CN109404136A - 一种数字化mkt阀驱动电路设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种数字化MKT阀驱动电路设计方法，涉及动力装置控制技术领域。本发明具有如下优点和积极效果：1、驱动信号稳定性提高，系统控制性能优化。2、简化信号波形调整工艺，提高产品生产效率。3、元器件种类和数量减少，降低制造成本，同时提高可靠性。

Description

一种数字化MKT阀驱动电路设计方法
技术领域
本发明涉及动力装置控制技术领域，具体涉及一种数字化MKT阀驱动电路设计方法。
背景技术
MKT阀是弹用发动机供油调节器中的重要部件，用来调节发动机的燃油供给，是控制系统输出指令的最终执行机构，其工作稳定性在发动机控制中至关重要。MKT阀构成主要包括阀体和线圈，线圈阻值14Ω，电感20mH，线圈中有电流通过时，由于电磁力作用，将带动阀体运动，从而达到调节油门目的，阀工作状态依赖于线圈中的电流，通常电流波形要求如图4所示，其中：
T：波形周期，s；
f：波形频率，1/T，Hz；f＝4f0q(1-q)，f0＝40Hz；
q：波形占空比，范围0％～100％；q由发动机控制系统软件计算得出，作为阀驱动电路的控制指令输入；
In：冲激电流，mA；
Iy：维持电流，mA；
ΔIn：冲激电流波动峰峰值，mA；
ΔIy：维持电流波动峰峰值，mA；
MKT阀控制波形要求比较复杂，现有方案这部分电路完全采用模拟式电路实现，设计难度很大。现有电路使用了大量电阻、电容、晶体管等分立元器件，元器件精度和温度系数的提高均受到限制，在弹用环境的恶劣条件下，电路性能很难保持稳定；同时，电路在生产过程中，各项参数的调试只能依赖于可调电阻或者电位器，调试过程过于繁复，生产效率极低；再者，由于分立元器件种类和数量较多，导致成本较高，其中电位器等元器件失效率较高，导致产品可靠度提高受到局限。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何提供一种数字化MKT阀驱动电路设计方法。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种数字化MKT阀驱动电路设计方法，包括以下步骤：
步骤1，设计由数字控制运算电路生成控制波形；
步骤2，设计由功率驱动电路驱动MKT阀；
步骤3，采集反馈MKT阀线圈电流信号，送入所述数字控制运算电路。
优选地，步骤1中，根据控制规律运算给出的控制指令q值和MKT阀电流反馈值，计算控制波形中各项参数：
a、由波形占空比q算出波形频率f，f＝4f0q(1-q)，f0＝40Hz；
b、由波形频率f算出波形周期T，T＝1/f；
c、由波形周期T算出波形占空比时间：T*q；
d、控制反转时间td1，反转时机为反馈电流值>冲激电流上限；
e、控制反转时间tu1，反转时机为反馈电流值<冲激电流下限；
f、控制反转时间td2，反转时机为反馈电流值>维持电流上限；
g、控制反转时间tu2，反转时机为反馈电流值<维持电流下限；
从而生成生成控制波形，该控制波形可以通过DA电路或者IO电路输出。
优选地，步骤2中，所述功率驱动电路将步骤1中计算输出的控制波形进行功率放大，并且在功率驱动电路中包含为MKT阀线圈负载设计的续流通路。
优选地，所述续流通路由电阻、二极管构成。
优选地，所述功率驱动电路由大功率晶体管或者MOS管实现，所述大功率晶体管或者MOS管的驱动能力至少在1A以上，耐反压在40V以上。
优选地，步骤3中，在MKT阀驱动电路中串联采样电阻，通过采集电阻两端电压，间接得到MKT阀线圈电流信号，即MKT阀电流反馈值，将该电流信号送入所述数字控制运算电路，参与后续计算。
优选地，步骤1中所述控制波形通过DA电路或者IO电路输出给所述功率驱动电路。
优选地，所述数字控制运算电路设计为由TMS320C32+ispLSI1048C构成。
优选地，所述功率驱动电路设计为包括运算放大器、晶体管3DK104C、晶体管3DK35E，电阻R1和二极管V1，其中，运算放大器的输出端连接3DK104C的基极，3DK104C的集电极通过一电阻连接MKT阀一端，3DK104C的发射极连接连接3DK35E的基极，3DK35E的集电极连接电阻R1一端，R1另一端连接V1正极，V1负极连接MKT阀一端，3DK35E的发射极接地。
优选地，采样电阻上电压经过仪表放大器放大后，由AD电路采集。
(三)有益效果
与现有技术相比较，本发明具有如下优点和积极效果：
1、本方案大幅减少了电阻电容元件，温漂等问题几乎不存在，驱动信号稳定性提高，系统控制性能优化。
2、本方案控制波形的调试，可以通过修改软件代码进行，摆脱了现有方案繁复的电阻、电位器调整，极大简化了生产调试工艺，提高产品生产效率。
3、本方案元器件种类和数量减少，数字电路部分为借用控制器原本使用的中央处理单元，不需要新增，尤其是电位器等成本和失效率都较高的元器件取消，使得整体制造成本降低，同时提高了产品可靠性。
附图说明
图1为发动机控制器原理结构示意图；
图2为本发明技术方案实现流程图；
图3为本发明技术方案实现电路图；
图4为本发明设计MKT阀要求电流波形图；
图5为本发明方法步骤1输出信号波形图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明实施提出一种弹用涡扇发动机用MKT阀驱动电路数字化设计方法。该MKT阀驱动电路为发动机控制器的一部分，如图1所示。本发明实施例的数字化MKT阀驱动电路设计方法包括以下步骤：
步骤1：由数字控制运算电路生成控制波形。所述数字控制运算电路由TMS320C32+ispLSI1048C构成，要求MKT阀电流波形如图4所示，本发明涉及的MKT阀控制波形主要参数要求如下：
冲激电流In＝950mA；
维持电流Iy＝650mA；
冲激电流波动峰峰值ΔIn<100mA；
维持电流波动峰峰值Δiy<100mA；
数字控制运算电路需要生成的控制波形如图5所示，数字控制运算电路根据控制规律运算给出的控制指令q值和MKT阀电流反馈值，计算图5控制波形中各项参数，程序算法如下：
a、由波形占空比q算出频率f，f＝4f0q(1-q)，f0＝40Hz；
b、由波形频率f算出波形周期T，T＝1/f；
c、由波形周期T算出占空比时间：T*q；
d、控制反转时间td1，反转时机为反馈电流值>冲激电流上限1000mA；
e、控制反转时间tu1，反转时机为反馈电流值<冲激电流下限900mA；
f、控制反转时间td2，反转时机为反馈电流值>维持电流上限700mA；
g、控制反转时间tu2，反转时机为反馈电流值<维持电流下限600mA；
从而生成生成控制波形，该步骤完成后，通过IO口输出控制波形，进入下一步骤；
步骤2：由功率驱动电路驱动MKT阀。功率驱动电路将步骤1中计算输出的控制波形进行功率放大，该功率驱动电路由大功率晶体管或者MOS管实现，MKT阀具有感性负载特性，要求晶体管或者MOS管器件的驱动能力至少在1A以上，耐反压在40V以上，并且在功率驱动电路中为MKT阀线圈负载设计由电阻、二极管构成的续流通路。
本实施例中，所述功率驱动电路主要由晶体管3DK104C、3DK35E构成，驱动能力3A，耐反压能力50V，步骤1的控制波形输入后，晶体管按波形规律循环开或关3DK35E的CE极，使得MKT线圈循环通电或者断电，电阻R1和二极管V1构成续流回路，用来续流MKT阀由于线圈感性而形成的断路后电流。其中，运算放大器的输出端连接3DK104C的基极，3DK104C的集电极通过一电阻连接MKT阀一端，3DK104C的发射极连接连接3DK35E的基极，3DK35E的集电极连接电阻R1一端，R1另一端连接V1正极，V1负极连接MKT阀一端，3DK35E的发射极接地。
步骤3：采集反馈MKT阀线圈电流信号，送入所述数字控制运算电路。其中在MKT阀驱动电路中串联采样电阻，通过采集电阻两端电压，间接得到MKT阀线圈电流信号，即MKT阀电流反馈值，将该电流信号送入所述数字控制运算电路，参与后续计算。本实施例中，电阻R3串联到MKT阀通路上，R3上电压经过仪表放大器AD620放大，由AD电路采集，AD芯片采用AD1674，R3电阻取50mΩ，反馈电流(If)计算如下：
If＝UR3/0.05
其中UR3为R3电压。
将反馈电流值通过数据总线传送给所述数字控制运算电路，进行下一阶段波形调整，最终实现图4所示MKT阀电流波形。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种数字化MKT阀驱动电路设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，设计由数字控制运算电路生成控制波形；
步骤2，设计由功率驱动电路驱动MKT阀；
步骤3，采集反馈MKT阀线圈电流信号，送入所述数字控制运算电路。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，根据控制规律运算给出的控制指令q值和MKT阀电流反馈值，计算控制波形中各项参数：
a、由波形占空比q算出波形频率f，f＝4f0q(1-q)，f0＝40Hz；
b、由波形频率f算出波形周期T，T＝1/f；
c、由波形周期T算出波形占空比时间：T*q；
d、控制反转时间td1，反转时机为反馈电流值>冲激电流上限；
e、控制反转时间tu1，反转时机为反馈电流值<冲激电流下限；
f、控制反转时间td2，反转时机为反馈电流值>维持电流上限；
g、控制反转时间tu2，反转时机为反馈电流值<维持电流下限；
从而生成生成控制波形，该控制波形可以通过DA电路或者IO电路输出。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，所述功率驱动电路将步骤1中计算输出的控制波形进行功率放大，并且在功率驱动电路中包含为MKT阀线圈负载设计的续流通路。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述续流通路由电阻、二极管构成。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述功率驱动电路由大功率晶体管或者MOS管实现，所述大功率晶体管或者MOS管的驱动能力至少在1A以上，耐反压在40V以上。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，在MKT阀驱动电路中串联采样电阻，通过采集电阻两端电压，间接得到MKT阀线圈电流信号，即MKT阀电流反馈值，将该电流信号送入所述数字控制运算电路，参与后续计算。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中所述控制波形通过DA电路或者IO电路输出给所述功率驱动电路。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述数字控制运算电路设计为由TMS320C32+ispLSI1048C构成。
9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述功率驱动电路设计为包括运算放大器、晶体管3DK104C、晶体管3DK35E，电阻R1和二极管V1，其中，运算放大器的输出端连接3DK104C的基极，3DK104C的集电极通过一电阻连接MKT阀一端，3DK104C的发射极连接连接3DK35E的基极，3DK35E的集电极连接电阻R1一端，R1另一端连接V1正极，V1负极连接MKT阀一端，3DK35E的发射极接地。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，采样电阻上电压经过仪表放大器放大后，由AD电路采集。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113969841A (zh) * 2021-10-27 2022-01-25 中国人民解放军第五七一九工厂 基于滞环控制的航空发动机电磁阀控制仪

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103605393A (zh) * 2013-10-11 2014-02-26 北京航科发动机控制系统科技有限公司 一种为飞机发动机提供正负恒流源的通用闭环控制系统
CN104633225A (zh) * 2014-12-05 2015-05-20 中国航空工业集团公司第六三一研究所 一种快速电磁阀的驱动控制电路
CN106838432A (zh) * 2017-03-06 2017-06-13 江苏大学 一种电控单体泵电磁阀驱动电路及其控制方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103605393A (zh) * 2013-10-11 2014-02-26 北京航科发动机控制系统科技有限公司 一种为飞机发动机提供正负恒流源的通用闭环控制系统
CN104633225A (zh) * 2014-12-05 2015-05-20 中国航空工业集团公司第六三一研究所 一种快速电磁阀的驱动控制电路
CN106838432A (zh) * 2017-03-06 2017-06-13 江苏大学 一种电控单体泵电磁阀驱动电路及其控制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
文红武: "某脉宽调制数字快速电磁阀方案设计及仿真研究", 《西安航空学院学报》 *
郭彬: "一种脉宽数字快速电磁阀驱动电路的设计", 《航空计算技术》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113969841A (zh) * 2021-10-27 2022-01-25 中国人民解放军第五七一九工厂 基于滞环控制的航空发动机电磁阀控制仪
CN113969841B (zh) * 2021-10-27 2022-09-02 中国人民解放军第五七一九工厂 基于滞环控制的航空发动机电磁阀控制仪

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