專利名稱：柴油車尾氣微波處理器磁控管電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于機電領(lǐng)域，具體涉及一種柴油車用(內(nèi)燃機)尾氣微波催化凈化處理器的磁控管電源。
技術(shù)背景在綠色環(huán)保指標(biāo)要求越來越高的情況下，燃油車特別是柴油車(內(nèi)燃機)尾氣排放的問題越來越引起人們的重視，各國都對汽車尾氣排放提出了相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)。為使汽車尾氣排放清潔，現(xiàn)有的燃油車用(內(nèi)燃機)尾氣凈化處理器有兩種類型一是凈化催化類，其催化體有Pt、Rh、Pd三相催化劑、氧化鈰擔(dān)載氧化銅、Cu/ZSM5為代表的分子篩和一些非貴重金屬的氧化物激活；二是尾氣顆粒過濾體，其過濾體有陶瓷基過濾材料如蜂窩陶瓷、泡沫陶瓷和陶瓷纖維氈，金屬基過濾材料如泡沫合金和金屬絲網(wǎng)與金屬纖維氈以及復(fù)合基過濾材料三種類型，但無論是那種類型的催化體還是過濾載體都有一定的使用壽命。
為實現(xiàn)延長催化凈化處理器的使用壽命，目前國內(nèi)外有大量關(guān)于利用微波催化法對上述催化凈化載體實現(xiàn)再生的報導(dǎo)，如附圖1所示，就是一種具有旁路式微波導(dǎo)入結(jié)構(gòu)的汽車尾氣催化凈化及對載體能夠?qū)崿F(xiàn)再生的處理器。微波是由矩形彎波導(dǎo)(12)與—圓形喇叭波導(dǎo)(14)相耦合后導(dǎo)入到尾氣收集微波處理器諧振腔(15)的，微波諧振腔(15)一端的入氣口(17)通過法蘭與發(fā)動機尾氣出口相連接，另一端出氣口(11)與汽車消音器相連接，微波諧振腔(15)內(nèi)有尾氣吸附載體(16)，由微波磁控管(13)產(chǎn)生的2450MHZ的微波經(jīng)導(dǎo)入處理器——矩形彎波導(dǎo)(12)、圓形喇叭波導(dǎo)(14)導(dǎo)入到微波諧振腔(15)內(nèi)，微波諧振腔的長度為微波波長四分之一的整數(shù)倍，微波電磁場在諧振腔內(nèi)產(chǎn)生振蕩，從而使尾氣吸附載體(16)上從尾氣中吸附的炭粒在微波的作用下燃燒，同時使尾氣中的有害氣體同尾氣吸附載體相互作用，在微波的作用下提高催化效率，以達(dá)到對汽車尾氣中有害氣體進行高效快速處理的目的。
但此種汽車尾氣催化凈化微波處理器存在有一定的問題，處理器所使用的微波是由與處理器安裝在一起的磁控管產(chǎn)生，磁控管產(chǎn)生微波所需要的高壓電由車載電源(DC24V或DC12V)由一轉(zhuǎn)換電路獲得。轉(zhuǎn)換電路將車用蓄電池首先轉(zhuǎn)換成220V/50HZ電源之后再用傳統(tǒng)方法變壓至微波磁控管所需電壓，這一過程中需要進行兩次升壓，因此具有電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、體積大效率低等。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、電路安全可靠且一次能夠完成變壓的柴油車用(內(nèi)燃機)尾氣微波催化凈化處理器的磁控管電源。
本實用新型所述及的柴油車用(內(nèi)燃機)尾氣微波催化凈化處理器的磁控管電源由四部分構(gòu)成a、時基信號發(fā)生器；b、H橋開關(guān)驅(qū)動電路；c、H橋開關(guān)電路；d、微波磁控管變壓器及整流電路。該電源電路能夠?qū)⑵嚢l(fā)動機所用DC24V或DC12V電源一次逆變升至微波磁控管陽極所需的交流高壓。


以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。
附圖1一種旁路式汽車尾氣催化凈化處理器；附圖2微波磁控管電源；附圖3微波磁控管變壓器繞組；附圖4單片機P14、P15、P16、P17引腳信號邏輯圖。
如附圖2所示，電容C1、電容C2、Z1與單片機U1(80C252)的X1、X2引腳構(gòu)成整個電路及單片機的時鐘振蕩電路，電容C3、電阻R1、R2、開關(guān)S1與單片機復(fù)位端(RESET)構(gòu)成復(fù)位電路，VCC加+5伏直流電源。通過編寫相應(yīng)的單片機程序，使單片機U1(80C252)端口P14、P15、P16、P17為U2(IR2130)提供周期為20ms占空比可調(diào)的穩(wěn)定時基信號，其邏輯關(guān)系為當(dāng)P14為1時P16、P15為0，P17為1；當(dāng)P15為1時P17、P14為0，P16為1，P14、P15、P16、P17的邏輯關(guān)系如附圖4所示。
在圖2中，通過程序可以調(diào)整P14、P16與P15、P17的時基觸發(fā)時間間隔，從而可在一定范圍內(nèi)調(diào)整磁控管燈絲和磁控管陽極輸出的電壓值。U2是H橋開關(guān)驅(qū)動模塊，與D1、D2、C3、C4共同構(gòu)成H橋的驅(qū)動電路，Q1、Q2、Q3、Q4構(gòu)成H開關(guān)橋。當(dāng)P14為1時P16、P15為0，P17為1，H橋電路Q1和Q2打開、Q3和Q4關(guān)斷，變壓器T1一級線圈繞組中有電流渡過，方向是由2端流向1端；當(dāng)P15為1時P17、P14為0，P16為1，H橋電路Q1和Q2關(guān)斷、Q3和Q4打開，變壓器T1一級線圈繞組中的電流是由1端流向2端，從而實現(xiàn)了變壓器T1一級繞組的正反向電流控制，圖中所示24V電壓即為車載電平所提供的電壓。
如附圖3所示，是微波磁控管變壓器T1的結(jié)構(gòu)。在鐵芯(21)的中心柱(26)從上到下依次繞有一級線圈繞組(23)、燈絲線圈繞組(24)及高壓線圈繞組(25)，高壓線圈繞組(25)與初極線圈繞組(24)之間的磁路中安裝有可調(diào)節(jié)厚度及寬度的磁短路體(22)。通過調(diào)節(jié)磁短路體(22)的厚度和寬度可以實現(xiàn)對磁控管高壓電流大小的調(diào)節(jié)以實現(xiàn)穩(wěn)定微波輸出功率的目的。
由本電路可以一次完成由車載DC24V或DC12V逆變到磁控管的燈絲及磁控管的陽極所需電壓，因此具有較高的轉(zhuǎn)換效率，其中C6、D3構(gòu)成高壓倍壓整流電路。
完成本實用新型所涉及的單片機編程問題不是發(fā)明點，凡具有一般單片機工作經(jīng)驗的人員都可以完成此項工作，對他們來說是一個非常簡單的事情，其它電路的制作更無特殊要求。
該項技術(shù)的整體電路的a，b，c，d四個部分在具體應(yīng)用時，可以裝在一個體積為280×180×150mm的用鐵皮1.5mm厚制成的箱內(nèi)，除變壓器T1外，全部電路制作在同一塊電路板上，圖中24V/12V蓄電池采用車載蓄電池。本實用新型所提供的電源除適用于柴油機發(fā)動機的尾氣微波催化凈化處理器的磁控管電源外，也適用于其它類型的內(nèi)燃機車尾氣微波催化凈化處理器的磁控管電源。
為更好地理解本實用新型，給出附圖2及圖3中各參數(shù)的典型值如下(典型值在于說明本實用新型，而不是限制本實用新型)U1，8C0252；Z1，6MHz；C1，100Pf；C2，100Pf；R1，10K；R2，1k；D1，1N4148；D2，1N4148；C3，0.1μf；C4，0.1μf；Q1，Q3，0213；Q2，Q4，0213；D3，0.5A/6000V整流硅堆，C6；1μf/6000V；T1，700W變壓器。
變壓器的中心柱(26)截面積為35mm×67mm，在中心柱上的一次繞組(23)用5mm2繞22圈(當(dāng)蓄電池為24V時)或用10mm2繞10圈(當(dāng)蓄電池為12V時)，燈絲繞組(24)用1.5mm2繞4圈，高壓繞組(25)用0.1mm2繞3000圈制成。最后，磁控管燈絲電壓為3.2-3.6V，磁控管陽極電壓為3000V左右。
權(quán)利要求1.一種汽車尾氣微波處理器磁控管電源，由時基信號發(fā)生器、H橋開關(guān)驅(qū)動電路、H橋開關(guān)電路、微波磁控管變壓器及整流電路組成，其中單片機U1構(gòu)成時基信號發(fā)生器，U2與D1、D2、C3、C4共同構(gòu)成H橋的驅(qū)動電路，Q1、Q2、Q3、Q4構(gòu)成H開關(guān)橋，C6、D3構(gòu)成整流電路，其特征在于(1)單片機U1端口P14、P15、P16、P17為U2提供周期為20ms占空比可調(diào)的穩(wěn)定時基信號；(2)P14、P15、P16、P17的邏輯關(guān)系為，當(dāng)P14為1時P16、P15為0，P17為1；當(dāng)P15為1時P17、P14為0，P16為1；(3)當(dāng)P14為1時H橋電路Q1和Q2打開、Q3和Q4關(guān)斷，變壓器T1一級繞組(23)中電流由2端流向1端；當(dāng)P15為1時，H橋電路Q1和Q2關(guān)斷、Q3和Q4打開，變壓器T1一級繞組(23)中電流由1端流向2端；(4)車載直流電壓經(jīng)變壓器T1及整流電路后逆變成磁控管所需高壓。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車尾氣微波處理器磁控管電源，其特征在于變壓器T1鐵芯(21)的中心柱從上到下依次繞有一級線圈繞組(23)、燈絲線圈繞組(24)及高壓線圈繞組(25)，高壓線圈繞組(25)與初極線圈繞組(24)之間的磁路中安裝有可調(diào)節(jié)厚度及寬度的磁短路體(22)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的汽車尾氣微波處理器磁控管電源，其特征在于電源的四個部分裝在一個體積為280×180×150mm的用鐵皮1.5mm厚制成的箱內(nèi)，除變壓器T1外，全部電路制作在同一塊電路板上。
專利摘要本實用新型屬于機電領(lǐng)域，涉及一種汽車尾氣微波處理器磁控管電源，該電源由時基信號發(fā)生器、H橋開關(guān)驅(qū)動電路、H橋開關(guān)電路、微波磁控管變壓器及整流電路組成。其中單片機U1構(gòu)成時基信號發(fā)生器，U2與D1、D2、C3、C4共同構(gòu)成H橋的驅(qū)動電路，Q1、Q2、Q3、Q4構(gòu)成H開關(guān)橋，C6、D3構(gòu)成整流電路。變壓器T1鐵芯(21)的中心柱從上到下依次繞有一級線圈繞組(23)、燈絲線圈繞組(24)及高壓線圈繞組(25)，高壓線圈繞組(25)與初極線圈繞組(24)之間的磁路中安裝有可調(diào)節(jié)厚度及寬度的磁短路體(22)。本電源可使車載直流電平一次逆變升至微波速調(diào)管所需高壓電源，具有結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)化效率高等特點。
文檔編號H02M7/48GK2563828SQ0227434
公開日2003年7月30日 申請日期2002年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月23日
發(fā)明者龔依民, 崔海峰, 朱澄, 毋磊, 黃光寰, 韓煒 申請人:吉林大學(xué)