[实用新型]一种大电流脉冲产生分配器

说明书

技术领域

本发明属于一种基于控制器局域网(CAN)总线接口的脉冲产生分配器。

背景技术

在工业生产控制系统中，经常需要精确的大电流脉冲信号，特别是在对控制性能要求较高的电子点火系统中，要求能输出精确的大电流脉冲。目前，国内通常采用电磁继电器或者电磁式接触器来对大电流信号进行斩波形成脉冲，但是此种方式产生的脉冲无法满足电子点火系统中对于脉冲的噪声小、延时小、同步性和可重复性高等要求。

开关型器件中的绝缘栅双极晶体管(IGBT)是一种双极MOS复合型功率器件，集MOSFET和GTR的优点于一体，既具有功率MOSFET高输入阻抗、高速、热稳定性好、驱动功率小的特点，又具有GTR通态电压低、导电损耗小而耐压高的优点，能很好地满足电子点火装置对于大电流脉冲的要求。

脉冲分配问题也是工业生产过程控制中常遇到的一个问题，根据对脉冲分配的不同要求，人们设计出各种不同形式的脉冲分配器，最典型的就是以计数器和译码器为基础的脉冲分配器，这种脉冲分配器最大的缺点是，脉冲分配的路数受计数器和译码器的限制，不能是任意的，另外，它还要有专门的控制和功放电路，其应用灵活性差。

发明内容

为了克服现有技术所形成的大电流脉冲噪声和延时大、同步性和可重复性差以及对于大电流脉冲的分配问题中的应用灵活性差等不足，本发明提供一种基于控制器局域网CAN总线的大电流脉冲产生分配器，将脉冲的产生与分配整合在一起，有效地减小了延时，消除了噪声，并且具有较高的同步性和可重复性，而且大大增加了系统的隔离度、性价比和应用灵活性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括能够输出0～50A电流的大电流程控电源、CAN总线收发器、数字信号处理器、驱动放大器、逆变器、隔离驱动器、驱动保护器、电压调理器、采样电阻器、电流传感器、电压隔离调理器和继电器。

大电流程控电源输出15～35V的电压信号，一方面作为由绝缘栅双极晶体管组成的逆变器的输入直流电源，给逆变器供电，另一方面经过电压隔离调理器的高压隔离和以及其中的运算放大器电阻参数的调整，最终输入到数字信号处理器的模拟电压检测端。电流传感器感应的电流信号经采样电阻器变成电压信号形式，输入到电压调理器中，将信号转换成数字信号处理器可识别的模拟信号，最后输入到数字信号处理器的模拟电流检测端。CAN总线收发器接收CAN总线上的CAN报文，并发送到数字信号处理器的内嵌CAN控制器中。数字信号处理器接收到CAN报文后，根据报文信息一方面发送脉冲控制信号，经驱动放大器的功率放大，驱动逆变器中的绝缘栅双极晶体管的栅极实现逆变器主电路的通断，从而形成大电流脉冲；另一方面分配继电器控制信号经隔离驱动器对信号进行高压隔离和功率放大，驱动继电器实现通断，最终实现大电流脉冲的灵活分配。逆变器将直流电源斩波成大电流脉冲，然后经过四个继电器控制与变阻值负载相连。驱动保护器检测并报警驱动放大器的不正常输出到数字信号处理器。

本发明的有益效果是：本发明利用数字信号处理器通过CAN总线与PC上位机进行通讯，将程控电源的输出信号进行逆变斩波生成电流最大为50A的大电流脉冲，并且通过CAN报文信息有选择地通过对继电器的控制完成大电流脉冲的分配。

本发明的特点在于(1)采用CAN现场总线作为通讯总线，大大提高了系统的快速性、实时性与可靠性，并通过CAN报文灵活完成大电流脉冲的产生与分配；(2)采用绝缘栅双极晶体管作为电子开关斩波生成脉冲的办法，有效地减小了延时，消除了噪声，并且使脉冲具有较高的同步性和可重复性；(3)数字信号处理器通过对电压、电流的隔离检测以及对驱动放大器的有效保护可大大提高了系统的安全性及其可靠性。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图说明

图1是本发明所述大电流脉冲产生分配器的结构示意图；

图中，1-大电流程控电源；2-电流传感器；3-逆变器；4-驱动放大器；5-数字信号处理器；6-CAN总线收发器；7-采样电阻器；8-电压调理器；9-电压隔离调理器；10-驱动保护器；11-隔离驱动器；12-继电器一；13-继电器二；14-继电器三；15-继电器四；16-变阻值负载一；17-变阻值负载二；18-变阻值负载三；19-变阻值负载四。

具体实施方式