[发明专利]一种模块化电子节气门可靠驱动器

说明书

本发明提供了一种模块化电子节气门可靠驱动器，包括电源控制器、开关电源模块、保护控制器、故障与失效指示灯和冗余备份设计，彼此之间通过CAN网络连接；电源控制器包括单片机、电流采样电路、差分放大器、模数转换器、数模转换器、加法器、温度传感器和通讯接口；电流采样电路获取开关电源模块输出的电流值，通过模数转换器转换为数字信号供单片机采集；单片机综合电压和电流信号，通过通信接口与其他模块进行通讯，通过数模转换器与加法器控制开关电源模块的反馈端；温度传感器用于采集开关电源模块的温度，单片机用于调整开关电源模块的功率输出；本发明的一种模块化电子节气门可靠驱动器提升了电源的安全性、可靠性，具有易替换的优点。

技术领域

本发明涉及赛车电子节气门系统领域，具体涉及一种模块化电子节气门可靠驱动器。

背景技术

电子节气门是赛车发动机的重要控制部件。由发动机、转速传感器、节气门等构成，采用电子节气门控制系统，可以使节气门开度得到精确控制。采用电子节气门控制系统，使节气门开度得到精确控制，不但可以提高燃油经济性，减少排放，同时，系统响应迅速，可获得满意的操控性能；另一方面，可实现怠速控制、巡航控制和赛车稳定控制等的集成，简化了控制系统结构。节气门执行器是一个伺服电机，由它来推动节气门以控制节气门的开度。电子节气门驱动器是一个可调电源，本设计主要为了解决电子节气门驱动器的问题。

发明内容

有鉴于此，为解决上述现有技术中的问题，本发明提供了一种模块化电子节气门可靠驱动器，提升了电源的安全性、可靠性，具有易替换的优点。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种模块化电子节气门可靠驱动器，包括电源控制器、开关电源模块、保护控制器、故障与失效指示灯和冗余备份设计，所述电源控制器、开关电源模块、保护控制器、故障与失效指示灯和冗余备份设计之间通过CAN网络连接，所述电源控制器包括单片机、电流采样电路、差分放大器、模数转换器、数模转换器、加法器、温度传感器和通讯接口；所述电流采样电路获取开关电源模块输出的电流值，通过模数转换器转换为数字信号供单片机采集；所述单片机综合电压和电流信号，通过通信接口与其他模块进行通讯，通过数模转换器与加法器控制开关电源模块的反馈端；所述温度传感器用于采集开关电源模块的温度，所述单片机用于调整开关电源模块的功率输出。

进一步地，所述开关电源模块包括BUCK开关电源控制器和外围电路，所述BUCK开关电源控制器通过利用BUCK降压型开关电源的原理将负载电压降压并稳压至恒定电压值。

进一步地，所述保护控制器包括电压采样电路、电流采样电路、MOSFET管及MOSFET驱动电路；所述MOSFET管当电压采样电路检测到开关电源模块发生异常或者失效时，切断开关电源模块的输出，用于保护电子节气门的电源系统安全；所述电源控制器上还集成安装有保护控制程序。

进一步地，所述故障与失效指示灯为RGB的LED灯，用于在检修时提示检修人员检查故障并排除故障。

进一步地，所述冗余备份设计包括电源系统主控制器和通讯接口；所述冗余备份设计与其他模块并联连接，用于分摊其他模块的负载功率，当某个模块失效时，切断该模块并通过剩余模块继续正常供电；同时还用于检测各模块的输出功率与开关电源温度。

进一步地，所述冗余备份设计通过功率平均算法实现，基于自主均流法的电流平均原理，自动选择输出电流最大电源模块为主模块，其余模块为从模块；以主模块的电流为目标值，调节开关电源主从模块反馈值的差，即差模反馈量，从而调节从模块开关电源输出电流；根据所有模块输出电压的平均值与目标稳压值的差，调整所有模块开关电源的反馈偏置，即共模反馈量，实现电源系统的稳压；最终实现电子节气门系统的稳压与均流。

与现有技术比较，本发明的一种模块化电子节气门可靠驱动器具有以下优点和有益效果：