设计SC24型起动保护逻辑控制器

来源：本站整理作者：佚名 2013-04-06 08:51:09

摘要：给出SC24型起动保护逻辑控制器的主要技术指标，介绍该产品的设计方法，重点介绍延时断电保护电路、两级稳压电路、输入信号采样电路、输出控制电路和D+信号采样电路的设计，并给出一些重要参数的计算方法。

近年来，根据权威的统计数据，我国柴油发动机所配的起动机综合故障率在1％左右。对大量的起动机失效件进行故障分析表明，真正由品质原因造成的只占少部分，超过一半的失效是由于使用不当或发动着车后未及时断电导致的烧毁。

为了保证柴油发动机起动着车后起动机能快速可靠断开，避免反拖或误操作点火而打齿，最初主机厂在起动机上加装双金属片感温式保护器，但是由于双金属片热惯性导致的恢复时间过长，在紧急情况下可能导致安全事故。例如在交叉道口如果起动时出现了短时过热保护，需要等待数分钟恢复，很有可能出现极其危险的事情，因此在国内推广应用时被大多数用户否定。

为此我们所采取的对策是在起动机上增加SC24型起动保护逻辑控制器（以下简称起动控制器），如图1所示。此种控制器采用电子式设计，由单片机接收输入逻辑信号，如D+信号、空档信号及离合信号。经过单片机对信号处理、判断，当输入逻辑信号符合设定的起动条件，钥匙开关拨到START档时，单片机输出口输出高电平信号，起动机正常起动；否则单片机输出口输出低电平信号，起动机不工作。这种由单片机灵活控制的起动控制器经过试用，得到用户的认可，极大降低了起动机故障率。

1主要技术参数、功能
1.1主要技术参数
该起动控制器的主要技术参数：①额定电压24 V ;②单次起动最长时间24 s ;③再次工作时间间隔5 s; ④3次工作时间间隔2 min;⑤循环间隔时间5s （3次起动为一个循环）；⑥D+未接入电路时禁止起动；⑦起动成功后起动机自动断开；⑧发动机运行时禁止起动；⑨工作温度-40~100 ℃;⑩储存温度-40~100 ℃ 。

1.2功能
1)起动机单次起动时间过长保护单次起动控制时间最长不超过所规定的时间（24s），超过规定起动时间，起动控制器自动切断起动回路，从而实现过长时间起动的保护，防止起动机因过热损坏绝缘层而烧毁定转子。

    2)起动机两次起动之间间隔时间保护一次起动后如需再次起动，必须间隔规定时间（5s），小于规定时间，起动控制器不准再次起动，从而实现间隔时间保护，避免了起动机因齿轮未完全停止就再次起动时出现损坏齿轮的情况。
    3)频繁起动保护起动超过3次，起动控制器按规定时间暂停起动（2 min），相当于起动机冷却到室温才允许继续起动操作，避免了起动机因长时间起动导致过热，损坏绝缘层而烧毁定转子。
    4）起动成功后不允许再次起动（或钥匙开关不回位）保护发动机起动成功、运转期间起动控制器不准再次起动操作，判断依据是起动控制器输入电压与采样的D+电压相差在1V以内，则判断为发动机已经起动成功。
    5）空档信号（或挂档踩离合）允许起动当有空档信号（或挂档踩离合）时允许起动，处挂档状态时不允许起动，避免发动机在挂档时出现误起动而损坏。

2总体电路设计
起动控制器主要由延时断电保护电路、两级稳压电路、输入信号采样电路、输出控制电路及D+信号采样电路组成，通过单片机统一控制实现其各自电路功能，原理框图如图2所示。其主要工作原理为：START开关接通时，通过延时断电保护电路、稳压电路给单片机供电，单片机得电后采样START信号、空档信号N、离合信号CL以及D+信号，通过逻辑关系判断，当输入信号的逻辑符合设定的起动条件时，单片机输出口输出高电平信号，起动机正常起动；否则单片机输出口输出低电平信号，起动机不工作。