汽车电工电子课件：占空比控制电路

汽车电工电子基础

占空比控制电路任务导入学习任务知识准备边学边做考核与评价12345知识拓展6全书参考文献7占空比控制电路占空比在汽车电子控制中是比较常用的控制方式，如电磁阀控制，电动机转速控制，理解占空比调制和控制原理对电路设计和维修都有很大的帮助。本任务主要通过实例讲解，理论与实操相结合，对占空比的定义和控制特点进行学习。任务导入占空比控制电路１.理解占空比调制原理；２.理解电磁阀控制原理和方式；３.掌握占空比控制负载的电路连接特点。学习任务知识准备在汽车电子执行器，如各控制电磁阀、冷却风扇、电机等都需进行功率控制，这时需控制电路输出一信号，叫占空比信号。驱动功率管来控制执行器工作，有必要知道什么是占空比控制信号。我们学了数字电路，数字信号只有两种状态是”0”和“１”。一、占空比知识准备我们所说的“占空比”，也是一种数字信号，是在一串理想的脉冲周期序列中，正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值，如图6-24所示。例如：脉冲宽度１μｓ，信号周期４μｓ的脉冲序列占空比为0.25。在成语中有句话：三天打渔，两天晒网，如果以五天为一个周期，“打渔“的占空比则为0.6。一、占空比根据欧姆定律可知，在电路中串联入电阻可以改变负载的电压和电流，从而改变了负载的功率，但此时电阻会产生分压，流过的电流肯定会有很大的功率损耗。早期汽车空调鼓风机的控制方式就是采用这种串电阻的方式。通过控制占空比可在无功率损失的情况下对电流进行控制。占空比信号类似转向灯的控制信号，转向灯每次点亮约半秒钟，然后熄灭约半秒钟，这称作一个周期。转向灯控制信号和占空比信号的不同在以下方面。（1）信号频率，即电压切换的速率：占空比信号的频率比转向灯控制信号的频率高很多。（2）电流通、断时间的比例：占空比信号的通、断（高、底）时间可变。知识准备二、占空比的特点如果在一个周期为10ms的占空比信号内，通电时间为4ms，断点时间为6ms，那么该信号的占空比就是40%如果要增加灯泡的亮度可以将通电时间调整为8ms，断点时间调整为2ms，此时灯泡的功率将是其全功率的80%。知识准备二、占空比的特点占空比电路模型如图6－25所示，占空比信号由电子电路快速控制电流而产生，分正极端控制与负极端控制，两者只是控制波形相反。在实际应用中多采用负极端控制方式。现代汽车的控制精度越来越高，特别是在电控系统中，以前所采用的一些普通的开关式的执行器件已经不能满足现代轿车的控制要求了，比如说EGR系统，怠速控制系统，燃油蒸发控制系统等等。准确地说，占空比控制应该称为电控脉宽调制技术，它是通过电子控制装置对加在工作执行元件上一定频率的电压信号进行脉冲宽度的调制，以实现对所控制的执行元件工作状态精确，连续的控制。知识准备三、占空比在汽车上的应用１.平动电磁阀式怠速控制执行机构平动电磁阀式怠速控制执行机构如图6-26所示。平动电磁阀式怠速执行器由电磁线圈、阀轴和阀等组成，当ECU加大PWM信号的脉宽(占空比)时，电磁力加大，阀轴上移而阀门开度加大，从而导致旁通空气量的加大与怠速的提高，当PWM信号脉宽减小时，旁通空气量减小而怠速下降，图中波纹管的作用是为了消除阀门上下两侧压差对开启位置的影响，便于ECU计算决定PWM信号，同时减小阀上的作用力。知识准备四、占空比电路的分析２.比例电磁铁驱动的EGR阀比例电磁铁EGR阀应用于EGR流量较小的小排量发动机(例如：汽油机)中，它通过脉宽调制(PWM)的电压进行控制。比例电磁铁EGR阀的结构包括(图6-27)壳体，衔铁，线圈，位移传感器等。ECU向比例电磁铁的线圈输入脉宽调制(PWM)的电压，线圈产生磁场力吸动衔铁，从而打开EGR阀门，废气通过EGR阀门流向进气管，EGR阀门的流量(开度)通过位移传感器反馈到ECU，因为比例电磁铁的发热导致线圈中的电流发生变化，使得EGR阀门的开度发生变化，所以利用位移传感器反馈信号对EGR阀门进行闭环控制，提高控制精度。知识准备四、占空比电路的分析知识准备四、占空比电路的分析１.通过以上学习，具备了一定的理论知识，下面将进行实训。首先，准备实训需要使用的积木、器材，见表6－28。边学边做占空比控制电路２.实训步骤：占空比调光电路实训（6－29）。边学边做占空比控制电路２.实训步骤：占空比调光电路实训（表6-29）。边学边做占空比控制电路2.实训步骤：占空比调光电路实训（表6-29）。边学边做占空比控制电路３.实训步骤：模拟电磁阀工作原理（表6－30）.边学边做占空比控制电路３.实训步骤：模拟电磁阀工作原理（表6-30）。边学边做占空比控制电路４.实训步骤：占空比控制电磁阀（表6－31）。边学边做占空比控制电路４.实训步骤：占空比控制电磁阀（表6-31）。边学边做占空比控制电路考核与评价(１)每小组对应一套电子积木板、一张实训工作台；(２)检查实训任务：真实、完整、有效；(３)按各实例知识讲解及实训进行自评、互评。一、