一种基于MOS的宽电压电磁阀控制系统及方法与流程

本发明涉及内燃叉车，更具体地说，本发明涉及一种基于mos的宽电压电磁阀控制系统及方法。

背景技术：

1、已知欧盟地区实施新ce标准en1175:2020，从而为了使叉车整机符合新实施的en1175:2020，满足出口到欧盟和英国地区的销售需求，整机控制器也需要满足en1175:2020，即整机控制器需要得到ce认证；其中，牵涉到与安全有关的功能，需要进行安全认证，即整机的功能安全认证需要达到pl d级。

2、但是，因ce和功能安全认证周期长，费用高；使得现有的叉车得到ce和功能安全认证需要较长的时间和高昂的费用；其中，内燃叉车因负载原因，整机额定电压有dc12v和dc24v，需要控制的输出电磁阀(5)电压等级也有dc12v和dc24v两种规格，控制器需要同时满足这两种规格需求，或者需要两种电压等级的控制器；而现有的叉车产品无法更好的满足生产和市场的需求，因此提出一种基于mos的宽电压电磁阀控制系统及方法，作为进一步的改进。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于mos的宽电压电磁阀控制系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于mos的宽电压电磁阀控制系统，所述系统包括：供电模块、启动开关、保险片、车辆控制器和电磁阀；

3、所述供电模块与启动开关的一端连接，所述启动开关的另一端通过保险片与车辆控制器的输入端连接，所述车辆控制器的输出端与电磁阀连接；

4、所述车辆控制器的内部包括：多路开关信号电路、单片机保护电路和控制电磁阀电路；

5、所述单片机保护电路包括：过流保护电路、抗浪涌保护电路、降宽电压电路、过压保护电路和欠压保护电路；

6、所述过流保护电路与抗浪涌保护电路连接，所述抗浪涌保护电路与降宽电压电路连接，所述降宽电压电路与过压保护电路连接，所述过压保护电路与欠压保护电路连接；

7、所述控制电磁阀电路与电磁阀连接；所述多路开关信号电路与欠压保护电路连接。

8、进一步地，所述过流保护电路包括：二极管d1和稳压二极管d2；

9、所述车辆控制器的输入端设置为电源v，所述电源v与二极管d1的正极连接，所述二极管d1的负极与稳压二极管d2的负极连接，所述稳压二极管d2的正极接地；所述稳压二极管d2的正极和负极均与抗浪涌保护电路连接。

10、进一步地，所述抗浪涌保护电路包括：电容c1、电容c2和电容c3；

11、所述电容c1、电容c2和电容c3的正极均与所述稳压二极管d2的负极连接；

12、所述稳压二极管d2的正极、电容c1的负极、电容c2的负极和电容c3的负极均接地；所述电容c1、电容c2和电容c3的正极与降宽电压电路连接。

13、进一步地，所述降宽电压电路包括：dc-dc转换芯片u1、二极管d3、电容c4、电容c5和低压转换芯片u2；

14、所述电容c1、电容c2和电容c3的正极与dc-dc转换芯片u1的输入端连接，所述dc-dc转换芯片u1的输出端与二极管d3的负极、电容c4的正极、电容c5的正极和低压转换芯片u2的输入端连接，所述dc-dc转换芯片u1的一输出端、二极管d3的正极、电容c4的负极和电容c5的负极均接地；

15、所述低压转换芯片u2的输出端与过压保护电路连接。

16、进一步地，过压保护电路包括：稳压二极管d4、p沟道mos管q1和pnp型三极管q2；

17、所述低压转换芯片u2的输出端与p沟道mos管q1的源极和pnp型三极管q2的基极连接；

18、所述低压转换芯片u2的输出端通过电阻与稳压二极管d4的负极和pnp型三极管q2的发射极连接；

19、所述p沟道mos管q1的栅极通过电阻与pnp型三极管q2的集电极连接，所述pnp型三极管q2的集电极通过电阻接地，所述稳压二极管d4的正极接地；

20、所述p沟道mos管q1的漏极与欠压保护电路连接。

21、进一步地，所述欠压保护电路包括：电压监控芯片u4和单片机u3；

22、所述p沟道mos管q1的漏极与单片机u3的输入端和电压监控芯片u4的复位端连接；

23、所述单片机u3一输出端与电压监控芯片u4复位端连接且通过电容c6接地，所述单片机u3另一输出端通过电容与电压监控芯片u4输入端连接且接地。

24、进一步地，所述多路开关信号电路包括：开关量处理模块、滤波电容c7和多路开关信号采样芯片u5；

25、所述启动开关通过保险片还与开关量处理模块的一端连接，所述开关量处理模块的另一端还与滤波电容c7和多路开关信号采样芯片u5的输入端连接，所述滤波电容c7的另一端和多路开关信号采样芯片u5的输出端均接地，所述多路开关信号采样芯片u5的另一输出端与单片机u3的信号输入端连接。

26、一种基于mos的宽电压电磁阀控制系统的使用方法，包括所述一种基于mos的宽电压电磁阀控制系统，具体的操作如下：

27、s1：启动开关打到acc时，开关量处理模块闭合，车辆控制器经过保险片得电；进入s2和s8；

28、开关量处理模块上端经过保险片也得电；进入s7；

29、s2：车辆控制器得电后，电源v进入过流保护电路：二极管d1进行电源正反接极性保护；稳压二极管d2进行过流保护；随后进入s3

30、s3：电源v进入抗浪涌保护电路：电容c1、电容c2和电容c3提供抗浪涌保护；随后进入s4

31、s4：电源v进入降宽电压电路：电源v经过dc-dc转换芯片u1，降宽电压8-32v电压转换为固定5v的电源+5v，此时+5v电源给车辆控制器中电器元件供电；随后进入s5；

32、s5：电源v进入过压保护电路：+5v电源经过低压转换芯片u2的电源后，降压至单片机u3工作电压；

33、判断低压转换芯片u2的电源是低于3.5v，还是大于3.5v：

34、若是低于3.5v，则pnp型三极管q2截止，p沟道mos管q1栅极始终为低电平，即p沟道mos管q1导通，电源v通过p沟道mos管q1的ds极；随后进入s6；

35、若是大于3.5v，则pnp型三极管q2导通，电源v经过pnp型三极管q2通过电阻接地，p沟道mos管q1栅极电压被拉高，p沟道mos管q1立即关断，即电源v无法通过p沟道mos管q1；随后进入s6；

36、s6：电源v进入欠压保护电路：将电压监控芯片u4的输出端与单片机u3的复位端连接；单片机u3的复位信号是低电平有效；

37、判断电源v是低于2.9v，还是高于2.9v：

38、若是低于2.9v，则电压监控芯片u4输出始终保持低电平；将单片机u3置为复位状态；

39、若是高于2.9v，则电压监控芯片u4输出高电平，单片机u3结束复位状态，单片机u3进入运行状态。

40、s7：判断开关量处理模块是否闭合：

41、若是，则电源v经滤波电容c7和电阻后，进入多路开关信号采样芯片u5，经处理后的信号进入单片机u3；

42、若否，则返回s1；

43、s8：车辆控制器得电后，电源v进入控制电磁阀电路：稳压二极管d5进行电源抗浪涌保护和电容c8进行抗浪涌保护，通过p沟道mos管q3电源正负极反接，进行极性开关保护，经过宽压驱动器u6，控制电磁阀

44、进一步地，所述s8中，p沟道mos管q3电源正负极反接：判断单片机u3的的v1是高电平还是低电平：

45、若单片机u3的的v1为高电平，则光耦t1截止，光耦的集电极输出为高电平，npn三极管q4导通，p沟道mos管q3栅极接地拉低，p沟道mos管q3的ds极导通，电源v经过p沟道mos管q3的ds极，电磁阀开始吸合工作；

46、若单片机u3的v1中信号为低电平，则光耦t1导通了，光耦的集电极输出为低电平，npn三极管q4截止，p沟道mos管q3栅极非低电平，p沟道mos管q3的ds极截止，电源v无法经过p沟道mos管q3的ds极产生电源，电磁阀不能工作。

47、本发明的技术效果和优点：

48、1、利用车辆控制器的开关信号采用多路开关信号电路，不再是传统的光耦进行开关信号的导通与截至，利用多路开关信号电路可以实现多信号采集，体积小，可靠性高，稳定性好，功耗低；

49、2、利用车辆控制器的多路开关信号电路、单片机保护电路和控制电磁阀电路中使用mos管开关控制电磁阀，无机械磨损，开关速度更快，无触点吸合噪声，无触点吸合火花，同时mos管的控制电流消耗极小，功耗小；而且半导体开关控制，寿命长，更能满足en1175：2020对电气元件的pl值要求；其体积小，同时mos管开关控制更适用与宽电压整机适用，满足不同电压等级的电磁阀驱动，减少产品型号，减少其它管理费用，应用更广泛。