1.4 本书研究内容
压电变压器具有体积小,质量轻,在高频范围工作能量密度高、无铜损、无电磁干扰等优点,本书将压电变换器技术创新性地应用于汽车安全气囊点火系统,安全与环保相结合,大大提高了汽车安全的可靠性和准确性;同时,也符合国家新能源汽车发展规划。该技术将在汽车安全领域具有很强的现实意义和广阔的应用前景,将会产生显著的经济效益和社会效益。
主要研究内容安排如下。
(1)压电高压变换电路系统模型
根据电子安全系统的工作原理和特点提出压电高压变换器的系统组成结构,分析研究各组成模块的功能和所需解决的主要问题,确定变压器的等效电路集总参数模型,分析压电变压器的工作原理和工作特性,在此基础上给出变换器的拓扑结构电路模型。
(2)压电高压变换器频率特性研究
压电高压变换电路在工作过程中,输出电路是宽范围变化的负载,研究其负载频率特性为系统的驱动频率选择优化提供理论依据。针对课题选用的压电变压器,详细分析模型参数的测试方法和参数计算的理论依据,通过实际测量的方法确定其较为精确的等效电路模型的集总参数。对输出电路利用基波分析法,确定输出电路的等效阻抗。在此基础上研究整个变换电路充电过程中的频率特性。
(3)量子型控制模式压电高压变换技术最佳工作效率研究
研究变换器中压电变压器输入匹配网络和输出网络,通过对电路的建模,分析量子控制模式下电路参数的确定方法,重点分析逆变驱动电路的工作模式、变换器实现恒流充电的条件,为变换器高效工作时逆变驱动电路参数和驱动频率选择提供理论依据。建立电路的仿真模型克服实际电路中部分参量不可测试的缺点,为更深入理解变换器的工作过程、验证电路分析的正确性以及变换器电路参数优化提供一个辅助工具,从而实现能量的有效利用,提高工作效率。
(4)自适应频率跟踪模式压电高压变换技术研究
针对环境温度较低时,压电变压器充电时长增加的问题,提出自适应频率跟踪模式控制方案,对实现的理论依据进行分析,通过建立实验样机验证方案的可行性。
(5)压电变换器型汽车安全气囊点火系统的驱动技术研究
压电陶瓷高压变压器是安全气囊点火系统功率变换的核心,如何实现其高效驱动十分重要。本书就这一问题进行研究分析并最终结合DDS技术给出了一种用于驱动Rosen型压电变换器的可调频SPWM发生器的设计,并进行了仿真。
(6)汽车安全气囊点火系统多点起动控制方法研究
提出以压电高压变换器为核心技术的安全气囊点火系统多点起爆控制解决方案。根据多点起爆装置配置结构的不同,提出起爆控制解决方案,并在此基础上设计控制逻辑电路和高压变换器电路。