一种用于汽车电磁阀质量测试电源的设计

摘要：设计一种用于模拟汽车电磁阀工作状态的PWM电源，该电源以单片机为控制核心，采用DDS芯片AD9851和PWM控制芯片SG3525为波形发生设备，键盘和液晶显示作为人机接口，输出频率在O～25 000 Hz，占空比在O～100％，幅度在O～36 V范围内可任意设置和实时显示的PWM信号。该电源运行稳定、精度高，已成功应佣到汽车、电磁阀的生产企业。
关键词：电磁阀；PWM；单片机；DDS

电磁阀在现代汽车中应用十分广泛，电磁阀的性能与汽车的性能紧密相关。施加到电磁阀的电源在实际工作时的状态是异常复杂的，主要表现在电磁阀电源的电压幅度、频率、占空比的复杂性和随机性。为了保证电磁阀出厂的质量，本文设计并制作了一种便于模拟汽车电磁阀实际工作状态的电源。根据电磁阀在汽车中的工作要求，对电磁阀在各种工作状态下的质量要求进行模拟测试。同时解决测试出口电磁阀产品性能指标的难题，为我国电磁阀的出口产品提供必要的技术性能测试设备。

1 系统结构与工作原理
如图1所示，整个系统包括单片机、I／O扩展电路、D／A转换电路、PWM产生电路、频率选择电路、光电隔离和驱动电路及键盘和显示电路。系统以单片机为控制中心，采用DDS芯片AD9851和PWM控制芯片SG3525为波形发生设备，采用8255A扩展单片机外围接口作为三路D／A转换电路数据输入口，三路模拟电压分别用于控制频率、占空比和幅度。通过单片机处理数据控制波形发生设备输出信号的频率和占空比，再通过后级的频率选择电路和光耦隔离与驱动电路，实现输出频率、占空比和幅度可调的PWM信号。此外，人机接口采用键盘和LCD显示，通过RS 232串口进行通信后，由PC机实现。



2 信号产生与控制电路设计
系统要求产生频率在O～25 000 Hz之间占空比可调的PWM信号，采用PWM控制芯片SG3525可以很方便地产生频率和占空比独立可调的PWM信号，但由于SG3525在150 Hz以下频率极不稳定，因此需要将信号分为两个频率段进行设计，其中低频段为O～200 Hz，采用AD9851作为信号发生器，高频段为200～25 000 Hz，采用SG3525作为信号发生器。