CN101638087B - 机车电加热玻璃控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机车前挡风玻璃除霜加热控制器，包括有中央处理单元，为该中央处理单元供电的稳压电源电路，其特征在于：所述中央处理单元的输入端还电连接有对加热玻璃温度测量的温度采样电路、红外反射采样电路，该中央处理单元输出端电连接有驱动电路；所述中央处理单元接收来自温度采样电路、红外反射采样电路采样的电压信号，经中央处理单元处理判断后输出控制信号到驱动电路，该驱动电路将控制信号放大后输出并控制继电器的导通和关闭。本发明机车电加热玻璃控制器具有玻璃加热的安全性能高，故障率低，智能控制等特点；本发明机车电加热玻璃控制器可以手动控制选择除霜的程度，达到节能目的；可靠性好，抗干扰性能优越。

Description

机车电加热玻璃控制器

技术领域

本发明涉及机车前挡风玻璃加热除霜控制技术领域，具体地涉及一种机车前挡风玻璃除霜加热控制器。

背景技术

当前国内大部分的机车前挡风电加热玻璃控制器只单纯的采用40℃的温度开关或者是单一功能的模拟温度控制电路进行除霜控制，这种控制方式存在很大的局限，不能适应环境的变化，无法自动的判断除霜的效果，在一定的程度上造成能源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的机车前挡风电加热玻璃控制器控制方式不能适应环境的变化，无法自动判断除霜效果的问题，提供一种具备良好抗干扰性能，高可靠性，低故障率的机车前挡风加热玻璃专用控制器，该机车前挡风电加热玻璃控制器具备了可通过挡位开关手动调节除霜温度的功能，并通过红外接收传感器自动判断除霜的效果；使用多根温度传感器采样确保了反馈温度的精确性，除去了因单根温度传感器损坏带来的整机故障隐患，在机车前挡风加温玻璃国标要求的加温最高温度下设定了双重保护功能，该控制器应用于机车或者机动车前挡风玻璃是一种发展趋势。

为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：一种机车前挡风玻璃除霜加热控制器，包括有中央处理单元，为该中央处理单元供电的稳压电源电路，所述中央处理单元的输入端还电连接有对加热玻璃温度测量的温度采样电路、红外反射采样电路，该中央处理单元输出端电连接有驱动电路；所述中央处理单元接收来自温度采样电路、红外反射采样电路采样的电压信号，经中央处理单元处理判断后输出控制信号到驱动电路，该驱动电路将控制信号放大后输出并控制继电器的导通和关闭。

还包括有显示接口电路和显示单元，所述中央处理单元输出端通过显示接口电路电连接到显示单元。所示的显示单元，是人机交换的界面，主要是提供温度值显示的作用。

还包括有通讯接口电路，所述中央处理单元输出端电连接到通讯接口电路，并通过该通讯接口电路与外界通讯。CPU微处理器还可以使用内置的通讯模块和机车外部总线进行通讯，从而统一执行总线上送来的控制命令；

所述温度采样电路包括温度传感器、电解电容、二极管、限流电阻，该电解电容的阴极与二极管的阳极电连接后接地，电解电容的阳极与二极管的阴极电连接后分别与温度传感器和限流电阻电连接，该二极管的阴极与输出端电连接。

所述温度采样电路为三组，所述温度传感器为三个。

所述红外反射采样电路包括红外接收三极管、分压电阻、电解电容和二极管，红外接收三极管的集电极接电源的正极，发射极串接分压电阻的一端、电解电容的阳极和二极管的阴极，该分压电阻的另一端、电解电容的阴极和二极管的阳极电连接后接地。

还包括有档位开关，该档位开关与所述中央处理单元的输入端电连接。

所述红外反射采样电路包括有安装于机车支架上的第一红外线发光三极管和第二红外线发光三极管，该第一红外线发光三极管和第二红外线发光三极管之间形成有角度。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

(1)本发明机车电加热玻璃控制器具有玻璃加热的安全性能高，故障率低，智能控制等特点；

(2)本发明机车电加热玻璃控制器适用电压范围广；

(3)本发明机车电加热玻璃控制器可以手动控制选择除霜的程度，达到节能目的；

(4)本发明机车电加热玻璃控制器恒温除霜的效果好；

(5)本发明机车电加热玻璃控制器可靠性好，抗干扰性能优越。

附图说明

图1是本发明实施例的机车电加热玻璃控制器***框图；

图2是本发明实施例的机车电加热玻璃控制器的温度采样电路原理图；

图3是本发明实施例的机车电加热玻璃控制器的红外反射采样电路原理图；

图4是本发明实施例的机车电加热玻璃控制器的红外反射传感器的结构示意图；

图5是本发明实施例的机车电加热玻璃控制器的驱动电路原理图；

图6是本发明实施例的机车电加热玻璃控制器的中央处理单元及其部分***电路原理图；

图7是本发明实施例的机车电加热玻璃控制器通讯接口电路原理图；

图8是本发明实施例的机车电加热玻璃控制器稳压电源电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例：

请参阅图1所示，一种机车前挡风玻璃除霜加热控制器，包括有中央处理单元，为该中央处理单元供电的稳压电源电路，中央处理单元是控制***的核心，该中央处理单元包括P87LPC768芯片，该芯片内置AD转换器、串行通讯接口以及I²C通讯接口；温度采样电路、红外反射采样电路输出来的电压信号，直接输入到中央处理单元，经中央处理单元进行处理判断后，将控制信号输出到驱动电路，通过驱动电路进行电流放大后输出控制继电器的导通和关闭，从而直接控制加热玻璃里加热丝的电流的导通和关闭，达到控制加热玻璃温度的目的，更好的除霜；***电源经过稳压电压降压滤波后输出到中央处理单元上，作为中央处理单元工作的能量来源；挡位开关通过调节电平的高低输入到P87LPC768芯片的脚位上，为中央处理单元判断输出除霜模式，还包括有显示接口电路和显示单元，中央处理单元输出端通过显示接口电路电连接到显示单元，该显示单元，是人机交换的界面，主要是提供温度值显示的作用；P87LPC768芯片还可以使用内置的通讯模块和机车外部总线进行通讯，从而统一执行总线上送来的控制命令；而所述的***电源的一极连接温度开关的一极，温度开关的另外一极连接到继电器，继电器的常开端子连接玻璃加热丝的一个接线端子，加热丝的另外一个接线端子直接接***电源的另一极，他们各自串联在一起，通过继电器和温度开关对玻璃加热丝进行双重的保险控制，还包括有档位开关，该档位开关与中央处理单元的输入端电连接，挡位开关可以编码输入到中央处理单元，之后通过P87LPC768芯片进行加热控制，使得用户可根据环境情况设定不同的除霜温度。

请参阅图2所示，采用PT100作为温度传感器，其在温度变化时阻值发生变化且线性度高，PT100与限流电阻R1串联，在总电压VCC恒定的情况下，PT100的阻值变化时，电压也随着变化，电压的变化可输入中央处理单元进行处理，在PT100两端并联电解电容C1和二极管D1，该电解电容C1的阴极与二极管D1的阳极电连接后接地，电解电容C1的阳极与二极管D1的阴极电连接后分别与PT100和限流电阻R1电连接，该二极管D1的阴极与输出端AD电连接。；其中电解电容C1起滤波的作用，二极管D1起抗干扰的作用。温度采样电路为三组，所述温度传感器PT100为三个。

请参阅图3所示，红外接收三极管Q1的集电极上接电源的正极，发射极串接分压电阻R1、电解电容C1和二极管D1后接地，分压电阻R1和电解电容C1并联，并联后再和二极管D1并联；当反射的光强由弱变强时，红外接收三极管Q1也跟随从弱导通到全导通，导通的电流也由小逐渐变大，电流通过分压电阻R1流向电源的负极，这使得分压电阻R1的的电压逐渐升高，这个电压信号通过中央处理单元输入进行处理，其中电解电容C1起滤波的作用，二极管D1起抗干扰的作用。

如图4所示，本发明实施例的机车电加热玻璃控制器的红外反射传感器的结构示意图，其特征是由第一红外线发光二极管1、第二红外线接收二极管2和机车支架3组成，第一红外线发光二极管1和第二红外线接收二极管2安装在支架3上，第一红外线发光二极管1和第二红外线接收二极管2形成一定的角度；工作时，第一红外线发光二极管1发出的红外线经玻璃的反射回到第二红外线接收二极管2上，利用第二红外线接收二极管2的电阻在红外线的作用发生电阻变化的机理，通过检测红外线发射光的强弱来判断除霜的效果。

请参阅图5所示，包括继电器T1，三极管Q5，电源通过继电器T1与三极管Q5的集电极电连接，该三极管Q5的发射极接地，其基极通过一个电阻与芯片P87LPC768的管脚20电连接，继电器T1控制开关K1导通和关闭，***电源J2对加热丝J3供电，控制开关K1和S1串接在***电源J2的输出端1和加热丝J3输入端2之间，还包括有对驱动电路进行保护的二极管D7，该二极管D7电连接于继电器T1的两端，二极管D7的阴极与电源连接，其阳极与三极管Q5的集电极电连接。

请参阅图6所示，中央处理单元包括芯片Q3，其型号为P87LPC768，显示接口电路J1与芯片Q3的第1，2，3，4管脚电连接，还包括一个由电容C5、晶振Y1构成的晶振滤波电路，该晶振滤波电路与芯片Q3的第5，6，7管脚连接，图中档位开关由开关管S1和下拉电阻R1到R3组成，芯片Q3的第10到12管脚依次与开关管S1的管脚1，2，3连接，开关管S1的管脚4，5，6接电源，芯片Q3的第10到12管脚依次通过三个下拉电阻接地；芯片Q3的第19管脚接红外线反射采样电路红外接收三极管Q1的发射极，第15管脚和接红外线反射采样电路红外接收三极管Q1的集电极电连接，该芯片Q3的第16到18管脚每个管脚分别接一个温度采样电路，其中一个温度采样电路与芯片Q3的具体连接方式为：芯片Q3的管脚16分别与二极管D1的阴极、电阻R8和温度传感器R1的连接点连接。

请参阅图7所示，芯片Q1的第13管脚与通讯接口电路的第3管脚电连接，芯片Q1的第14管脚与通讯接口电路第4引脚电连接

请参阅图8所示，本实例稳压电源电路为常用的电路，该电路前端采用扼流圈滤波，具备很强的抗干扰特性，除此之外还具备完全隔离宽电压输入、过流过压及短路保护等功能，其输入电压分别为AC(110V/220V/380V)和DC(24V/110V)。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (5)

1.一种机车前挡风玻璃除霜加热控制器，包括有中央处理单元，为该中央处理单元供电的稳压电源电路，其特征在于：所述中央处理单元的输入端还电连接有对加热玻璃温度测量的温度采样电路、红外反射采样电路，该中央处理单元输出端电连接有驱动电路；所述中央处理单元接收来自温度采样电路、红外反射采样电路采样的电压信号，经中央处理单元处理判断后输出控制信号到驱动电路，该驱动电路将控制信号放大后输出并控制继电器的导通和关闭；还包括有显示接口电路和显示单元，所述中央处理单元输出端通过显示接口电路电连接到显示单元；还包括有通讯接口电路，所述中央处理单元输出端电连接到通讯接口电路，并通过该通讯接口电路与外界通讯；所述温度采样电路包括温度传感器(PT100)、第一电解电容(C1)、第一二极管(D1)、限流电阻(R1)，该第一电解电容(C1)的阴极与第一二极管(D1)的阳极电连接后接地，第一电解电容(C1)的阳极与第一二极管(D1)的阴极电连接后分别与温度传感器(PT100)和限流电阻(R1)电连接，该第一二极管(D1)的阴极与温度采样电路的输出端(AD)电连接。

2.如权利要求1所述的机车前挡风玻璃除霜加热控制器，其特征在于：所述温度采样电路为三组，所述温度传感器(PT100)为三个。

3.如权利要求2所述的机车前挡风玻璃除霜加热控制器，其特征在于：所述红外反射采样电路包括红外接收三极管(Q1)、分压电阻(R1)、第二电解电容(C1)和第二二极管(D1)，红外接收三极管(Q1)的集电极接电源的正极，发射极串接分压电阻(R1)的一端、第二电解电容(C1)的阳极和第二二极管(D1)的阴极，该分压电阻(R1)的另一端、第二电解电容(C1)的阴极和第二二极管(D1)的阳极电连接后接地。

4.如权利要求3所述的机车前挡风玻璃除霜加热控制器，其特征在于：还包括有档位开关，该档位开关与所述中央处理单元的输入端电连接，档位开关编码输入到中央处理单元，之后通过P87LPC768芯片进行加热控制，使得用户可根据环境情况设定不同的除霜温度。

5.如权利要求4所述的机车前挡风玻璃除霜加热控制器，其特征在于：所述红外反射采样电路包括有安装于机车支架(3)上的第一红外线发光三极管(1)和第二红外线发光三极管(2)，该第一红外线发光三极管(1)和第二红外线发光三极管(2)之间形成有角度。 

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