[實(shí)用新型]基于PWM控制的防滑閥驅(qū)動(dòng)裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820237512.X
• 申請日: 2008-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN201340775Y
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉寅虎;江崇民;袁偉;王愛武
• 申請（專利權(quán)）人: 南車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司
• 主分類號(hào): H01F7/18
• 分類號(hào): H01F7/18;F16K31/02
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 牛莉莉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種基于PWM控制的防滑閥驅(qū)動(dòng)裝置，屬于軌道車輛防滑閥驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，軌道車輛上防滑閥的額定工作電壓為DC24V，一般采用恒定的DC24V穩(wěn)壓電源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。因此，一方面防滑閥的開啟速度受恒定電壓的限制而無法進(jìn)一步提高，造成防滑閥開啟速度延遲過大；另一方面，防滑閥開啟后若持續(xù)保持DC24V電壓，不僅需要一個(gè)大功率的電源模塊，而且防滑閥的長時(shí)間導(dǎo)通還會(huì)造成線圈發(fā)熱量的增大，降低防滑閥的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有防滑閥恒定電壓驅(qū)動(dòng)控制造成的防滑閥開啟速度無法提高以及長時(shí)間恒定電壓供電所造成的線圈發(fā)熱量增大的缺點(diǎn)，提供一種基于PWM控制的防滑閥驅(qū)動(dòng)裝置，它可以提高防滑閥的開啟速度，提高防滑效率，還能有效減小防滑閥發(fā)熱量，提高閥的使用壽命。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：基于PWM控制的防滑閥驅(qū)動(dòng)裝置，其組成包括分別與排風(fēng)閥、保壓閥連接的排風(fēng)閥驅(qū)動(dòng)電路、保壓閥驅(qū)動(dòng)電路，其特征是還包括有FPGA芯片，所述的FPGA芯片具有兩個(gè)PWM信號(hào)輸入端，分別與防滑器控制主板DSP芯片的兩個(gè)PWM信號(hào)輸出端連接，所述FPGA芯片的排風(fēng)信號(hào)輸出端與排風(fēng)閥驅(qū)動(dòng)電路連接，F(xiàn)PGA芯片的保壓信號(hào)輸出端與保壓閥驅(qū)動(dòng)電路連接。

本實(shí)用新型的工作原理及過程如下：由防滑器控制主板DSP芯片輸出5V的PWM信號(hào)，經(jīng)PWM驅(qū)動(dòng)電路放大后輸出110V的PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)防滑閥，由于防滑閥是一個(gè)感性負(fù)載，具有濾波作用，輸入防滑閥的是110V的PWM電壓信號(hào)，但流經(jīng)防滑閥的電流卻是平穩(wěn)的直流，調(diào)節(jié)PWM的占空比，即可調(diào)節(jié)防滑閥上電壓的有效值。防滑閥開啟時(shí)，輸出占空比較大的PWM信號(hào)，使防滑閥上電壓有效值為35V，以提高防滑閥的開啟速度；開啟后，當(dāng)防滑閥開通時(shí)間超過1秒時(shí)，輸出小占空比PWM信號(hào)，使防滑閥上電壓有效值降至10V，以減小線圈發(fā)熱量，提高閥的壽命。

本實(shí)用新型的有益效果如下：(1)通過增大防滑閥開啟電壓提高了防滑閥的開啟速度，從而提高了軌道車輛防滑器的防滑效率；(2)防滑閥開啟1秒后即降低防滑閥工作電壓，使防滑閥的驅(qū)動(dòng)功率降低，減小了防滑閥線圈的發(fā)熱量，提高了防滑閥的使用壽命；(3)隨著防滑供電電源的波動(dòng)能實(shí)時(shí)調(diào)整PWM脈寬，使防滑閥工作電壓始終穩(wěn)定在35V或10V，提高了防滑閥工作的可靠性，延長了防滑閥的使用壽命。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型基于PWM控制的防滑閥驅(qū)動(dòng)裝置電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖并結(jié)合實(shí)例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。但是本實(shí)用新型不限于所給出的例子。

如圖1所示，本發(fā)明基于PWM控制的防滑閥驅(qū)動(dòng)裝置，其組成包括分別與排風(fēng)閥HV1、HV2、HV3、HV4、保壓閥RV1、RV2、RV3、RV4連接的排風(fēng)閥驅(qū)動(dòng)電路DH1、DH2、DH3、DH4、保壓閥驅(qū)動(dòng)電路DR1、DR2、DR3、DR4，其改進(jìn)之處在于還包括有FPGA芯片，該FPGA芯片具有兩個(gè)PWM信號(hào)輸入端P3、P4，分別與防滑器控制主板DSP芯片的兩個(gè)PWM信號(hào)輸出端P1、P2連接，該FPGA芯片的排風(fēng)信號(hào)輸出端D1、D3、D5、D7與排風(fēng)閥驅(qū)動(dòng)電路DH1、DH2、DH3、DH4連接，F(xiàn)PGA芯片的保壓信號(hào)輸出端D2、D4、D6、D8與保壓閥驅(qū)動(dòng)電路DR1、DR2、DR3、DR4連接。如圖1所示，本實(shí)施例中，具有四個(gè)排風(fēng)閥HV1、HV2、HV3、HV4和保壓閥RV1、RV2、RV3、RV4。

DPS芯片通過兩個(gè)端口P1、P2分別輸出占空比較大的PWM信號(hào)、占空比較小的PWM信號(hào)，并由FPGA芯片有選擇的向排風(fēng)閥驅(qū)動(dòng)電路、保壓閥驅(qū)動(dòng)電路輸出相應(yīng)PWM信號(hào)，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功能。

在圖1中，數(shù)字信號(hào)處理器DSP為防滑控制板的CPU處理器，型號(hào)選用TI公司的TMS320F2812，由它的事件管理器模塊EVA發(fā)出兩路脈寬可調(diào)的PWM信號(hào)PWM1和PWM2，頻率設(shè)定為20kHz。PWM1為寬脈沖，施加在防滑閥上后的電壓為DC35V；PWM2為窄脈沖，施加在防滑閥上后的電壓為DC10V。PWM1和PWM2的脈寬可調(diào)，DSP實(shí)時(shí)采集防滑閥供電電源的電壓值，根據(jù)電源電壓的波動(dòng)情況實(shí)時(shí)調(diào)整輸出PWM脈寬，保證防滑閥上電壓保持穩(wěn)定。每輛車包括4個(gè)車軸，列車防滑控制為軸控方式，在每個(gè)車軸上安裝一個(gè)防滑閥，每個(gè)防滑閥包括一個(gè)排風(fēng)閥和一個(gè)保壓閥，故共需要8路PWM控制信號(hào)。FPGA為現(xiàn)場可編程邏輯器件，選用Xilinx公司的SpartanIIS150，DSP輸出的PWM1(寬脈寬)和PWM2(窄脈寬)經(jīng)FPGA邏輯變換后輸出8路PWM信號(hào)，分別對應(yīng)排風(fēng)閥1～4和保壓閥1～4。每路PWM信號(hào)均可在PWM1或PWM2兩種信號(hào)之間進(jìn)行切換，切換到哪一種脈寬的PWM信號(hào)由DSP控制FPGA實(shí)現(xiàn)。8路PWM信號(hào)經(jīng)防滑閥驅(qū)動(dòng)電路再分別驅(qū)動(dòng)對應(yīng)的防滑閥，即排風(fēng)閥1～4，保壓閥1～4。