一种氮氧传感器变频加热控制电路的制作方法

本实用新型涉及氮氧传感器技术领域，特别涉及一种氮氧传感器变频加热控制电路。

背景技术：

汽车排放的尾气已经成为大气NOX污染物的主要来源。由于国家尾气排放标准的提高，因此需要对尾气中的NOX排放量进行实时检测和处理，而氮氧传感器就是该检测系统中的核心部件之一。氮氧传感器由传感器探头和电控单元组成，二者之间通过线束连接。氮氧传感器的谈统一部分负责采集尾气，其内部将进行气体分离、电离分解和测量浓度三个步骤；电控单元通过线缆提供给探头完成上述三个过程需要的电流，并采集各过程的电信号，同时通过CAN总线把测量信息发送给发动机或其他控制单元。氮氧传感器开始测量前，其陶瓷芯片的头部需要达到并稳定在700-750℃以保证反应的正常进行。但是，在现有的方法中，多数需要借助恒定电流源来完成对氮氧传感器的温度控制，导致增加了系统的成本和复杂性，同时，这种加热方式也难以避免加热时会有电流流过外电阻，消耗了较大的能耗，不利于节能环保。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种氮氧传感器变频加热控制电路。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种氮氧传感器变频加热控制电路，所述氮氧传感器变频加热控制电路用于对氮氧传感器进行变频加热，包括氮氧传感器，所述氮氧传感器设有陶瓷芯片，还包括单片机模块、IC变压调频模块、加热接口模块，所述IC变压调频模块、加热接口模块都连接单片机模块，所述IC变压调频模块连接加热接口模块，所述加热接口模块连接陶瓷芯片，加热接口模块包括加热接口P1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C9、电容C60、电感L1、电感L2、电阻R1、电阻R2，所述加热接口P1的7管脚都通过电容C60连接地信号GND，所述电容C9与电容C60相并联，所述加热接口P1的4管脚通过电容C5连接地信号GND，所述加热接口P1的3管脚通过电容C4连接地信号GND，所述加热接口P1的4管脚连接单片机模块，所述加热接口P1的3管脚连接IC变压调频模块，所述加热接口P1的2管脚连接地信号GND，所述加热接口P1的1管脚通过电阻R1连接电感L1的一端，所述电感L1的一端通过电容C1连接地信号GND，所述电感L1的另一端通过电阻R2连接电感L2的一端，所述电感L1的另一端通过电容C2连接地信号GND，所述电感L2的另一端通过电容C3连接地信号GND，所述电感L2的另一端连接IC变压调频模块，所述加热接口P1的8个管脚都连接陶瓷芯片，所述IC变压调频模块包括IC变压调频芯片U10、电阻R45、三极管Q2、电阻R43、场效应MOS管Q1、电容C42、电阻R42、稳压二极管D8、电阻R8、电阻R6、电阻R5、电阻R41、稳压二极管D1、电容C11、二极管D4、电阻R7、稳压二极管D2、电容C12，所述电阻R45的一端连接单片机U11的3管脚，所述电阻R45的另一端连接三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极连接IC变压调频芯片U10的13管脚，所述三极管Q2的集电极通过电阻R43连接场效应MOS管Q1的G极，所述场效应MOS管Q1的S极通过电容C42连接场效应MOS管Q1的G极，所述电阻R42、稳压二极管D8都与电容C42相并联，所述场效应MOS管Q1的D极通过电阻R8连接IC变压调频芯片U10的2管脚，所述IC变压调频芯片U10的2管脚连接加热接口模块，所述场效应MOS管Q1的D极通过电阻R6连接电阻R5的一端，所述电阻R5的一端通过电阻R41连接地信号GND，所述电阻R5的另一端连接IC变压调频芯片U10的4管脚，所述电阻R5的另一端通过稳压二极管D1连接地信号GND，所述稳压二极管D1与电容C11相并联，所述电阻R5的一端通过二极管D4连接IC变压调频芯片U10的24管脚，所述IC变压调频芯片U10的7管脚连接加热接口模块，所述电阻R7的一端连接单片机模块，所述电阻R7的另一端通过稳压二极管D2连接地信号GND，所述电阻R7的另一端连接IC变压调频芯片U10的3管脚，所述电容C12与稳压二极管D2相互并联。

进一步地，单片机模块包括单片机U11、晶振模块、滤波模块、复位模块、电阻R18、电阻R19、电容C41，所述晶振模块、滤波模块、复位模块都连接单片机U11，所述单片机U11的3管脚连接IC变压调频模块，所述单片机U11的62管脚通过电容C41连接地信号GND，所述电阻R18与电容C41相并联，所述加热接口模块和IC变压调频模块都通过电阻R19连接单片机U11的62管脚。

进一步地，单片机U11的型号为MC9S08DZ60。

进一步地，所述IC变压调频芯片U10的型号为AIC11337。

进一步地，所述晶振模块包括电容C23、电容C26、电阻R21、电阻R22,所述电容C23的一端和电容C26的一端都连接地信号GND，所述电容C23的另一端连接单片机U11的9管脚，所述电容C26的另一端通过电阻R22连接单片机U11的10管脚，所述电容C23的另一端通过电阻R21连接电容C26的另一端。

进一步地，复位模块包括5V电源、电阻R20、电容C22、电容C25，所述电阻R20的一端连接5V电源，所述电阻R20的另一端通过电容C22连接地信号GND，所述电容C25与电容C22相并联，所述电阻R20的另一端连接单片机U11的11管脚。

进一步地，滤波模块包括电容C18、电容C19、电容C20、电容C24，所述电容C18的一端、电容C19的一端、电容C20的一端、电容C24的一端都连接单片机U11，所述电容C18的另一端、电容C19的另一端、电容C20的另一端、电容C24的另一端都连接地信号GND。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型通过变压调控的方式对陶瓷芯片进行加热，更加节能和环保。

附图说明

图1为本实用新型整体的系统原理框图。

图2为本实用新型单片机模块的电路原理图。

图3为本实用新型加热接口模块的电路原理图。

图4为本实用新型IC变压调频模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1到图4所示，一种氮氧传感器变频加热控制电路，所述氮氧传感器变频加热控制电路用于对氮氧传感器进行变频加热，包括氮氧传感器，所述氮氧传感器设有陶瓷芯片3，还包括单片机模块1、IC变压调频模块4、加热接口模块2，所述IC变压调频模块4、加热接口模块2都连接单片机模块1，所述IC变压调频模块4连接加热接口模块2，所述加热接口模块2连接陶瓷芯片3，加热接口模块2包括加热接口P1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C9、电容C60、电感L1、电感L2、电阻R1、电阻R2，所述加热接口P1的7管脚都通过电容C60连接地信号GND，所述电容C9与电容C60相并联，所述加热接口P1的4管脚通过电容C5连接地信号GND，所述加热接口P1的3管脚通过电容C4连接地信号GND，所述加热接口P1的4管脚连接单片机模块1，所述加热接口P1的3管脚连接IC变压调频模块4，所述加热接口P1的2管脚连接地信号GND，所述加热接口P1的1管脚通过电阻R1连接电感L1的一端，所述电感L1的一端通过电容C1连接地信号GND，所述电感L1的另一端通过电阻R2连接电感L2的一端，所述电感L1的另一端通过电容C2连接地信号GND，所述电感L2的另一端通过电容C3连接地信号GND，所述电感L2的另一端连接IC变压调频模块4，所述加热接口P1的8个管脚都连接陶瓷芯片3，所述IC变压调频模块4包括IC变压调频芯片U10、电阻R45、三极管Q2、电阻R43、场效应MOS管Q1、电容C42、电阻R42、稳压二极管D8、电阻R8、电阻R6、电阻R5、电阻R41、稳压二极管D1、电容C11、二极管D4、电阻R7、稳压二极管D2、电容C12，所述电阻R45的一端连接单片机U11的3管脚，所述电阻R45的另一端连接三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极连接IC变压调频芯片U10的13管脚，所述三极管Q2的集电极通过电阻R43连接场效应MOS管Q1的G极，所述场效应MOS管Q1的S极通过电容C42连接场效应MOS管Q1的G极，所述电阻R42、稳压二极管D8都与电容C42相并联，所述场效应MOS管Q1的D极通过电阻R8连接IC变压调频芯片U10的2管脚，所述IC变压调频芯片U10的2管脚连接加热接口模块2，所述场效应MOS管Q1的D极通过电阻R6连接电阻R5的一端，所述电阻R5的一端通过电阻R41连接地信号GND，所述电阻R5的另一端连接IC变压调频芯片U10的4管脚，所述电阻R5的另一端通过稳压二极管D1连接地信号GND，所述稳压二极管D1与电容C11相并联，所述电阻R5的一端通过二极管D4连接IC变压调频芯片U10的24管脚，所述IC变压调频芯片U10的7管脚连接加热接口模块2，所述电阻R7的一端连接单片机模块1，所述电阻R7的另一端通过稳压二极管D2连接地信号GND，所述电阻R7的另一端连接IC变压调频芯片U10的3管脚，所述电容C12与稳压二极管D2相互并联。

如图1到图4所示，所述单片机模块1包括单片机U11、晶振模块12、滤波模块11、复位模块13、电阻R18、电阻R19、电容C41，所述晶振模块12、滤波模块11、复位模块13都连接单片机U11，所述单片机U11的3管脚连接IC变压调频模块4，所述单片机U11的62管脚通过电容C41连接地信号GND，所述电阻R18与电容C41相并联，所述加热接口模块2和IC变压调频模块4都通过电阻R19连接单片机U11的62管脚。

所述单片机U11的型号为MC9S08DZ60。

所述IC变压调频芯片U10的型号为AIC11337。

如图1到图4所示，所述晶振模块12包括电容C23、电容C26、电阻R21、电阻R22,所述电容C23的一端和电容C26的一端都连接地信号GND，所述电容C23的另一端连接单片机U11的9管脚，所述电容C26的另一端通过电阻R22连接单片机U11的10管脚，所述电容C23的另一端通过电阻R21连接电容C26的另一端。

如图1到图4所示，所述复位模块13包括5V电源、电阻R20、电容C22、电容C25，所述电阻R20的一端连接5V电源，所述电阻R20的另一端通过电容C22连接地信号GND，所述电容C25与电容C22相并联，所述电阻R20的另一端连接单片机U11的11管脚。

如图1到图4所示，滤波模块11包括电容C18、电容C19、电容C20、电容C24，所述电容C18的一端、电容C19的一端、电容C20的一端、电容C24的一端都连接单片机U11，所述电容C18的另一端、电容C19的另一端、电容C20的另一端、电容C24的另一端都连接地信号GND。

电路的工作原理就是，单片机U11启动后，首先通过PTA73也就是单片机U11的3管脚发出弱信号，对陶瓷芯片进行预热，一般来说，预热时间为30秒左右，然后PTA7停止工作，单片机转由PTA5也就是62管脚发出强信号，通过加热接口P1对陶瓷芯片进行快速加热，使陶瓷芯片迅速升温，加热一段时间后如10ms，这时候PTA5停止输出模式，改为反馈模式即PTA5管脚实质上是双向模式工作的，开始检测陶瓷芯片的温度，如果温度未到设定值，则继续加热，若达到设定值，则停止加热，停止加热时，PTA5始终实时监测温度，只要温度低于设定值，就又开始加热，这样也就达到了变频加热的效果。

本实用新型通过变压调控的方式对陶瓷芯片进行加热，更加节能和环保。

需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的一种具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形，总之，本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。