專利名稱：一種電磁閥驅(qū)動(dòng)高效升壓電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于柴油機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電磁閥驅(qū)動(dòng)高效升壓電路。
背景技術(shù)：
在某高速電磁閥脈寬調(diào)制與電流反饋驅(qū)動(dòng)電路中，為加快電磁閥響應(yīng)速度，提高電磁閥供電電壓是行之有效的方法。但是，傳統(tǒng)的高壓產(chǎn)生電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作不可靠、升壓效率低、適應(yīng)范圍窄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決傳統(tǒng)高壓產(chǎn)生電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作不可靠、升壓效率低、適應(yīng)范圍窄的問題，設(shè)計(jì)了一種性能優(yōu)越的電磁閥驅(qū)動(dòng)高效升壓電路，在短時(shí)間內(nèi)能夠高效率地獲得設(shè)置的升壓電壓。本發(fā)明的技術(shù)方案
一種電磁閥驅(qū)動(dòng)高效升壓電路，其特征在于，所述電路由CPLD可編程邏輯器、場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)電路、電壓檢測(cè)電路、電壓比較器、充電電流比較器、電流放大器、轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路組成；
CPLD可編程邏輯器有4個(gè)端，HV_0VER端與電壓比較器連接，BST_CTRL端與場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)電路連接，To_C_MAX端與充電電流比較器連接，另一個(gè)端與轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路連接；開關(guān)電路有3個(gè)端，分別與電壓檢測(cè)電路、場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)電路和電流放大器連接；電流放大器接地；
CPLD可編程邏輯器、電壓比較器、電壓檢測(cè)電路、開關(guān)電路與場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成一個(gè)回路；CPLD可編程邏輯器、充電電流比較器、電流放大器、開關(guān)電路與場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成另一個(gè)回路；以升壓開關(guān)管導(dǎo)通電流與升壓電容電壓為控制目標(biāo)，組成雙閉環(huán)反饋系統(tǒng)；
CPLD可編程邏輯器所用晶振為有源晶振；場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)電路是5V電平驅(qū)動(dòng)；開關(guān)電路由升壓電感、場(chǎng)效應(yīng)晶體管、二極管、采樣電阻與耐高溫高壓電容組成；電壓比較器由升壓電壓給定電位器與5V單電源供電的高精度運(yùn)算放大器組成；充電電流比較器由充電電流給定電位器與5V單電源供電的高精度運(yùn)算放大器組成；轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路采用可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；
所述電磁閥驅(qū)動(dòng)高效升壓電路，設(shè)置有對(duì)開關(guān)管的工作電流進(jìn)行反饋檢測(cè)功能，且最大工作電流可調(diào)；所述電磁閥驅(qū)動(dòng)高效升壓電路的升壓工作機(jī)制，即開始升壓的條件為，檢測(cè)到轉(zhuǎn)速且噴射結(jié)束。設(shè)計(jì)計(jì)算電路結(jié)構(gòu)與電路參數(shù)，對(duì)升壓電感參數(shù)進(jìn)行精確匹配，對(duì)CPLD可編程控制邏輯進(jìn)行優(yōu)化，通過軟件靈活方便設(shè)置升壓電壓與電流，實(shí)現(xiàn)了升壓值為100V的電磁閥驅(qū)動(dòng)高效升壓，滿足轉(zhuǎn)速高、供油持續(xù)期長(zhǎng)、電流大的電磁閥快速驅(qū)動(dòng)與響應(yīng)能力。以升壓開關(guān)管導(dǎo)通電流與升壓電容電壓為控制目標(biāo)組成雙閉環(huán)反饋系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了可靠性高、參數(shù)可靈活調(diào)整的電磁閥驅(qū)動(dòng)用高效升壓電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)升壓電流與電壓的精確控制。利用轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路提供最低轉(zhuǎn)速工作信號(hào)，通過電壓設(shè)置與電流設(shè)置限定升壓的電壓值和單次充電能量，設(shè)計(jì)開關(guān)管導(dǎo)通電流采樣電路，對(duì)充電電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，設(shè)計(jì)電壓檢測(cè)電路對(duì)升壓電壓進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，通過兩個(gè)比較器將模擬電壓電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字邏輯電平反饋信號(hào)，提供給CPLD可編程邏輯器，由CPLD輸出控制邏輯，以脈寬調(diào)制方式實(shí)現(xiàn)高效升壓。本發(fā)明的有益效果
1.通過軟件靈活方便設(shè)置升壓電壓與電流，實(shí)現(xiàn)了升壓值為100V的電磁閥驅(qū)動(dòng)高效 升壓，滿足轉(zhuǎn)速高、供油持續(xù)期長(zhǎng)、電流大的電磁閥快速驅(qū)動(dòng)與響應(yīng)能力；
2.電磁閥驅(qū)動(dòng)用高效升壓電路可靠性高、參數(shù)可靈活調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)升壓電流與電壓的精確控制。


圖I為本發(fā)明的電路圖。附圖各標(biāo)記分別表示
1-CPLD可編程邏輯器
2-場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)電路
3-開關(guān)電路
4-電壓檢測(cè)電路
5-電壓比較器
6-充電電流比較器
7-電流放大器
8-轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路。
具體實(shí)施例方式一種電磁閥驅(qū)動(dòng)高效升壓電路，所述電路由CPLD可編程邏輯器、場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)電路、電壓檢測(cè)電路、電壓比較器、充電電流比較器、電流放大器、轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路組成；
CPLD可編程邏輯器有4個(gè)端，HV_0VER端與電壓比較器連接，BST_CTRL端與場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)電路連接，To_C_MAX端與充電電流比較器連接，另一個(gè)端與轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路連接；開關(guān)電路有3個(gè)端，分別與電壓檢測(cè)電路、場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)電路和電流放大器連接；電流放大器接地；
CPLD可編程邏輯器、電壓比較器、電壓檢測(cè)電路、開關(guān)電路與場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成一個(gè)回路；CPLD可編程邏輯器、充電電流比較器、電流放大器、開關(guān)電路與場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成另一個(gè)回路；以升壓開關(guān)管導(dǎo)通電流與升壓電容電壓為控制目標(biāo)，組成雙閉環(huán)反饋系統(tǒng)；CPLD可編程邏輯器所用晶振為有源晶振；場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)電路是5V電平驅(qū)動(dòng)；開關(guān)電路由升壓電感、場(chǎng)效應(yīng)晶體管、二極管、采樣電阻與耐高溫高壓電容組成；電壓比較器由升壓電壓給定電位器與5V單電源供電的高精度運(yùn)算放大器組成；充電電流比較器由充電電流給定電位器與5V單電源供電的高精度運(yùn)算放大器組成；轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路采用可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；
所述電磁閥驅(qū)動(dòng)高效升壓電路，設(shè)置有對(duì)開關(guān)管的工作電流進(jìn)行反饋檢測(cè)功能，且最大工作電流可調(diào)；所述電磁閥驅(qū)動(dòng)高效升壓電路的升壓工作機(jī)制，即開始升壓的條件為，檢測(cè)到轉(zhuǎn)速且噴射結(jié)束。設(shè)計(jì)計(jì)算電路結(jié)構(gòu)與電路參數(shù)，對(duì)升壓電感參數(shù)進(jìn)行精確匹配，對(duì)CPLD可編程控制邏輯進(jìn)行優(yōu)化，通過軟件靈活方便設(shè)置升壓電壓與電流，實(shí)現(xiàn)了升壓值為100V的電磁閥驅(qū)動(dòng)高效升壓，滿足轉(zhuǎn)速高、供油持續(xù)期長(zhǎng)、電流大的電磁閥快速驅(qū)動(dòng)與響應(yīng)能力。以升壓開關(guān)管導(dǎo)通電流與升壓電容電壓為控制目標(biāo)組成雙閉環(huán)反饋系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了 可靠性高、參數(shù)可靈活調(diào)整的電磁閥驅(qū)動(dòng)用高效升壓電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)升壓電流與電壓的精確控制。利用轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路提供最低轉(zhuǎn)速工作信號(hào)，通過電壓設(shè)置與電流設(shè)置限定升壓的電壓值和單次充電能量，設(shè)計(jì)開關(guān)管導(dǎo)通電流采樣電路，對(duì)充電電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，設(shè)計(jì)電壓檢測(cè)電路對(duì)升壓電壓進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，通過兩個(gè)比較器將模擬電壓電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字邏輯電平反饋信號(hào)，提供給CPLD可編程邏輯器，由CPLD輸出控制邏輯，以脈寬調(diào)制方式實(shí)現(xiàn)高效升壓。本發(fā)明的工作過程如下
當(dāng)指示升壓開始的升壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)輸入時(shí)，CPLD可編程邏輯器會(huì)檢測(cè)到轉(zhuǎn)速，判斷充電電壓反饋信號(hào)與電流反饋信號(hào)，如果電壓反饋信號(hào)不到設(shè)置值，CPLD輸出一定頻率的PWM脈寬調(diào)制信號(hào)，控制開關(guān)管Tl導(dǎo)通狀態(tài)，如果電壓反饋信號(hào)達(dá)到設(shè)置值，將關(guān)斷場(chǎng)效應(yīng)晶體管Tl，停止充電，在場(chǎng)效應(yīng)晶體管導(dǎo)通期間檢測(cè)電流反饋信號(hào)，如果達(dá)到電流設(shè)置值，會(huì)提前關(guān)閉場(chǎng)效應(yīng)晶體開關(guān)管Tl。轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路采用可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成。場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)邏輯電路2使用施密特反相器，增加CPLD輸出的驅(qū)動(dòng)能力，力口快場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通關(guān)斷速率。升壓電路3由升壓電感、場(chǎng)效應(yīng)晶體管、二極管、采樣電阻與耐高溫高壓電容組成。場(chǎng)效應(yīng)晶體管導(dǎo)通，電流上升，升壓電感儲(chǔ)能，由程序控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管，導(dǎo)通一定時(shí)間后晶體管關(guān)斷，此時(shí)升壓電感電壓反向，與蓄電池電壓疊加，通過二極管對(duì)電容充電，當(dāng)電容充電到一定時(shí)間本次充電結(jié)束，其中充電電流通過精密電阻R17進(jìn)行采樣。電流放大電路7由運(yùn)算放大器U3B、反饋網(wǎng)絡(luò)R10、電流給定電位器Wl等組成，將電流采樣電阻的mV級(jí)電壓信號(hào)進(jìn)行放大，放大后的電壓信號(hào)進(jìn)入電壓比較電路6與電流設(shè)定值進(jìn)行比較，達(dá)到升壓電流設(shè)置值，比較器輸出高電平，反饋給CPLD可編程邏輯器，當(dāng)充電電流達(dá)到設(shè)置值，本次充電結(jié)束。電壓檢測(cè)電路4由分壓電阻與穩(wěn)壓管組成，把100V的升壓電壓轉(zhuǎn)換成5V的邏輯電壓，進(jìn)入電壓比較電路5與電壓設(shè)置值進(jìn)行比較，達(dá)到升壓電壓設(shè)置值，比較器輸出高電平信號(hào)，反饋給CPLD可編程邏輯器，當(dāng)升壓電壓達(dá)到設(shè)置值，本循環(huán)充電結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種電磁閥驅(qū)動(dòng)高效升壓電路，其特征在于，所述電路由CPLD可編程邏輯器(I)、場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)電路(2)、開關(guān)電路(3)、電壓檢測(cè)電路(4)、電壓比較器(5)、充電電流比較器(6)、電流放大器(7)、轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路(8)組成； CPLD可編程邏輯器(I)有4個(gè)端，HV_OVER端與電壓比較器(5 )連接，BST_CTRL端與場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)電路(2)連接，To_C_MAX端與充電電流比較器(6)連接，另一個(gè)端與轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路(8 )連接；開關(guān)電路(3 )有3個(gè)端，分別與電壓檢測(cè)電路(4 )、場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)電路(2 )和電流放大器(7 )連接；電流放大器(7 )接地； CPLD可編程邏輯器(I)、電壓比較器(5)、電壓檢測(cè)電路(4)、開關(guān)電路(3)與場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)電路(2 )構(gòu)成一個(gè)回路；CPLD可編程邏輯器(I)、充電電流比較器(6 )、電流放大器(7)、開關(guān)電路(3)與場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)電路(2)構(gòu)成另一個(gè)回路；以升壓開關(guān)管導(dǎo)通電流與升壓電容電壓為控制目標(biāo)，組成雙閉環(huán)反饋系統(tǒng)； CPLD可編程邏輯器(I)所用晶振為有源晶振；場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)電路(2)是5V電平驅(qū)動(dòng)；開關(guān)電路(3)由升壓電感、場(chǎng)效應(yīng)晶體管、二極管、采樣電阻與耐高溫高壓電容組成；電壓比較器(5)由升壓電壓給定電位器與5V單電源供電的高精度運(yùn)算放大器組成；充電電流比較器(6)由充電電流給定電位器與5V單電源供電的高精度運(yùn)算放大器組成；轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路(8)采用可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器； 所述電磁閥驅(qū)動(dòng)高效升壓電路，設(shè)置有對(duì)開關(guān)管的工作電流進(jìn)行反饋檢測(cè)功能，且最大工作電流可調(diào)；所述電磁閥驅(qū)動(dòng)高效升壓電路的升壓工作機(jī)制，即開始升壓的條件為，檢測(cè)到轉(zhuǎn)速且噴射結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電磁閥驅(qū)動(dòng)高效升壓電路，所述電路由CPLD可編程邏輯器(1)、場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)電路(2)、開關(guān)電路(3)、電壓檢測(cè)電路(4)、電壓比較器(5)、充電電流比較器(6)、電流放大器(7)、轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路(8)組成；模塊構(gòu)成兩個(gè)回路，以升壓開關(guān)管導(dǎo)通電流與升壓電容電壓為控制目標(biāo)，組成雙閉環(huán)反饋系統(tǒng)。本發(fā)明可通過軟件靈活方便設(shè)置升壓電壓與電流，實(shí)現(xiàn)了升壓值為100V的電磁閥驅(qū)動(dòng)高效升壓，滿足轉(zhuǎn)速高、供油持續(xù)期長(zhǎng)、電流大的電磁閥快速驅(qū)動(dòng)與響應(yīng)能力；電磁閥驅(qū)動(dòng)用高效升壓電路可靠性高、參數(shù)可靈活調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)升壓電流與電壓的精確控制。
文檔編號(hào)H02M3/155GK102679021SQ201210145899
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月12日
發(fā)明者孟長(zhǎng)江, 焦玉琴, 王孝, 白思春, 褚全紅, 郭佳旭 申請(qǐng)人:中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)第七0研究所