电容储能式高速电磁阀驱动电路的研制new

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1、自控与测量自控与测量■清华大学汽车安全与节能国家重点实验室刘剑飞申琳张云龙电容储能式高速电磁阀驱动电路的研制摘要：本文介绍了一种电容储能式高速电磁阀驱动电路。通过采用高端电流检测反馈控制PWM输出实现了对电磁阀电流的精确控制。与传统的电磁阀驱动电路相比，其控制逻辑简单，更符合电磁阀的电流响应特点，且有利于降低功耗和防止电磁阀过载。关键词：高速电磁阀；驱动电路；电容储能；高端电流检测引言致分为可调电阻式、双电压式、脉在这部分情况下喷油器能正常工高压共轨燃油喷射系统是柴油宽调制式和双电压脉宽调制式4种

2、。作，即保证喷油正时和精确喷油发动机的发展方向之一。该系统通其中可调电阻式驱动电路结构量。过控制燃油的共轨压力和喷油器的简单但功耗较大，双电压式功耗有快速启闭来保证发动机对喷油正所减小但仍不理想。脉宽调制式与电容储能式时、精确喷油量及理想喷油率等方双电压脉宽调制式均采用PWM来高速电磁阀驱动电路面的要求。其中关键执行器件是高控制电磁阀保持电流，大大减小了主体电路速电磁阀，其电流响应特性决定其功耗。与脉宽调制式相比，双电压电容储能式高速电磁阀驱动电驱动电路应满足下列基本要求。脉宽调制式的好处在于电磁

3、阀保持路原理如图1所示。转子机前缸的1.电磁控制阀开启前的能量强电流由蓄电池提供，减轻了DC/DC引燃喷油脉宽信号INJ1与后缸的引激功率驱动模块应以尽可能高的速升压电路的负载。燃喷油脉宽信号INJ3通过或非门率为电磁阀注入能量,确保电磁控然而上述的几种驱动电路存在后，输入到高端驱动芯片驱动高端制阀在开启过程中产生足够大的电的共同问题是难以确保在喷油脉宽功率MOS管Q1，DC/DC升压后的磁作用力,缩短开启响应时间。时序重叠的情况下电磁阀的正常打100V电源通过Q1打开后向电容C12.电磁控制阀开

4、启后,因工作开。这是因为当两路喷油信号在相充电，在喷油脉宽周期内Q1关断。气隙较小,磁路磁阻很低,电磁线圈位上重叠时，其中一路电磁阀的导PWM发生器通过功率MOS管Q2控通入较小的保持电流便能产生足够通将导致DC/DC升压电路的电压制12V电源输入的占空比。Q1与Q2大的电磁作用力以保证电磁控制阀瞬时下降，这时的电压将无法保证的源极分别通过二极管D11和D12的可靠开启。小的保持电流可以降另一路电磁阀的正常打开。连接电磁阀L1与L3的上端，D11和低能量消耗,减小线圈发热,同时有本文的课题背景中，

5、柴油高压D12的作用是将100V和12V两个不利于电磁控制阀的快速闭合。共轨转子机前后双缸分别配备双喷同电压的电源隔离开。INJ1和INJ3综上所述，电磁阀驱动电路的油器，即引燃喷油器和主喷油器分分别通过低端功率MOS管Q4和Q5设计要求在电磁阀的不同工作阶段别独立控制，且两路喷油器在部分实现选缸。D13、D14为续流二极管。应维持相应的理想驱动电流。工作中喷油时序重叠。因此需设计电流检测放大器与PWM发生器相目前常见的电磁阀驱动电路大开发一种新型的驱动电路，以保证连实现反馈控制。Electron

6、icDesign&ApplicationWorld-NikkeiElectronicsChina93自控与测量自控与测量电路工作过程如下。当ECU输出喷油脉宽INJ1时，Q4选缸导通，电容C1在INJ1开始时刻向电磁阀L1放电。这时Q5无选缸信号，电磁阀L3截止，Q1关断，禁止100V向电容C1充电，12V自行反向截止。直到C1放电至低于12V后，12V通过Q2以PWM方式向电磁阀L1提供能量。PWM占空比通过电流检测放大器实现反馈控制。INJ1结束后，Q4关断，L1截止，Q1导通，100V开始向

7、C1充电。当发动机经过一个工作循环，ECU输出后缸引燃喷油脉宽INJ3时，电容C1已充满电，这时高端部分重复上述工作过程，Q5选缸导通，电磁阀L3工作，电磁阀L4截止。图2为电磁阀的电流波形图，作特性。与双电压脉宽调制式驱动电压下降不大，这就要求自举电容从中可以看到电磁阀的整个工作过电路相比，电容储能式的驱动电路具有合适的电容量且漏电流要小。程。A点时刻C1开始放电，电磁阀功耗更小。且由于电容每次储能是反向二极管的选择则要求在高端打电流迅速上升；在B点时刻电磁阀有限的，所以可防止在某些意外状开时，

8、其反向漏电流必须足够小，电流到达峰值电流约30A；至C点况下电磁阀发生过载烧毁。以维持自举电容两端的压差。时刻C1电压从100V降到12V，12V同时，电容储能式驱动电路无电容器的选择电源开始提供电流，电路中设置了需象其他几种驱动电路那样必须通为保证高压开启部分能提供足保持电流10A，D点时刻喷油脉宽结过喷油脉宽同步产生一个开启脉宽够的能量，需对放电电容的容量进束，电磁阀关断，电容C1开始充电；做为高压的控制信号，从而简化了行计算。E点时刻电容C1充满,电压上升到电路逻辑。由图3的