一種用于汽車電磁閥質量測試電源的設計

摘要：設計一種用于模擬汽車電磁閥工作狀態的PWM電源，該電源以單片機為控制核心，采用DDS芯片AD9851和PWM控制芯片SG3525為波形發生設備，鍵盤和液晶顯示作為人機接口，輸出頻率在O～25 000 Hz，占空比在O～100％，幅度在O～36 V范圍內可任意設置和實時顯示的PWM信號。該電源運行穩定、精度高，已成功應傭到汽車、電磁閥的生產企業。
關鍵詞：電磁閥；PWM；單片機；DDS

電磁閥在現代汽車中應用十分廣泛，電磁閥的性能與汽車的性能緊密相關。施加到電磁閥的電源在實際工作時的狀態是異常復雜的，主要表現在電磁閥電源的電壓幅度、頻率、占空比的復雜性和隨機性。為了保證電磁閥出廠的質量，本文設計并制作了一種便于模擬汽車電磁閥實際工作狀態的電源。根據電磁閥在汽車中的工作要求，對電磁閥在各種工作狀態下的質量要求進行模擬測試。同時解決測試出口電磁閥產品性能指標的難題，為我國電磁閥的出口產品提供必要的技術性能測試設備。

1 系統結構與工作原理
如圖1所示，整個系統包括單片機、I／O擴展電路、D／A轉換電路、PWM產生電路、頻率選擇電路、光電隔離和驅動電路及鍵盤和顯示電路。系統以單片機為控制中心，采用DDS芯片AD9851和PWM控制芯片SG3525為波形發生設備，采用8255A擴展單片機外圍接口作為三路D／A轉換電路數據輸入口，三路模擬電壓分別用于控制頻率、占空比和幅度。通過單片機處理數據控制波形發生設備輸出信號的頻率和占空比，再通過后級的頻率選擇電路和光耦隔離與驅動電路，實現輸出頻率、占空比和幅度可調的PWM信號。此外，人機接口采用鍵盤和LCD顯示，通過RS 232串口進行通信后，由PC機實現。



2 信號產生與控制電路設計
系統要求產生頻率在O～25 000 Hz之間占空比可調的PWM信號，采用PWM控制芯片SG3525可以很方便地產生頻率和占空比獨立可調的PWM信號，但由于SG3525在150 Hz以下頻率極不穩定，因此需要將信號分為兩個頻率段進行設計，其中低頻段為O～200 Hz，采用AD9851作為信號發生器，高頻段為200～25 000 Hz，采用SG3525作為信號發生器。