專利名稱：能承受高頻開關(guān)損耗的電磁閥驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁閥驅(qū)動裝置，尤其是一種能承受高頻開關(guān)損耗的電磁閥驅(qū)動>J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)：
目前專利CN202194730U，CN1651742A中公知的電磁閥驅(qū)動拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)，都采用數(shù)個低端選通共用一個高端開關(guān)的形式。這種結(jié)構(gòu)可以滿足一般的發(fā)動機(jī)工況的驅(qū)動需求，也可滿足感性參數(shù)較大的電磁閥驅(qū)動需求。但是對于需要高轉(zhuǎn)速合并多次噴射的極端工況， 或者需要使用高頻調(diào)制電流的感性參數(shù)較小的新型噴油器時，該拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)的驅(qū)動上橋的高端調(diào)制開關(guān)管就容易發(fā)熱損壞?，F(xiàn)在的新型噴油器都具有響應(yīng)時間快，噴油精度高等特點(diǎn)，其感性參數(shù)變得更小。在驅(qū)動這些噴油器工作的時候，驅(qū)動電路將流過較大幅值的調(diào)制電流，并且這些調(diào)制電流的頻率非常高，比如某款BOSCH產(chǎn)品的噴油器驅(qū)動電流，幅值達(dá) 25Α，調(diào)制頻率達(dá)到50ΚΗΖ。另外專利CN202194730U公知的電流保護(hù)電路，采用了 RS觸發(fā)器來鎖存短路信號，觸發(fā)器需要高頻時鐘，實施結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，需要占用系統(tǒng)的軟件資源。專利CN202194730U公知的電流峰值限制電路，采用了觸發(fā)器來鎖存峰值限制時刻。觸發(fā)器需要高頻時鐘，實施結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，也需要占用系統(tǒng)的軟件資源。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是補(bǔ)充現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種能承受高頻開關(guān)損耗的電磁閥驅(qū)動裝置，通過改進(jìn)傳統(tǒng) 驅(qū)動結(jié)構(gòu)的拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)，使得傳統(tǒng)方式中集中于驅(qū)動上橋的高端調(diào)制開關(guān)管的功耗平均分散到多個高端驅(qū)動支路的調(diào)制開關(guān)管上，提高了整個驅(qū)動結(jié)構(gòu)的開關(guān)損耗耐受程度。本發(fā)明還使用高速鎖存運(yùn)放搭建結(jié)構(gòu)簡單的電流短路保護(hù)電路和電流峰值限制電路。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種能承受高頻開關(guān)損耗的電磁閥驅(qū)動裝置，包括 MCU，還包括高端開關(guān)管驅(qū)動電路、電流峰值限制電路、低端選通電路、低端電流采樣電路、 電流短路保護(hù)電路、電流調(diào)制電路、高壓開關(guān)管、多個高端驅(qū)動支路、選通開關(guān)管、第一二極管、第二二極管、第三二極管、采樣電阻；每個高端驅(qū)動支路包括一個調(diào)制開關(guān)管、一個續(xù)流二極管、以及與調(diào)制開關(guān)管串聯(lián)的噴油器電磁閥。
高壓源連接高壓開關(guān)管的漏極，高壓開關(guān)管的源極連接第一二極管的正極，第一二極管的負(fù)極連接每個高端驅(qū)動支路中的調(diào)制開關(guān)管的漏極；高端開關(guān)管驅(qū)動電路連接高壓開關(guān)管的柵極、每個高端驅(qū)動支路中的調(diào)制開關(guān)管的柵極、電流峰值限制電路以及電流調(diào)制電路；蓄電池連接第二二極管的正極，第二二極管的負(fù)極連接每個高端驅(qū)動支路中的調(diào)制開關(guān)管的漏極；每個高端驅(qū)動支路中的調(diào)制開關(guān)管的源極連接續(xù)流二極管的負(fù)極和噴油器電磁閥的一端，續(xù)流二極管的正極接地；每個高端驅(qū)動支路中的噴油器電磁閥的另一端連接選通開關(guān)管的漏極以及第三二極管的正極，第三二極管的負(fù)極接高壓源；低端選通電路連接選通開關(guān)管的柵極，選通開關(guān)管的源極通過采樣電阻接地；低端電流采樣電路連接選通開關(guān)管的源極和采樣電阻的連接點(diǎn)，進(jìn)行驅(qū)動電流的采樣，低端電流采樣電路還連接電流峰值限制電路、電流短路保護(hù)電路、電流調(diào)制電路；電流短路保護(hù)電路連接電流調(diào)制電路；電流調(diào)制電路還連接高端開關(guān)管驅(qū)動電路;MCU連接高端開關(guān)管驅(qū)動電路、電流峰值限制電路、低端選通電路、電流短路保護(hù)電路和電流調(diào)制電路。
MCU發(fā)出選缸信號并將其傳給高端開關(guān)管驅(qū)動電路、低端選通電路、電流短路保護(hù)電路和電流調(diào)制電路，MCU發(fā)出設(shè)定高壓開放信號并將其傳入電流峰值限制電路，MCU發(fā)出二階電流控制信號并將其傳給電流調(diào)制電路；低端電流采樣電路將采樣后產(chǎn)生的低端電流采樣信號傳給電流峰值限制電路、電流短路保護(hù)電路和電流調(diào)制電路；電流峰值限制電路產(chǎn)生實際高壓開放信號并傳給高端開關(guān)管驅(qū)動電路；電流短路保護(hù)電路產(chǎn)生短路保護(hù)邏輯信號并將其傳給電流調(diào)制電路；電流調(diào)制電路產(chǎn)生電流調(diào)制信號并將其傳給高端開關(guān)管驅(qū)動電路。
所述電流短路保護(hù)電路包括第一非門、第一或門、第一比較器、第十九電阻、第二十電阻、第十電阻、第十電容；選缸信號輸入第一非門，第一非門的輸出端連接第一或門的一個輸入端，第一比較器的輸出端連接第一或門的另一個輸入端；第一或門的輸出端連接第一比較器的鎖存使能端；低端電流采樣信號輸入第一比較器的反相輸入端，第十九電阻一端連接正電源+5V，另一端連接第二十電阻的一端和第一比較器的正相輸入端，第二十電阻的另一端接地；第一比較器的關(guān)閉端通過第十電阻接正電源+5V，第一比較器的正電源端接正電源+5V，接地端接地；第十電容的一端接地，另一端連接第一比較器的正電源端；第一比較器的輸出端輸出短路保護(hù)邏輯信號。
所述電流峰值限制電路包括第二非門、第二或門、第二比較器、輸出與門、第二i^一電阻、第二十二電阻、第二十電阻、第二十電容；設(shè)定高壓開放信號輸入第二非門，第二非門的輸出端連接第二或門的一個輸入端，第二比較器的輸出端連接第二或門的另一個輸入端；第二或門的輸出端連接第二比較器的鎖存使能端；低端電流采樣信號輸入第二比較器的反相輸入端，第二十一電阻一端連接正電源+5V，另一端連接第二十二電阻的一端和第二比較器的正相輸入端，第二十二電阻的另一端接地；第二比較器的關(guān)閉端通過第二十電阻接正電源+5V，第二比較器的正電源端接正電源+5V， 接地端接地；第二十電容的一端接地，另一端連接第二比較器的正電源端；設(shè)定高壓開放信號傳入輸出與門的一個輸入端， 第二比較器的輸出端連接輸出與門的另一個輸入端，輸出與門的輸出端輸出實際高壓開放信號。
所述電流調(diào)制電路包括電流調(diào)制子電路、第一與門、第二與門；二階電流控制信號和低端電流采樣信號輸入電流調(diào)制子電路；電流調(diào)制子電路的輸出端連接第一與門的一個輸入端，短路保護(hù)邏輯信號輸入第一與門的另一個輸入端；第一與門的的輸出端連接第二與門的一個輸入端，選缸信號輸入第二與門的另一個輸入端，第二與門的輸出端輸出電流調(diào)制信號。
電流調(diào)制子電路通過即時的低端電流采樣信號以及二階電流控制信號動態(tài)生成電流調(diào)制信號，電流調(diào)制信號還需要和短路保護(hù)邏輯信號、選缸信號做與運(yùn)算，以保證電流調(diào)制電路工作安全可靠；隨后電流調(diào)制信號傳給高端開關(guān)管驅(qū)動電路，電流調(diào)制電路和高端開關(guān)管驅(qū)動電路協(xié)同工作，產(chǎn)生需要的驅(qū)動電流，并且將噴油器電磁閥的維持電流調(diào)制成具有二階結(jié)構(gòu)的波形，即一階維持電流和二階維持電流。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)(I)可耐受較高的電流調(diào)制頻率，可以明顯提高噴油器驅(qū)動電路驅(qū)動能力，可以可靠地 工作在高轉(zhuǎn)速，多次噴射的發(fā)動機(jī)極端工況下。
(2)電流短路保護(hù)電路，電流峰值限制電路結(jié)構(gòu)簡單，僅需要較少的軟硬件資源就 可以實現(xiàn)對驅(qū)動電路的即時保護(hù)和峰值限制。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的電流短路保護(hù)電路原理圖。
圖3為本發(fā)明的電流峰值限制電路原理圖。
圖4為本發(fā)明的電流調(diào)制電路邏輯框圖。
圖5為本發(fā)明的電流峰值限制電路的相位圖。
圖6為本發(fā)明的各邏輯信號和調(diào)制電流的相位圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖1所示一種能承受高頻開關(guān)損耗的電磁閥驅(qū)動裝置，包括MCU，還包括高端開關(guān)管驅(qū)動電路1、電流峰值限制電路2、低端選通電路3、低端電流采樣電路4、電流短路保護(hù)電路5、電流 調(diào)制電路6、高壓開關(guān)管Tboost、多個高端驅(qū)動支路、選通開關(guān)管T_loWSidel、第一二極管 D1、第二二極管D2、第三二極管D3、采樣電阻Rl ;每個高端驅(qū)動支路包括一個調(diào)制開關(guān)管 Tbattery、一個續(xù)流二極管D、以及與調(diào)制開關(guān)管Tbattery串聯(lián)的噴油器電磁閥L。
高壓源Boost連接高壓開關(guān)管Tboost的漏極，高壓開關(guān)管Tboost的源極連接 第一二極管Dl的正極，第一二極管Dl的負(fù)極連接每個高端驅(qū)動支路中的調(diào)制開關(guān)管 Tbattery的漏極；高端開關(guān)管驅(qū)動電路I連接高壓開關(guān)管Tboost的柵極、每個高端驅(qū)動 支路中的調(diào)制開關(guān)管Tbattery的柵極、電流峰值限制電路2以及電流調(diào)制電路6 ;蓄電池 Battery連接第二二極管D2的正極，第二二極管D2的負(fù)極連接每個高端驅(qū)動支路中的調(diào) 制開關(guān)管Tbattery的漏極；每個高端驅(qū)動支路中的調(diào)制開關(guān)管Tbattery的源極連接續(xù)流 二極管D的負(fù)極和噴油器電磁閥L的一端(高端)，續(xù)流二極管D的正極接地；每個高端驅(qū)動 支路中的噴油器電磁閥L的另一端(低端)連接選通開關(guān)管T_loWSidel的漏極以及第三二 極管D3的正極，第三二極管D3的負(fù)極接高壓源Boost ;低端選通電路3連接選通開關(guān)管T_ Iowsidel的柵極,選通開關(guān)管T_lowsidel的源極通過采樣電阻Rl接地；低端電流采樣電 路4連接選通開關(guān)管T_loWSidel的源極和采樣電阻Rl的連接點(diǎn)，進(jìn)行驅(qū)動電流的采樣，低 端電流采樣電路4還連接電流峰值限制電路2、電流短路保護(hù)電路5、電流調(diào)制電路6 ；電流 短路保護(hù)電路5連接電流調(diào)制電路6 ;電流調(diào)制電路6還連接高端開關(guān)管驅(qū)動電路I ;MCU (微控制器)連接高端開關(guān)管驅(qū)動電路1、電流峰值限制電路2、低端選通電路3、電流短路保 護(hù)電路5和電流調(diào)制電路6。
MCU發(fā)出選缸信號SI并將其傳給高端開關(guān)管驅(qū)動電路1、低端選通電路3、電流短 路保護(hù)電路5和電流調(diào)制電路6，MCU發(fā)出設(shè)定高壓開放信號S3并將其傳入電流峰值限制電路2，MCU發(fā)出二階電流控制信號S5并將其傳給電流調(diào)制電路6 ;低端電流采樣電路4將采樣后產(chǎn)生的低端電流采樣信號S7傳給電流峰值限制電路2、電流短路保護(hù)電路5和電流調(diào)制電路6 ;電流峰值限制電路2產(chǎn)生實際高壓開放信號S4并傳給高端開關(guān)管驅(qū)動電路I ; 電流短路保護(hù)電路5產(chǎn)生短路保護(hù)邏輯信號S2并將其傳給電流調(diào)制電路6 ;電流調(diào)制電路 6產(chǎn)生電流調(diào)制信號S6并將其傳給高端開關(guān)管驅(qū)動電路I。
如圖2所示，所述電流短路保護(hù)電路5包括第一非門U10A、第一或門U5A、第一比較器U6、第十九電阻R19、第二十電阻R20、第十電阻R10、第十電容ClO ;選缸信號SI輸入第一非門U10A，第一非門UlOA的輸出端連接第一或門U5A的一個輸入端，第一比較器U6的輸出端連接第一或門U5A的另一個輸入端；第一或門U5A的輸出端連接第一比較器U6的鎖存使能端；低端電流米樣信號S7輸入第一比較器U6的反相輸入端,第十九電阻R19 —端連接正電源+5V, 另一端連接第二十電阻R20的一端和第一比較器U6的正相輸入端，第二十電阻R20的另一端接地；第一比較器U6的關(guān)閉端通過第十電阻RlO接正電源+5V，第一比較器U6的正電源端接正電源+5V，接地端接地；第十電容ClO的一端接地，另一端連接第一比較器U6的正電源端；第一比較器U6的輸出端輸出短路保護(hù)邏輯信號S2。
在選缸周期一開始，假設(shè)是正常工作的，則第一比較器U6的輸出端在開始時候為高電平；如圖6所示，從TO時刻開始，選缸信號SI轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?，?jīng)過第一非門UlOA后變?yōu)榈碗娖叫盘?，此低電平信號和第一比較器U6輸出端的高電平信號經(jīng)過第一或門U5A后轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?，并傳給第一比較器U6的鎖存使能端，由于鎖存使能端是低電平有效，所以此時第一比較器U6并不被鎖存輸出；當(dāng)電路中存在短路情況，低端電流采樣信號S7迅速變大， 超過短路保護(hù)閾值的時候第一比較器U6的輸出翻轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖?，此時第一或門U5A輸出低電平，第一比較器U6的輸出(低電平)被鎖存；第一比較器U6的輸出即為短路保護(hù)邏輯信號 S2 ;短路保護(hù)邏輯信號S2被鎖存的低電平使得電流調(diào)制電路6關(guān)斷電流調(diào)制信號S6，從而高端開關(guān)管驅(qū)動電路I關(guān)閉高壓開關(guān)管Tboost和高端驅(qū)動支路中的調(diào)制開關(guān)管Tbattery， 電路得到即時的保護(hù)，并且在本選缸周期內(nèi)第一比較器U6的輸出低電平一直被鎖存；當(dāng)本選缸周 期結(jié)束，在T5時刻，選缸信號SI轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖?，第一或門U5A的輸出轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖剑?第一比較器U6被解除鎖存，為下一個選缸周期的電流保護(hù)工作做好準(zhǔn)備。
本實施例的第一比較器U6采用美信公司的一款具有鎖存結(jié)構(gòu)的高速比較器 MAX941，其管腳具體為1腳-正電源端、2腳-正相輸入端、3腳-反相輸入端、4腳-關(guān)閉端、5腳-鎖存使能端、6腳-接地端、7腳-輸出端、8腳-空管腳。
如圖3所示，所述電流峰值限制電路2包括第二非門U10B、第二或門U5B、第二比較器U7、輸出與門 U8、第二i^一電阻R21、第二十二電阻R22、第二十電阻R20、第二十電容C20 ;設(shè)定高壓開放信號S3輸入第二非門U10B，第二非門UlOB的輸出端連接第二或門U5B的一個輸入端，第二比較器U7的輸出端連接第二或門U5B的另一個輸入端；第二或門U5B的輸出端連接第二比較器U7的鎖存使能端；低端電流米樣信號S7輸入第二比較器U7的反相輸入端,第二^ 電阻R21 —端連接正電源+5V，另一端連接第二十二電阻R22的一端和第二比較器U7的正相輸入端，第二十二電阻R22的另一端接地；第二比較器U7的關(guān)閉端通過第二十電阻R20 接正電源+5V，第二比較器U7的正電源端接正電源+5V，接地端接地；第二十電容C20的一端接地，另一端連接第二比較器U7的正電源端；設(shè)定高壓開放信號S3傳入輸出與門U8的一個輸入端，第二比較器U7的輸出端連接輸出與門U8的另一個輸入端，輸出與門U8的輸出端輸出實際高壓開放信號S4。
如圖3、圖5所示，在選缸周期一開始，此時第二比較器U7輸出的高壓中間信號 S4a為高電平；從TO時刻剛開始的時候，MCU發(fā)出的設(shè)定高壓開放信號S3為高電平，經(jīng)過第二非門UlOB后變?yōu)榈碗娖叫盘?，此低電平信號和第二比較器U7輸出端的高電平信號經(jīng)過第二或門U5B后轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?，并傳給第二比較器U7的鎖存使能端，由于鎖存使能端是低電平有效，所以此時第二比較器U7并不被鎖存輸出 ’從TO時刻剛開始，噴油器電磁閥L中流過的電流比較小，低端電流采樣信號S7低于設(shè)定的峰值翻轉(zhuǎn)閾值，此時第二比較器U7輸出的高壓中間信號S4a為高電平；噴油器電磁閥L中流過的電流隨后迅速變大，在Tl時刻達(dá)到開啟電流Il的峰值時，低端電流采樣信號S7超過設(shè)定的峰值翻轉(zhuǎn)閾值，第二比較器U7 的輸出(高壓中間信號S4a)翻轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖剑藭r第二或門U5B輸出低電平，第二比較器U7 輸出的高壓中間信號S4a (低電平)被鎖存；從11時刻到Tl+At時刻這一段時間內(nèi)，設(shè)定高壓開放信號S3為高電平，高壓中間信號S4a為低電平，因此輸出與門U8輸出的實際高壓開放信號S4為低電平，實際高壓開放信號S4的低電平使得高端開關(guān)管驅(qū)動電路I去關(guān)閉高壓開關(guān)管Tboost，噴油器電磁閥L中流過的電流隨后下降；到了 Tl+At時刻，MCU發(fā)出的設(shè)定高壓開放信號S3轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖?，?jīng)過第二非門UlOB后變?yōu)楦唠娖叫盘?，第二或門U5B 的輸出轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?，第二比較器U7被解除鎖存，而在Tl+Λ t時刻，低端電流采樣信號S7 已經(jīng)小于設(shè)定的峰值翻轉(zhuǎn)閾值，因此此刻第二比較器U7輸出的高壓中間信號S4a轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?；從Tl+At時刻開始，雖然第二比較器U7輸出的高壓中間信號S4a轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖剑窃O(shè)定高壓開放信號S3已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖?，所以實際高壓開放信號S4依然為低電平；本選缸周期從Tl時刻開始，實際高壓開放信號S4為低電 平，高壓開關(guān)管Tboost關(guān)閉，噴油器電磁閥L就不再從高壓源Boost中取得驅(qū)動電流。
本實施例的第一比較器U7采用美信公司的一款具有鎖存結(jié)構(gòu)的高速比較器 MAX941，其管腳具體為1腳-正電源端、2腳-正相輸入端、3腳-反相輸入端、4腳-關(guān)閉端、5腳-鎖存使能端、6腳-接地端、7腳-輸出端、8腳-空管腳。
如圖4所示，所述電流調(diào)制電路6包括電流調(diào)制子電路、第一與門U9A、第二與門U9B;二階電流控制信號S5和低端電流采樣信號S7輸入電流調(diào)制子電路；電流調(diào)制子電路的輸出端連接第一與門U9A的一個輸入端，短路保護(hù)邏輯信號S2輸入第一與門WA的另一個輸入端；第一與門U9A的的輸出端連接第二與門U9B的一個輸入端，選缸信號SI輸入第二與門U9B的另一個輸入端，第二與門U9B的輸出端輸出電流調(diào)制信號S6。
電流調(diào)制子電路通過即時的低端電流采樣信號S7以及二階電流控制信號S5動態(tài)生成電流調(diào)制信號S6，電流調(diào)制信號S6還需要和短路保護(hù)邏輯信號S2、選缸信號SI做與運(yùn)算，以保證電流調(diào)制電路6工作安全可靠；隨后電流調(diào)制信號S6傳給高端開關(guān)管驅(qū)動電路I，電流調(diào)制電路6和高端開關(guān)管驅(qū)動電路I協(xié)同工作，產(chǎn)生需要的驅(qū)動電流，并且將噴油器電磁閥L的維持電流調(diào)制成具有二階結(jié)構(gòu)的波形(見圖6)，即一階維持電流12和二階維持電流13。電流調(diào)制子電路一般是由遲滯比較器構(gòu)成的。
下面結(jié)合圖6說明本發(fā)明的一個選缸周期內(nèi)的工作情況。圖6中的相位圖可以分為分為六個階段(T0-T1，T1-T2, T2-T3, T3-T4，T4-T5，T5-T6)。
系統(tǒng)的MCU在Tl時刻發(fā)出驅(qū)動指令，驅(qū)動指令包括選缸信號SI (同時驅(qū)動高端開 關(guān)管驅(qū)動電路I和低端選通電路3)，設(shè)定高壓開放信號S3和二階電流控制信號S5。
第一階段(T0到Tl時刻，為電流峰值設(shè)定階段)，從TO時刻開始，高壓開關(guān)管 Tboost、選通開關(guān)管T_lowsidel、調(diào)制開關(guān)管Tbattery同時打開，電流從高壓源Boost輸 出端流出，流經(jīng)高壓開關(guān)管Tboost，第一二極管D1，調(diào)制開關(guān)管Tbattery，噴油器電磁閥 L,選通開關(guān)管T_loWSidel，采樣電阻Rl到地形成一個完整回路。
在Tl時刻，電流達(dá)到了電流峰值限制電路2設(shè)定的峰值，電流峰值限制電路2 輸出的實際高壓開放信號S4為低電平，高壓開關(guān)管Tboost關(guān)閉，在該時刻調(diào)制開關(guān)管 Tbattery也關(guān)閉；從圖6可以看出設(shè)定高壓開放信號S3和實際高壓開放信號S4并不完全 重合，實際高壓開放信號S4的高電平時間通常會比設(shè)定高壓開放信號S3的高電平時間會 小At時間，這樣的設(shè)計可以保證即使噴油器的一致性有差異也能保證噴油器的驅(qū)動峰值 電流一致。
第二階段(Tl到T2時刻)，在Tl時刻高壓開關(guān)管Tboost、調(diào)制開關(guān)管Tbattery 關(guān)閉，此時電流的走向變?yōu)閺膰娪推麟姶砰yL的低端流出經(jīng)過選通開關(guān)管T_loWSidel到 地，然后經(jīng)過續(xù)流二極管D到達(dá)噴油器電磁閥L的高端形成完整回路；該電流將逐漸下降， 在T2時刻達(dá)到電流調(diào)制電路6設(shè)定的一階維持電流12的閾值。
第三階段(T2到T3時刻，一階維持電流階段)，在該階段電流調(diào)制電路6輸出電流 調(diào)制信號S6使得電流以一階維持電流12的閾值為中心進(jìn)行震蕩；在電流震蕩上升階段調(diào) 制開關(guān)管Tbattery開啟，電流從蓄電池Battery輸出端流出，經(jīng)第二二極管D2、調(diào)制開關(guān)管 Tbattery、噴油器電磁閥L、選通開關(guān)管T_lowsidel、采樣電阻Rl到地形成一個完整回路； 電流震蕩下降階段，電流從噴油器電磁閥L低端流出，流經(jīng)選通開關(guān)管T_loWSidel、采樣電 阻Rl到地，然后經(jīng)過續(xù)流二極管D到達(dá)噴油器電磁閥L的高端形成一個完整回路；在T3時 刻二階電流控制信號S5發(fā)生作用，使得電流調(diào)制電路6的閾值變?yōu)槎A維持電流13的閾 值,此時刻調(diào)制開關(guān)管Tbattery關(guān)閉。
第四階段(T3到T4時刻)，在T3時刻調(diào)制開關(guān)管Tbattery關(guān)閉，此時電流的走向 為從噴油器電磁閥L低端流出，流經(jīng)選通開關(guān)管T_loWSidel、采樣電阻Rl到地，然后經(jīng)過續(xù) 流二極管D到達(dá)噴油器電磁閥L的高端形成一個完整回路；該電流將逐漸下降，在T4時刻 達(dá)到電流調(diào)制電路6設(shè)定的二階維持電流13的閾值。
第五階段(T4到T5時刻，二階維持電流階段)，在該階段電流調(diào)制電路6輸出電 流調(diào)制信號S6使得電流以二階維持電流13的閾值為中心進(jìn)行震蕩；在電流震蕩上升階段 調(diào)制開關(guān)管Tbattery開啟，電流從蓄電池Battery輸出端流出，經(jīng)第二二極管D2、調(diào)制開 關(guān)管Tbattery、噴油器電磁閥L、選通開關(guān)管T_lowsidel、采樣電阻Rl到地形成一個完整 回路；電流震蕩下降階段，電流從噴油器電磁閥L低端流出，流經(jīng)選通開關(guān)管T_loWSidel、 采樣電阻Rl到地，然后經(jīng)過續(xù)流二極管D到達(dá)噴油器電磁閥L的高端形成一個完整回路； 在T5時刻選缸信號SI結(jié)束(轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖?，此時刻調(diào)制開關(guān)管Tbattery、選通開關(guān)管T_ Iowsidel 關(guān)閉。
第六階段(Τ5到Τ6時刻)，此階段調(diào)制開關(guān)管Tbattery、選通開關(guān)管T_loWSidel 關(guān)閉，此時電流的走向為從噴油器電磁閥L的低端流出經(jīng)第三二極管D3，流向高壓源Boost,給高壓源Boost中的儲能電容充電。
本發(fā)明的每一個高端驅(qū)動支路能夠獨(dú)享一個調(diào)制開關(guān)管Tbattery，而非傳統(tǒng)結(jié)構(gòu) 中的數(shù)個低端驅(qū)動支路共孚一個聞端調(diào)制開關(guān)管。在調(diào)制聞頻維持電流或者工作在聞轉(zhuǎn) 速，多次噴射極端工況的時候，這種結(jié)構(gòu)可耐受較高的電流調(diào)制頻率，可以在發(fā)動機(jī)極端工 況(發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速合并多次噴射)下可靠工作。
權(quán)利要求
1.一種能承受高頻開關(guān)損耗的電磁閥驅(qū)動裝置，包括MCU，其特征在于還包括高端開關(guān)管驅(qū)動電路⑴、電流峰值限制電路⑵、低端選通電路⑶、低端電流采樣電路⑷、電流短路保護(hù)電路(5)、電流調(diào)制電路(6)、高壓開關(guān)管(Tboost)、多個高端驅(qū)動支路、選通開關(guān)管(T_loWSidel)、第一二極管(Dl)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、采樣電阻(Rl);每個高端驅(qū)動支路包括一個調(diào)制開關(guān)管(Tbattery)、一個續(xù)流二極管(D)、以及與調(diào)制開關(guān)管(Tbattery)串聯(lián)的噴油器電磁閥(L)； 高壓源(Boost)連接高壓開關(guān)管(Tboost)的漏極，高壓開關(guān)管(Tboost)的源極連接第一二極管(Dl)的正極，第一二極管(Dl)的負(fù)極連接每個高端驅(qū)動支路中的調(diào)制開關(guān)管(Tbattery)的漏極；高端開關(guān)管驅(qū)動電路(I)連接高壓開關(guān)管(Tboost)的柵極、每個高端驅(qū)動支路中的調(diào)制開關(guān)管(Tbattery)的柵極、電流峰值限制電路(2)以及電流調(diào)制電路(6);蓄電池(Battery)連接第二二極管(D2)的正極，第二二極管(D2)的負(fù)極連接每個聞端驅(qū)動支路中的調(diào)制開關(guān)管(Tbattery)的漏極；每個聞端驅(qū)動支路中的調(diào)制開關(guān)管(Tbattery)的源極連接續(xù)流二極管(D)的負(fù)極和噴油器電磁閥(L)的一端，續(xù)流二極管(D)的正極接地；每個高端驅(qū)動支路中的噴油器電磁閥(L)的另一端連接選通開關(guān)管(T_loWSidel)的漏極以及第三二極管(D3)的正極，第三二極管(D3)的負(fù)極接高壓源(Boost);低端選通電路(3)連接選通開關(guān)管(T_lowsidel)的柵極，選通開關(guān)管(T_lowsidel)的源極通過采樣電阻(Rl)接地；低端電流采樣電路(4)連接選通開關(guān)管(T_lowsidel)的源極和采樣電阻(Rl)的連接點(diǎn)，進(jìn)行驅(qū)動電流的采樣，低端電流采樣電路(4)還連接電流峰值限制電路(2)、電流短路保護(hù)電路(5)、電流調(diào)制電路(6);電流短路保護(hù)電路(5)連接電流調(diào)制電路(6);電流調(diào)制電路(6)還連接高端開關(guān)管驅(qū)動電路⑴；MCU連接高端開關(guān)管驅(qū)動電路(I)、電流峰值限制電路(2)、低端選通電路(3)、電流短路保護(hù)電路(5)和電流調(diào)制電路(6)； MCU發(fā)出選缸信號(SI)并將其傳給高端開關(guān)管驅(qū)動電路(I)、低端選通電路(3)、電流短路保護(hù)電路(5)和電流調(diào)制電路(6)，MCU發(fā)出設(shè)定高壓開放信號(S3)并將其傳入電流峰值限制電路(2)，MCU發(fā)出二階電流控制信號(S5)并將其傳給電流調(diào)制電路(6);低端電流采樣電路(4)將采樣后產(chǎn)生的低端電流采樣信號(S7)傳給電流峰值限制電路(2)、電流短路保護(hù)電路(5)和電流調(diào)制電路(6);電流峰值限制電路(2)產(chǎn)生實際高壓開放信號(S4)并傳給高端開關(guān)管驅(qū)動電路(I);電流短路保護(hù)電路(5)產(chǎn)生短路保護(hù)邏輯信號(S2)并將其傳給電流調(diào)制電路(6);電流調(diào)制電路(6)產(chǎn)生電流調(diào)制信號(S6)并將其傳給高端開關(guān)管驅(qū)動電路(I)。
2.如權(quán)利要求1所述的能承受高頻開關(guān)損耗的電磁閥驅(qū)動裝置，其特征在于所述電流短路保護(hù)電路(5)包括第一非門(UlOA)、第一或門(U5A)、第一比較器(U6)、第十九電阻(R19)、第二十電阻(R20)、第十電阻(RlO)、第十電容(ClO);選缸信號(SI)輸入第一非門(UlOA)，第一非門(UlOA)的輸出端連接第一或門(U5A)的一個輸入端，第一比較器(U6)的輸出端連接第一或門(U5A)的另一個輸入端；第一或門(U5A)的輸出端連接第一比較器(U6)的鎖存使能端；低端電流米樣信號(S7)輸入第一比較器(U6)的反相輸入端,第十九電阻(R19) —端連接正電源(+5V)，另一端連接第二十電阻(R20)的一端和第一比較器(U6)的正相輸入端，第二十電阻(R20)的另一端接地；第一比較器(U6)的關(guān)閉端通過第十電阻(RlO)接正電源(+5V)，第一比較器(U6)的正電源端接正電源(+5V)，接地端接地；第十電容(Cio)的一端接地，另一端連接第一比較器(U6)的正電源端；第一比較器(U6)的輸出端輸出短路保護(hù)邏輯信號(S2)。
3.如權(quán)利要求1所述的能承受高頻開關(guān)損耗的電磁閥驅(qū)動裝置，其特征在于所述電流峰值限制電路(2)包括第二非門(UlOB)、第二或門(U5B)、第二比較器(U7)、輸出與門(U8)、第二i^一電阻(R21)、第二十二電阻(R22)、第二十電阻(R20)、第二十電容(C20)；設(shè)定高壓開放信號(S3)輸入第二非門(UlOB)，第二非門(UlOB)的輸出端連接第二或門(U5B)的一個輸入端,第二比較器(U7)的輸出端連接第二或門(U5B)的另一個輸入端；第二或門(U5B)的輸出端連接第二比較器(U7)的鎖存使能端；低端電流采樣信號(S7)輸入第二比較器(U7)的反相輸入端，第二十一電阻(R21) —端連接正電源(+5V)，另一端連接第二十二電阻(R22)的一端和第二比較器(U7)的正相輸入端，第二十二電阻(R22)的另一端接地；第二比較器(U7)的關(guān)閉端通過第二十電阻(R20)接正電源(+5V)，第二比較器(U7)的正電源端接正電源(+5V)，接地端接地；第二十電容(C20)的一端接地，另一端連接第二比較器(U7)的正電源端；設(shè)定高壓開放信號(S3)傳入輸出與門(U8)的一個輸入端,第二比較器(U7)的輸出端連接輸出與門(U8)的另一個輸入端，輸出與門(U8)的輸出端輸出實際高壓開放信號(S4)。
4.如權(quán)利要求1所述的能承受高頻開關(guān)損耗的電磁閥驅(qū)動裝置，其特征在于所述電流調(diào)制電路(6)包括電流調(diào)制子電路、第一與門(U9A)、第二與門(U9B) ;二階電流控制信號(S5)和低端電流采樣信號(S7)輸入電流調(diào)制子電路；電流調(diào)制子電路的輸出端連接第一與門(U9A)的一個輸入端，短路保護(hù)邏輯信號(S2)輸入第一與門(U9A)的另一個輸入端；第一與門(U9A)的的輸出端連接第二與門(U9B)的一個輸入端,選缸信號(SI)輸入第二與門(U9B)的另一個輸入端，第二與門(U9B)的輸出端輸出電流調(diào)制信號(S6)； 電流調(diào)制子電路通過即時的低端電流采樣信號(S7)以及二階電流控制信號(S5)動態(tài)生成電流調(diào)制信號(S6)，電流調(diào)制信號(S6)還需要和短路保護(hù)邏輯信號(S2)、選缸信號(SI)做與運(yùn)算，以保證電流調(diào)制電路(6)工作安全可靠；隨后電流調(diào)制信號(S6)傳給高端開關(guān)管驅(qū)動電路(I)，電流調(diào)制電路(6)和高端開關(guān)管驅(qū)動電路(I)協(xié)同工作，產(chǎn)生需要的驅(qū)動電流，并且將噴油器電磁閥(L)的維持電流調(diào)制成具有二階結(jié)構(gòu)的波形，即一階維持電流(12)和二階維持電流(13)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能承受高頻開關(guān)損耗的電磁閥驅(qū)動裝置，包括MCU，還包括高端開關(guān)管驅(qū)動電路、電流峰值限制電路、低端選通電路、低端電流采樣電路、電流短路保護(hù)電路、電流調(diào)制電路、高壓開關(guān)管、多個高端驅(qū)動支路、選通開關(guān)管、第一二極管、第二二極管、第三二極管、采樣電阻；每個高端驅(qū)動支路包括一個調(diào)制開關(guān)管、一個續(xù)流二極管、以及與調(diào)制開關(guān)管串聯(lián)的噴油器電磁閥。所述電流短路保護(hù)電路包括第一非門、第一或門、第一比較器、第十九電阻、第二十電阻、第十電阻、第十電容；所述電流峰值限制電路包括第二非門、第二或門、第二比較器、輸出與門、第二十一電阻、第二十二電阻、第二十電阻、第二十電容。本發(fā)明用于噴油器電磁閥的驅(qū)動。
文檔編號F02D41/30GK102996274SQ201210540189
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者謝宏斌, 曾偉, 蔣誠, 張愛云, 俞謝斌, 高威, 徐劍飛 申請人:中國第一汽車股份有限公司無錫油泵油嘴研究所