專利名稱：壓電噴油器驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及壓電噴油器領(lǐng)域，尤其是一種壓電噴油器驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
壓電噴油器的性能在很大程度上取決于驅(qū)動(dòng)電路的性能，目前壓電噴油器驅(qū)動(dòng)電路存在以下技術(shù)問題一是無法提供足夠的高壓，以實(shí)現(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器輸出較大位移，二是不能對壓電驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行快速充放電，使其快速伸縮，實(shí)現(xiàn)壓電噴油器的快速響應(yīng)。但
發(fā)明內(nèi)容為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種壓電噴油器驅(qū)動(dòng)電路，該電路能實(shí)現(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器輸出較大位移，能對壓電驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行快速充放電。為實(shí)現(xiàn)以上發(fā)明目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為壓電噴油器驅(qū)動(dòng)電路，其不同之處在于其包括單片機(jī)系統(tǒng)、PWM驅(qū)動(dòng)電路、蓄電池、Boost升壓電路、充放電電路、壓電噴油器、采樣電路，壓電噴油器內(nèi)設(shè)置有壓電陶瓷及壓電驅(qū)動(dòng)器，Boost升壓電路將蓄電池提供電壓進(jìn)行升壓后向充放電電路輸出可調(diào)直流電壓，充放電電路受控對前級輸出的直流電壓進(jìn)行斬波，輸出電壓脈沖對壓電噴油器的壓電陶瓷快速充電，并給壓電驅(qū)動(dòng)器提供放電通路，單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出PWM信號至PWM驅(qū)動(dòng)電路，PWM驅(qū)動(dòng)電路控制Boost升壓電路、充放電電路的工作狀態(tài)，單片機(jī)系統(tǒng)還通過采樣電路接收來自壓電噴油器的采樣信號。對比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具備以下有益效果1)、輸出0 200V可調(diào)方波電壓；2)、占空比可調(diào)；3)、頻率IOOHz以上；4)、輸出電阻盡可能小，瞬時(shí)輸出電流要大；5)、電路盡可能簡單、安全、可靠。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的單片機(jī)工作流程。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，壓電噴油器驅(qū)動(dòng)電路，其包括單片機(jī)系統(tǒng)、PWM驅(qū)動(dòng)電路、蓄電池、Boost升壓電路、充放電電路、壓電噴油器、采樣電路，壓電噴油器內(nèi)設(shè)置有壓電陶瓷及壓電驅(qū)動(dòng)器，Boost升壓電路將蓄電池提供電壓進(jìn)行升壓后向充放電電路輸出可調(diào)直流電壓，充放電電路受控對前級輸出的直流電壓進(jìn)行斬波，輸出電壓脈沖對壓電噴油器的壓電陶瓷快速充電，并給壓電驅(qū)動(dòng)器提供放電通路，單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出PWM信號至PWM驅(qū)動(dòng)電路，PWM驅(qū)動(dòng)電路控制Boost升壓電路、充放電電路的工作狀態(tài)，單片機(jī)系統(tǒng)還通過采樣電路接收來自壓電噴油器的米樣信號。具體的，如圖2所示，電路設(shè)計(jì)要分兩部分考慮。第一，將蓄電池提供的48V/24V直流電壓升壓，提供輸出O 200V可調(diào)的直流電源，并且能很快提供壓電驅(qū)動(dòng)器快速充電需要的電流或電荷。第二，控制上述直流電壓脈沖對壓電驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行快速充放電。綜合考慮，本壓電噴油器驅(qū)動(dòng)電路分兩級組成，前級部分是升壓電路，采用Boost升壓電路將蓄電池提供的48V/24V升壓、電容濾波儲能，輸出電壓0 200V可調(diào)的直流電壓；后級部分是充放電電路，受控對前級輸出的直流電壓進(jìn)行斬波，輸出電壓脈沖對壓電陶瓷快速充電，并給壓電驅(qū)動(dòng)器提供放電通路。圖2中，功率開關(guān)管VT1 VT3采用IGBT，二極管VD1 VD3分別是IGBT VT1 VT3內(nèi)部反并聯(lián)二極管，VD0是放電續(xù)流二極管，電感Z2是充放電限流電感，用來保護(hù)開關(guān)器件和壓電陶瓷閥的，使其免受大浪涌電流的破壞。考慮到柴油機(jī)實(shí)際工作情況，選擇用24V蓄電池做為初級電源，控制電路中的輔助電源從蓄電池取電后給控制電路中其它電路供電。以Ad// c841單片機(jī)作為控制核心，通過上位機(jī)通信或人為給定設(shè)置控制Ad// c841單片機(jī)確定輸出電壓脈沖幅值、重復(fù)頻率、占空比。輸出電壓檢測電路完成對壓電驅(qū)動(dòng)器兩端電壓的檢測，并送到Ad// c841單片機(jī)A/D輸入口進(jìn)行采樣，結(jié)合給定設(shè)置信息，經(jīng)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器處理、比較后輸出升壓PWM控制信號。PWM控制信號送到驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行功率放大后去驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管IGBT VT1的導(dǎo)通和關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)對蓄電池電壓的升壓，并保持輸出直流電壓的穩(wěn)定。二極管VD阻止輸出電容Ctl向輸入端反放電。輸出電容Ctl足夠大，使其電壓不因?qū)弘婒?qū)動(dòng)器充電而出現(xiàn)明顯降低。考慮到蓄電池的充放電速度較慢，在升壓電路輸入端并聯(lián)一個(gè)大容量電解電容Ci。根據(jù)上位機(jī)或人為給定設(shè)置，Ad// c841單片機(jī)送出適當(dāng)寬度和重復(fù)周期的充電PWM信號給IR2110驅(qū)動(dòng)電路的高端驅(qū)動(dòng)電路控制充電IGBT VT2導(dǎo)通，輸出電容Ctl經(jīng)充電IGBT VT2和限流電感L4給壓電驅(qū)動(dòng)器充電。Ad// c841單片機(jī)在充電IGBT VT2導(dǎo)通期間對壓電驅(qū)動(dòng)器兩端的輸出電壓進(jìn)行檢測，經(jīng)過數(shù)字PI調(diào)節(jié)器后控制輸出電容C。上的輸出直流電壓保持穩(wěn)定。在充電PWM信號的下降沿，Ad// c841單片機(jī)輸出高電平信號至IR2110驅(qū)動(dòng)電路的低端驅(qū)動(dòng)電路開通放電IGBT VT3，壓電驅(qū)動(dòng)器通過限流電感L2和放電IGBT VT3進(jìn)行放電。壓電驅(qū)動(dòng)器存儲電能向限流電感L2轉(zhuǎn)移，經(jīng)輸出電壓檢測電路檢測輸出電壓降低到一定值(接近于零)時(shí)，此時(shí)表示壓電驅(qū)動(dòng)器存儲的電能向限流電感L2即將釋放完，此時(shí)，Ad//c841單片機(jī)輸出低電平信號給IR2110驅(qū)動(dòng)電路的低端驅(qū)動(dòng)電路，關(guān)斷放電IGBT VT3,限流電感L2經(jīng)VD2和VDtl向輸出電容G釋放電能，將壓電驅(qū)動(dòng)器存儲的電能回饋到電源，減小電路損耗，提高能量利用效率。Ad// c841單片機(jī)工作的程序流程如圖3所示。
權(quán)利要求1.壓電噴油器驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于其包括單片機(jī)系統(tǒng)、PWM驅(qū)動(dòng)電路、蓄電池、 Boost升壓電路、充放電電路、壓電噴油器、采樣電路，壓電噴油器內(nèi)設(shè)置有壓電陶瓷及壓電驅(qū)動(dòng)器，Boost升壓電路將蓄電池提供電壓進(jìn)行升壓后向充放電電路輸出可調(diào)直流電壓，充放電電路受控對前級輸出的直流電壓進(jìn)行斬波，輸出電壓脈沖對壓電噴油器的壓電陶瓷快速充電，并給壓電驅(qū)動(dòng)器提供放電通路，單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出PWM信號至PWM驅(qū)動(dòng)電路，PWM驅(qū)動(dòng)電路控制Boost升壓電路、充放電電路的工作狀態(tài)，單片機(jī)系統(tǒng)還通過采樣電路接收來自壓電噴油器的米樣信號。
專利摘要本實(shí)用新型涉及壓電噴油器領(lǐng)域，尤其是一種壓電噴油器驅(qū)動(dòng)電路，其不同之處在于其包括單片機(jī)系統(tǒng)、PWM驅(qū)動(dòng)電路、蓄電池、Boost升壓電路、充放電電路、壓電噴油器、采樣電路，壓電噴油器內(nèi)設(shè)置有壓電陶瓷及壓電驅(qū)動(dòng)器，Boost升壓電路將蓄電池提供電壓進(jìn)行升壓后向充放電電路輸出可調(diào)直流電壓，充放電電路受控對前級輸出的直流電壓進(jìn)行斬波，輸出電壓脈沖對壓電噴油器的壓電陶瓷快速充電，并給壓電驅(qū)動(dòng)器提供放電通路，單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出PWM信號至PWM驅(qū)動(dòng)電路，PWM驅(qū)動(dòng)電路控制Boost升壓電路、充放電電路的工作狀態(tài)，單片機(jī)系統(tǒng)還通過采樣電路接收來自壓電噴油器的采樣信號。該電路能實(shí)現(xiàn)壓電驅(qū)動(dòng)器輸出較大位移，能對壓電驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行快速充放電。
文檔編號H02M9/04GK202867012SQ20122040103
公開日2013年4月10日 申請日期2012年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月14日
發(fā)明者劉振明, 歐陽光耀, 安士杰 申請人:劉振明, 歐陽光耀, 安士杰