CN110794162A

CN110794162A - 一种基于cdi点火发动机的转速采集电路

Info

Publication number: CN110794162A
Application number: CN201911163307.2A
Authority: CN
Inventors: 李勇; 李彦霖; 李柏婵
Original assignee: Hunan Jiefei Technology Co Ltd
Current assignee: Hunan Jiefei Technology Co Ltd
Priority date: 2019-11-25
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2020-02-14

Abstract

本发明涉及发动机技术领域，具体为一种基于CDI点火发动机的转速采集电路，包括主电路和控制所述主电路短路与导通的控制电路；所述控制电路包括信号隔离单元，用于隔离CDI点火产生的原始信号中主干扰源并输出为采集电路的控制信号；模拟电压，用于为所述控制电路和主电路提供模拟信号输入；开关元件，用于根据控制信号和模拟信号输入以控制主电路的短路与导通；所述主电路包括采集元件，用于根据主电路的短路与导通输出采集信号。本发明采用二极管、三极管和光电耦合器等元件的配合，能有效隔断原始信号的主干扰，提高采集系统的稳定性和可靠性，且电路结构简单、成本低廉，具有响应速度快和适用范围广的优点。

Description

一种基于CDI点火发动机的转速采集电路

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体为一种基于CDI点火发动机的转速采集电路。

背景技术

油动无人直升机续航能力强，添加燃油方便省时。发动机的运行状态好坏决定了无人机能否安全可靠运行，其中发动机的转速直接影响了直升机控制以及性能参数。因此，实时探测采集发动机的转速成为了无人机控制系统首要解决的问题。

目前，油动直升机中，发动机转速采集常用方法为，发动机散热风扇或者发动机传动轴上安装磁珠，在传动轴附近固定安装霍尔式接近开关，开关与磁珠的间隙为2-15mm，随着发动机传动轴转动，磁珠切割磁感线，霍尔开关产生脉冲，脉冲周期与转速成正比，由此测量发动机的转速。

霍尔元器件安装繁琐，且由于其间隙小存在安全及丢失脉冲的风险，无法解决实时准确采集转速的需求。CDI点火是发动机常用的一种点火方式，利用发动机CDI点火产生的周期性的脉冲信息，对该信号进行处理，可以有效地解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于CDI点火发动机的转速采集电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于CDI点火发动机的转速采集电路，包括主电路和控制所述主电路短路与导通的控制电路；

所述控制电路包括：

信号隔离单元，用于隔离CDI点火产生的原始信号中主干扰源并输出为采集电路的控制信号；

模拟电压，用于为所述控制电路和主电路提供模拟信号输入；

开关元件，用于根据控制信号和模拟信号输入以控制主电路的短路与导通；

所述主电路包括：

采集元件，用于根据主电路的短路与导通输出采集信号。

优选的，所述信号隔离单元为负极接入CDI点火产生原始信号的第一二极管。

优选的，所述开关元件为NPN三极管。

优选的，所述控制电路还包括分别接入三极管基极和集电极、用于为三极管提供偏置电压的基极偏置电阻和集电极偏置电阻。

优选的，所述控制电路还包括用于为模拟电压进行分压的第一分压电阻和第二分压电阻。

优选的，所述采集元件为非线性光电耦合器。

优选的，所述主电路还包括保护元件，和所述光电耦合器串联，用于避免光电耦合器副边三极管反向击穿。

优选的，所述信号隔离单元串联有用于避免其自身反向击穿的第一限流电阻。

优选的，所述保护元件包括用于对主电路进行限流的第二二极管或第二限流电阻或其组合。

优选的，所述光电耦合器副边三极管的发射极通过第三限流电阻进行接地。

与现有技术相比，本发明提供了一种基于CDI点火发动机的转速采集电路，具备以下有益效果：CDI点火产生的原始信号具有电平波动大、干扰强的缺点。本发明采用二极管、三极管和光电耦合器等元件的配合，能有效隔断原始信号的主干扰，提高采集系统的稳定性和可靠性，且电路结构简单、成本低廉，具有响应速度快和适用范围广的优点。

附图说明

图1为实施例所提供的转速采集电路。

图中：1A、第一限流电阻；1B、第一分压电阻；1C、第二分压电阻；1D、集电极偏置电阻；1E、基极偏置电阻；1F、第二限流电阻；1G、第三限流电阻；2A、第一二极管；2B、第二二极管；3、开关元件；4、采集元件；5、模拟电压。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于CDI点火发动机的转速采集电路，包括主电路和控制主电路短路与导通的控制电路；

其中控制电路包括：

信号隔离单元，用于隔离CDI点火产生的原始信号中主干扰源并输出为采集电路的控制信号；信号隔离单元为负极接入CDI点火产生原始信号的第一二极管2A，且第一二极管2A的负极还串联有用于避免其自身反向击穿的第一限流电阻1A。

模拟电压5，用于为控制电路和主电路提供模拟信号输入。

开关元件3，用于根据控制信号和模拟信号输入以控制主电路的短路与导通；开关元件3为NPN三极管，型号选为9013。三极管的基极和集电极分别串联有基极偏置电阻1E和集电极偏置电阻1D，其中，基极偏置电阻1E的另一端接地，集电极偏置电阻1D的另一端接入模拟电压5。

第一二极管2A的正极与三极管的发射极相接，且三极管的发射极通过第一分压电阻1B与模拟电压5相接，同时通过第二分压电阻1C接地。

其中主电路包括：

采集元件4，用于根据主电路的短路与导通输出采集信号；采集元件4为非线性光电耦合器，型号选为TLP120。光电耦合器副边二极管的正极通过第二限流电阻1F连接至第二二极管2B的负极，第二二极管2B的正极与三极管的集电极相接，光电耦合器副边二极管的负极接地；光电耦合器副边三极管的发射极通过第三限流电阻1G进行接地。

上述第一二极管2A和第二二极管2B选为齐纳二极管，型号选为IN4118；

为作进一步描述，上述模拟电压5为5V；第一限流电阻1A、第一分压电阻1B、第二分压电阻1C、集电极偏置电阻1D、基极偏置电阻1E、第二限流电阻1F和1G、第三限流电阻1G的阻值分别为33Ω、20KΩ、5.1KΩ、1KΩ、330Ω、330Ω、1KΩ。

工作原理：油动发动机CDI点火产生的原始信号中同时存在着正负脉冲，波峰波谷波动较大，且正脉冲部分干扰较多，必须采取相应的措施。

当无信号输入时，在第一分压电阻1B和第二分压电阻1C的分压作用下，三极管发射极电压Ve=1V，基极电压为0V，Vbe=-1V，三极管截止，电流通过集电极偏置电阻1D以及第二二极管2B、第二限流电阻1F流经光电耦合器形成回路，光电耦合器副边三极管导通，此时，网络ESP为高电平。

当CDI信号输入时，第一二极管2A滤除不稳定的正脉冲部分，第一二极管2A的正极处为一个电平值较高的负电平，为方便描述，以负10V为例，则三极管发射极电压Ve=-9V，基极电压为0V，Vbe>0.7V，三极管导通，所以Ve≈Vc，光电耦合器被短路，不满足导通条件，光电耦合器副边三极管截止，此时，网络ESP为0。

以蚊子直升机发动机为例，两个点火周期，发动机旋转一圈，光电耦合器副边三极管产生两次标准脉冲，统计脉冲之间的时间间隔，即可推算出脉冲频率，从而计算出发动机转速。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种基于CDI点火发动机的转速采集电路，其特征在于：包括主电路和控制所述主电路短路与导通的控制电路；

所述控制电路包括：

模拟电压(5)，用于为所述控制电路和主电路提供模拟信号输入；

开关元件(3)，用于根据控制信号和模拟信号输入以控制主电路的短路与导通；

所述主电路包括：

采集元件(4)，用于根据主电路的短路与导通输出采集信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于CDI点火发动机的转速采集电路，其特征在于：所述信号隔离单元为负极接入CDI点火产生原始信号的第一二极管(2A)。

3.根据权利要求1所述的一种基于CDI点火发动机的转速采集电路，其特征在于：所述开关元件(3)为NPN三极管。

4.根据权利要求3所述的一种基于CDI点火发动机的转速采集电路，其特征在于：所述控制电路还包括分别接入三极管基极和集电极、用于为三极管提供偏置电压的基极偏置电阻(1E)和集电极偏置电阻(1D)。

5.根据权利要求3所述的一种基于CDI点火发动机的转速采集电路，其特征在于：所述控制电路还包括用于为模拟电压(5)进行分压的第一分压电阻(1B)和第二分压电阻(1C)。

6.根据权利要求1所述的一种基于CDI点火发动机的转速采集电路，其特征在于：所述采集元件(4)为非线性光电耦合器。

7.根据权利要求6所述的一种基于CDI点火发动机的转速采集电路，其特征在于：所述主电路还包括保护元件，和所述光电耦合器串联，用于避免光电耦合器副边三极管反向击穿。

8.根据权利要求2所述的一种基于CDI点火发动机的转速采集电路，其特征在于：所述信号隔离单元串联有用于避免其自身反向击穿的第一限流电阻(1A)。

9.根据权利要求7所述的一种基于CDI点火发动机的转速采集电路，其特征在于：所述保护元件包括用于对主电路进行限流的第二二极管(2B)或第二限流电阻(1F)或其组合。

10.根据权利要求6所述的一种基于CDI点火发动机的转速采集电路，其特征在于：所述光电耦合器副边三极管的发射极通过第三限流电阻(1G)进行接地。