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汽车发电机充电异常报警系统设计

2014-6-8 08:54| 发布者: dzly| 查看: 581| 评论: 0

摘要: 在分析汽车电源系统工作异常的危害的基础上,提出汽车电源系统工作异常报警装置的性能要求,并设计了工作异常报警装置。该装置 能够实时采样,并对电源系统工作电压偏高或偏低做出声光报警。

  随着汽车技术的快速发展,人们对汽车发电系统提出了更高的要求。汽车发电机输出电压过高会导致车辆用电设备烧毁、油耗增加等问题。目前汽车上的报警装置繁多,但缺少快速对汽车电源系统欠压、过压等故障进行检测并报警,以免电压起伏过大而烧毁用电设备。针对这些问题,应用AT 8 9C51单片机作为控制器,采用A/ D转换芯片T LC15 43作为接口芯片,设计一种报警系统,并通过实验测试验证该报警系统的可靠性和高精度性。
  1 汽车电源系统
  汽车电源系统由交流发电机、电压调节器、蓄电池等构成。电源系统的作用是供给整车用电设备的电力需要,其中发电机向全车用电设备供电,同时剩余的电力向蓄电池充电;蓄电池主要用于发动机起动时短时间内向起动机及点火系统供电;电压调节器则保证发电机的输出电压稳定在1 2~14 . 5 V 范围内,防止电压过大或过小损毁用电设备。
  2 报警系统总体设计
  2.1 性能要求
  本报警系统最大的特点是实时检测汽车电源系统的输出电压,从而消除电压过大或过小对汽车安全行驶的影响。该系统具体的设计性能如下:(1)当发电机输出电压超过14.5 V,报警灯显示,蜂鸣器报警提示;(2)当发电机输出电压小于12 V,报警灯显示,蜂鸣器报警提示。
  2.2 系统组成
  报警系统由电源电路、模拟量输入电路、A / D转换电路、单片机处理电路、报警电路等组成。
  (1)电源。将为A/ D转换器、单片机处理器和报警装置提供工作电源,本系统采用5 V稳压电源,稳压性能良好;(2)模拟量输入电路。主要是把汽车发电机输出电压经过降压、整流滤波等得到A/ D转换芯片所能接受的5 V左右的直流模拟量,供给A/D转换芯片采用。(3)A/ D转换电路。对直流模拟量进行采用,完成从模拟到数字(A / D)的转换功能, 并把所得的结果提供给CPU。(4)单片机处理电路。主要功能是根据A / D转换结果,判断该结果对应的工作电压正常与否, 而分别做出不同的报警信号。在程序设计中我们根据实际调试,选取了12~14.5 V两个边界值,代表着正常工作电压范围的两端,当A / D 转换得到的数据送进AT 8 9C51中,CPU将该结果与边界值比较,从而做出不同的报警动作,它与A/D系统构成了工作的核心。(5)报警电路。
  本电路采用声音和灯光报警。CPU根据A/D 转换结果和选取的边界域值,从而判断出此时对应的电压是正常。当正常时,绿灯亮;当电压高出限定值时红灯亮,同时蜂鸣器响;当电压偏低时使黄灯亮,同时蜂鸣器响。


  2.3 系统工作过程
  工作过程如图1所示。报警装置工作时,单片机芯片开始接收输出信号。CPU实时检测数据,当数据大于或小于设定阈值时,表明汽车发电机输出电压异常,微处理器立即打开报警装置的开关,报警装置开始进行声光报警,即相应报警灯闪烁、报警器发出报警蜂鸣。
  3 结语
  汽车电源系统工作异常报警系统,检测汽车行驶过程中蓄电池端电压值,超出蓄电池工作电压范围即进行声光报警及液晶显示,避免因电压起伏过大而烧毁用电设备。该装置体积小、成本低,工作可靠,适合各种类型和新旧汽车,易于推广应用,对于提高汽车行驶安全具有显著作用。
  参考文献
  [1] 杨生辉.汽车电器与电子技术[M] .北京:国防工业出版社,20 0 4.
  [2] 李朝青.单片微机原理及应用技术[M] .天津:南开大学出版社,1998.
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