CN112286098B - 转换板组件、燃气涡轮发电机组的数字电子控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转换板组件及采用其的燃气涡轮发电机组的数字电子控制装置,其通过电流源电路同时为滑油温度传感器和进气温度传感器供电,减少了供电电路的数量,提高了电路集成度,通过模拟量处理电路同时采集滑油温度传感器、进气温度传感器和排气温度热电偶的电压信号并进行滤波放大处理,再通过A/D转换及控制电路将模拟量信号转换为数字量信号,并通过转速信号调理电路采集转速传感器的正弦信号并将其转换为方波信号,整体电路结构较为简单,电路集成度高,还通过D/A转换及执行机构控制电路控制流过燃油调节器中电液伺服阀的电流大小,从而控制燃气涡轮发电机组的转速,从而实现转速的反馈调节功能。

Description

转换板组件、燃气涡轮发电机组的数字电子控制装置
技术领域
本发明涉及燃气涡轮发电机组的控制技术领域,特别地,涉及一种转换板组件,另外,还特别涉及一种采用上述转换板组件的燃气涡轮发电机组的数字电子控制装置。
背景技术
燃气涡轮发电机组主要由离心压缩机、燃烧室、涡轮机、减速器、发电机组、电子附件、电缆等组成。其主要工作原理是压缩空气与燃油混合燃烧驱动燃气涡轮转动,再带动发电机组运转,从而输出400Hz、220V的交流电,供给各种用电设备。要使燃气涡轮发电机组正常工作,必须要有精确和稳定的控制,同时为保证燃气涡轮发电机组及其附件的安全,必须对其工作状态进行监控,一旦出现故障,要能隔离故障。因此,燃气涡轮发电机组工作状态数据的采集对于工作状态监控尤为重要,而目前对燃气涡轮发电机组工作状态数据进行采集的方式是针对每个传感器单独设置数据采集电路和供电线路来进行数据采集,整体电路结构十分复杂,电路集成化程度低。
发明内容
本发明提供了一种转换板组件及采用其的燃气涡轮发电机组的数字电子控制装置,以解决目前针对每个传感器单独设置数据采集电路来采集燃气涡轮发电机组工作状态数据的方式存在的电路结构复杂、集成化程度低的技术问题。
根据本发明的一个方面,提供一种转换板组件,所述转换板组件用于采集滑油温度传感器、进气温度传感器、排气温度热电偶、转速传感器的信号并对其进行转换后将其传输至燃气涡轮发电机组的数字电子控制装置的主机板组件进行处理,还用于将主机板组件输出的数字量信号转换为模拟量信号以控制流过燃油调节器的电流,其包括电流源电路、模拟量处理电路、A/D转换及控制电路、转速信号调理电路和D/A转换及执行机构控制电路,所述电流源电路用于给滑油温度传感器和进气温度传感器供电,所述模拟量处理电路用于采集滑油温度传感器、进气温度传感器和排气温度热电偶的电压信号并对其进行滤波放大处理,所述A/D转换及控制电路用于将模拟量处理电路输出的模拟量信号转换为12位的数字量信号后输出至主机板组件,所述转速信号调理电路用于采集转速传感器的正弦信号并将其转换为方波信号后输出至主机板组件,所述D/A转换及执行机构控制电路用于将主机板组件输出的数字量信号转换为模拟量信号以控制流过燃油调节器中电液伺服阀的电流。
进一步地,还包括电源转换电路,所述电源转换电路用于为转换板组件中的其它电路提供+5V、-5V电压。
进一步地,所述D/A转换及执行机构控制电路包括电位器RP3、电位器RP4、电位器RP5、电容C28、电容C29、电容C30、电容C31、电容C32、电容C33、电容C34、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35、锁存器D11、12位D/A转换器D12、运算放大器N10、运算放大器N11、运算放大器N12、三极管V9、三极管V10,所述电位器RP3、电位器RP4的第一端均与电源连接,电位器RP3的第一端与其第三端连接,电位器RP4的第一端也与其第三端连接,电位器RP3的第二端、电位器RP4的第二端均与12位D/A转换器D12连接,锁存器D1的输入端与主机板组件连接,锁存器D1的输出端与12位D/A转换器D12连接,电容C28的第一端与电源转换电路连接,电容C28的第二端接地,电阻R32的第一端接地,电阻R32的第二端与12位D/A转换器D12连接,电容C29的两端分别与12位D/A转换器D12的3号引脚、11号引脚连接,12位D/A转换器D12的输出端与运算放大器N10的反相输入端连接,运算放大器N10的输出端分别与运算放大器N11的正相输入端、12位D/A转换器D12的9号引脚连接,电容C31的第一端、12位D/A转换器D12的正相输入端均接地,电容C31的第二端与12位D/A转换器D12的4号引脚连接,电容C30的第一端与12位D/A转换器D12的7号引脚连接,电容C30的第二端接地,电容C32的两端分别与12位D/A转换器D12的1号引脚、8号引脚连接,电容C33的两端分别与运算放大器N11的1号引脚、8号引脚连接,电位器RP5的第二端接地,电位器RP5的第一端分别与其第三端、电阻R34的第一端连接,电阻R34的第二端分别与电阻R33的第一端、运算放大器N12的反相输入端连接,电阻R33的第二端、运算放大器N12的输出端均与运算放大器N11的反相输入端连接,电阻R35为采样电阻,其第一端分别与电液伺服阀、运算放大器N12的正相输入端连接,电阻R35的第二端接地,电容C34的第一端接地,电容C34的第二端与运算放大器N12的8号引脚连接,运算放大器N11的输出端分别与三极管V9的基极、三极管V10的基极连接,三极管V9的集电极与电源连接,三极管V10的集电极接地,三极管V9的发射极、三极管V10的发射极均与电液伺服阀连接。
进一步地,所述电流源电路包括正电压稳压器N1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电位器RP1、运算放大器N2、8选1模拟开关D1和场效应管V1,所述电阻R1的第一端与主机板组件连接,电阻R1的第二端与分别与正电压稳压器N1的1号引脚、电阻R2的第一端、电阻R3的第一端、电容C1的第一端连接,正电压稳压器N1的电源端与电源连接以接入+15V工作电压,电容C5的两端分别与正电压稳压器N1的6号引脚和7号引脚连接,电阻R2的第二端与电位器RP1的第一端连接,电位器RP1的第二端分别与其第三端、运算放大器N2的正相输入端、场效应管V1的3号引脚、电容C4的第一端连接,电阻R3的第二端分别与电阻R4的第一端、运算放大器N2的反相输入端连接,电容C1的第二端和电阻R4的第二端均接地,电容C2的第一端接地,电容C2的第二端与运算放大器N2的4号引脚连接,电容C3的两端分别与运算放大器N2的1号引脚、8号引脚连接,运算放气放大器N2的输出端与场效应管V1的4号引脚连接,场效应管V1的1号引脚悬空,场效应管V1的2号引脚分别与电容C4的第二端、二极管V2的正极端、8选1模拟开关D1连接,8选1模拟开关D1还分别与滑油温度传感器、进气温度传感器、主机板组件连接,其中,滑油温度传感器与8选1模拟开关D1的3号通道连接,进气温度传感器与8选1模拟开关D1的5号通道连接,二极管V2、二极管V3、二极管V4依次同向串联,且二极管V4的负极端接地,电阻R5的第一端、电阻R6的第一端均与8选1模拟开关D1的8号通道连接,电阻R5的第二端和电阻R6的第二端均接地;
所述正电压稳压器N1的1号引脚输出+10V直流电压,该电压经过电阻R3、电阻R4分压后作为运算放大器N2的基准电压,运算放大器N2输出负电压控制场效应管V1导通,同时该+10V电压还经过电阻R2、电位器RP1产生电流输出,当主机板组件输出控制信号控制8选1模拟开关D1中的3号通道闭合时,场效应管V1输出电流给滑油温度传感器供电,当控制8选1模拟开关D1中的5号通道闭合时,场效应管V1输出电流给进气温度传感器供电。
进一步地,所述模拟量处理电路包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、双8路模拟开关D2、运算放大器N3、运算放大器N4、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电容C10、电容C11、运算放大器N5、电阻排R24、双8路模拟开关D3、电容C12、电容C13、电位器RP2、运算放大器N6、电容C14、电容C15、运算放大器N7,所述电阻R7的第一端与滑油温度传感器的正极端连接以采集其电压信号,电阻R7的第二端与双8路模拟开关D2连接,电阻R8的第一端与进气温度传感器的正极端连接以采集其电压信号,电阻R8的第二端与双8路模拟开关D2连接,电阻R9的第一端与排气温度热电偶的正极端连接以采集其电压信号,电阻R9的第二端分别与电阻R10的第一端、电容C6的正极端连接,电阻R10的第二端分别与电阻R11的第一端、电容C8的正极端连接,电阻R11的第二端与双8路模拟开关D2连接,电阻R12的第一端、电阻R13的第一端、电阻R14的第一端均与传感器的供电端连接以采集传感器供电电流,电阻R12的第二端和电阻R13的第二端均接地,电阻R14的第二端与双8路模拟开关D2连接,电阻R15的第一端与排气温度热电偶的负极端连接以采集其电压信号,电阻R15的第二端分别与电阻R16的第一端、电容C7的正极端连接,电阻R16的第二端分别与电容C9的正极端、电阻R17的第一端连接,电阻R17的第二端与双8路模拟开关D2连接,电容C6的负极端与电容C7的负极端连接,电容C8的负极端与电容C9的负极端连接,反相器D3的输入端与主机板组件连接,反相器D3的输出端与双8路模拟开关D2连接,电阻R18的第一端与进气温度传感器的负极端连接,电阻R18的第二端与双8路模拟开关D2连接,电阻R19的第一端与滑油温度传感器的负极端连接,电阻R19的第二端与双8路模拟开关D2连接,双8路模拟开关D2还与主机板组件连接,双8路模拟开关D2的一路输出端与电压跟随器N3的正相输入端连接,电压跟随器N3的反相输入端与其输出端连接,另一路输出端与电压跟随器N4的正相输入端连接,电压跟随器N4的反相输入端与其输出端连接,电阻R20的第一端与电压跟随器N4的输出端连接,电阻R20的第二端分别与电阻R22的第一端、运算放大器N5的反相输入端连接,电阻R22的第二端与运算放大器N5的输出端连接,电阻R21的第一端与电压跟随器N3的输出端连接,电阻R21的第二端分别与电阻R23的第一端、运算放大器N5的正相输入端连接,电阻R23的第二端接地,电容C10的第一端接地,电容C10的第二端与运算放大器N5的4号引脚连接,电容C11的第一端与运算放大器N5的7号引脚连接,电容C11的第二端接地,运算放大器N5的输出端与运算放大器N6的正相输入端连接,双8路模拟开关D2分别与电阻排R24、电容C12的第二端、电容C13的第二端、运算放大器N6的反相输入端、运算放大器N6的输出端、运算放大器N7的输出端连接,双8路模拟开关D2还与主机板组件连接,根据主机板组件输出的控制信号控制对应的通道闭合,电容C12的第一端和电容C13的第一端均接地,电容C14的两端分别与运算放大器N6的反相输入端和输出端连接,电容C15的两端分别与运算放大器N7的反相输入端和输出端连接,电位器RP2的第一端与运算放大器N6的1号引脚连接,电位器RP2的第二端与运算放大器N6的8号引脚连接,电位器RP2的第三端与电源连接以接入+15V电压,运算放大器N6的输出端与运算放大器N7的正相输入端连接,运算放大器N6的输出端与A/D转换及控制电路连接。
进一步地,所述A/D转换及控制电路包括电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电容C26、电阻R25、电阻R26、电阻R27、反相器D4、触发器D5、反相器D6、触发器D7、12位A/D转换器D8、二极管V5,所述12位A/D转换器D8分别与运算放大器N7的输出端、主机板组件连接,以接收模拟量处理电路放大后的模拟量信号并将其转换为数字量信号后输出至主机板组件进行处理,所述电容C16的第一端接地,电容C16的第二端与电阻R25的第二端连接,电阻R25的第二端还与电源转换电路连接以接入+5V电源电压,电阻R25的第一端、反相器D4的输入端、触发器D7的C1端均与主机板组件连接,反相器D4的输出端与触发器D5的C2端连接,触发器D5的Q2端分别与电阻R27的第一端、电阻R26的第二端、二极管V5的负极端连接,电阻R26的第一端、二极管V5的正极端、电容C17的第一端均与触发器D5的R2端连接,电容C17的第二端接地,电阻R27的第二端分别与电容C18的第一端、反相器D6的输入端连接,电容C18的第二端接地,反相器D6的输出端与触发器D7的C2端连接,触发器D7的Q1端和Q2端均与12位A/D转换器D8连接,电容C19的第一端接地,电容C19的第二端与12位A/D转换器D8连接,电容C20的第一端、电容C21的第一端、电容C22的第一端均接地,电容C20的第二端分别与12位A/D转换器D8、电容C23的第一端连接,电容C21的第二端、电容C22的第二端、电容C23的第二端与12位A/D转换器D8连接,电容C24的第一端、电容C25的第一端均与电源转换电路连接,电容C24的第二端与12位A/D转换器D8连接,电容C25的第二端、电容C26的第二端接地,电容C26的第一端与电源转换电路连接,12位A/D转换器D8的RAD端还与触发器D7的R1端、S2端连接。
进一步地,所述转速信号调理电路包括电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电容C27、稳压二极管V6、二极管V7、二极管V8、运算放大器N8、反相器D9、触发器D10,所述电阻R30的第一端与外部的转速传感器连接以采集其正弦信号,电阻R28的第二端分别与稳压二极管V6的负极端、电容C27的第一端、运算放大器N8的反相输入端连接,稳压二极管V6的正极端、电容C27的第二端均接地,电阻R29的第一端悬空,电阻R29的第二端分别与电阻R30的第一端、运算放大器N8的正相输入端连接,电阻R30的第二端接地,二极管V7的正极端与运算放大器N8的8号引脚连接,二极管V7的负极端与电源转换电路连接以接入+5V电压,二级管V8的正极端接地,二级管V8的负极端与运算放大器N8的8号引脚连接,电阻R31的第一端与运算放大器N8的正相输入端连接,电阻R31的第二端与运算放大器N8的输出端连接,运算放大器N8的输出端还与反相器D9的输入端连接,反相器D9的输出端与触发器D10的C1端连接,触发器D10的Q2端与其D1端连接,触发器D10的Q1端与主机板组件连接。
进一步地,所述电位器RP3、电位器RP4的总阻值为150Ω,电位器RP5的总阻值为22Ω,电容C28、电容C30、电容C31、电容C32、电容C34的容值为68pF,电容C29的容值为0.1nF,电容C33的容值为0.51nF,电阻R32的阻值为2kΩ,电阻R33的阻值为14.3kΩ,电阻R34的阻值为105Ω,电阻R35的阻值为1.14Ω,锁存器D11的型号为1533HP33,12位D/A转换器D12的型号为1108ПА1А,运算放大器N10、N11的型号为153УД6,运算放大器N12的型号为140УД17A,三极管V9、V10的型号为2T830Б。
进一步地,所述正电压稳压器N1的型号优选为AD584TH,所述电阻R1的阻值为2kΩ,电阻R2的阻值为1.09kΩ,电阻R3的阻值为9.09kΩ,电阻R4的阻值为14.3kΩ,电阻R5和电阻R6的阻值为202Ω,电容C1的容值为0.4μF,电容C2的容值为68nF,电容C3和电容C4的容值为510pF,电容C5的容值为33pF,电位器RP1的总阻值为15Ω,二极管V2、二极管V3、二极管V4的型号为1N4148。
另外,本发明还提供一种燃气涡轮发电机组的数字电子控制装置,采用如上所述的转换板组件。
本发明具有以下效果:
本发明的转换板组件,通过电流源电路同时为滑油温度传感器和进气温度传感器供电,减少了供电电路的数量,提高了电路集成度,通过模拟量处理电路同时采集滑油温度传感器、进气温度传感器和排气温度热电偶的电压信号并进行滤波放大处理,再通过A/D转换及控制电路将模拟量处理电路输出的模拟量信号转换为12位的数字量信号,以便于后续的单片机数字电路使用,并通过转速信号调理电路采集转速传感器的正弦信号并将其转换为方波信号,以便于后续单片机电路计数,可以同时对滑油温度传感器、进气温度传感器、排气温度热电偶和转速传感器的数据进行采集处理后传输给后续的单片机电路进行处理,整体电路结构较为简单,电路集成度高。并且,还通过D/A转换及执行机构控制电路将主机板组件输出的数字量信号转换为模拟量信号,以控制流过燃油调节器中电液伺服阀的电流大小,从而控制燃气涡轮发电机组的转速,从而实现转速的反馈调节功能。
另外,本发明的燃气涡轮发电机组的数字电子控制装置同样具有上述优点。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是本发明优选实施例的燃气涡轮发电机组的数字电子控制装置的模块结构示意图。
图2是图1中的转换板组件的模块结构示意图。
图3是图2中的电流源电路的电路结构示意图。
图4是图2中的模拟量处理电路的一部分电路结构示意图。
图5是图2中的模拟量处理电路的另一部分电路结构示意图。
图6是图2中的A/D转换及控制电路的电路结构示意图。
图7是图2中的转速信号调理电路的电路结构示意图。
图8是图2中的D/A转换及执行机构控制电路的电路结构示意图。
图9是图1中的主机板组件12的模块结构示意图。
图10是图9中的单片机及时钟电路的电路结构示意图。
图11是图9中的上电复位及看门狗电路的电路结构示意图。
图12是图9中的程序存储器和数据存储器电路的电路结构示意图。
图13是图9中的总线收发及存储器控制电路的一部分电路结构示意图。
图14是图9中的总线收发及存储器控制电路的另一部分电路结构示意图。
图15是图9中的扩展总线电路的电路结构示意图。
图16是图1中的总线收发板组件的模块结构示意图。
图17是图16中的第一光耦转换电路中包含的第一光耦转换单元电路的电路结构示意图。
图18是图16中的总线收发电路的电路结构示意图。
图19是图16中的通道选择电路的电路结构示意图。
图20是图1中的输出接口板组件的模块结构示意图。
图21是图20中的锁存器电路的电路结构示意图。
图22是图20中的第二光耦转换电路包含的第二光耦转换单元电路的电路结构示意图。
附图标记说明
11、转换板组件;12、主机板组件;13、总线收发板组件;14、输出接口板组件;15、电源板组件;16、滤波器板组件;111、电源转换电路;112、电流源电路;113、模拟量处理电路;114、A/D转换及控制电路;115、转速信号调理电路;116、D/A转换及执行机构控制电路;121、单片机及时钟电路;122、上电复位及看门狗电路;123、程序存储器和数据存储器电路;124、总线收发及存储器控制电路;125、扩展总线电路;131、第一光耦转换电路;132、总线收发电路;133、通道选择电路;141、锁存器电路;142、第二光耦转换电路。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1所示,本发明的优选实施例提供一种燃气涡轮发电机组的数字电子控制装置,其包括转换板组件11、主机板组件12、总线收发板组件13、输出接口板组件14、电源板组件15和滤波器板组件16,所述转换板组件11用于采集滑油温度传感器、进气温度传感器、排气温度热电偶、转速传感器的信号并对其进行转换后将其传输至主机板组件12进行处理,还用于将主机板组件12输出的数字量信号转换为模拟量信号以控制流过燃油调节器的电流,从而控制燃气涡轮发电机组的转速。所述主机板组件12用于对输入信号进行运算和处理并输出相应的控制信号,所述总线收发板组件13用于将输入的六组开关量信号转换为数字量信号并将其中任一组数字量信号传输至主机板组件12进行处理,所述输出接口板组件14用于将主机板组件12输出的8位数字量信号转换为开关量信号输出,以控制燃气涡轮发电机组的各个附件,例如输出开关量信号控制各个附件的工作状态,输出状态信号指示和5位SPI码给显控组合以控制显示内容。所述电源板组件15用于将外部电源提供的电源电压转换为+5V、+25V、+15V、-15V输出,以给各组件供电,所述滤波器板组件16则用于对外部电源电压进行滤波处理。
可以理解,本发明的燃气涡轮发电机组的数字电子控制装置,通过采集燃气涡轮发电机组的转子转速信号、进气温度信号、排气温度信号、滑油温度信号、开关量信号等信号进行处理,进而输出控制信号控制燃气涡轮发电机组的各个附件的工作状态,实现了数字电子自动控制,提供了精确和稳定的控制,并且可以对燃气涡轮发电机组的运行状态进行实时监控,提高了燃气涡轮发电机组的安全性和可靠性,为实现多变量、多任务、复杂状态的控制提供了解决方案。
可以理解,所述数字电子控制装置采取框架叠加式结构,所述转换板组件11、主机板组件12、总线收发板组件13、输出接口板组件14通过引导槽、插销以及标准件紧固安装在一个外围框架内,即在框架内设置多个引导槽,然后将各个板组件插入引导槽内后通过螺钉、销钉等固定,各个板组件之间的上下位置可以根据需要进行调整,而所述电源板组件15和滤波器板组件16则安装在外围框架的底面上,整个装置结构紧凑,体积较小,便于携带。
如图2所示,所述转换板组件11具体包括电源转换电路111、电流源电路112、模拟量处理电路113、A/D转换及控制电路114、转速信号调理电路115、D/A转换及执行机构控制电路116,所述电源转换电路111用于将电源板组件15输出的+15V、-15V电压转换为+5V、-5V电压以供转换板组件11的其它电路使用,所述电流源电路112用于给滑油温度传感器和进气温度传感器供电,所述模拟量处理电路113用于采集滑油温度传感器、进气温度传感器和排气温度热电偶的电压信号并对其进行滤波放大处理,以便后续的A/D转换及控制电路114使用,所述A/D转换及控制电路114用于将模拟量处理电路113输出的模拟量信号转换为12位的数字量信号,以便于后续的单片机数字电路使用,所述转速信号调理电路115则用于采集转速传感器的正弦信号并将其转换为方波信号,以便于后续单片机电路计数。所述D/A转换及执行机构控制电路116则用于将主机板组件12输出的数字量信号转换为模拟量信号,用于控制流过燃油调节器中电液伺服阀的电流大小,从而控制燃气涡轮发电机组的转速。可以理解,所述电源转换电路111可以省略,所述转换板组件11的电子元器件直接从电源板组件15处获得工作电压。可以理解,本发明的转换板组件11可以单独作为产品应用。
具体地,如图3所示,所述电流源电路112包括正电压稳压器N1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电位器RP1、运算放大器N2、8选1模拟开关D1和场效应管V1,所述电阻R1的第一端与主机板组件12连接,电阻R1的第二端与分别与正电压稳压器N1的1号引脚、电阻R2的第一端、电阻R3的第一端、电容C1的第一端连接,正电压稳压器N1的电源端与电源板组件15连接,以接入+15V工作电压,电容C5的两端分别与正电压稳压器N1的6号引脚和7号引脚连接,电阻R2的第二端与电位器RP1的第一端连接,电位器RP1的第二端分别与其第三端(即滑动端)、运算放大器N2的正相输入端、场效应管V1的3号引脚、电容C4的第一端连接,所述电阻R3的第二端分别与电阻R4的第一端、运算放大器N2的反相输入端连接,电容C1的第二端和电阻R4的第二端均接地,所述电容C2的第一端接地,电容C2的第二端与运算放大器N2的4号引脚连接,电容C3的两端分别与运算放大器N2的1号引脚、8号引脚连接,运算放气放大器N2的输出端与场效应管V1的4号引脚连接,场效应管V1的1号引脚悬空,场效应管V1的2号引脚分别与电容C4的第二端、二极管V2的正极端、8选1模拟开关D1连接,所述8选1模拟开关D1还分别与滑油温度传感器、进气温度传感器、主机板组件12连接,其中,滑油温度传感器与8选1模拟开关D1的3号通道连接,进气温度传感器与8选1模拟开关D1的5号通道连接,所述二极管V2、二极管V3、二极管V4依次同向串联,且二极管V4的负极端接地,所述电阻R5的第一端、电阻R6的第一端均与8选1模拟开关D1的8号通道连接,电阻R5的第二端和电阻R6的第二端均接地。所述正电压稳压器N1的型号优选为AD584TH,所述电阻R1的阻值为2kΩ,电阻R2的阻值为1.09kΩ,电阻R3的阻值为9.09kΩ,电阻R4的阻值为14.3kΩ,电阻R5和电阻R6的阻值为202Ω,电容C1的容值为0.4μF,电容C2的容值为68nF,电容C3和电容C4的容值为510pF,电容C5的容值为33pF,电位器RP1的总阻值为15Ω,二极管V2、二极管V3、二极管V4的型号为1N4148。所述正电压稳压器N1的1号引脚输出+10V直流电压,该电压经过电阻R3、电阻R4分压后作为运算放大器N2的基准电压,运算放大器N2输出负电压控制场效应管V1导通,同时该+10V电压还经过电阻R2、电位器RP1产生电流输出,当主机板组件12输出控制信号控制8选1模拟开关D1中的3号通道闭合时,场效应管V1输出电流给滑油温度传感器供电,当控制8选1模拟开关D1中的5号通道闭合时,场效应管V1输出电流给进气温度传感器供电。二极管V2、二极管V3和二极管V4用于限制输出端电压,避免损坏传感器,而电位器RP1起到的作用是调节供给传感器的电流大小。
可以理解,本实施例的电流源电路112,通过正电压稳压器N1输出+10V稳定电压,该稳定电压一方面经电阻R3、电阻R4分压后作为运算放大器N2的基准电压使用,另一方面通过电阻R2、电位器RP1产生电流输出,一个正电压稳压器N1既起到了基准电压源的作用,又起到了电流源的作用,运算放大器N2输出负电压控制场效应管V1导通时,场效应管V1将电阻R2和电位器RP1产生的电流输出至滑油温度传感器或进气温度传感器,还可以通过电位器RP1来调节供电电流大小,通过三个二极管限制输出端电压来保护传感器,并且还可以通过主机板组件12来选择供电对象,整个电路的电路结构简单,功能集成度高,并且采用的都是市面上较为常见的电子元器件,电路成本低。
可以理解,如图4和图5所示,所述模拟量处理电路113包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、双8路模拟开关D2、运算放大器N3、运算放大器N4、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电容C10、电容C11、运算放大器N5、电阻排R24、双8路模拟开关D3、电容C12、电容C13、电位器RP2、运算放大器N6、电容C14、电容C15、运算放大器N7,所述电阻R7的第一端与滑油温度传感器的正极端连接以采集其电压信号,电阻R7的第二端与双8路模拟开关D2连接,电阻R8的第一端与进气温度传感器的正极端连接以采集其电压信号,电阻R8的第二端与双8路模拟开关D2连接,电阻R9的第一端与排气温度热电偶的正极端连接以采集其电压信号,电阻R9的第二端分别与电阻R10的第一端、电容C6的正极端连接,电阻R10的第二端分别与电阻R11的第一端、电容C8的正极端连接,电阻R11的第二端与双8路模拟开关D2连接,电阻R12的第一端、电阻R13的第一端、电阻R14的第一端均与传感器的供电端连接以采集传感器供电电流,电阻R12的第二端和电阻R13的第二端均接地,电阻R14的第二端与双8路模拟开关D2连接,电阻R15的第一端与排气温度热电偶的负极端连接以采集其电压信号,电阻R15的第二端分别与电阻R16的第一端、电容C7的正极端连接,电阻R16的第二端分别与电容C9的正极端、电阻R17的第一端连接,电阻R17的第二端与双8路模拟开关D2连接,电容C6的负极端与电容C7的负极端连接,电容C8的负极端与电容C9的负极端连接,反相器D3的输入端与主机板组件12连接,反相器D3的输出端与双8路模拟开关D2连接,电阻R18的第一端与进气温度传感器的负极端连接,电阻R18的第二端与双8路模拟开关D2连接,电阻R19的第一端与滑油温度传感器的负极端连接,电阻R19的第二端与双8路模拟开关D2连接,双8路模拟开关D2还与主机板组件12连接,双8路模拟开关D2的一路输出端与电压跟随器N3的正相输入端连接,电压跟随器N3的反相输入端与其输出端连接,另一路输出端与电压跟随器N4的正相输入端连接,电压跟随器N4的反相输入端与其输出端连接,电阻R20的第一端与电压跟随器N4的输出端连接,电阻R20的第二端分别与电阻R22的第一端、运算放大器N5的反相输入端连接,电阻R22的第二端与运算放大器N5的输出端连接,电阻R21的第一端与电压跟随器N3的输出端连接,电阻R21的第二端分别与电阻R23的第一端、运算放大器N5的正相输入端连接,电阻R23的第二端接地,电容C10的第一端接地,电容C10的第二端与运算放大器N5的4号引脚连接,电容C11的第一端与运算放大器N5的7号引脚连接,电容C11的第二端接地,运算放大器N5的输出端与运算放大器N6的正相输入端连接,双8路模拟开关D2分别与电阻排R24、电容C12的第二端、电容C13的第二端、运算放大器N6的反相输入端、运算放大器N6的输出端、运算放大器N7的输出端连接,双8路模拟开关D2还与主机板组件12连接,根据主机板组件12输出的控制信号控制对应的通道闭合,电容C12的第一端和电容C13的第一端均接地,电容C14的两端分别与运算放大器N6的反相输入端和输出端连接,电容C15的两端分别与运算放大器N7的反相输入端和输出端连接,电位器RP2的第一端与运算放大器N6的1号引脚连接,电位器RP2的第二端与运算放大器N6的8号引脚连接,电位器RP2的第三端与电源板组件15连接,以接入+15V电压,运算放大器N6的输出端与运算放大器N7的正相输入端连接,运算放大器N6的输出端与A/D转换及控制电路114连接。所述电阻R7、电阻R8、电阻R11、电阻R14、电阻R17、电阻R18、电阻R19的阻值为2kΩ,电阻R9、电阻R10、电阻R15、电阻R16的阻值为3kΩ,电阻R12、电阻R13的阻值为102Ω,电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23的阻值为4.99kΩ,电位器RP2的总阻值为15kΩ,电阻排R24的型号为313HP1A,电容C6、电容C7、电容C8、电容C9的容值为33μF,电容C10、电容C11、电容C12、电容C13的容值为68nF,电容C14和电容C15的容值为10pF,双8路模拟开关D2、双8路模拟开关D3的型号为591KH2。
可以理解,在模拟量处理电路113中,滑油温度传感器、进气温度传感器、排气温度热电偶的电压信号被直接采集输入至双8路模拟开关D2中,而传感器供电电流回检信号则通过电阻R12和电阻R13转换为电压信号后输入至双8路模拟开关D2中,由主机板组件12输出控制信号控制双8路模拟开关D2中对应的通道闭合时,即可将该通道采集的电压信号输出至电压跟随器N3和电压跟随器N4的正相输入端,且电压跟随器N3输出的电压U01的电压值与其输入端相同,电压跟随器N4输出的电压U02的电压值也与其输入端相同。电压跟随器N3和电压跟随器N4输出的电压信号U01和U02经运算放大器N5差分放大后输出U03至运算放大器N6的正相输入端,并且由于电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23的阻值相等,因此,U03=U01-U02。运算放大器N5输出的U03再输入至运算放大器N6的正相输入端,运算放大器N6输出的电压信号U04则输入至运算放大器N7的正相输入端,由主机板组件12输出控制信号来控制双8路模拟开关D3中的其中一条通道闭合,控制电阻排R24中引入的电阻阻值,进而控制运算放大器N6和运算放大器N7的输出电压值,即控制模拟量处理电路113的放大比例。例如,当主机板组件12控制双8路模拟开关D3的通道1闭合时,运算放大器N6和N7均为电压跟随器,运算放大器N7的输出电压U05=U04=U03;而当主机板组件12控制双8路模拟开关D3的通道2闭合时,运算放大器N6的输出电压:
Figure BDA0002749190160000101
实测U04=2U03,因此可以判定2πfc38·R245-24=1,而运算放大器N7仍然电压跟随器,其输出电压U05=U04=2U03。当主机板组件12控制双8路模拟开关D3的其它通道闭合时,运算放大器N6和N7的输出电压分别为:
Figure BDA0002749190160000102
Figure BDA0002749190160000103
其中,X-X为电阻排R24中对应电阻两端引脚号。
可以理解,本实施例的模拟量处理电路113中,R7、R8、R14、R18、R19是限流电阻,可以避免输入信号电流过大而损坏后续电路。排气温度A8、C8输入的信号比较弱小,易受干扰信号影响,R9、R15、R10、R16、R11、R17、C6、C7、C8、C9组成共模滤波电路,用于过滤排气温度信号中的干扰。D2为8选1模拟开关,主控板从A39输入控制信号,经反相器D3反相后,控制D2中8个通道的导通和关闭。当通道导通时,外部输入的滑油温度电压、进气温度电压、排气温度输至D2输出端,而运放N3、N4用作跟随器,用作缓冲和隔离。另外,电阻R20、R21、R22、R23和运放N5组成差分放大电路,其作用是稳定静态工作点,放大差模信号,抑制共模信号。D3为8选1模拟开关,其与电阻排R23相连,主控板从A40\A41\A42输入控制信号,控制D3中8个通道的导通和关闭。当通道导通时,运放N6、N7与R24中的电阻相连,从而改变N6、N7电路的放大倍数,运算放大器N6、N7用作负反馈放大电路,RP2为调零电位器,用于调整N6的零位。
如图6所示,所述A/D转换及控制电路114具体包括电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电容C26、电阻R25、电阻R26、电阻R27、反相器D4、触发器D5、反相器D6、触发器D7、12位A/D转换器D8、二极管V5,所述12位A/D转换器D8分别与运算放大器N7的输出端、主机板组件12连接,以接收模拟量处理电路113放大后的模拟量信号并将其转换为数字量信号后输出至主机板组件12进行处理,所述电容C16的第一端接地,电容C16的第二端与电阻R25的第二端连接,电阻R25的第二端还与电源转换电路111连接以接入+5V电源电压,电阻R25的第一端、反相器D4的输入端、触发器D7的C1端均与主机板组件12连接,反相器D4的输出端与触发器D5的C2端连接,触发器D5的Q2端分别与电阻R27的第一端、电阻R26的第二端、二极管V5的负极端连接,电阻R26的第一端、二极管V5的正极端、电容C17的第一端均与触发器D5的R2端连接,电容C17的第二端接地,电阻R27的第二端分别与电容C18的第一端、反相器D6的输入端连接,电容C18的第二端接地,反相器D6的输出端与触发器D7的C2端连接,触发器D7的Q1端和Q2端均与12位A/D转换器D8连接,电容C19的第一端接地,电容C19的第二端与12位A/D转换器D8连接,电容C20的第一端、电容C21的第一端、电容C22的第一端均接地,电容C20的第二端分别与12位A/D转换器D8、电容C23的第一端连接,电容C21的第二端、电容C22的第二端、电容C23的第二端与12位A/D转换器D8连接,电容C24的第一端、电容C25的第一端均与电源转换电路111连接,电容C24的第二端与12位A/D转换器D8连接,电容C25的第二端、电容C26的第二端接地,电容C26的第一端与电源转换电路111连接,12位A/D转换器D8的RAD端还与触发器D7的R1端、S2端连接。所述电容C16的容值为68nF,电容C17的容值为1.2nF,电容C18、电容C19的容值为47pF,电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电容C26的容值均为0.47μF,电阻R25的阻值为2kΩ,电阻R26、电阻R27的阻值为39kΩ,反相器D4、D6的型号为564JIE5B,触发器D5的型号为564TM2B,触发器D7的型号为1533TM2,二极管V5的型号为1N4148,12位A/D转换器D8的型号为1108ⅡB2。
可以理解,所述12位A/D转换器D8的3号引脚(即与触发器D7的Q2端连接的引脚)为起动信号,4号引脚(即与触发器D7的Q1端连接的引脚)为片选信号,低电平有效,18号引脚(即RAD端)为“准备好”信号,当3号引脚为高电平时,18号引脚输出高电平,当3号引脚为低电平时,18号引脚输出低电平,32号引脚(即与运算放大器N7的输出端连接的引脚)为模拟量输入端。当电源接通时,触发器D5的Q2端为低电平,触发器D7的Q1端为低电平,触发器D7的Q2端为高电平,12位A/D转换器D8的RAD端为高电平。当主机板组件12发出的A30信号由低电平转换为高电平时,触发器D7的Q1端输出高电平,12位A/D转换器D8未选中,不工作,触发器D5的Q2端、触发器D7的Q2端保持不变。而当主机板组件12发出的A30信号由高电平转换为低电平时,触发器D7的Q1端输出低电平,触发器D5的Q2端输出高电平,此高电平通过电阻R26给电容C17充电,触发器D5的R2端电压逐渐升高,当其变为高电平时,触发器D5的Q2端被复位为低电平,触发器D5的Q2端实际输出的是正脉冲信号,脉冲宽度为:
Figure BDA0002749190160000111
其中,Vt为触发器D5的R2端的高电平电压,R为电阻R26的阻值,C为电容C17的容值。二极管V5则用于电容C17的快速放电。触发器D5的Q2端输出的正脉冲信号经过反相器D6后,触发器D7的C2端输入负脉冲信号,触发器D7的Q2端输出变为低电平,12位A/D转换器D8的RAD端输出低电平,触发器D7的Q1端被复位为低电平,触发器D7的Q2端被置位高电平,12位A/D转换器D8的RAD端又恢复高电平,在此过程中,模拟量信号U05被转化为数字量信号。可以理解,本实施例的A/D转换及控制电路114,反相器D4和D6的作用之一是将输入信号逻辑取反,二是将输入信号进行整形,变为标准的电压输出。触发器D5和D7的作用是根据时钟CLK信号的触发,对输入的信号进行处理,同时具有锁存输出的功能。D8为12位的A/D转换器,其作用是将输入的模拟量转换为12位的数字量。R27和C18组成低通滤波电路,二极管V5用于电容的快速放电。
如图7所示,所述转速信号调理电路115包括电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电容C27、稳压二极管V6、二极管V7、二极管V8、运算放大器N8、反相器D9、触发器D10,所述电阻R30的第一端与外部的转速传感器连接以采集其正弦信号,电阻R28的第二端分别与稳压二极管V6的负极端、电容C27的第一端、运算放大器N8的反相输入端连接,稳压二极管V6的正极端、电容C27的第二端均接地,电阻R29的第一端悬空,电阻R29的第二端分别与电阻R30的第一端、运算放大器N8的正相输入端连接,电阻R30的第二端接地,二极管V7的正极端与运算放大器N8的8号引脚连接,二极管V7的负极端与电源转换电路111连接以接入+5V电压,二级管V8的正极端接地,二级管V8的负极端与运算放大器N8的8号引脚连接,电阻R31的第一端与运算放大器N8的正相输入端连接,电阻R31的第二端与运算放大器N8的输出端连接,运算放大器N8的输出端还与反相器D9的输入端连接,反相器D9的输出端与触发器D10的C1端连接,触发器D10的Q2端与其D1端连接,触发器D10的Q1端与主机板组件12连接。所述电阻R28的阻值为2kΩ,电阻R29的阻值为150kΩ,电阻R30的阻值为0.1kΩ,电阻R31的阻值为24kΩ,稳压二极管V6的型号为2C212B,电容C27的容值为1nF,反相器D9的型号为564JIE5B,二极管V7、V8的型号为1N4148,触发器D10的型号为564TM2B。可以理解,转速传感器输入的正弦信号f经运算放大器N8输出与f同频率的方波,该方波信号经反相器D9作为触发器D10的时钟信号,触发器D10的Q1端即输出频率为0.5f的方波信号至主机板组件12。可以理解,本实施例的转速信号调理电路115,运放N86处接成比较器电路,作用是将输入的正弦信号转换为近似方波的信号,反相器D9的作用之一是将输入信号逻辑取反,二是将输入信号进行整形,变为标准的电压输出,触发器D5的作用是将输入的信号转为为方波,且控制频率为输入信号的一半。
如图8所示,所述D/A转换及执行机构控制电路116具体包括电位器RP3、电位器RP4、电位器RP5、电容C28、电容C29、电容C30、电容C31、电容C32、电容C33、电容C34、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35、锁存器D11、12位D/A转换器D12、运算放大器N10、运算放大器N11、运算放大器N12、三极管V9、三极管V10,所述电位器RP3、电位器RP4的第一端均与电源板组件15连接,电位器RP3的第一端与其第三端连接,电位器RP4的第一端也与其第三端连接,电位器RP3的第二端、电位器RP4的第二端均与12位D/A转换器D12连接,锁存器D1的输入端与主机板组件12连接,锁存器D1的输出端与12位D/A转换器D12连接,电容C28的第一端与电源转换电路111连接,电容C28的第二端接地,电阻R32的第一端接地,电阻R32的第二端与12位D/A转换器D12连接,电容C29的两端分别与12位D/A转换器D12的3号引脚、11号引脚连接,12位D/A转换器D12的输出端与运算放大器N10的反相输入端连接,运算放大器N10的输出端分别与运算放大器N11的正相输入端、12位D/A转换器D12的9号引脚连接,电容C31的第一端、12位D/A转换器D12的正相输入端均接地,电容C31的第二端与12位D/A转换器D12的4号引脚连接,电容C30的第一端与12位D/A转换器D12的7号引脚连接,电容C30的第二端接地,电容C32的两端分别与12位D/A转换器D12的1号引脚、8号引脚连接,电容C33的两端分别与运算放大器N11的1号引脚、8号引脚连接,电位器RP5的第二端接地,电位器RP5的第一端分别与其第三端、电阻R34的第一端连接,电阻R34的第二端分别与电阻R33的第一端、运算放大器N12的反相输入端连接,电阻R33的第二端、运算放大器N12的输出端均与运算放大器N11的反相输入端连接,电阻R35为采样电阻,其第一端分别与电液伺服阀、运算放大器N12的正相输入端连接,电阻R35的第二端接地,电容C34的第一端接地,电容C34的第二端与运算放大器N12的8号引脚连接,运算放大器N11的输出端分别与三极管V9的基极、三极管V10的基极连接,三极管V9的集电极与电源板组件15连接,三极管V10的集电极接地,三极管V9的发射极、三极管V10的发射极均与电液伺服阀连接。
可以理解,主机板组件12输出的数字量信号经锁存器D11锁存,再输出至12位D/A转换器D12。12位D/A转换器D12只使用了8位数据端口,其将数字量信号转换为电流信号,再经过运算放大器N10转换为电压,该电压输出至执行机构控制电路,同时反馈至12位D/A转换器D12的9号引脚以调整12位D/A转换器D12的输出,而电位器RP3和电位器RP4则用于调整输出至12位D/A转换器D12的4号引脚、5号引脚的电流。运算放大器N11输出的电压调节三极管V9和三极管V10的导通程度,从而控制输入电液伺服阀的电流,而电阻R35为采样电阻,其将通过电液伺服阀的电流电压,经运算放大器N12同相放大后输出至运算放大器N11,反馈调节运算放大器N11的输出电压,其中运算放大器N12的输出电压为:
Figure BDA0002749190160000131
UR35=IR35
Figure BDA0002749190160000132
所述电位器RP3、电位器RP4的总阻值为150Ω,电位器RP5的总阻值为22Ω,电容C28、电容C30、电容C31、电容C32、电容C34的容值为68pF,电容C29的容值为0.1nF,电容C33的容值为0.51nF,电阻R32的阻值为2kΩ,电阻R33的阻值为14.3kΩ,电阻R34的阻值为105Ω,电阻R35的阻值为1.14Ω,锁存器D11的型号为1533HP33,12位D/A转换器D12的型号为1108ПА1А,运算放大器N10、N11的型号为153УД6,运算放大器N12的型号为140УД17A,三极管V9、V10的型号为2T830Б。可以理解,本实施例的D/A转换及执行机构控制电路116中,锁存器D11的作用是将主控板输入的数字量信号锁存在输出端,D12为12位的D/A转换器,其与运放N10组成D/A转换电路,将数字量转换成相应的模拟量,运放N11作为比较器,将电液伺服阀的反馈信号与D/A转换电路的模拟量进行比较,比较结果用于驱动两个三极管V9、V10,V9和V10为大电流的三极管,用于驱动电压伺服阀工作。运放N12作为负反馈放大电路,将电液伺服阀输入的反馈信号进行放大,RP3、RP4调整输入D12的基准电流,RP5调整运放N12的放大倍数。
如图9所示,所述主机板组件12具体包括单片机及时钟电路121、上电复位及看门狗电路122、程序存储器和数据存储器电路123、总线收发及存储器控制电路124、扩展总线电路125,所述上电复位及看门狗电路122、总线收发及存储器控制电路124均与单片机及时钟电路121连接,所述总线收发及存储器控制电路124还分别与扩展总线电路125、程序存储器和数据存储器电路123连接。所述上电复位及看门狗电路122用于监控单片机的运行状况,一旦单片机运行出错,则复位单片机。所述程序存储器和数据存储器电路123用于存储主程序以及单片机运行时临时加载的运行数据。所述总线收发及存储器控制电路124用于单片机数据的接收、发送以及对两片程序存储器进行读写控制。所述扩展总线电路125则用于主机板组件12与外部的数据交换。
如图10所示,所述单片机及时钟电路121包括单片机芯片D13、单片机芯片D14、电容C35、电容C36、电容C37、电容C38、晶体振荡器G1、晶体振荡器G2,所述电容C35的第一端、电容C36的第一端均接地,电容C35的第二端与单片机芯片D13的BQ1端连接,电容C36的第二端与单片机D13的BQ2端连接,晶体振荡器G2的两端分别与单片机芯片D13的BQ1端、BQ2端连接,所述电容C37的第一端、电容C38的第一端均接地,电容C37的第二端与单片机芯片D14的XTAL2端连接,电容C38的第二端与单片机D14的XTAL1端连接,晶体振荡器G1的两端分别与单片机芯片D14的XTAL2端、XTAL1端连接。所述单片机芯片D13为俄制单片机,其型号为Н1830ВЕ31,单片机芯片D14为8位MCS-51内核系列,其型号为80C31,电容C35、电容C36、电容C37、电容C38的容值为30pF。两个单片机拥有各自独立的12MHz频率时钟电路,同时共享总线和程序存储器、数据存储器,电路结构较为简单。可以理解,本实施例的单片机及时钟电路121中,D14是51系列的单片机,D14为D13的备份,晶振G1、G2的主频为12MHz,作为单片机内部电路工作基准时钟,C35、C36、C37和C38作为晶振的匹配电容,用于晶振的起振。
如图11所示,所述上电复位及看门狗电路122包括电容C39、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R41、电阻R42、反相器D15、反相器D16、反相器D17、或门D18、触发器D19、触发器D20、与非门D21、与非门D22、反相器D23、反相器D24、反相器D25、反相器D26、或门D27、计数器D28、计数器D29、计数器D30,所述电容C39的正极端与电源板组件15连接,电容C39的负极端分别与电阻R36的第一端、反相器D15的输入端、触发器D20的置位端连接,电阻R36的第二端接地,反相器D15的输出端与反相器D16的输入端连接,反相器D16的输出端分别与或门D18的输入端、触发器D19的复位端连接,反相器D17的输入端与单片机的P1.0端连接,反相器D17的输出端分别与触发器D19的置位端、或门D18的另一输入端连接,或门D18的输出端分别与电阻R37的第二端、计数器D28的R端、计数器D29的R端、计数器D30的R端连接,触发器D20的复位端与计数器D29的Q端连接,计数器D29的E端与计数器D28的Q端连接,计数器D30的E端与计数器D29的Q端连接,触发器D20的反相输出端分别与与非门D21的输入端、与非门D22的输入端连接,与非门D21的另一输入端还与计数器D30的Q端连接,与非门D21的输出端与与非门D22的另一输入端连接,与非门D22的输出端与单片机的复位信号输入端连接,电阻R38的第一端与电源板组件15连接,电阻R38的第二端分别与与非门D21的输出端、反相器D26的输入端连接,电阻R39的第一端与电源板组件15连接,电阻R39的第二端与与非门D22的输出端连接,电阻R40的第一端与电源板组件15连接,电阻R40的第二端分别与反相器D23的输入端、反相器D25的输出端连接,反相器D23的输出端与电阻R41的第一端连接,电阻R41的第二端分别与反相器D24的输入端、电容C40的第一端连接,反相器D24的输出端与电阻R42的第一端连接,电阻R42的第二端分别与电容C40的第二端、反相器D25的输入端连接,反相器D25的输出端、反相器D26的输出端分别与或门D27的两输入端连接,或门D27的输出端与计数器D28的C端连接。可以理解,当上电时,电阻R36上会产生一个脉冲为38.5ms左右的高电平脉冲,反相器D16输出高电平,或门D18输出高电平,计数器D28、D29、D30均被复位(即所有输出端输出低电平);触发器D20被置位,触发器D20的反向输出端输出低电平,与非门D22输出高电平到单片机的复位信号输入端,单片机复位。而当上电完成后,复位脉冲小时,反相器D23、电阻R41、反相器D24、电容C40、电阻R42、反相器D25组成一个带有RC延迟的环形振荡器,理论计算频率为50KHz。由环形振荡器产生的时钟信号输入到计数器D28的时钟输入端,经计数器D28、计数器D29、计数器D30组成周期为41ms的看门狗定时器。单片机的P1.0端口用来输出喂狗指令(低电平脉冲),低电平脉冲经反相器D17、或门D18实现对定时器的清零。所述电容C39的容值为6.8μF,电阻R36的阻值为8.2kΩ,电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40的阻值为1.2kΩ,电阻R41、电阻R42的阻值为620Ω,反相器D15、D16、D17、D26的型号为564ЛП2В,反相器D23、D24、D25的型号为1533ЛН2,或门D18、D27的型号为1533ЛН2,触发器D19、D20的型号为564TM2B,与非门D21、D22的型号为533ЛА13,计数器D28、D29、D30的型号为564ИЕ10В。
如图12所示,所述程序存储器和数据存储器电路123包括程序存储器D31、程序存储器D32和数据存储器D33,所述程序存储器D31、D32为8K*8的OTPROM,型号为556PT161,两个程序存储器D31、D32共用地址总线和数据总线,但拥有独立的片选控制线,片选信号为低电平有效,数据存储器D33为容量为2K*8的RAM,型号为537py9,地址线是11位,拥有片选,输出使能,读写控制信号线。
如图13和图14所示,所述总线收发及存储器控制电路124包括双线总线收发器D34、锁存器D35、锁存器D36、3线-8线译码器D37、电阻R43、电阻排R44、与门D39、非门D40、非门D41、或门D42、或门D43、与门D44、与门D45、或门D46、或门D47、电阻R45、电阻R46,所述双线总线收发器D34分别与单片机、锁存器D35连接,所述锁存器D36与单片机连接,8位地址总线A0-A7由单片机输出至双向总线收发器D34,再由双向总线收发器D34输出至锁存器D35并在锁存器D35的输出端锁存,5位地址总线A8-A12由单片机输出至锁存器D36并在其输出端锁存,这13位的地址总线输出值存储器以控制存储器的输出,存储器的数据则输出D0-D7首先至双线总线收发器D34的B端口,再发送至双线总线收发器D34的A端口,最后送至单片机。所述3线-8线译码器D37的输入端与单片机连接,其输出端分别与或门D46的输入端、或门D42的输入端、非门D41的输入端、或门D43的输入端和或门D47的输入端连接,电阻排R44中电阻的第一端与电源板组件15连接,第二端分别与3线-8线译码器D37的Y0端、Y1端、Y2端连接,电阻R43的第一端与电源板组件15连接,电阻R43的第二端分别与3线-8线译码器D37的G1端、锁存器D36的LE端连接,锁存器D36的Q5端与与门D39的输入端连接,锁存器D36的Q6端分别与与门D39的另一输入端、或门D43的另一输入端、或门D47的另一输入端连接,锁存器D36的Q7端分别与或门D42的另一输入端、或门D46的另一输入端连接,与门D39的输出端与与门D44的输入端连接,非门D40的输出端与与门D44的另一输入端连接,非门D41的输出端与与门D45的输入端连接,或门D42的输出端、或门D43的输出端均悬空,电阻R45的第一端、电阻R46的第一端均与电源板组件15连接以接入+5V电源电压,电阻R11的第二端分别与与门D39的输出端、与门D45的另一输入端连接,电阻R46的第二端与非门D40的输出端连接,与门D44的输出端与程序存储器D31连接,与门D45的输出端与程序存储器D32连接,或门D46的输出端、或门D47的输出端均与数据存储器D33连接。地址总线A013-A015、WR、RD、PSEN这六个信号通过3线-8线译码器D37、锁存器D36、逻辑门电路进行运算,运算结果控制存储器的片选信号,从而选择对哪个存储器进行读写操作,基于逻辑门电路进行存储器的读写控制,电路结构十分简单。
可以理解,本实施例的总线收发及存储器控制电路124中,D37为3-8译码器,输入的地址信号A013-A015控制它的输出Y0-Y7,在任意时刻,只有一个输出端口是有效信号,D36为锁存器,其作用是将输入的WR、RD、PSEN锁存在其输出端,形成S-WR、S-RD、S-PSEN信号,D39、D40、D41、D42、D43、D44、D45、D46、D47组成逻辑运算电路,将D37和D36的输出信号进行运算,运算结果控制存储器的片选信号,用于选择对哪个存储器进行读写操作。
可以理解,所述双线总线收发器D34的型号为533АЛ6,锁存器D35、D36的型号为1533ИР33,3线-8线译码器D37的型号为533ИД7,电阻R43、R45、R46的阻值为1.2kΩ,电阻排R44的总阻值为5.1kΩ,与门D39、D44的型号为533ЛА13,非门D40的型号为1533ЛН2,非门D41的型号为533ТЛ2,与门D45的型号为1533ЛИ1,或门D42、D43、D46、D47的型号为533ЛЛ1。
如图15所示,所述扩展总线电路125具体包括锁存器D48、锁存器D49、锁存器D50、锁存器D51、锁存器D52、锁存器D53、锁存器D54,这七个锁存器依次连接在总线上,其中锁存器D48、锁存器D49、锁存器D50、锁存器D51用于数据输出,锁存器D52、锁存器D53、锁存器D54用于数据输入。
如图16所示,所述总线收发板组件13包括六个第一光耦转换电路131、六个总线收发电路132和一个通道选择电路133,每个第一光耦转换电路131均连接一个总线收发电路132,六个第一光耦转换电路131用于将输入的6组开关量信号(每组8个信号)通过光耦转换为数字量信号,所述通道选择电路133分别与六个总线收发电路132连接,六个总线收发电路132均与主机板组件12连接,所述通道选择电路133用于选通六个总线收发电路132的任一个,使对应的一组数字量信号输出至主机板组件12。所述第一光耦转换电路131包括8个完全相同的第一光耦转换单元电路,如图17所示,所述第一光耦转换单元电路包括稳压二极管V11、电阻R47、电容C40、光耦B1、电阻R48、电阻R49,所述稳压二极管V11的负极端与总线连接以接入开关量信号,稳压二极管V11的正极端与电阻R47的第一端连接,电阻R47的第二端分别与电容C40的正极端、光耦B1的4号引脚连接,电容C40的第二端、光耦B1的2号引脚均接地,电阻R49的第一端与电源连接,电阻R49的第二端与光耦B1的1号引脚连接,电阻R48的第一端与光耦B1的3号引脚连接,光耦B1的5号引脚、电阻R48的第二端接地,光耦B1的1号引脚还与主机板组件12连接。所述第一光耦转换单元电路具有两个功能,一是将输入的开关量转换为数字量,以便于后续电路使用,二是将输入隔离,避免外部干扰信号输入。当电路有27V的开关量信号输入时,光耦B1的4号引脚和2号引脚之间的发光二极管导通,输出端(即1号引脚、5号引脚)导通,电路输出0V;当电路无开关量信号输入,光耦B1输入端的发光二极管截止,光耦B1输出端截止,电路输出电压即为VCC。并且,稳压二极管V11的击穿电压为12V,只有当输入电压大于12V时,该稳压二极管V11被击穿,光耦B1才能导通,避免了外部信号的干扰造成光耦B1误导通。所述稳压二极管V11的型号为BZX85/C12,电阻R47的阻值为1.5kΩ,电阻R48的阻值为100kΩ,电阻R49的阻值为6.2kΩ,光耦B1的型号为3OT126A,电容C40的容值为47μF。
如图18所示,所述总线收发电路132包括电阻R50、总线收发器D55,电阻R50的第一端与电源连接,电阻R50的第二端与总线收发器D55的2号引脚、3号引脚、15号引脚、26号引脚连接,总线收发器D55的输出端与主机板组件12连接,经光耦B1转换后的数字量数值总线收发器D55左侧的输入端16~13引脚,当总线收发器D55的1号引脚片选信号有效时,该总线收发器D55工作,将数字量信号输至右侧的输出端13~6引脚。六个总线收发器D55的输出端短接,在1号引脚片选信号(CS,低电平有效)的控制下任意时刻最多只有一个处于工作状态。
如图19所示,所述通道选择电路133包括电阻R51和3线-8线译码器D56,所述电阻R51的第一端与电源连接,电阻R51的第二端与3线-8线译码器D56的6号引脚连接,3线-8线译码器D56输入端的1号引脚、2号引脚、3号引脚均与主机板组件12连接,3线-8线译码器D56输出端的10~15号引脚分别与六个总线收发器D55的1号引脚连接,所述主机板组件12发出控制信号,3线-8线译码器D56在任意时刻只有一个输出端引脚为低电平,阈值对应的总线收发器D55所在电路被选通,将数字量输出至主机板组件12。
如图20所示,所述输出接口板组件14具体包括四个锁存器电路141和四个第二光耦转换电路142,所述锁存器电路141的输入端与主机板组件12连接,其输出端与第二光耦转换电路142连接,每个锁存器电路141对应连接一个第二光耦转换电路142,所述锁存器电路141用于将主机板组件12输出的数字量信号锁存在其输出端,在下一组数字量到来之前保持不变,所述第二光耦转换电路142则用于将输入的数字量信号转换为开关量信号,并将输入和输出隔离,避免干扰,然后将开关量信号分别传输至燃气涡轮发电机组的各个附件。
具体地,如图21所示,所述锁存器电路141包括电阻R52、电阻R53、电容C41、锁存器D57,电阻R53的第一端与电源板组件15连接,电阻R53的第二端与锁存器D57的OE端连接,锁存器D57的OE端还与主机板组件12连接,电阻R52的第一端与主机板组件12连接,电阻R52的第二端分别与电容C41的第一端、锁存器D57的LE端连接,电容C41的第二端接地,锁存器D57输入端的2~9号引脚与主机板组件12连接以接入8位数字量信号,锁存器D57输出端的12~19号引脚与第二光耦转换电路142连接。所述锁存器D57的型号为1533ИР33,主机板组件12输入8位数字量信号至锁存器D57输入端的2~9号引脚,当主机板组件12输入的控制信号OE、LE均有效时,锁存器D57工作,将信号锁存至其输出端。四个锁存器电路141的输入端短接,1号引脚OE使能端短接,在11号引脚LED端信号的控制下任意时刻最多只有一个锁存器电路141处于工作状态。电阻R52、电阻R53的阻值为1kΩ,电容C41的容值为510pF。所述电阻R54的阻值为300Ω,光耦B2的型号为3OT123A,电阻R55的阻值为3kΩ,电阻R56的阻值为100kΩ,电阻R57的阻值为1.2kΩ,电阻R58的阻值为560Ω,电容C42的容值为22nF,三极管V12的型号为2T830Г,三极管V13的型号为2T208M,二极管V14的型号为2Д120А1。其中,电阻R52、电容C51构成了低通滤波电路。
所述第二光耦转换电路142包括8个完全相同的第二光耦转换单元电路,如图22所示,所述第二光耦转换单元电路包括电阻R54、电阻R55、电阻R56、电阻R57、电阻R58、光耦B2、电容C42、三极管V12、三极管V13、二极管V14,所述电阻R54的第一端与电源连接,电阻R54的第二端与光耦B2的4号引脚连接,光耦B2的2号引脚与主机板组件12连接,光耦B2的1号引脚与电阻R55的第一端连接,光耦B2的5号引脚接地,光耦B2的3号引脚与电阻R56的第一端连接,电阻R56的第二端接地,电阻R57的第一端与电源连接以接入+27V电压,电容C42的第一端与电源连接,电阻R57的第二端、电容C42的第二端均与电阻R55的第二端连接,电阻R55的第二端还与三极管V13的基极连接,电阻R58的第一端与电源连接以接入+27V电压,电阻R58的第二端与三极管V13的发射极连接,三极管V12的发射极与电源连接以接入+27V电压,三极管V12的基极与三极管V13的发射极连接,三极管V12的集电极、三极管V13的集电极均与二极管V14的正极端连接,二极管V14的负极端与燃气涡轮发电机组的附件连接。当光耦B2的2号引脚输入0V时,光耦B2的4号引脚和2号引脚之间的发光二极管导通,输出端的1号引脚和5号引脚之间导通,三极管V13的基极电压被电阻R55、电阻R57分压,使得Vb小于Ve,三极管V13导通,三极管V12导通,+27V电压通过三极管V12的发射极-集电极和二极管V14输出;当光耦B2的2号引脚输入5V时,光耦B2输入端的发光二极管截止,其输出端截止,三极管V13的Vb=Ve≈27V,三极管V13截止,三极管V12截止,电路的输出端为悬浮状态。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种燃气涡轮发电机组的数字电子控制装置,其特征在于,包括转换板组件(11)、主机板组件(12)、总线收发板组件(13)、输出接口板组件(14)、电源板组件(15)、滤波器板组件(16),所述转换板组件(11)用于采集滑油温度传感器、进气温度传感器、排气温度热电偶、转速传感器的信号并对其进行转换后将其传输至主机板组件(12)进行处理,还用于将主机板组件(12)输出的数字量信号转换为模拟量信号以控制流过燃油调节器的电流,所述主机板组件(12)用于对输入信号进行运算和处理并输出相应的控制信号,所述总线收发板组件(13)用于将外部输入的六组开关量信号转换为数字量信号后将其中一组数字量信号传输至主机板组件(12)进行处理,所述输出接口板组件(14)用于将主机板组件(12)输出的8位数字量信号转换为开关量信号输出以控制燃气涡轮发电机组的各个附件,所述电源板组件(15)用于将外部电源电压转换为各个组件需求的工作电压,所述滤波器板组件(16)用于对外部电源电压进行滤波处理;
所述转换板组件包括电流源电路(112)、模拟量处理电路(113)、A/D转换及控制电路(114)、转速信号调理电路(115)和D/A转换及执行机构控制电路(116),所述电流源电路(112)用于给滑油温度传感器和进气温度传感器供电,所述模拟量处理电路(113)用于采集滑油温度传感器、进气温度传感器和排气温度热电偶的电压信号并对其进行滤波放大处理,所述A/D转换及控制电路(114)用于将模拟量处理电路(113)输出的模拟量信号转换为12位的数字量信号后输出至主机板组件(12),所述转速信号调理电路(115)用于采集转速传感器的正弦信号并将其转换为方波信号后输出至主机板组件(12),所述D/A转换及执行机构控制电路(116)用于将主机板组件(12)输出的数字量信号转换为模拟量信号以控制流过燃油调节器中电液伺服阀的电流;
还包括电源转换电路(111),所述电源转换电路(111)用于为转换板组件中的其它电路提供+5V、-5V电压;
所述模拟量处理电路(113)包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、双8路模拟开关D2、运算放大器N3、运算放大器N4、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电容C10、电容C11、运算放大器N5、电阻排R24、双8路模拟开关D3、电容C12、电容C13、电位器RP2、运算放大器N6、电容C14、电容C15、运算放大器N7,所述电阻R7的第一端与滑油温度传感器的正极端连接以采集其电压信号,电阻R7的第二端与双8路模拟开关D2连接,电阻R8的第一端与进气温度传感器的正极端连接以采集其电压信号,电阻R8的第二端与双8路模拟开关D2连接,电阻R9的第一端与排气温度热电偶的正极端连接以采集其电压信号,电阻R9的第二端分别与电阻R10的第一端、电容C6的正极端连接,电阻R10的第二端分别与电阻R11的第一端、电容C8的正极端连接,电阻R11的第二端与双8路模拟开关D2连接,电阻R12的第一端、电阻R13的第一端、电阻R14的第一端均与传感器的供电端连接以采集传感器供电电流,电阻R12的第二端和电阻R13的第二端均接地,电阻R14的第二端与双8路模拟开关D2连接,电阻R15的第一端与排气温度热电偶的负极端连接以采集其电压信号,电阻R15的第二端分别与电阻R16的第一端、电容C7的正极端连接,电阻R16的第二端分别与电容C9的正极端、电阻R17的第一端连接,电阻R17的第二端与双8路模拟开关D2连接,电容C6的负极端与电容C7的负极端连接,电容C8的负极端与电容C9的负极端连接,反相器D3的输入端与主机板组件(12)连接,反相器D3的输出端与双8路模拟开关D2连接,电阻R18的第一端与进气温度传感器的负极端连接,电阻R18的第二端与双8路模拟开关D2连接,电阻R19的第一端与滑油温度传感器的负极端连接,电阻R19的第二端与双8路模拟开关D2连接,双8路模拟开关D2还与主机板组件(12)连接,双8路模拟开关D2的一路输出端与电压跟随器N3的正相输入端连接,电压跟随器N3的反相输入端与其输出端连接,另一路输出端与电压跟随器N4的正相输入端连接,电压跟随器N4的反相输入端与其输出端连接,电阻R20的第一端与电压跟随器N4的输出端连接,电阻R20的第二端分别与电阻R22的第一端、运算放大器N5的反相输入端连接,电阻R22的第二端与运算放大器N5的输出端连接,电阻R21的第一端与电压跟随器N3的输出端连接,电阻R21的第二端分别与电阻R23的第一端、运算放大器N5的正相输入端连接,电阻R23的第二端接地,电容C10的第一端接地,电容C10的第二端与运算放大器N5的4号引脚连接,电容C11的第一端与运算放大器N5的7号引脚连接,电容C11的第二端接地,运算放大器N5的输出端与运算放大器N6的正相输入端连接,双8路模拟开关D2分别与电阻排R24、电容C12的第二端、电容C13的第二端、运算放大器N6的反相输入端、运算放大器N6的输出端、运算放大器N7的输出端连接,双8路模拟开关D2还与主机板组件(12)连接,根据主机板组件(12)输出的控制信号控制对应的通道闭合,电容C12的第一端和电容C13的第一端均接地,电容C14的两端分别与运算放大器N6的反相输入端和输出端连接,电容C15的两端分别与运算放大器N7的反相输入端和输出端连接,电位器RP2的第一端与运算放大器N6的1号引脚连接,电位器RP2的第二端与运算放大器N6的8号引脚连接,电位器RP2的第三端与电源连接以接入+15V电压,运算放大器N6的输出端与运算放大器N7的正相输入端连接,运算放大器N6的输出端与A/D转换及控制电路(114)连接;
所述A/D转换及控制电路(114)包括电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电容C26、电阻R25、电阻R26、电阻R27、反相器D4、触发器D5、反相器D6、触发器D7、12位A/D转换器D8、二极管V5,所述12位A/D转换器D8分别与运算放大器N7的输出端、主机板组件(12)连接,以接收模拟量处理电路(113)放大后的模拟量信号并将其转换为数字量信号后输出至主机板组件(12)进行处理,所述电容C16的第一端接地,电容C16的第二端与电阻R25的第二端连接,电阻R25的第二端还与电源转换电路(111)连接以接入+5V电源电压,电阻R25的第一端、反相器D4的输入端、触发器D7的C1端均与主机板组件(12)连接,反相器D4的输出端与触发器D5的C2端连接,触发器D5的Q2端分别与电阻R27的第一端、电阻R26的第二端、二极管V5的负极端连接,电阻R26的第一端、二极管V5的正极端、电容C17的第一端均与触发器D5的R2端连接,电容C17的第二端接地,电阻R27的第二端分别与电容C18的第一端、反相器D6的输入端连接,电容C18的第二端接地,反相器D6的输出端与触发器D7的C2端连接,触发器D7的Q1端和Q2端均与12位A/D转换器D8连接,电容C19的第一端接地,电容C19的第二端与12位A/D转换器D8连接,电容C20的第一端、电容C21的第一端、电容C22的第一端均接地,电容C20的第二端分别与12位A/D转换器D8、电容C23的第一端连接,电容C21的第二端、电容C22的第二端、电容C23的第二端与12位A/D转换器D8连接,电容C24的第一端、电容C25的第一端均与电源转换电路(111)连接,电容C24的第二端与12位A/D转换器D8连接,电容C25的第二端、电容C26的第二端接地,电容C26的第一端与电源转换电路(111)连接,12位A/D转换器D8的RAD端还与触发器D7的R1端、S2端连接;
所述转速信号调理电路(115)包括电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电容C27、稳压二极管V6、二极管V7、二极管V8、运算放大器N8、反相器D9、触发器D10,所述电阻R30的第一端与外部的转速传感器连接以采集其正弦信号,电阻R28的第二端分别与稳压二极管V6的负极端、电容C27的第一端、运算放大器N8的反相输入端连接,稳压二极管V6的正极端、电容C27的第二端均接地,电阻R29的第一端悬空,电阻R29的第二端分别与电阻R30的第一端、运算放大器N8的正相输入端连接,电阻R30的第二端接地,二极管V7的正极端与运算放大器N8的8号引脚连接,二极管V7的负极端与电源转换电路(111)连接以接入+5V电压,二级管V8的正极端接地,二级管V8的负极端与运算放大器N8的8号引脚连接,电阻R31的第一端与运算放大器N8的正相输入端连接,电阻R31的第二端与运算放大器N8的输出端连接,运算放大器N8的输出端还与反相器D9的输入端连接,反相器D9的输出端与触发器D10的C1端连接,触发器D10的Q2端与其D1端连接,触发器D10的Q1端与主机板组件(12)连接;
所述输出接口板组件(14)包括四个锁存器电路(141)和四个第二光耦转换电路(142),所述锁存器电路(141)的输入端与主机板组件(12)连接,其输出端与第二光耦转换电路(142)连接,每个锁存器电路(141)对应连接一个第二光耦转换电路(142),所述锁存器电路(141)用于将主机板组件(12)输出的数字量信号锁存在其输出端,在下一组数字量到来之前保持不变,所述第二光耦转换电路(142)用于将锁存器电路(141)输入的数字量信号转换为开关量信号后将其传输至燃气涡轮发电机组的附件,并实现输入和输出的隔离;
所述第二光耦转换电路(142)包括8个完全相同的第二光耦转换单元电路,该第二光耦转换单元电路包括电阻R54、电阻R55、电阻R56、电阻R57、电阻R58、光耦B2、电容C42、三极管V12、三极管V13、二极管V14,所述电阻R54的第一端与电源连接,电阻R54的第二端与光耦B2的4号引脚连接,光耦B2的2号引脚与主机板组件(12)连接,光耦B2的1号引脚与电阻R55的第一端连接,光耦B2的5号引脚接地,光耦B2的3号引脚与电阻R56的第一端连接,电阻R56的第二端接地,电阻R57的第一端与电源连接以接入+27V电压,电容C42的第一端与电源连接,电阻R57的第二端、电容C42的第二端均与电阻R55的第二端连接,电阻R55的第二端还与三极管V13的基极连接,电阻R58的第一端与电源连接以接入+27V电压,电阻R58的第二端与三极管V13的发射极连接,三极管V12的发射极与电源连接以接入+27V电压,三极管V12的基极与三极管V13的发射极连接,三极管V12的集电极、三极管V13的集电极均与二极管V14的正极端连接,二极管V14的负极端与燃气涡轮发电机组的附件连接;
当光耦B2的2号引脚输入0V时,光耦B2的4号引脚和2号引脚之间的发光二极管导通,输出端的1号引脚和5号引脚之间导通,三极管V13和三极管V12导通,+27V电压通过三极管V12的发射极-集电极和二极管V14后输出;当光耦B2的2号引脚输入5V时,光耦B2输入端的发光二极管截止,其输出端截止,三极管V13截止,三极管V12截止,电路的输出端为悬浮状态。
2.如权利要求1所述的燃气涡轮发电机组的数字电子控制装置,其特征在于,
所述D/A转换及执行机构控制电路(116)包括电位器RP3、电位器RP4、电位器RP5、电容C28、电容C29、电容C30、电容C31、电容C32、电容C33、电容C34、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35、锁存器D11、12位D/A转换器D12、运算放大器N10、运算放大器N11、运算放大器N12、三极管V9、三极管V10,所述电位器RP3、电位器RP4的第一端均与电源连接,电位器RP3的第一端与其第三端连接,电位器RP4的第一端也与其第三端连接,电位器RP3的第二端、电位器RP4的第二端均与12位D/A转换器D12连接,锁存器D1的输入端与主机板组件(12)连接,锁存器D1的输出端与12位D/A转换器D12连接,电容C28的第一端与电源转换电路(111)连接,电容C28的第二端接地,电阻R32的第一端接地,电阻R32的第二端与12位D/A转换器D12连接,电容C29的两端分别与12位D/A转换器D12的3号引脚、11号引脚连接,12位D/A转换器D12的输出端与运算放大器N10的反相输入端连接,运算放大器N10的输出端分别与运算放大器N11的正相输入端、12位D/A转换器D12的9号引脚连接,电容C31的第一端、12位D/A转换器D12的正相输入端均接地,电容C31的第二端与12位D/A转换器D12的4号引脚连接,电容C30的第一端与12位D/A转换器D12的7号引脚连接,电容C30的第二端接地,电容C32的两端分别与12位D/A转换器D12的1号引脚、8号引脚连接,电容C33的两端分别与运算放大器N11的1号引脚、8号引脚连接,电位器RP5的第二端接地,电位器RP5的第一端分别与其第三端、电阻R34的第一端连接,电阻R34的第二端分别与电阻R33的第一端、运算放大器N12的反相输入端连接,电阻R33的第二端、运算放大器N12的输出端均与运算放大器N11的反相输入端连接,电阻R35为采样电阻,其第一端分别与电液伺服阀、运算放大器N12的正相输入端连接,电阻R35的第二端接地,电容C34的第一端接地,电容C34的第二端与运算放大器N12的8号引脚连接,运算放大器N11的输出端分别与三极管V9的基极、三极管V10的基极连接,三极管V9的集电极与电源连接,三极管V10的集电极接地,三极管V9的发射极、三极管V10的发射极均与电液伺服阀连接。
3.如权利要求1所述的燃气涡轮发电机组的数字电子控制装置,其特征在于,
所述电流源电路(112)包括正电压稳压器N1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电位器RP1、运算放大器N2、8选1模拟开关D1和场效应管V1,所述电阻R1的第一端与主机板组件(12)连接,电阻R1的第二端与分别与正电压稳压器N1的1号引脚、电阻R2的第一端、电阻R3的第一端、电容C1的第一端连接,正电压稳压器N1的电源端与电源连接以接入+15V工作电压,电容C5的两端分别与正电压稳压器N1的6号引脚和7号引脚连接,电阻R2的第二端与电位器RP1的第一端连接,电位器RP1的第二端分别与其第三端、运算放大器N2的正相输入端、场效应管V1的3号引脚、电容C4的第一端连接,电阻R3的第二端分别与电阻R4的第一端、运算放大器N2的反相输入端连接,电容C1的第二端和电阻R4的第二端均接地,电容C2的第一端接地,电容C2的第二端与运算放大器N2的4号引脚连接,电容C3的两端分别与运算放大器N2的1号引脚、8号引脚连接,运算放气放大器N2的输出端与场效应管V1的4号引脚连接,场效应管V1的1号引脚悬空,场效应管V1的2号引脚分别与电容C4的第二端、二极管V2的正极端、8选1模拟开关D1连接,8选1模拟开关D1还分别与滑油温度传感器、进气温度传感器、主机板组件(12)连接,其中,滑油温度传感器与8选1模拟开关D1的3号通道连接,进气温度传感器与8选1模拟开关D1的5号通道连接,二极管V2、二极管V3、二极管V4依次同向串联,且二极管V4的负极端接地,电阻R5的第一端、电阻R6的第一端均与8选1模拟开关D1的8号通道连接,电阻R5的第二端和电阻R6的第二端均接地;
所述正电压稳压器N1的1号引脚输出+10V直流电压,该电压经过电阻R3、电阻R4分压后作为运算放大器N2的基准电压,运算放大器N2输出负电压控制场效应管V1导通,同时该+10V电压还经过电阻R2、电位器RP1产生电流输出,当主机板组件(12)输出控制信号控制8选1模拟开关D1中的3号通道闭合时,场效应管V1输出电流给滑油温度传感器供电,当控制8选1模拟开关D1中的5号通道闭合时,场效应管V1输出电流给进气温度传感器供电。
4.如权利要求2所述的燃气涡轮发电机组的数字电子控制装置,其特征在于,
所述电位器RP3、电位器RP4的总阻值为150Ω,电位器RP5的总阻值为22Ω,电容C28、电容C30、电容C31、电容C32、电容C34的容值为68pF,电容C29的容值为0.1nF,电容C33的容值为0.51nF,电阻R32的阻值为2kΩ,电阻R33的阻值为14.3kΩ,电阻R34的阻值为105Ω,电阻R35的阻值为1.14Ω,锁存器D11的型号为1533HP33,12位D/A转换器D12的型号为1108ПА1А,运算放大器N10、N11的型号为153УД6,运算放大器N12的型号为140УД17A,三极管V9、V10的型号为2T830Б。
5.如权利要求3所述的燃气涡轮发电机组的数字电子控制装置,其特征在于,
所述正电压稳压器N1的型号为AD584TH,所述电阻R1的阻值为2kΩ,电阻R2的阻值为1.09kΩ,电阻R3的阻值为9.09kΩ,电阻R4的阻值为14.3kΩ,电阻R5和电阻R6的阻值为202Ω,电容C1的容值为0.4μF,电容C2的容值为68nF,电容C3和电容C4的容值为510pF,电容C5的容值为33pF,电位器RP1的总阻值为15Ω,二极管V2、二极管V3、二极管V4的型号为1N4148。
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