系列发电机组ECM内部电源电路解析

  系列发电机组ECM内部电源电路解析张国送中石化中原石油工程有限公司河南濮阳457000摘要：卡特3600系列发电机组是大功率高速强栽发电机，由于皮实耐用的特点被大范围的应用于野外及恶劣环境下，颇受石油钻井的青睐。本文将介绍电源部分。关键词：电源供应 电子控制模块自举电路电荷泵反激电路低压电源电路高压电源电路Analysis of EMC internal power supply circuit in Carter 3600 series power generation unitZhang GuosongZhongyuan Petroleum Engineering Co．，Ltd．，SINOPEC，Puyang 457000，China．Abstract：Carter 3600series power generation unit belongs tOlarge power generator with fast speed and high load that has awise apphcafion range especially in outdoors and bad environment，which is favored by petroleum and drilling industries．This papermainly analyses the EMC internal power supply circuit in Carter 3600 series power generation unit especially in its part ofpower．Keywords：power supply；electric control module；bootstrap circuit；charge pump；flyback ciruit；lowvoltage powersupply circuit；highvoltage power supply circuit柴油发电机组电子控制模块(ECM)的电源供应电路大致上可以分为内部电源和外部电源两部分。内部电源是指给控制操作提供的电源，外部电源是指给外部传感器提供电源。卡特电源信号(CAT HSDL LINK)和开关信号(KeySwitch)输人数字应用集成电路(Dig ASIC)将其变成数字信号，通过数据传输(data link)和微处理器进行数据交换，来实现对电源电路的控制和检测，保证发电机组良好运行。电源电路(power supplies)结构框图如图1所示。=●二二：二≯；㈨㈣；蒜擎：：：=越EA脚f}L蹦．DLI-I础HⅢM砷；⋯⋯⋯一■：一一j i ii＆一釜瓣一、誊嚣塑，； ，竺⋯～一了”一Ⅲsv}Ⅲ～：--i。蠢emlw“ISIS“《j。，I{SVjI～S 一．●一l⋯▲▲：r，⋯，I．州～一●、一一十《斗一●一一●：+““．-n图1电源电路结构1自举电路自举电路(bootstrap)：也称作升压电路，利用自举升压二极管和升压电容等电子元器件，通过电容充放电功能，电容电压和电源电压累加，使得电路电压升高．有的电路升高的电压能达到数倍电源电压。在卡特发电机组电子控制模块(ECM)电源供应电路中作用：在电源供应电路启动之前，先通过两种方式打开自举电路，一种是启动钥匙开关量的输入，另一种是通过数据连接(data link)接受到一个启动位的信号。自举电路输出一个电压+13V电压给传感器供电，保证发电机正常启动。2电荷泵电荷泵(charge pump)，也称作开关电容式电压变换器，是利用“快速”(flying)或“泵送”电容来储能的DCDC的变换器。它可以使输入电压产生一些变化(升高或降低，并可以产生负电压)。其内部的MOSFET开关阵列以一定方式控制快速电容器进行充电和放电，从而使输入电压以一定因数(1／2，2或3)倍增或降低，因而得到所需要的输出电压。这种特别的调制过程能够获得高达80％的效率，只需简单的外接陶瓷电容就能够获得理想的效果。应用在卡特发电机组电子控制模块(ECM)电源供应电路中作用：在发动机启动期间，会导致启动电瓶的电压下降达不glJ+12V，则低电压电源供应(LowV Power Supply)电路不能开始运行。为客服这样的一种情况，安装一个电荷泵，它将提供总够电压来保证低电压供电电路正常工作。电荷泵是通过一个68336s SPI时钟来驱动的，但在复位后一定要尽快设置一个最低有效频率为33KHz．3低电压电源电路低电压电源是一种反激电路的设计。反激电路(flyback)：反激的英文译为Flyback，即回扫的意思。在卡特发电机组电子控制模块(ECM)电源供应电路中作用：低电压供电电路提供几种电压，为主板线(三端稳压集成电路)给所有数字电路提供的标准+5V Vcc电压；为传感器提供+13V，通过降压电路后变成数字传感器需要+8V、模拟传感器需要+5V和速度传感器需要的+12v；提供+1 1v电压给Vgs通过开关量及PWM驱动打开N通道的MOSFET晶体管。低电压电源供应集成电路在需要出示+10V电压才能开始工作。当发动机启动时，电瓶的电压达不到+10V，为客服这样的一种情况，将电荷泵设计到控制电路中，可以允许电瓶电压低至+8V．4高压电源电路高压电源电路也是电源供应的成员之一，它的功能是给电子控制单元喷油器(EUI)提供108V的电源。通过微处理(Microprocessor)设置高电压电源控制位来控制高电压的输出，使用模数转换来将监测的电压传输到微处理中，通过数据运算分析和逻辑判断，确定合理的控制参数，并将其转化成脉宽调制(PWD)电信号，经过高压电源电路提供的高压来控制各个喷油器的正时和喷油量，保(下转第29页)一留一万方数据