专利名称：磁流变阻尼器的新型电流控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种磁流变阻尼器的新型电流控制器。背景技 术现有的流变阻尼器的电流控制器的电流响应时间慢，达不稳态的时间时，不能够提供恒定持续电流；输出电流的精度低，待机功耗大，效率低。发明内容本实用新型的目的是提供一种具有低功耗，高效率的智能电流控制系统的磁流变阻尼器的新型电流控制器。上述的目的通过以下的技术方案实现一种磁流变阻尼器的新型电流控制器，其组成包括壳体，所述的壳体内装有芯片MSP430，所述的芯片MSP430连接脉冲调控控制芯片SG3525，所述的脉冲调控控制芯片SG3525电路连接PWM驱动芯片EXB841，所述的PWM驱动芯片EXB841连接BUCK主电路IGBT，所述的BUCK主电路IGBT连接电流互感器ACS712，所述的电流互感器ACS712连接放大电路运放LM324，所述的放大电路运放LM324连接所述的芯片MSP430，所述的芯片MSP430连接磁流变阻尼器。所述的磁流变阻尼器的新型电流控制器，所述的磁流变阻尼器包括缸体，所述的缸体内装有活塞，活塞杆穿过所述的活塞并延伸到所述的缸体外端，励磁线圈缠绕在所述的活塞外，所述的励磁线圈连接所述的芯片MSP430。所述的磁流变阻尼器的新型电流控制器，所述的脉冲调控控制芯片SG3525电路包括电流反馈电路、PWM脉宽调制电路、驱动电路、单片机电路。有益效果I.本实用新型能够提供连续可调，稳定，高精度的可控恒定电流，使磁流变阻尼器按照输入励磁线圈中的电流大小来调节输出阻尼力。本实用新型采用新型的PWM BUCK转换电路，通过对开关管的PWM控制调节电流，比传统电流控制器具有功耗低，转换效率高，抗干扰性能强。本实用新型的流变阻尼器的电流控制器的电流响应时间比较快，达到稳态的时间在5毫秒左右，可提供O 2A的恒定持续电流；输出电流的精度达到1%，输出电压纹波在2%以内，主要芯片均采用低功耗型，待机功耗小，效率达到93%。
附图I是本产品的结构示意图。附图2是本产品的磁流变阻尼器的结构示意图。附图3是附图I的零电压转换PWM变换电路图。附图4是附图I的PWM脉宽调制电路图。附图5是附图I的驱动电路图。附图6是附图I的电流反馈电路图。附图7是附图I的单片机电路图。[0023]附图8是附图I的5v和3. 3v的转换电路图。电路图中相同符号具有连接关系。
具体实施方式
实施例I :—种磁流变阻尼器的新型电流控制器，其组成包括壳体I所述的壳体内装有芯片2型号MSP430，所述的芯片MSP430连接脉冲调控控制芯片3型号SG3525，所述的脉冲调控控制芯片SG3525电路连接PWM驱动芯片4型号EXB841，所述的PWM驱动芯片EXB841连接BUCK主电路IGBT5，所述的BUCK主电路IGBT连接电流互感器6型号ACS712，所述的电流互感器ACS712连接放大电路运放7型号LM324，所述的放大电路运放LM324连接所述的芯片MSP430，所述的芯片MSP430连接磁流变阻尼器。实施例2 ·实施例I所述的磁流变阻尼器的新型电流控制器，所述的磁流变阻尼器包括缸体8，所述的缸体内装有活塞9，活塞杆10穿过所述的活塞并延伸到所述的缸体外端，励磁线圈11缠绕在所述的活塞外，所述的励磁线圈连接所述的芯片MSP430。实施例3 实施例I所述的磁流变阻尼器的新型电流控制器，所述的脉冲调控控制芯片SG3525电路包括电流反馈电路、PWM脉宽调制电路、驱动电路、单片机电路。实施例4 实施例I或2或3流变阻尼器的新型电流控制器，附图3是零电压转换PWM变换电路，它采用辅助谐振网络与主功率开关器件并联，主开关管工作软开关状态下并未增加耐压水平和电流应力。谐振网络不存在较大的环流能量，从而降低了电路的导通损耗。电路不存在开通损耗，并且关断的损耗也得到了相应的降低。此外，电路可以工作在很宽的输入电压和输出负载变化条件下。电路结构如图3示，其中直流输入电源Uin，滤波电容Cl滤波电感LI，主开关管SI，续流二极管VD构成基本的Buck电路；VDs是主开关管SI的反并联二极管，S2是辅助开关管，Cr是谐振电容和Lr是谐振电感，VDl为辅助二极管，谐振网络由S2、Cr、Lr、VDl组成。电路的仿真参数设计如下输入电压Ui=IOOV,滤波电感Ll=50uH，滤波电容Cl=20uF，谐振电感Lr=IOuH,谐振电容Cr=IOnF,负载Rl=5 Ω，开关频率f=40KHZ，占空比Sl=40%, S2=20%，主开关管与辅助开关选择的是型号为IRGPC50S的IGBT。实施例5 实施例I或2或3流变阻尼器的新型电流控制器，控制电路的丽脉宽调制电路，统选用PWM专用芯片SG3525输出两路PWM信号。该脉宽调制控制芯片SG3525具有欠压锁定、系统故障关闭、软起动延时PWM驱动等功能的芯片。控制系统的电路图如附4示，采用双闭环控制电路来实现输出电压稳定。负载的电压经Rl取样反馈到SG3525的引脚I端(误差放大器反向输入端)；单片机ADuC812采集Rl取样电压，通过软件进行PID调节，D/A转换后反馈到SG3525的引脚2端(误差放大器同向输入端)；SG3525的引脚1、2的电压通过芯片内部误差放大器比较并输出误差电压，误差电压通过比较器与锯齿波进行比较，11脚输出一个脉宽可变的PWM脉冲来调节DC-DC变换电路，最终实现输出电压稳定、可调。驱动电路的计中选取的开关器件为IGBT，型号为IXGH40N60A，额定耐压为600v，其集电极最大电流为75A，能够满足系统要求。对IGBT的驱动采用集成驱动芯片EXB841，驱动电路设计如附5示。电流反馈电路的统通过霍尔传感器将磁流变阻尼器励磁线圈中流过的电流采样出来，转换成电压的形式，再输入到放大电路中去。霍尔传感器可以接输出滤波电感中的输出电流。放大电路中，R1=R2，R3=R4，放大倍数 A=R3/R1+1。取 R1=R2=1KQ, R3=R4=20KQ。电压型电流传感器的电流变换比为1:100，磁流变阻尼器中流过的电流在(Tl. 5A，因此放大倍数应该为20倍。经过放大后的信号送入MSP430单片机的ADC中进行转后，经过计算分析后再反馈给SG3525输出相应的PWM波。采用电流反馈进行控制具有动态反应速度快的特点。如附图7单片机电路30它具有处理能力强，运行速度快，功耗低等优点，并有12位AD转换器ADC 12，性能价格比很高。另外，该系列单片机在超低功耗和功能集成等方面·有着显著的优势。附图7为5v和3. 3v的转换电路。利用ADG3304进行电平转换电路如附8示。匹配电路采用ADI公司的电平转换芯片ADG3304。该芯片为双向电平转换芯片，工作电压
I.15V 5. 5V，静态动作电流小于ΙμΑ。并且，ADG3304无电平转换方向控制引脚，可以不需经方向选择直接进行电平转换。
权利要求1.一种磁流变阻尼器的新型电流控制器，其组成包括壳体，其特征是所述的壳体内装有芯片MSP430，所述的芯片MSP430连接脉冲调控控制芯片SG3525，所述的脉冲调控控制芯片SG3525电路连接PWM驱动芯片EXB841，所述的PWM驱动芯片EXB841连接BUCK主电路IGBT，所述的BUCK主电路IGBT连接电流互感器ACS712，所述的电流互感器ACS712连接放大电路运放LM324，所述的放大电路运放LM324连接所述的芯片MSP430，所述的芯片MSP430连接磁流变阻尼器。
2.根据权利要求I所述的磁流变阻尼器的新型电流控制器，其特征是所述的磁流变阻尼器包括缸体，所述的缸体内装有活塞，活塞杆穿过所述的活塞并延伸到所述的缸体外端，励磁线圈缠绕在所述的活塞外，所述的励磁线圈连接所述的芯片MSP430。
3.根据权利要求I或2所述的磁流变阻尼器的新型电流控制器，其特征是所述的脉冲调控控制芯片SG3525电路包括电流反馈电路、PWM脉宽调制电路、驱动电路、单片机电路。
专利摘要磁流变阻尼器的新型电流控制器。现有的流变阻尼器的电流控制器的电流响应时间慢，达不稳态的时间不能够提供恒定持续电流；输出电流的精度低，待机功耗大，效率低。本产品组成包括壳体(1)壳体内装有芯片(2)型号MSP430，芯片MSP430连接脉冲调控控制芯片(3)型号SG3525，脉冲调控控制芯片SG3525电路连接PWM驱动芯片(4)型号EXB841，PWM驱动芯片EXB841连接BUCK主电路IGBT(5)，BUCK主电路IGBT连接电流互感器(6)型号ACS712，电流互感器ACS712连接放大电路运放(7)型号LM324，放大电路运放LM324连接芯片MSP430，芯片MSP430连接磁流变阻尼器。本实用新型用于电流控制器。
文档编号H02M3/155GK202690866SQ20122036001
公开日2013年1月23日 申请日期2012年7月24日 优先权日2012年7月24日
发明者赵晓研, 王朋, 王越明, 赵岩 申请人:黑龙江科技学院