專利名稱：柴油機(jī)顆粒凈化器用高壓電源裝置及其輸出控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柴油機(jī)顆粒凈化器用高壓電源裝置及其輸出控制方法，具體說將車載蓄電池電源逆變成高壓電源，用于對(duì)柴油機(jī)汽車顆粒凈化器中的顆粒打火使顆粒起燃。
背景技術(shù)：
本人在此之前申請(qǐng)了一項(xiàng)實(shí)用新型專利“電擊穿式柴油機(jī)尾氣顆粒凈化器”，其申請(qǐng)?zhí)枮椤?01120209011.2”。用過濾陶瓷捕捉尾氣中的顆粒，當(dāng)陶瓷中的顆粒達(dá)一定量時(shí)進(jìn)行再生；再生時(shí)需要高壓電源，再生的工作原理是:高壓直流電源的正端、負(fù)端分別接過濾陶瓷內(nèi)的電極，電極之間構(gòu)成一靜電場(chǎng)，靜電場(chǎng)電壓為5KV至8KV，過濾陶瓷過濾的顆粒為導(dǎo)電物質(zhì)，當(dāng)陶瓷內(nèi)顆粒層較薄時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生擊穿，當(dāng)陶瓷內(nèi)顆粒積累到一定量時(shí)，擊穿電壓降低而產(chǎn)生電火花，電火花使顆粒積熱、起燃。為此對(duì)高壓電源的要求之一是其輸出電壓要穩(wěn)定，要求之二是在達(dá)到再生點(diǎn)之前盡量不要有高壓輸出以減少蓄電池的電能消耗。市場(chǎng)上的高壓電源一般用于靜電除塵，其提供能量的電源來自市電，不適合在汽車上工作，另外針對(duì)對(duì)柴油機(jī)汽車顆粒凈化器中的顆粒打火的要求而言市場(chǎng)上也沒有適合的高壓電源，因此有必要設(shè)計(jì)一種新的高壓電源。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種柴油機(jī)顆粒凈化器用高壓電源裝置，將車載蓄電池的電源轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的高壓電源并且工作時(shí)消耗蓄電池的電能少。該高壓電源裝置包括:提供電能的蓄電池組1、將設(shè)定信號(hào)與反饋信號(hào)比較以使高壓輸出穩(wěn)定的信號(hào)運(yùn)算電路3、將信號(hào)運(yùn)算電路3輸出的直流電壓信號(hào)調(diào)制成交流信號(hào)的調(diào)制電路4、對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行放大的功率放大電路5、對(duì)放大后的交流電壓進(jìn)行升壓的升壓變壓器6、對(duì)升壓后的交流高電壓整流為直流電壓并輸送至顆粒凈化器的高壓整流電路
7、提供反饋信號(hào)的高壓信號(hào)采樣電路8、檢測(cè)高壓輸出整流電路7中電流變化的電流采樣電路9、對(duì)蓄電池組I進(jìn)行濾波穩(wěn)壓為高壓電源裝置提供工作電壓的直流穩(wěn)壓電路2、所述的設(shè)定信號(hào)來自直流穩(wěn)壓電路2的輸出電壓；
其特征是:所述的高壓電源裝置還包括一單片機(jī)IC1，單片機(jī)的I/O 口的腳Pl.6、Pl.7可產(chǎn)生用于調(diào)制直流電壓的相位彼此相反的方波，腳Pl.6、Pl.7分別與所述的信號(hào)調(diào)制電路4的輸入端45、46連接，腳Pl.5與電流采樣電路9的輸出端92連接，當(dāng)電流采樣電路9無脈沖電流信號(hào)輸出時(shí)，單片機(jī)的I/O 口的腳Pl.6,Pl.7間斷輸出相位彼此相反的方波，當(dāng)電流米樣電路9有脈沖電流信號(hào)輸出時(shí),腳Pl.6、Pl.7持續(xù)輸出相位彼此相反的方波；所述的信號(hào)運(yùn)算電路3由電阻R2 — R5、電位器RW1、三極管Tl組成；電阻R2的一端為設(shè)定信號(hào)輸入端31接直流穩(wěn)壓電路2的+5V電源；其另一端通過電位器RWl與電阻R3的一端連接；電阻R3的另一端為反饋信號(hào)輸入端32接高壓信號(hào)采樣電路8中整流器QL2的輸出端的負(fù)極，電位器RWl的滑臂端通過電阻R4與三極管Tl的基極連接，三極管Tl的發(fā)射極為運(yùn)算結(jié)果輸出端33通過電阻R5接地，其集電極接+5V電源；
所述的信號(hào)調(diào)制電路4由電阻R8 — R11、三極管T2、T3、電容C8、C9、二極管D2、D3組成，三極管Τ2的基極通過電阻R8與單片機(jī)ICl的Pl.6腳連接，三極管Τ2的集電極通過電阻RlO與三極管Tl的發(fā)射極腳連接，電容C8的一端接三極管Τ2的集電極、電容C8的另一端通過二極管D2接地，三極管Τ2的發(fā)射極接地；三極管Τ3的基極通過電阻R9與單片機(jī)ICl的Pl.7腳連接，三極管Τ3的集電極通過電阻Rll與三極管Tl的發(fā)射極腳連接，電容C9的一端接三極管Τ3的集電極、電容C9的另一端通過二極管D3接地，三極管Τ3的發(fā)射極接地；Pl.7腳、Pl.6腳上產(chǎn)生相位相反的方波，可使三極管Τ2、Τ3交替導(dǎo)通、截止，對(duì)運(yùn)算結(jié)果信號(hào)進(jìn)行斬波，使運(yùn)算結(jié)果信號(hào)由直流信號(hào)變成交流信號(hào)，通過電容CS、C9輸出。所述的功率放大電路由三極管Τ4一Τ7、升壓變壓器6的初級(jí)線圈L組成，對(duì)信號(hào)調(diào)制電路4輸出的交流信號(hào)進(jìn)行推挽放大；三極管Τ4、Τ5構(gòu)成一復(fù)合管以提高放大倍數(shù)，三極管Τ4的基極接電容C8的輸出端43，三極管Τ4、Τ5的集電極接變壓器初級(jí)線圈L的一端，三極管Τ5的發(fā)射極接地；三極管Τ6、Τ7構(gòu)成另一復(fù)合管，三極管Τ6的基極接電容C9的輸出端44，三極管Τ6、Τ7的集電極接變壓器初級(jí)線圈L的另一端，三極管Τ7的發(fā)射極接地，變壓器初級(jí)線圈L的中心抽頭Le與蓄電池組的輸出端Ul連接。所述的高壓信號(hào)采樣電路8包括:整流器QL2、濾波電容C4、光耦GR1、電阻R6、R7，整流器QL2的輸入端與升壓變壓器的次級(jí)線圈L2的a、a’端連接、整流器QL2的輸出端與濾波電容C4并聯(lián)連接，整流器QL2的輸出端的正極接地，其負(fù)極接信號(hào)運(yùn)算電路3中的電阻R3的一端；光耦GRl的輸入端2腳接濾波電容C4的負(fù)極、光耦GRl的輸入端I腳通過電阻R6與濾波電容C4的正極連接，光耦GRl的輸出端3腳接地、光耦GRl輸出端4腳通過電阻R7接+5V電源，光耦GRl輸出端4腳接單片機(jī)ICl的Pl.4腳；當(dāng)高壓電源裝置工作正常時(shí)升壓變壓器的次級(jí)線圈L2應(yīng)有感應(yīng)電壓，光耦GRl的輸入端有電流通過其輸出端4腳為低電平，當(dāng)高壓電源裝置出現(xiàn)故障時(shí)升壓變壓器的次級(jí)線圈L2無感應(yīng)電壓，光耦GRl輸出端4腳為高電平。所述的電流采樣電路9由脈沖變壓器B2、電阻R12、R13、三極管T8、二極管Dl組成，脈沖變壓器B2的初級(jí)一端接高壓輸出整流電路7中的電容C3的負(fù)極、另一端接負(fù)載，脈沖變壓器B2次級(jí)的b’端接地、b端通過電阻R12接三極管T8的基極，三極管T8的集電極通過電阻Rl3接+5V電源，三極管T8的基極、發(fā)射極之間接有二極管Dl，三極管T8的集電極接單片機(jī)ICl的Pl.5腳。所述的高壓電源裝置的電壓輸出控制方法是:預(yù)先向單片機(jī)ICl裝入程序，該程序執(zhí)行的步驟是:
1、設(shè)定一檢測(cè)時(shí)間段、起燃時(shí)間段和停止時(shí)間段；所述的檢測(cè)時(shí)間段為10—15秒，所述的起燃時(shí)間段為10 —15分鐘，所述的停止時(shí)間段為3— 4分鐘；
I1、在檢測(cè)時(shí)間段內(nèi)使單片機(jī)的I/O口的Pl.7、P1.6腳上產(chǎn)生相位彼此相反的方波，使高壓電源裝置有高壓電壓輸出，并檢測(cè)單片機(jī)的I/O 口的Pl.5腳上是否有脈沖電流信號(hào)；
如在檢測(cè)時(shí)間段內(nèi)單片機(jī)的I/O 口的Pl.5腳上有脈沖電流信號(hào)，則按起燃時(shí)間段設(shè)定的時(shí)間，在起燃時(shí)間段內(nèi)繼續(xù)使單片機(jī)的I/O 口的Pl.7、Pl.6腳上產(chǎn)生相位彼此相反的方波，使高壓電源裝置有高壓電壓輸出持續(xù)打火使凈化器中的顆粒積熱、起燃，然后按停止時(shí)間段設(shè)定的時(shí)間，在停止時(shí)間段內(nèi)使Pl.7、Pl.6腳上的方波不產(chǎn)生；然后重復(fù)步驟II ； 如在檢測(cè)時(shí)間段內(nèi)單片機(jī)的I/o 口的Pl.5腳上始終無脈沖電流信號(hào)，則按停止時(shí)間段設(shè)定的時(shí)間，在停止時(shí)間段內(nèi)使Pl.7、Pl.6腳上的方波不產(chǎn)生；然后重復(fù)步驟II ；
當(dāng)單片機(jī)的I/O 口的Pl.7、Pl.6腳上的方波不產(chǎn)生時(shí)，Pl.7、Pl.6腳的電平狀態(tài)為低電平。電壓輸出的穩(wěn)定一般通過負(fù)反饋技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，但可能會(huì)出現(xiàn)自激振蕩而使輸出電壓不穩(wěn)定；為解決該技術(shù)問題在上述的技術(shù)方案中，信號(hào)運(yùn)算電路3中具有運(yùn)算功能部分僅由具有穩(wěn)定幅值的設(shè)定信號(hào)電壓、高壓反饋信號(hào)電壓、電阻R2、R3、電位器RWl串聯(lián)連接構(gòu)成回路，運(yùn)算結(jié)果由電位器RWl的滑臂端輸出，電路組成簡(jiǎn)單并且電阻R2、R3、電位器RWl均為無源器件不會(huì)產(chǎn)生自激振蕩也不會(huì)產(chǎn)生溫度漂移，運(yùn)算結(jié)果可直接由基爾霍夫定律得出，運(yùn)算結(jié)果精確，其運(yùn)算結(jié)果信號(hào)的幅值經(jīng)放大后可使輸出的高壓電壓值穩(wěn)定。在信號(hào)調(diào)制電路4中通過三極管T2、T3交替導(dǎo)通、截止，對(duì)運(yùn)算結(jié)果信號(hào)進(jìn)行斬波，使運(yùn)算結(jié)果信號(hào)由直流信號(hào)變成交流信號(hào)，交流信號(hào)的幅值與被調(diào)制的直流信號(hào)幅值一致。信號(hào)運(yùn)算電路3和信號(hào)調(diào)制電路4的線路設(shè)計(jì)能使運(yùn)算結(jié)果信號(hào)幅值與高壓電壓值成固定的比例關(guān)系，避免了自激現(xiàn)象的發(fā)生。柴油機(jī)顆粒凈化器中顆粒需要一段時(shí)間積累才達(dá)到再生點(diǎn)，在顆粒積累的時(shí)間段內(nèi)，單片機(jī)僅間斷地輸出方波使逆變間斷地發(fā)生，從而使高壓電源裝置向蓄電池吸取電能大大降低。
圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)方框圖。圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的電路原理圖。圖3是單片機(jī)的程序流程圖。圖4是圖3中方波輸出的子程序。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)對(duì)照
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。該高壓電源裝置包括:蓄電池組1、直流穩(wěn)壓電路2、信號(hào)運(yùn)算電路3、信號(hào)調(diào)制電路4、功率放大電路5、升壓變壓器6、高壓整流電路7、高壓信號(hào)采樣電路8、電流采樣電路
9、單片機(jī)IC1。所述的蓄電池組I的輸出端U2接到直流穩(wěn)壓電路2的輸入端，直流穩(wěn)壓電路2的輸出端21向高壓電源裝置中的電路提供工作電源；
所述的信號(hào)運(yùn)算電路3具有設(shè)定信號(hào)的輸入端31、反饋信號(hào)的輸入端32、以及設(shè)定信號(hào)與反饋信號(hào)進(jìn)行減運(yùn)算的運(yùn)算結(jié)果信號(hào)輸出端33，輸入端31接直流穩(wěn)壓電路2的輸出端21，輸入端32接高壓信號(hào)采樣電路8的輸出端81 ；
所述的信號(hào)調(diào)制電路4具有二路運(yùn)算結(jié)果信號(hào)的輸入端41、42和用于調(diào)制運(yùn)算結(jié)果信號(hào)的二路方波信號(hào)的輸入端45、46以及經(jīng)調(diào)制后的交流信號(hào)輸出端43、44，所述的輸入端41、42接信號(hào)運(yùn)算電路3的輸出端33 ；
所述的功率放大電路5具有輸入端51、52以及輸出端53、54，輸入端51、52分別與信號(hào)調(diào)制電路4的輸出端43、44連接，輸出端53、54分別接于升壓變壓器6的初級(jí)線圈L的兩端，所述的升壓變壓器6的初級(jí)線圈L的中心抽頭Le接到蓄電池組的另一輸出端Ul ；
所述的高壓信號(hào)采樣電路8的輸入端與升壓變壓器6的次級(jí)線圈L2的兩端a、a’連接，經(jīng)整流后由輸出端81輸出；
所述的電流采樣電路9包括電流傳感器B2，其輸入端串接在高壓輸出整流電路7的電流回路中，其輸出端b、b’輸出的電流信號(hào)經(jīng)整流、放大后由輸出端92輸出；
其特征是:所述的高壓電源裝置還包括一單片機(jī)IC1，單片機(jī)的I/O 口的腳Pl.6、Pl.7分別與所述的信號(hào)調(diào)制電路4的輸入端45、46連接，腳Pl.5與電流采樣電路9的輸出端92連接，當(dāng)電流采樣電路9無脈沖電流信號(hào)輸出時(shí)，單片機(jī)的I/O 口的腳Pl.6,Pl.7間斷輸出相位彼此相反的方波，當(dāng)電流采樣電路9有脈沖電流信號(hào)輸出時(shí)，腳P1.6、P1.7持續(xù)輸出相位彼此相反的方波。所述的蓄電池組I為車載蓄電池，蓄電池組由多個(gè)蓄電池串聯(lián)組成其一輸出端Ul電壓24V、另一輸出端U2電壓為12V。所述的直流穩(wěn)壓電路2向所述的高壓電源裝置中的電路提供穩(wěn)定工作電源，它由電感LG、電容C5 — C7、穩(wěn)壓集成電路IC2 (型號(hào)為7805)組成；電感LG的一端通過開關(guān)K2與蓄電池U2的正極連接，電感LG的另一端與穩(wěn)壓集成電路IC2的I腳連接、該連接點(diǎn)通過電容C5接地，穩(wěn)壓集成電路IC2的2腳接地，穩(wěn)壓集成電路IC2的3腳與地之間并聯(lián)有濾波電容C6、C7，穩(wěn)壓集成電路IC2的3腳輸出+5V電源；蓄電池組一般與發(fā)電機(jī)連接，發(fā)電時(shí)蓄電池組上的電壓紋波較大，選用電感可有效的抑制紋波。所述的信號(hào)運(yùn)算電路3由電阻R2 — R5、電位器RW1、三極管Tl組成；電阻R2的一端為設(shè)定信號(hào)輸入端31接直流穩(wěn)壓電路2的+5V電源(輸出端21);其另一端通過電位器RH與電阻R3的一端連接；電阻R3的另一端為反饋信號(hào)輸入端32接高壓信號(hào)采樣電路8中整流器QL2的輸出端的負(fù)極(輸出端81)，電位器RWl的滑臂端通過電阻R4與三極管Tl的基極連接，三極管Tl的發(fā)射極為運(yùn)算結(jié)果輸出端33通過電阻R5接地，其集電極接+5V電源。在信號(hào)運(yùn)算電路3中設(shè)定信號(hào)與反饋信號(hào)進(jìn)行減運(yùn)算，其運(yùn)算結(jié)果經(jīng)輸出放大可使高壓電壓輸出保持穩(wěn)定；調(diào)節(jié)電位器RWl可改變高壓輸出電壓值；信號(hào)運(yùn)算也可用運(yùn)算放大器來實(shí)現(xiàn)，但使用運(yùn)算放大器需要正、負(fù)穩(wěn)壓電源，并且該穩(wěn)壓電源需要與蓄電池隔離，這樣增加高壓電源裝置的制造成本。所述的信號(hào)調(diào)制電路4由電阻R8—町1、三極管了2、了3、電容08、C9、二極管D2、D3組成，三極管T2的基極通過電阻R8 (方波信號(hào)輸入端45)與單片機(jī)ICl的Pl.6腳連接，三極管T2的集電極通過電阻RlO (運(yùn)算結(jié)果信號(hào)輸入端41)與三極管Tl的發(fā)射極腳連接，電容C8的一端接三極管T2的集電極、電容C8的另一端(交流信號(hào)輸出端43)通過二極管D2接地，三極管T2的發(fā)射極接地；三極管T3的基極通過電阻R9 (方波信號(hào)輸入端46)與單片機(jī)ICl的Pl.7腳連接，三極管T3的集電極通過電阻Rll (運(yùn)算結(jié)果信號(hào)輸入端42)與三極管Tl的發(fā)射極腳連接，電容C9的一端接三極管T3的集電極、電容C9的另一端(交流信號(hào)輸出端44)通過二極管D3接地，三極管T3的發(fā)射極接地；單片機(jī)ICl內(nèi)裝有程序使Pl.7腳、Pl.6腳上產(chǎn)生相位相反的方波，方波頻率為40KHZ ;該方波可使三極管T2、T3交替導(dǎo)通、截止，對(duì)運(yùn)算結(jié)果信號(hào)進(jìn)行斬波，使運(yùn)算結(jié)果信號(hào)由直流信號(hào)變成交流信號(hào)，通過電容CS、C9輸出。
所述的功率放大電路由三極管T4一T7、升壓變壓器6的初級(jí)線圈L組成，對(duì)信號(hào)調(diào)制電路4輸出的交流信號(hào)進(jìn)行推挽放大；三極管T4、T5構(gòu)成一復(fù)合管以提高放大倍數(shù)，三極管T4的基極(輸入端51)接電容C8的輸出端43，三極管T4、T5的集電極(輸出端53)接變壓器初級(jí)線圈L的一端，三極管T5的發(fā)射極接地；三極管T6、I7構(gòu)成另一復(fù)合管，三極管T6的基極(輸入端52)接電容C9的輸出端44，三極管T6、T7的集電極(輸出端54)接變壓器初級(jí)線圈L的另一端，三極管T7的發(fā)射極接地，變壓器初級(jí)線圈L的中心抽頭Le通過開關(guān)Kl與蓄電池組的輸出端Ul連接。所述的升壓變壓器6具有中心抽頭的初級(jí)線圈L、次級(jí)線圈L1、L2，次級(jí)線圈LI為升壓線圈，當(dāng)初級(jí)線圈L的中心抽頭的直流電壓24V時(shí)次級(jí)線圈LI的輸出電壓為交流6KV左右，次級(jí)線圈L2為采樣線圈其輸出電壓為交流4V左右，所述的線圈套在一高頻磁芯上，采用高頻磁芯可使變壓器體積減小。所述的高壓整流電路7由整流器QL1、電容C3組成，整流器QLl的輸入端與次級(jí)線圈LI連接、整流器QLl的輸出端并聯(lián)電容C3、其輸出的直流電壓為7.2KV左右。所述的電流采樣電路9由脈沖變壓器B2、電阻R12、R13、三極管T8、二極管Dl組成，脈沖變壓器B2的初級(jí)一端接高壓輸出整流電路7中的電容C3的負(fù)極、另一端接負(fù)載，脈沖變壓器B2次級(jí)的b’端接地、b端通過電阻R12接三極管T8的基極，三極管T8的集電極通過電阻Rl3接+5V電源，三極管T8的基極、發(fā)射極之間接有二極管Dl，三極管T8的集電極(輸出端92)接單片機(jī)ICl的Pl.5腳；電流采樣電路9的功能是:當(dāng)電火花產(chǎn)生時(shí)在高壓電源裝置的輸出回路中會(huì)產(chǎn)生脈沖電流，脈沖變壓器B2的次級(jí)會(huì)感應(yīng)出電壓，經(jīng)三極管T8放大給單片機(jī)ICl輸送電火花信號(hào)。所述的高壓信號(hào)采樣電路8包括:整流器QL2、濾波電容C4、光耦GR1、電阻R6、R7，整流器QL2的輸入端與升壓變壓器的次級(jí)線圈L2的a、a’端連接、整流器QL2的輸出端與濾波電容C4并聯(lián)連接，整流器QL2的輸出端的正極接地，其負(fù)極(輸出端81)接信號(hào)運(yùn)算電路3中的電阻R3的一端(反饋信號(hào)輸入端32);光耦GRl的輸入端2腳接濾波電容C4的負(fù)極、光耦GRl的輸入端I腳通過電阻R6與濾波電容C4的正極連接，光耦GRl的輸出端3腳接地、光耦GRl輸出端4腳通過電阻R7接+5V電源，光耦GRl輸出端4腳(輸出端82)接單片機(jī)ICl的Pl.4腳；當(dāng)高壓電源裝置工作正常時(shí)升壓變壓器的次級(jí)線圈L2應(yīng)有感應(yīng)電壓，光耦GRl的輸入端有電流通過其輸出端4腳為低電平，當(dāng)高壓電源裝置出現(xiàn)故障時(shí)升壓變壓器的次級(jí)線圈L2無感應(yīng)電壓，光耦GRl輸出端4腳為高電平，據(jù)此可判斷高壓電源裝置工作是否正常。所述的單片機(jī)ICl其型號(hào)為AT89C2051或其它功能相近的單片機(jī)，由于單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理已為一般的電子技術(shù)人員所了解因此在圖2中只畫出部分I/O 口的引腳，支持單片機(jī)工作的振蕩電路和復(fù)位電路沒畫出。所述的單片機(jī)的Pl.7、Pl.6腳作為方波輸出端，Pl.7、Pl.6腳上的方波其相位彼此相反，Pl.7腳通過電阻R9接三極管T3的基極、Pl.6腳通過電阻R8接三極管T2的基極，Pl.5腳作為脈沖電流信號(hào)(電火花信號(hào))輸入端、Pl.5腳接三極管T8的集電極，Pl.4腳作為高壓電源工作信號(hào)輸入端、Pl.4腳接光耦GRl的4腳，Pl.3腳作為高壓電源正常工作指示信號(hào)輸出端、Pl.3腳接發(fā)光二極管LEDl的負(fù)極、發(fā)光二極管LEDl的正極通過電阻R14接+5V電源，Pl.2腳作為高壓電源故障報(bào)警信號(hào)輸出端、Pl.2腳接發(fā)光二極管LED2的負(fù)極、發(fā)光二極管LED2的正極通過電阻Rl5接+5V電源。
為減少蓄電池的電能消耗對(duì)高壓電源裝置的電壓輸出，在顆粒積累期間使高壓電源裝置的高壓電壓間斷輸出，在顆粒積累達(dá)再生點(diǎn)時(shí)壓電源裝置的高壓電壓連續(xù)輸出，采用如下控制方法:預(yù)先向單片機(jī)ICi裝入程序，該程序執(zhí)行的步驟是:
1、設(shè)定一檢測(cè)時(shí)間段、起燃時(shí)間段和停止時(shí)間段；起燃時(shí)間段和停止時(shí)間段；所述的檢測(cè)時(shí)間段為10 —15秒，所述的起燃時(shí)間段為10 —15分鐘，所述的停止時(shí)間段為3— 4分鐘；
I1、在檢測(cè)時(shí)間段內(nèi)使單片機(jī)的I/O口的Pl.7、P1.6腳上產(chǎn)生相位彼此相反的方波，使高壓電源裝置有高壓電壓輸出，并檢測(cè)單片機(jī)的I/O 口的Pl.5腳上是否有脈沖電流信號(hào)；
如在檢測(cè)時(shí)間段內(nèi)單片機(jī)的I/O 口的Pl.5腳上有脈沖電流信號(hào)，則按起燃時(shí)間段設(shè)定的時(shí)間，在起燃時(shí)間段內(nèi)繼續(xù)使單片機(jī)的I/O 口的Pl.7、Pl.6腳上產(chǎn)生相位彼此相反的方波，使高壓電源裝置有高壓電壓輸出持續(xù)打火使凈化器中的顆粒積熱、起燃，然后按停止時(shí)間段設(shè)定的時(shí)間，在停止時(shí)間段內(nèi)使Pl.7、Pl.6腳上的方波不產(chǎn)生；然后重復(fù)步驟II ；如在檢測(cè)時(shí)間段內(nèi)單片機(jī)的I/O 口的Pl.5腳上始終無脈沖電流信號(hào)，則按停止時(shí)間段設(shè)定的時(shí)間，在停止時(shí)間段內(nèi)使P1.7、P1.6腳上的方波不產(chǎn)生；然后重復(fù)步驟II。當(dāng)單片機(jī)的I/O 口的Pl.7、P1.6腳上產(chǎn)生方波時(shí)而高壓電源裝置無高壓電壓輸出即I/O 口的Pl.4腳為高電平，表明高壓電源裝置的功率放大電路5有故障，使工作指示燈發(fā)光二極管LEDl滅、故障報(bào)警指示燈發(fā)光二極管LED2亮。單片機(jī)內(nèi)裝有程序可實(shí)現(xiàn)上述功能，現(xiàn)對(duì)照?qǐng)D3、圖4說明單片機(jī)中程序的執(zhí)行步驟:
A、令腳P1.3為O(低電平)、腳P1.2為I (高電平)，使工作指示燈發(fā)光二極管LEDl亮、故障報(bào)警指示燈發(fā)光二極管LED2滅；
B、調(diào)用方波輸出子程序在Pl.7、Pl.6腳上產(chǎn)生相位彼此相反的方波，持續(xù)15秒；
C、在方波輸出的正半周期間檢測(cè)Pl.5腳上的脈沖電流信號(hào)，如有脈沖電流信號(hào)則轉(zhuǎn)到H步驟輸出方波10 —15分鐘，使高壓電源裝置有高壓電壓輸出持續(xù)打火使凈化器中的顆粒積熱、起燃，然后轉(zhuǎn)到C步驟；如無電火花信號(hào)則轉(zhuǎn)D步驟；
D、在方波輸出的負(fù)半周期間檢測(cè)Pl.4腳上的高壓電源工作信號(hào)如工作正常則轉(zhuǎn)到E步驟，如出現(xiàn)故障則轉(zhuǎn)到G步驟令Pl.7,Pl.6腳為0，停止方波輸出，Pl.3腳為1、P1.2腳為0，使工作指示燈發(fā)光二極管LEDl滅、故障報(bào)警指示燈發(fā)光二極管LED2亮，程序執(zhí)行結(jié)束；
E、如果方波輸出達(dá)15秒轉(zhuǎn)F步驟，如未到15秒則轉(zhuǎn)到C步驟；
F、當(dāng)方波輸出達(dá)15秒時(shí)，令Pl.7、Pl.6腳為0，停止方波輸出4分鐘以減少電能的消耗，然后轉(zhuǎn)到B步驟。方波輸出子程序的步驟是: bl、令Pl.7腳為1、P1.6腳為O ; b2、延時(shí)半個(gè)周期時(shí)間；
b3、令Pl.7腳為O、Pl.6腳為I ; b4、延時(shí)半個(gè)周期時(shí)間； b5、返回。柴油機(jī)顆粒凈化器中所過濾的顆粒要經(jīng)過一段時(shí)間積累才達(dá)到再生點(diǎn)，在此時(shí)間內(nèi)，高壓電源裝置不需要一直輸出高壓，可采取間斷輸出高壓的方法來減少電能的消耗，當(dāng)柴油機(jī)顆粒凈化器達(dá)到再生點(diǎn)時(shí)再使高壓持續(xù)輸出以產(chǎn)生電火花使顆粒積熱、起燃。當(dāng)高壓電源裝置出現(xiàn)故障時(shí)需給出一報(bào)警信號(hào)，以便采取措施。單片機(jī)ICl內(nèi)設(shè)置的程序可令Pl.7、Pl.6腳上產(chǎn)生方波并持續(xù)一段時(shí)間，使三極管T2、T3交替導(dǎo)通、截止，高壓電源裝置的輸出持續(xù)一段時(shí)間；然后令Pl.7、Pl.6腳處于低電平一段時(shí)間，在該段時(shí)間內(nèi)三極管T2、T3截止，高壓電源裝置沒有輸出，以減少電能消耗；在高壓電源裝置有輸出期間，訪問Pl.5腳判斷是否有電火花產(chǎn)生，如有保持高壓輸出10-15分鐘，在此時(shí)間段內(nèi)能使柴油機(jī)顆粒凈化器中的顆粒積熱、起燃；如沒有繼續(xù)執(zhí)行間斷輸出高壓電壓的程序。所述的高壓信號(hào)采樣電路8中的光耦GRl的輸出端接單片機(jī)ICl的Pl.4腳，當(dāng)高壓電源裝置無輸出時(shí)光耦GRl的輸出端4腳為高電平，高壓電源裝置有輸出時(shí)光耦GRl的輸出端4腳為低電平；單片機(jī)ICl內(nèi)的程序在有高壓電壓輸出的期間訪問單片機(jī)ICl的Pl.4腳，當(dāng)Pl.4腳上電平為低時(shí)，令單片機(jī)ICl的Pl.3腳為低電平使發(fā)光二極管LEDl亮、Pl.2腳為高電平使發(fā)光二極管LED2滅，表示高壓電源裝置運(yùn)行正常；當(dāng)Pl.4腳上電平為高時(shí)令發(fā)光二極管LEDl滅、發(fā)光二極管LED2亮，表示高壓電源裝置運(yùn)行出現(xiàn)故障，不能對(duì)柴油機(jī)顆粒凈化器進(jìn)行再生。
權(quán)利要求
1.一種柴油機(jī)顆粒凈化器用高壓電源裝置，該高壓電源裝置包括:提供電能的蓄電池組(I)、將設(shè)定信號(hào)與反饋信號(hào)比較以使高壓輸出穩(wěn)定的信號(hào)運(yùn)算電路(3)、將信號(hào)運(yùn)算電路(3)輸出的直流電壓信號(hào)調(diào)制成交流信號(hào)的調(diào)制電路(4)、對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行放大的功率放大電路(5)、對(duì)放大后的交流電壓進(jìn)行升壓的升壓變壓器(6)、對(duì)升壓后的交流高電壓整流為直流電壓并輸送至顆粒凈化器的高壓整流電路(7)、提供反饋信號(hào)的高壓信號(hào)采樣電路(8 )、檢測(cè)高壓整流電路(7 )中電流變化的電流采樣電路(9 )、對(duì)蓄電池組(I)進(jìn)行濾波穩(wěn)壓為高壓電源裝置提供工作電壓的直流穩(wěn)壓電路(2)、所述的設(shè)定信號(hào)來自直流穩(wěn)壓電路(2)的輸出電壓； 其特征是:所述的高壓電源裝置還包括一單片機(jī)IC1，單片機(jī)的I/O 口的腳Pl.6、Pl.7可產(chǎn)生用于調(diào)制直流電壓的相位彼此相反的方波，腳Pl.6、Pl.7分別與所述的信號(hào)調(diào)制電路(4 )的輸入端(45、46 )連接，腳P1.5與電流采樣電路(9 )的輸出端(92 )連接，當(dāng)電流采樣電路(9)無脈沖電流信號(hào)輸出時(shí)，單片機(jī)的I/O 口的腳Pl.6、Pl.7間斷輸出相位彼此相反的方波，當(dāng)電流采樣電路(9)有脈沖電流信號(hào)輸出時(shí)，腳Pl.6,Pl.7持續(xù)輸出相位彼此相反的方波； 所述的信號(hào)運(yùn)算電路(3)由電阻R2 — R5、電位器RW1、三極管Tl組成；電阻R2的一端為設(shè)定信號(hào)輸入端31接直流穩(wěn)壓電路2的+5V電源；其另一端通過電位器RWl與電阻R3的一端連接；電阻R3的另一端為反饋信號(hào)輸入端(32)接高壓信號(hào)采樣電路(8)中整流器QL2的輸出端的負(fù)極，電位器RWl的滑臂端通過電阻R4與三極管Tl的基極連接，三極管Tl的發(fā)射極為運(yùn)算結(jié)果輸出端(33)通過電阻R5接地，其集電極接+5V電源； 所述的信號(hào)調(diào)制電路(4)由電阻R8 — R11、三極管T2、T3、電容C8、C9、二極管D2、D3組成，三極管T2的基極通過電阻R8與單片機(jī)ICl的Pl.6腳連接，三極管T2的集電極通過電阻RlO與三極管Tl的發(fā)射極腳連接，電容C8的一端接三極管T2的集電極、電容C8的另一端通過二極管D2接地，三極管T2的發(fā)射極接地；三極管T3的基極通過電阻R9與單片機(jī)ICl的Pl.7腳連接，三極管T3的集電極通過電阻Rll與三極管Tl的發(fā)射極腳連接，電容C9的一端接三極管T3的集電極、電容C9的另一端通過二極管D3接地，三極管T3的發(fā)射極接地；Pl.7腳、P l.6腳上產(chǎn)生相位相反的方波，可使三極管T2、T3交替導(dǎo)通、截止，對(duì)運(yùn)算結(jié)果信號(hào)進(jìn)行斬波，使運(yùn)算結(jié)果信號(hào)由直流信號(hào)變成交流信號(hào)，通過電容CS、C9輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓電源裝置，其特征是:所述的功率放大電路(5)由三極管Τ4一Τ7、升壓變壓器(6)的初級(jí)線圈L組成，對(duì)信號(hào)調(diào)制電路(4)輸出的交流信號(hào)進(jìn)行推挽放大；三極管Τ4、Τ5構(gòu)成一復(fù)合管以提高放大倍數(shù)，三極管Τ4的基極接電容C8的輸出端(43)，三極管Τ4、Τ5的集電極接升壓變壓器(6)初級(jí)線圈L的一端，三極管Τ5的發(fā)射極接地；三極管Τ6、Τ7構(gòu)成另一復(fù)合管，三極管Τ6的基極接電容C9的輸出端(44)，三極管Τ6、Τ7的集電極接升壓變壓器(6)初級(jí)線圈L的另一端，三極管Τ7的發(fā)射極接地，變壓器初級(jí)線圈L的中心抽頭Le與蓄電池組的輸出端Ul連接。
3.如權(quán)利要求1所述的高壓電源裝置，其特征是:所述的高壓信號(hào)采樣電路(8)包括:整流器QL2、濾波電容C4、光耦GR1、電阻R6、R7，整流器QL2的輸入端與升壓變壓器(6)的次級(jí)線圈L2的a、a’端連接、整流器QL2的輸出端與濾波電容C4并聯(lián)連接，整流器QL2的輸出端的正極接地，其負(fù)極接信號(hào)運(yùn)算電路(3)中的電阻R3的一端；光耦GRl的輸入端2腳接濾波電容C4的負(fù)極、光耦GRl的輸入端I腳通過電阻R6與濾波電容C4的正極連接，光耦GRl的輸出端3腳接地、光耦GRl輸出端4腳通過電阻R7接+5V電源，光耦GRl輸出端4腳接單片機(jī)ICl的Pl.4腳；當(dāng)高壓電源裝置工作正常時(shí)升壓變壓器(6)的次級(jí)線圈L2應(yīng)有感應(yīng)電壓，光耦GRl的輸入端有電流通過其輸出端4腳為低電平，當(dāng)高壓電源裝置出現(xiàn)故障時(shí)升壓變壓器的次級(jí)線圈L2無感應(yīng)電壓，光耦GRl輸出端4腳為高電平。
4.如權(quán)利要求1所述的高壓電源裝置，其特征是:所述的電流采樣電路(9)由脈沖變壓器B2、電阻R12、R13、三極管T8、二極管Dl組成，脈沖變壓器B2的初級(jí)一端接高壓輸出整流電路7中的電容C3的負(fù)極、另一端接負(fù)載，脈沖變壓器B2次級(jí)的b’端接地、b端通過電阻R12接三極管T8的基極，三極管T8的集電極通過電阻R13接+5V電源，三極管T8的基極、發(fā)射極之間接有二極管D1，三極管T8的集電極接單片機(jī)ICl的Pl.5腳。
5.如權(quán)利要求1所述的高壓電源裝置，其特征是:單片機(jī)ICl的I/O口的Pl.4腳接所述的高壓信號(hào)采樣電路(8)的另一輸出端(82)，單片機(jī)ICl的I/O 口的Pl.3腳接發(fā)光二極管LEDl的負(fù)極、發(fā)光二極管LEDl的正極通過電阻R14接+5V電源，單片機(jī)ICl的I/O 口的Pl.2腳接發(fā)光二極管LED2的負(fù)極、發(fā)光二極管LED2的正極通過電阻Rl5接+5V電源。
6.一種如權(quán)利要求1所述的高壓電源裝置的高壓電壓輸出控制方法，預(yù)先向單片機(jī)ICl裝入程序，該程序執(zhí)行的步驟是: 1、設(shè)定一檢測(cè)時(shí)間段、起燃時(shí)間段和停止時(shí)間段；所述的檢測(cè)時(shí)間段為10—15秒，所述的起燃時(shí)間段為10 —15分鐘，所述的停止時(shí)間段為3— 4分鐘； I1、在檢測(cè)時(shí)間段內(nèi)使單 片機(jī)的I/O口的PL 7、P1.6腳上產(chǎn)生相位彼此相反的方波，使高壓電源裝置有高壓電壓輸出，并檢測(cè)單片機(jī)的I/O 口的Pl.5腳上是否有脈沖電流信號(hào)； 如在檢測(cè)時(shí)間段內(nèi)單片機(jī)的I/O 口的Pl.5腳上有脈沖電流信號(hào)，則按起燃時(shí)間段設(shè)定的時(shí)間，在起燃時(shí)間段內(nèi)繼續(xù)使單片機(jī)的I/O 口的Pl.7、Pl.6腳上產(chǎn)生相位彼此相反的方波，使高壓電源裝置有高壓電壓輸出持續(xù)打火使凈化器中的顆粒積熱、起燃，然后按停止時(shí)間段設(shè)定的時(shí)間，在停止時(shí)間段內(nèi)使Pl.7、Pl.6腳上的方波不產(chǎn)生；然后重復(fù)步驟II ； 如在檢測(cè)時(shí)間段內(nèi)單片機(jī)的I/O 口的Pl.5腳上始終無脈沖電流信號(hào)，則按停止時(shí)間段設(shè)定的時(shí)間，在停止時(shí)間段內(nèi)使Pl.7、Pl.6腳上的方波不產(chǎn)生；然后重復(fù)步驟II。
7.如權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征是:當(dāng)單片機(jī)的I/O口的Pl.7、Pl.6腳上的方波不產(chǎn)生時(shí)，使Pl.7、Pl.6腳的電平狀態(tài)為低電平。
全文摘要
一種柴油機(jī)顆粒凈化器用高壓電源裝置及其輸出控制方法用于對(duì)柴油機(jī)汽車顆粒凈化器中的顆粒打火使顆粒起燃，該高壓電源將蓄電池電壓通過逆變轉(zhuǎn)換成高壓，它包括蓄電池組、直流穩(wěn)壓電路、信號(hào)運(yùn)算電路、信號(hào)調(diào)制電路、功率放大電路、升壓變壓器及其高壓輸出整流電路、高壓信號(hào)采樣電路、電流采樣電路；其特征是所述的高壓電源還包括一單片機(jī)，單片機(jī)的I/O口的腳分別與所述的信號(hào)調(diào)制電路的輸入端連接、與電流采樣電路的輸出端連接，與信號(hào)調(diào)制電路的輸入端連接的腳可輸出相位彼此相反的方波。在顆粒積累的時(shí)間段內(nèi)，單片機(jī)可間斷地輸出方波使逆變間斷地發(fā)生，當(dāng)顆粒積累量達(dá)再生點(diǎn)時(shí)，單片機(jī)連續(xù)輸出方波使顆粒打火、起燃，從而使高壓電源裝置向蓄電池吸取電能大大降低。
文檔編號(hào)H02M3/335GK103107705SQ201110354489
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者高玉琴 申請(qǐng)人:高玉琴