電池的正極連接。
2.如權(quán)利要求1所述的鐵路機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)智能控制器，其特征在于:由C51R)20混合信號(hào)微控制組成的數(shù)字控制電路通過五位電阻網(wǎng)絡(luò)接口電路與由UC3525 PWM控制器組成的模擬PWM控制電路的輸入控制信號(hào)電路連接。
3.如權(quán)利要求1所述的鐵路機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)智能控制器，其特征在于:所述五位電阻網(wǎng)絡(luò)接口電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6和電阻R7相互并聯(lián)連接，電阻Rl連接開關(guān)Kl，電阻R2連接開關(guān)K2，電阻R3連接開關(guān)K3，電阻R4連接開關(guān)K4，電阻R5連接開關(guān)K5。
4.如權(quán)利要求1所述的鐵路機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)智能控制器，其特征在于:所述溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)值設(shè)定電路由負(fù)補(bǔ)償BCD碼撥碼器和正補(bǔ)償BCD碼撥碼器。
全文摘要
本發(fā)明涉及鐵路機(jī)車的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鐵路機(jī)車輔助發(fā)電機(jī)智能控制器。包括C51F020混合信號(hào)微控制器、UC3525PWM控制器、電流電壓采樣電路、溫度采樣CAN接口電路、溫度采樣1-Wire接口電路、溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)值設(shè)定電路、五位電阻網(wǎng)絡(luò)接口電路、功率調(diào)整管IGBT和LCM液晶顯示器，實(shí)現(xiàn)了兼容數(shù)字系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、智能化程度高和專用PWM控制電路抗干擾能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好的特點(diǎn)，由此組成的智能控制器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、智能化程度高、實(shí)時(shí)性和動(dòng)態(tài)特性好、可靠性高的顯著特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J7/14GK103227499SQ201310117390
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月7日
發(fā)明者吳宏軍, 王萬平, 孫宇, 錢良國(guó) 申請(qǐng)人:南車戚墅堰機(jī)車有限公司