[实用新型]基于PWM控制的防滑阀驱动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于PWM控制的防滑阀驱动装置，属于轨道车辆防滑阀驱动技术领域。

背景技术

目前，轨道车辆上防滑阀的额定工作电压为DC24V，一般采用恒定的DC24V稳压电源进行驱动控制。因此，一方面防滑阀的开启速度受恒定电压的限制而无法进一步提高，造成防滑阀开启速度延迟过大；另一方面，防滑阀开启后若持续保持DC24V电压，不仅需要一个大功率的电源模块，而且防滑阀的长时间导通还会造成线圈发热量的增大，降低防滑阀的使用寿命。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有防滑阀恒定电压驱动控制造成的防滑阀开启速度无法提高以及长时间恒定电压供电所造成的线圈发热量增大的缺点，提供一种基于PWM控制的防滑阀驱动装置，它可以提高防滑阀的开启速度，提高防滑效率，还能有效减小防滑阀发热量，提高阀的使用寿命。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：基于PWM控制的防滑阀驱动装置，其组成包括分别与排风阀、保压阀连接的排风阀驱动电路、保压阀驱动电路，其特征是还包括有FPGA芯片，所述的FPGA芯片具有两个PWM信号输入端，分别与防滑器控制主板DSP芯片的两个PWM信号输出端连接，所述FPGA芯片的排风信号输出端与排风阀驱动电路连接，FPGA芯片的保压信号输出端与保压阀驱动电路连接。

本实用新型的工作原理及过程如下：由防滑器控制主板DSP芯片输出5V的PWM信号，经PWM驱动电路放大后输出110V的PWM信号驱动防滑阀，由于防滑阀是一个感性负载，具有滤波作用，输入防滑阀的是110V的PWM电压信号，但流经防滑阀的电流却是平稳的直流，调节PWM的占空比，即可调节防滑阀上电压的有效值。防滑阀开启时，输出占空比较大的PWM信号，使防滑阀上电压有效值为35V，以提高防滑阀的开启速度；开启后，当防滑阀开通时间超过1秒时，输出小占空比PWM信号，使防滑阀上电压有效值降至10V，以减小线圈发热量，提高阀的寿命。

本实用新型的有益效果如下：(1)通过增大防滑阀开启电压提高了防滑阀的开启速度，从而提高了轨道车辆防滑器的防滑效率；(2)防滑阀开启1秒后即降低防滑阀工作电压，使防滑阀的驱动功率降低，减小了防滑阀线圈的发热量，提高了防滑阀的使用寿命；(3)随着防滑供电电源的波动能实时调整PWM脉宽，使防滑阀工作电压始终稳定在35V或10V，提高了防滑阀工作的可靠性，延长了防滑阀的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型基于PWM控制的防滑阀驱动装置电路原理图。

具体实施方式

下面参照附图并结合实例对本实用新型作进一步详细描述。但是本实用新型不限于所给出的例子。

如图1所示，本发明基于PWM控制的防滑阀驱动装置，其组成包括分别与排风阀HV1、HV2、HV3、HV4、保压阀RV1、RV2、RV3、RV4连接的排风阀驱动电路DH1、DH2、DH3、DH4、保压阀驱动电路DR1、DR2、DR3、DR4，其改进之处在于还包括有FPGA芯片，该FPGA芯片具有两个PWM信号输入端P3、P4，分别与防滑器控制主板DSP芯片的两个PWM信号输出端P1、P2连接，该FPGA芯片的排风信号输出端D1、D3、D5、D7与排风阀驱动电路DH1、DH2、DH3、DH4连接，FPGA芯片的保压信号输出端D2、D4、D6、D8与保压阀驱动电路DR1、DR2、DR3、DR4连接。如图1所示，本实施例中，具有四个排风阀HV1、HV2、HV3、HV4和保压阀RV1、RV2、RV3、RV4。

DPS芯片通过两个端口P1、P2分别输出占空比较大的PWM信号、占空比较小的PWM信号，并由FPGA芯片有选择的向排风阀驱动电路、保压阀驱动电路输出相应PWM信号，实现本发明的功能。

在图1中，数字信号处理器DSP为防滑控制板的CPU处理器，型号选用TI公司的TMS320F2812，由它的事件管理器模块EVA发出两路脉宽可调的PWM信号PWM1和PWM2，频率设定为20kHz。PWM1为宽脉冲，施加在防滑阀上后的电压为DC35V；PWM2为窄脉冲，施加在防滑阀上后的电压为DC10V。PWM1和PWM2的脉宽可调，DSP实时采集防滑阀供电电源的电压值，根据电源电压的波动情况实时调整输出PWM脉宽，保证防滑阀上电压保持稳定。每辆车包括4个车轴，列车防滑控制为轴控方式，在每个车轴上安装一个防滑阀，每个防滑阀包括一个排风阀和一个保压阀，故共需要8路PWM控制信号。FPGA为现场可编程逻辑器件，选用Xilinx公司的SpartanIIS150，DSP输出的PWM1(宽脉宽)和PWM2(窄脉宽)经FPGA逻辑变换后输出8路PWM信号，分别对应排风阀1～4和保压阀1～4。每路PWM信号均可在PWM1或PWM2两种信号之间进行切换，切换到哪一种脉宽的PWM信号由DSP控制FPGA实现。8路PWM信号经防滑阀驱动电路再分别驱动对应的防滑阀，即排风阀1～4，保压阀1～4。