一种柴油机数字式调速控制器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种柴油机调速装置，属于控制器领域，具体设及一种柴油机数 字式调速控制器。
【背景技术】
[0002] 目前，柴油发电机组通常采用模拟式调速控制器。模拟式调速控制器主要存在W 下问题：1、由于采用较多的分离元件多，所W造成功耗大、可靠性降低；2、在传统的模拟型 调速控制器中，通常采用电位器旋钮的方式进行转速设定，因此，最终影响到转速的控制精 度，难W实现速度精确控制；3、通常采用PID参数固定的控制方法，在柴油机不同的运行区 间和运行状态下，不能实现变参数控制。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种结构紧凑、低功耗、高精度、速度控 制性能好、安全性高、使用方便的柴油机数字式调速控制器。
[0004] 本实用新型的技术方案如下： 阳0化]一种柴油机数字式调速控制器，其包括调速驱动主电路、整形电路、用于分段PID控制的核屯、处理器和触摸液晶显示屏；所述整形电路的输入信号为转速传感器信号，其输 出信号为方波转速信号，所述整形电路的输出端接核屯、处理器的外部中断管脚，所述核屯、 处理器的触摸液晶显示屏接口与触摸液晶显示屏相连接；所述核屯、处理器的PWM输出脚输 出的信号接入调速驱动主电路，所述调速驱动主电路的调速输出端子TS输出调节柴油机 油口的电压。
[0006] 进一步的，所述调速驱动主电路包括光电隔离驱动电路、驱动电流采集电路、驱动 电压采集电路及其外围驱动电路元件；所述核屯、处理器的PWM输出脚接入光电隔离驱动电 路，所述光电隔离驱动电路的输出端输出控制改变柴油机油口大小的驱动电压，所述驱动 电压由外部的调速输出端子TS采集；所述驱动电流采集电路和驱动电压采集电路分别采 集光电隔离驱动电路输出的电流信号和电压信号，所述驱动电流采集电路和驱动电压采集 电路的采集输出端接核屯、处理器的A/D管脚。
[0007] 进一步的，所述调速驱动主电路的外围驱动电路元件包括绝缘栅双极型晶体管 IGBT、电阻Rk、二极管D2和滤波电容Cl;所述光电隔离驱动电路的输出端接绝缘栅双极型 晶体管IGBT的栅极，所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的发射极经滤波电容Cl接地，所述绝 缘栅双极型晶体管IGBT的集电极反向接二极管D2后经电阻Rk接地，所述驱动电流采集电 路的输入端并联在电阻Rk两端的节点C和节点d上，所述驱动电压采集电路的输入端连接 绝缘栅双极型晶体管IGBT的集电极作为的节点a和地作为的节点b;实际上，不一定只有 绝缘栅双极型晶体管IGBT能够用在此处，只要是全控型开关型电力电子器件都可W。运里 只所W选用绝缘栅双极型晶体管IGBT是由于该类型开关型器件具有驱动电流大，功率损 耗小的优点。所述驱动电流采集电路和驱动电压采集电路的输入信号是PWM输出脚依次经 过光电隔离驱动电路。 阳OO引进一步的，所述光电隔离驱动电路包括电阻Rl~R13、电源隔离模块U1、光禪U2、NPN型S极管T1-T3、PNP型S极管T4、比较器U3和稳压管D3 ;
[0009] 所述电阻R2和电阻R3串联后并接在所述PWM输出脚的N脚和M脚上，所述PWM 输出脚的M脚接地；所述NPN型S极管Tl的基极接电阻R2和电阻R3的节点，所述NPN型 =极管Tl的发射极接地，所述NPN型=极管Tl的集电极接光禪U2的阴极，所述光禪U2的 阳极接电源隔离模块Ul的电源端，所述光禪U2的集电极接电源VPP2，所述光禪U2的集电 极接入NPN型=极管T2的基极，所述光禪U2的集电极依次经电阻R7、R8和稳压管D3接 入NPN型S极管T2的发射极；所述电源VPP2依次经电阻R6、R5和R4后接入比较器U3的 负输入端，所述电阻R5和R4的节点接地，所述电阻R6和R5的节点接入比较器U3的正输 入端，所述比较器U3的输出端接电阻R7和R8的节点；所述NPN型=极管T2的集电极经电 阻R9分别接入NPN型S极管T3和PNP型S极管T4的基极，所述NPN型S极管T3的发射 极接PNP型=极管T4的发射极，所述PNP型=极管T4的集电极经电阻R12接地，所述电阻 Rll和电阻R13串联后并接在NPN型S极管T3的发射极和集电极之间，所述电阻Rll和电 阻R13的节点接所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的栅极，所述电阻Rll和电阻R13的节点输 出作为所述光电隔离驱动电路1-1的输出信号，所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的集电极； 所述NPN型S极管T3的集电极外接励磁电源输入端子J15,所述电阻RlO并联在NPN型S 极管T3的基极和集电极之间。
[0010] 进一步的，所述驱动电流采集电路包括电阻R18-R24、电位器PR3-PR4、运算放大 器U8-U11、线性光禪U12和电容C4-C6 ;所述驱动电流采集电路的输入端节点C经电阻R18 接其输入端节点山所述输入端节点d接地；所述电阻R19和电容C4串联后并联接在电阻 R18两端，所述电阻R19和电容C4的节点经电阻R20接入运算放大器U8的正输入端，所述 运算放大器U8的负输入端经电阻R21接地，所述电位器PR3的固定端并联在运算放大器U8 的负输入端和输出端，所述电位器PR3的滑动端接运算放大器U8的负极；所述运算放大器 U8的输出端经电阻R22接入运算放大器U9的负输入端，所述运算放大器U9的负输入端接 地，所述运算放大器U9的正输出端接线性光禪U12的4脚，所述线性光禪U12的3脚接地， 其2脚接电源VPP2,所述运算放大器U9的输出端经电阻R23接线性光禪U12的1脚；所述 电容巧并联在运算放大器U9的负输入端和输出端；所述线性光禪U12的6脚接运算放大器 UlO的负输入端，所述运算放大器UlO的正输入端接地，所述运算放大器UlO的输出端接运 算放大器Ull的正输入端，所述运算放大器Ull的负输入端经电阻R24接地，所述电阻R24 和电容C6均并联在运算放大器UlO的负输入端和输出端，所述电位器PR4的固定端并联在 运算放大器Ull的负输入端和输出端，所述电位器PR4的滑动端接运算放大器Ull的负输 入端；所述线性光禪U12的型号为HCNR200,所述运算放大器U8-U11的型号为LM324。 W11] 进一步的，所述驱动电压采集电路包括电阻R13-R17、电位器PR1-PR2、运算放大 器U4-U6、线性光禪U7和电容C1-C3 ;所述驱动电压采集电路的输入端节点a依次经电阻R13和R14接入运算放大器U4的负输入端，所述驱动电压采集电路的输入端节点b接地， 所述运算放大器U4的负输入端接地，所述电容Cl一端接入电阻R13和R14的节点，其另一 端接地，所述电位器PRl的固定端并联在电容Cl两端，所述电位器PRl的滑动端接入电阻 R13和R14间的节点；所述运算放大器U4的正输入端接线性光禪U7的4脚，所述线性光禪 U7的的3脚接地，其2脚接电源VPP2,所述运算放大器U4的输出端经电阻R15接线性光禪U7的1脚，所述电容C2并联在运算放大器U4的负输入端和其输出端，所述线性光禪U7的 6脚接入运算放大器呪的负输入端，所述运算放大器呪的正输入端接地，所述运算放大器 呪的输出端接运算放大器U6的正输入端，所述电阻R16和电容C3均并联接在运算放大器 呪的负输入端和输出端，所述运算放大器U6的负输入端经电阻R17接地，所述电位器PR2 的固定端并联在运算放大器U6的负输入端和其输出端，所述电位器PR2的滑动端接运算放 大器U6的负输入端，所述运算放大器U6的输出端接入A/D管脚；所述线性光禪U7的型号 为HCNR200 ;所述运算放大器U4-U6的型号为LM324。
[0012] 进一步的，所述整形电路包括二极管D1、电阻R18、R27、R36、R37、R41、R44、电容 C14、C15、C30和比较器IC3 ;所述转速传感器信号作为整形电路的输入信号，所述整形电路 的输入端子A经电阻R37和电阻R18接电源Vcpu3. 3,其输入端子B依次经电阻R36、二极 管Dl和电阻R41接电源Vcpu3. 3,所述二极管Dl和电阻R41的节点接入比较器IC3的正 输入端，所述电阻R37和电阻R18的节点接入比较器IC3的负输入端；所述输入端子B经电 容C30接地；所述比较器IC3的输出端接入外部中断管脚；所述比较器IC3的输出端经电阻 R44接电源Vcpu3. 3 ;所述电阻R27的一端接在所述二极管Dl和电阻R41的节点上，所述电 阻R27的另一端接输入端子B，所述电容C14并联在电阻R27两端，所述电容C15并联在电 阻R37两端。
[0013] 进一步的，所述核屯、处理器3选用STM32型ARM忍片。
[0014] 本实用新型的有益效果如下：
[001引 （1)本实用新型采用低功耗的核屯、处理器集成了触摸液晶显示屏接口，该接口内 含驱动和响应接口，同时集成了PWM控制器、A/D转换器等内部资源，简化了数字式调速控 制器的外围电路，通过PWM输出脚、A/D管脚、外部中断管脚连接外部电路，同时核屯、处理器 采用了 3. 3V供电的低功耗结