CN109462341A - 一种逆变发电机控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种逆变发电机控制系统，包括对发电机输出的交流电压进行整流滤波得到直流电压再进行斩波滤波、隔离变压和整流滤波后输出稳定多路低压直流电源的宽输入电压范围稳压电路，与宽输入电压范围稳压电路输出的第一多路低压直流电源连接包括有第一微控制器和逆变器的逆变模块，以及与宽输入电压范围稳压电路输出的第二多路低压直流电源连接包括有LED显示控制端口、点火器和风门控制器中的至少一个以及第二微控制器的发动机控制模块，第一微控制器和第二微控制器通过隔离通信模块进行电气隔离连接和互通信息。本申请提供的控制系统能够在没有电池或电池没电的情况下，控制风门开关和发动机点火来启动发动机及面板上的指示灯显示。
Description
技术领域
本发明涉及逆变发电机技术领域，具体涉及一种逆变发电机控制系统。
背景技术
目前逆变发电机主要由发动机、磁电机、点火器、逆变模块、12V直流调压器等组成。逆变器和点火系统是分离的，启动发动机时需要手动关闭风门，以提高进入汽缸混合气体的浓度，当发动机发出连续暴鸣时，需要手动将风门打开，发动机转速迅速提高进入正常工作状态。因此，发动机风门的控制开关必需要安装在方便手动的位置，但是这样会导致发电机外观比较丑陋。所以目前迫切需要使用自动风门，即采用一个小型电机来控制化油器上的风门开和关。但是由于电机转动需要电源，所以一般采用蓄电池供电。而本发明的发明人经过研究发现，若在没有电池或者电池没电的情况下，电机没法对风门进行开关，因而会导致发动机启动变得十分困难。
发明内容
针对现有通过电机转动来控制发动机风门开关需要电池供电，若在没有电池或者电池没电的情况下，电机没法对风门进行开关，因而会导致发动机启动变得十分困难的技术问题，本发明提供一种逆变发电机控制系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种逆变发电机控制系统，包括宽输入电压范围稳压电路、逆变模块、发动机控制模块和隔离通信模块；其中，所述宽输入电压范围稳压电路对发电机输出的交流电压进行整流滤波得到直流电压再进行斩波滤波、隔离变压和整流滤波后输出稳定的多路低压直流电源；所述逆变模块包括与宽输入电压范围稳压电路输出的第一多路低压直流电源分别连接的第一微控制器和逆变器，所述逆变器在第一微控制器控制下将发电机输出的三相交流电压进行整流再逆变产生正弦交流电输出；所述发动机控制模块包括与宽输入电压范围稳压电路输出的第二多路低压直流电源分别连接的LED显示控制端口、点火器和风门控制器中的至少一个以及第二微控制器，所述LED显示控制端口用于在第二微控制器控制下让面板上的指示灯显示，所述点火器用于第二微控制器接收到PC传感器提供的发动机活塞位置信号时在第二微控制器控制下把点火电流提供给高压包对火花塞点火，所述风门控制器用于在第二微控制器控制下让风门电机转动从而控制风门开和关；所述隔离通信模块对第一微控制器和第二微控制器进行电气隔离连接，让两个微控制器之间互通信息。
与现有技术相比，本发明提供的逆变发电机控制系统，通过宽输入电压范围稳压电路对发电机输出的交流电压进行整流滤波得到直流电压再进行斩波滤波、隔离变压和整流滤波后输出稳定的多路低压直流电源，其中第一多路低压直流电源分别提供给逆变模块中的第一微控制器和逆变器，逆变器在第一微控制器的控制下将发电机输出的三相交流电压进行整流再逆变产生正弦交流电输出，而第二多路低压直流电源分别提供给发动机控制模块中LED显示控制端口、点火器和风门控制器中的至少一个以及第二微控制器，且LED显示控制端口、点火器和风门控制器分别用于在第二微控制器的控制下实现面板指示灯显示、发动机点火和风门控制，第一微控制器和第二微控制器之间通过隔离通信模块实现电气隔离连接和互通信息。本系统在手拉的低转速下即可产生足够的电能让上述各模块正常工作，并且在发动机启动起来后转速很高的情况下也能提供稳定的电源，保证各模块安全工作。因此，本控制系统能够实现在没有电池或者电池没电的情况下，控制风门电机转动完成对风门进行开和关，不会导致发动机启动困难。
进一步，所述宽输入电压范围稳压电路包括整流滤波模块、启动电源模块、斩波电路模块和隔离电源模块，所述整流滤波模块将发电机输出的交流电压进行整流滤波变换成平滑的直流电压；所述启动电源模块对整流滤波模块输出的直流电压进行稳压调节以提供初始启动电源；所述斩波电路模块包括第一PWM控制器、稳压电路和第一电压采样放大隔离单元，所述第一PWM控制器接受启动电源模块提供的初始启动电源开始工作，并产生占空比可调的PWM信号以驱动稳压电路中的功率开关管，所述稳压电路对整流滤波模块输出的直流电压进行斩波后再经滤波变成直流电压，所述第一电压采样放大隔离单元将稳压电路输出的直流电压与目标电压值相减获得偏差信号，该偏差信号经放大并作电气隔离后产生第一控制信号，且将该第一控制信号反馈到所述第一PWM控制器中以控制其输出的PWM信号的占空比大小，使稳压电路输出的直流电压幅值稳定；所述隔离电源模块包括隔离多路低压直流开关电源单元、第二电压采样放大隔离单元和第二PWM控制器，所述隔离多路低压直流开关电源单元对稳压电路输出的直流电压进行隔离变压和整流滤波后输出多路低压直流电源，其中一路低压直流电源与所述第一PWM控制器连接作为其工作电源，且该路低压直流电源的电压幅值高于启动电源模块提供的初始启动电源的电压幅值，所述第二电压采样放大隔离单元通过检测多路低压直流电源的输出电压获得电压偏差信号，并将该电压偏差信号放大并作电气隔离后产生第二控制信号，且将该第二控制信号反馈到所述第二PWM控制器中以控制其输出的PWM信号的占空比大小，从而控制所述隔离多路低压直流开关电源单元输出的多路低压直流电源电压稳定。
进一步，所述整流滤波模块包括二极管D1～D6及滤波电容C4，所述二极管D1的正极和二极管D4的负极连接，所述二极管D2的正极和二极管D5的负极连接，所述二极管D3的正极和二极管D6的负极连接，所述二极管D1和二极管D4的连接节点、二极管D2和二极管D5的连接节点以及二极管D3和二极管D6的连接节点分别与发电机输出的一相交流电压连接，所述二极管D1、D2和D3的负极及滤波电容C4的正极连接后与启动电源模块的第一输入端连接，所述二极管D4、D5和D6的正极及滤波电容C4的负极连接后与启动电源模块的第二输入端连接。
进一步，所述启动电源模块包括电阻R16、NMOS管M1、稳压二极管DW1和DW2，所述电阻R16的一端和NMOS管M1的漏极与整流滤波模块及稳压电路的第一输入端连接，所述电阻R16的另一端与NMOS管M1的栅极、稳压二极管DW1和DW2的负极连接，所述NMOS管M1的源极和稳压二极管DW1的正极与第一PWM控制器的电源正极输入端连接，所述稳压二极管DW2的正极与整流滤波模块、第一PWM控制器的电源负极输入端和稳压电路的第二输入端连接。
进一步，所述稳压电路包括电阻R1、NMOS管M2、储能电感L1、滤波电容C5和续流二极管D7，所述电阻R1的一端与第一PWM控制器的输出端连接，另一端与NMOS管M2的栅极连接，所述NMOS管M2的漏极与储能电感L1的一端和续流二极管D7的正极连接，所述续流二极管D7的负极和滤波电容C5的正极与启动电源模块、隔离电源模块和第一电压采样放大隔离单元的第一输入端连接，所述储能电感L1的另一端和滤波电容C5的负极连接后与隔离电源模块和第一电压采样放大隔离单元的第二输入端连接，所述第一电压采样放大隔离单元的信号输出端与第一PWM控制器的反馈输入端连接，所述第一电压采样放大隔离单元的接地端与第一PWM控制器的电源负极输入端和NMOS管M2的源极连接。
进一步，所述隔离多路低压直流开关电源单元包括电阻R2、NMOS管M3、变压器B1和多路输出整流单元，所述电阻R2的一端与第二PWM控制器的输出端连接，另一端与NMOS管M3的栅极连接，所述NMOS管M3的漏极与变压器B1初级线圈的一端连接，所述变压器B1初级线圈的另一端与稳压电路的正极输出端连接，每一路所述输出整流单元的输入端与变压器B1的一组次级线圈连接，其中一路所述输出整流单元的正负输出端分别与第一PWM控制器的电源正负极输入端以及分别与第二电压采样放大隔离单元的第一和第二输入端连接，所述第二电压采样放大隔离单元的信号输出端与第二PWM控制器的反馈输入端连接，所述第二电压采样放大隔离单元的接地端与第二PWM控制器的电源负极输入端、NMOS管M3的源极和稳压电路的负极输出端连接。
进一步，每一路所述输出整流单元包括整流单元和滤波电容，所述整流单元的输入端与变压器B1的一组次级线圈连接，所述滤波电容的正负极分别与整流单元输出端的正负极连接。
进一步，所述第一PWM控制器和第二PWM控制器选用uc3842或uc3843控制芯片。
进一步，所述隔离通信模块为光耦合器。
附图说明
图1是本发明提供的逆变发电机控制系统结构示意图。
图2是图1中宽输入电压范围稳压电路的线路结构示意图。
图中，1、宽输入电压范围稳压电路；11、整流滤波模块；12、启动电源模块；13、斩波电路模块；131、第一PWM控制器；132、稳压电路；133、第一电压采样放大隔离单元；14、隔离电源模块；141、隔离多路低压直流开关电源单元；142、第二电压采样放大隔离单元；143、第二PWM控制器；2、逆变模块；21、第一微控制器；22、逆变器；3、发动机控制模块；31、第二微控制器；32、LED显示控制端口；33、点火器；34、风门控制器；4、隔离通信模块。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参考图1和图2所示，本发明提供一种逆变发电机控制系统，包括宽输入电压范围稳压电路1、逆变模块2、发动机控制模块3和隔离通信模块4；其中，所述宽输入电压范围稳压电路1对发电机输出的交流电压进行整流滤波得到直流电压再进行斩波滤波、隔离变压和整流滤波后输出稳定的多路低压直流电源；所述逆变模块2包括与宽输入电压范围稳压电路1输出的第一多路低压直流电源分别连接的第一微控制器21和逆变器22，所述逆变器22在第一微控制器21控制下将发电机输出的三相交流电压进行整流再逆变产生正弦交流电输出，而所述逆变器22具体为本领域技术人员熟知的现有技术，因而在此不再赘述；所述发动机控制模块3包括与宽输入电压范围稳压电路1输出的第二多路低压直流电源分别连接的LED显示控制端口32、点火器33和风门控制器34中的至少一个以及第二微控制器31，即所述发动机控制模块3中包括有与宽输入电压范围稳压电路1输出的第二多路低压直流电源连接的第二微控制器31，同时所述发动机控制模块3中还包括有与宽输入电压范围稳压电路1输出的第二多路低压直流电源连接的LED显示控制端口32、点火器33和风门控制器34中的至少一个，优选所述发动机控制模块3中还包括有与宽输入电压范围稳压电路1输出的第二多路低压直流电源连接的点火器33和风门控制器34中的至少一个，所述LED显示控制端口32用于在第二微控制器31控制下让面板上的指示灯显示，所述点火器33用于第二微控制器31接收到PC传感器(即磁阻传感器)提供的发动机活塞位置信号时在第二微控制器31控制下把点火电流提供给高压包对火花塞点火，所述风门控制器34用于在第二微控制器31控制下让风门电机转动从而控制风门开和关，而所述LED显示控制端口32、点火器33和风门控制器34具体为本领域技术人员熟知的现有技术，因而在此不再赘述；所述隔离通信模块4对第一微控制器21和第二微控制器31进行电气隔离连接，让两个微控制器之间互通信息。需要说明的是，本领域技术人员从前面技术方案的描述中可以明白，所述宽输入电压范围稳压电路1输出提供给逆变模块2的第一多路低压直流电源，是不同于所述宽输入电压范围稳压电路1输出提供给发动机控制模块3的第二多路低压直流电源的，这一点其实从逆变模块2中的第一微控制器21与发动机控制模块3中的第二微控制器31通过隔离通信模块4进行电隔离连接也可以佐证得到。
与现有技术相比，本发明提供的逆变发电机控制系统，通过宽输入电压范围稳压电路对发电机输出的交流电压进行整流滤波得到直流电压再进行斩波滤波、隔离变压和整流滤波后输出稳定的多路低压直流电源，其中第一多路低压直流电源分别提供给逆变模块中的第一微控制器和逆变器，逆变器在第一微控制器的控制下将发电机输出的三相交流电压进行整流再逆变产生正弦交流电输出，而第二多路低压直流电源分别提供给发动机控制模块中LED显示控制端口、点火器和风门控制器中的至少一个以及第二微控制器，且LED显示控制端口、点火器和风门控制器分别用于在第二微控制器的控制下实现面板指示灯显示、发动机点火和风门控制，第一微控制器和第二微控制器之间通过隔离通信模实现电气隔离连接和互通信息。本系统在手拉的低转速下即可产生足够的电能让上述各模块正常工作，并且在发动机启动起来后转速很高的情况下也能提供稳定的电源，保证各模块安全工作。因此，本控制系统能够实现在没有电池或者电池没电的情况下，控制风门电机转动完成对风门进行开和关，不会导致发动机启动困难。
作为具体实施例，请参考图2所示，所述宽输入电压范围稳压电路1包括整流滤波模块11、启动电源模块12、斩波电路模块13和隔离电源模块14，所述整流滤波模块11将发电机输出的交流电压进行整流滤波变换成平滑的直流电压；所述启动电源模12块对整流滤波模块11输出的直流电压进行稳压调节以提供初始启动电源；所述斩波电路模块13包括第一PWM控制器131、稳压电路132和第一电压采样放大隔离单元133，所述第一PWM控制器131接受启动电源模块12提供的初始启动电源开始工作，并产生占空比可调的PWM信号以驱动稳压电路132中的功率开关管，所述稳压电路132对整流滤波模块11输出的直流电压进行斩波后再经滤波变成直流电压，所述第一电压采样放大隔离单元133将稳压电路132输出的直流电压与目标电压值相减获得偏差信号，该偏差信号经放大并作电气隔离后产生第一控制信号，且将该第一控制信号反馈到所述第一PWM控制器131中以控制其输出的PWM信号的占空比大小，使稳压电路132输出的直流电压幅值稳定；所述隔离电源模块14包括隔离多路低压直流开关电源单元141、第二电压采样放大隔离单元142和第二PWM控制器143，所述隔离多路低压直流开关电源单元141对稳压电路132输出的直流电压进行隔离变压和整流滤波后输出多路低压直流电源，其中一路低压直流电源与所述第一PWM控制器131连接作为其工作电源，且该路低压直流电源的电压幅值高于启动电源模块12提供的初始启动电源的电压幅值，所述第二电压采样放大隔离单元142通过检测多路低压直流电源的输出电压获得电压偏差信号，并将该电压偏差信号放大并作电气隔离后产生第二控制信号，且将该第二控制信号反馈到所述第二PWM控制器143中以控制其输出的PWM信号的占空比大小，从而控制所述隔离多路低压直流开关电源单元141输出的多路低压直流电源电压稳定。
作为具体实施例，请参考图1所示，所述整流滤波模块11包括二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6及滤波电容C4，所述二极管D1的正极和二极管D4的负极连接，所述二极管D2的正极和二极管D5的负极连接，所述二极管D3的正极和二极管D6的负极连接，所述二极管D1和二极管D4的连接节点、二极管D2和二极管D5的连接节点以及二极管D3和二极管D6的连接节点分别与发电机输出的一相交流电压连接，所述二极管D1、D2和D3的负极及滤波电容C4的正极连接后与启动电源模块12的第一输入端连接，所述二极管D4、D5和D6的正极及滤波电容C4的负极连接后与启动电源模块12的第二输入端连接。在本实施例中，通过二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6及滤波电容C4组成的整流滤波电路，对发电机输出的三相交流电压进行整流滤波后变换成平滑的直流电压。
作为具体实施例，请参考图2所示，所述启动电源模块12包括电阻R16、NMOS管M1、稳压二极管DW1和DW2，所述电阻R16的一端和NMOS管M1的漏极与整流滤波模块11及稳压电路132的第一输入端连接，所述电阻R16的另一端与NMOS管M1的栅极、稳压二极管DW1和DW2的负极连接，所述NMOS管M1的源极和稳压二极管DW1的正极与第一PWM控制器131的电源正极输入端连接，所述稳压二极管DW2的正极与整流滤波模块11、第一PWM控制器131的电源负极输入端和稳压电路132的第二输入端连接，具体所述稳压二极管DW2的正极与整流滤波模块11中二极管D4、D5和D6的正极及滤波电容C4的负极连接。在本实施例中，通过电阻R16、NMOS管M1、稳压二极管DW1和DW2组成线性稳压器，给第一PWM控制器131提供初始启动电源让其工作起来，且该稳压电路提供的电源电压幅值低于后面低压直流开关电源提供的电源电压幅值，由此使得在后面低压直流开关电源正常稳定工作后能够自动关断NMOS管M1。
作为具体实施例，请参考图2所示，所述稳压电路132包括电阻R1、NMOS管M2(即功率开关管)、储能电感L1、滤波电容C5和续流二极管D7，所述电阻R1的一端与第一PWM控制器221的输出端连接，另一端与NMOS管M2的栅极连接，所述NMOS管M2的漏极与储能电感L1的一端和续流二极管D7的正极连接，所述续流二极管D7的负极和滤波电容C5的正极与启动电源模块12、隔离电源模块14和第一电压采样放大隔离单元133的第一输入端连接，具体所述续流二极管D7的负极和滤波电容C5的正极与启动电源模块12中电阻R16的一端和NMOS管M1的漏极连接，所述储能电感L1的另一端和滤波电容C5的负极连接后与隔离电源模块14的第二输入端和第一电压采样放大隔离单元133的第二输入端连接，所述第一电压采样放大隔离单元133的信号输出端与第一PWM控制器131的反馈输入端连接，所述第一电压采样放大隔离单元133的接地端与第一PWM控制器131的电源负极输入端和NMOS管M2的源极连接。在本实施例中，通过电阻R1、NMOS管M2、储能电感L1、滤波电容C5和续流二极管D7组成一个宽输入电压范围(十几伏至一千多伏)的稳压电路，即在输入电压范围很宽的情况下都能满足输出电压稳定不变并能输出一个稳定低压，具体工作原理为：第一PWM控制器131在提供的初始启动电源下开始工作后，第一PWM控制器131产生占空比可调的矩形波信号(即PWM信号)以驱动NMOS管M2，经NMOS管M2斩波的脉冲电压经储能电感L1、续流二极管D7和滤波电容C5后变成直流电压，第一电压采样放大隔离单元133将直流电压与目标电压值相减获得偏差信号，该偏差信号经放大并作电气隔离后产生第一控制信号，该第一控制信号输入到第一PWM控制器131，以控制其输出的PWM信号的占空比大小，达到使输出到滤波电容C5两端的电压幅值稳定，从而达到使稳压电路132输出的直流电压幅值稳定，至此第一阶段稳压完成。
至此，本发明的发明人经过分析发现，前述启动电源模块12和斩波电路模块13组成的宽输入电压范围稳压电路由于输入输出没有进行电气隔离，所以在具体使用起来时存在诸多不便；对此，本发明提供的宽输入电压范围稳压电路还包括有隔离电源模块14，具体所述隔离电源模块14包括隔离多路低压直流开关电源单元141、第二电压采样放大隔离单元142和第二PWM控制器143。
作为具体实施例，所述隔离多路低压直流开关电源单元141包括电阻R2、NMOS管M3、变压器B1和多路输出整流单元，所述电阻R2的一端与第二PWM控制器143的输出端连接，另一端与NMOS管M3的栅极连接，所述NMOS管M3的漏极与变压器B1初级线圈的一端连接，所述变压器B1初级线圈的另一端与稳压电路132的正极输出端连接，具体所述变压器B1初级线圈的另一端与稳压电路132中续流二极管D7的负极和滤波电容C5的正极连接，每一路所述输出整流单元的输入端与变压器B1的一组次级线圈连接，其中一路所述输出整流单元的正负输出端分别与第一PWM控制器131的电源正负极输入端以及分别与第二电压采样放大隔离单元142的第一和第二输入端连接，即其中一路所述输出整流单元的正负输出端分别与第一PWM控制器131和第二电压采样放大隔离单元142同时连接，所述第二电压采样放大隔离单元142的信号输出端与第二PWM控制器143的反馈输入端连接，所述第二电压采样放大隔离单元142的接地端与第二PWM控制器143的电源负极输入端、NMOS管M3的源极和稳压电路132的负极输出端连接，具体所述第二电压采样放大隔离单元142的接地端与稳压电路132中储能电感L1的另一端和滤波电容C5的负极连接。在本实施例中，将其中一路输出整流单元的正负输出端与第一PWM控制器131连接，即用于提供给第一PWM控制器131作为工作电源使用，该路输出整流单元输出的直流电源电压幅值必需高于NMOS管M1提供的初始启动电源的电压幅值，这样在发动机启动且开关电源单元稳定工作以后，会自动关断NMOS管M1，因为正常工作时，滤波电容C4两端的电压很高，那么NMOS管M1漏源极之间电压也会很高，如果不关断NMOS管M1将会严重发热而损坏，因此NMOS管M1只是在输入电压较低时导通，只提供初始启动电源。另外，本领域技术人员在本实施例的基础之上，还可以将所述第一PWM控制器131和第二电压采样放大隔离单元142分别与不同路的输出整流单元进行连接，其同样可以达到前述相同的目的，而这样的设计方式都属于本发明的保护范围。
作为具体实施例，请参考图2所示，每一路所述输出整流单元包括整流单元和滤波电容，具体在图2所示的电路实施例中包含有三路输出整流单元，每一路输出整流单元都包括有整流单元及滤波电容，所述滤波电容分别C1、C2和C3，所述整流单元的输入端与变压器B1的一组次级线圈连接，所述滤波电容的正负极分别与整流单元输出端的正负极连接；其中，所述整流单元完全可以采用现有的全波整流和半波整流来实现，因而在此不再赘述。因此，在本实施例提供的隔离电源模块14中，通过第二PWM控制器143、电阻R2、NMOS管M3、变压器B1、滤波电容C1～C3和对应的整流单元以及第二电压采样放大隔离单元142组成一个隔离的多路低压直流开关电源电路，第二电压采样放大隔离单元142通过检测开关电源输出电压获得电压偏差信号，将其放大并作电气隔离后产生控制信号反馈到第二PWM控制器143，控制其输出PWM信号的占空比，从而控制NMOS管M3的导通时间，控制能量传递，使多路低压直流电源输出电压稳定，而多路低压直流电源输出的直流电可提供给逆变模块3和发动机控制模块4使用。
作为具体实施例，所述第一PWM控制器131和第二PWM控制器143选用uc3842或uc3843等型号控制芯片来实现，由此可根据电压采样放大隔离单元产生的控制信号控制其输出PWM信号的占空比，从而控制NMOS管的导通时间。
作为具体实施例，所述第一电压采样放大隔离单元133和第二电压采样放大隔离单元142选用现有的采样放大芯片TL431+隔离光耦芯片PC817以及电容电阻组成的外围电路来实现，而这样的组合设计对于本领域技术人员来说是很容易实现的，当然也可以采用现有技术来实现，由此组成的设计可实现通过检测电压偏差信号(即输出的直流电压与预置目标电压值相减)，将其放大并作电气隔离后产生控制信号反馈到PWM控制器中，以实现对PWM信号的占空比大小进行控制。
作为具体实施例，所述第一微控制器21选用TI公司的C2000系列芯片或MICROCHIP公司的DSPIC33系列芯片，所述第二微控制器31选用PIC16FXXX系列芯片即可，即本发明中至少由两个微控制器组成，一个用于控制逆变器对发电机输出的三相交流电压进行整流再逆变产生正弦交流电输出，另一个用于控制发动机点火、控制风门开和关及控制面板上的指示灯显示，两个微控制器之间通过隔离通信模块4连接，实现信息互通。例如逆变模块2将逆变器22的工作状态信息、故障信息传递给发动机控制模块3中的第二微控制器31，以便第二微控制器31将这些信息显示在面板上；而面板上的一些开关可以通过同样的方式控制逆变模块2工作，如开启输出。
作为具体实施例，所述隔离通信模块4为光耦合器即光隔离器，所述光耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电-光-电转换器件，它以光作为媒介把输入端的电信号转换为光信号，耦合到输出端再转换为电信号进行传输，由于光耦合器输入和输出之间互相隔离，且电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。当然，本领域技术人员在前述光耦合器的基础之上，还可以采用其他的隔离器件如磁隔离或电容隔离来实现。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种逆变发电机控制系统，其特征在于，包括宽输入电压范围稳压电路、逆变模块、发动机控制模块和隔离通信模块；其中，所述宽输入电压范围稳压电路对发电机输出的交流电压进行整流滤波得到直流电压再进行斩波滤波、隔离变压和整流滤波后输出稳定的多路低压直流电源；所述逆变模块包括与宽输入电压范围稳压电路输出的第一多路低压直流电源分别连接的第一微控制器和逆变器，所述逆变器在第一微控制器控制下将发电机输出的三相交流电压进行整流再逆变产生正弦交流电输出；所述发动机控制模块包括与宽输入电压范围稳压电路输出的第二多路低压直流电源分别连接的LED显示控制端口、点火器和风门控制器中的至少一个以及第二微控制器，所述LED显示控制端口用于在第二微控制器控制下让面板上的指示灯显示，所述点火器用于第二微控制器接收到PC传感器提供的发动机活塞位置信号时在第二微控制器控制下把点火电流提供给高压包对火花塞点火，所述风门控制器用于在第二微控制器控制下让风门电机转动从而控制风门开和关；所述隔离通信模块对第一微控制器和第二微控制器进行电气隔离连接，让两个微控制器之间互通信息。
2.根据权利要求1所述的逆变发电机控制系统，其特征在于，所述宽输入电压范围稳压电路包括整流滤波模块、启动电源模块、斩波电路模块和隔离电源模块，所述整流滤波模块将发电机输出的交流电压进行整流滤波变换成平滑的直流电压；所述启动电源模块对整流滤波模块输出的直流电压进行稳压调节以提供初始启动电源；所述斩波电路模块包括第一PWM控制器、稳压电路和第一电压采样放大隔离单元，所述第一PWM控制器接受启动电源模块提供的初始启动电源开始工作，并产生占空比可调的PWM信号以驱动稳压电路中的功率开关管，所述稳压电路对整流滤波模块输出的直流电压进行斩波后再经滤波变成直流电压，所述第一电压采样放大隔离单元将稳压电路输出的直流电压与目标电压值相减获得偏差信号，该偏差信号经放大并作电气隔离后产生第一控制信号，且将该第一控制信号反馈到所述第一PWM控制器中以控制其输出的PWM信号的占空比大小，使稳压电路输出的直流电压幅值稳定；所述隔离电源模块包括隔离多路低压直流开关电源单元、第二电压采样放大隔离单元和第二PWM控制器，所述隔离多路低压直流开关电源单元对稳压电路输出的直流电压进行隔离变压和整流滤波后输出多路低压直流电源，其中一路低压直流电源与所述第一PWM控制器连接作为其工作电源，且该路低压直流电源的电压幅值高于启动电源模块提供的初始启动电源的电压幅值，所述第二电压采样放大隔离单元通过检测多路低压直流电源的输出电压获得电压偏差信号，并将该电压偏差信号放大并作电气隔离后产生第二控制信号，且将该第二控制信号反馈到所述第二PWM控制器中以控制其输出的PWM信号的占空比大小，从而控制所述隔离多路低压直流开关电源单元输出的多路低压直流电源电压稳定。
3.根据权利要求2所述的逆变发电机控制系统，其特征在于，所述整流滤波模块包括二极管D1～D6及滤波电容C4，所述二极管D1的正极和二极管D4的负极连接，所述二极管D2的正极和二极管D5的负极连接，所述二极管D3的正极和二极管D6的负极连接，所述二极管D1和二极管D4的连接节点、二极管D2和二极管D5的连接节点以及二极管D3和二极管D6的连接节点分别与发电机输出的一相交流电压连接，所述二极管D1、D2和D3的负极及滤波电容C4的正极连接后与启动电源模块的第一输入端连接，所述二极管D4、D5和D6的正极及滤波电容C4的负极连接后与启动电源模块的第二输入端连接。
4.根据权利要求2所述的逆变发电机控制系统，其特征在于，所述启动电源模块包括电阻R16、NMOS管M1、稳压二极管DW1和DW2，所述电阻R16的一端和NMOS管M1的漏极与整流滤波模块及稳压电路的第一输入端连接，所述电阻R16的另一端与NMOS管M1的栅极、稳压二极管DW1和DW2的负极连接，所述NMOS管M1的源极和稳压二极管DW1的正极与第一PWM控制器的电源正极输入端连接，所述稳压二极管DW2的正极与整流滤波模块、第一PWM控制器的电源负极输入端和稳压电路的第二输入端连接。
5.根据权利要求2所述的逆变发电机控制系统，其特征在于，所述稳压电路包括电阻R1、NMOS管M2、储能电感L1、滤波电容C5和续流二极管D7，所述电阻R1的一端与第一PWM控制器的输出端连接，另一端与NMOS管M2的栅极连接，所述NMOS管M2的漏极与储能电感L1的一端和续流二极管D7的正极连接，所述续流二极管D7的负极和滤波电容C5的正极与启动电源模块、隔离电源模块和第一电压采样放大隔离单元的第一输入端连接，所述储能电感L1的另一端和滤波电容C5的负极连接后与隔离电源模块和第一电压采样放大隔离单元的第二输入端连接，所述第一电压采样放大隔离单元的信号输出端与第一PWM控制器的反馈输入端连接，所述第一电压采样放大隔离单元的接地端与第一PWM控制器的电源负极输入端和NMOS管M2的源极连接。
6.根据权利要求2所述的逆变发电机控制系统，其特征在于，所述隔离多路低压直流开关电源单元包括电阻R2、NMOS管M3、变压器B1和多路输出整流单元，所述电阻R2的一端与第二PWM控制器的输出端连接，另一端与NMOS管M3的栅极连接，所述NMOS管M3的漏极与变压器B1初级线圈的一端连接，所述变压器B1初级线圈的另一端与稳压电路的正极输出端连接，每一路所述输出整流单元的输入端与变压器B1的一组次级线圈连接，其中一路所述输出整流单元的正负输出端分别与第一PWM控制器的电源正负极输入端以及分别与第二电压采样放大隔离单元的第一和第二输入端连接，所述第二电压采样放大隔离单元的信号输出端与第二PWM控制器的反馈输入端连接，所述第二电压采样放大隔离单元的接地端与第二PWM控制器的电源负极输入端、NMOS管M3的源极和稳压电路的负极输出端连接。
7.根据权利要求6所述的逆变发电机控制系统，其特征在于，每一路所述输出整流单元包括整流单元和滤波电容，所述整流单元的输入端与变压器B1的一组次级线圈连接，所述滤波电容的正负极分别与整流单元输出端的正负极连接。
8.根据权利要求2所述的逆变发电机控制系统，其特征在于，所述第一PWM控制器和第二PWM控制器选用uc3842或uc3843控制芯片。
9.根据权利要求1所述的逆变发电机控制系统，其特征在于，所述隔离通信模块为光耦合器。
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| US20090145210A1 (en) * | 2007-12-11 | 2009-06-11 | Takashi Suzuki | Misfire determination device and method for internal combustion engine, and vehicle including misfire determination device |
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