[发明专利]能承受高频开关损耗的电磁阀驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁阀驱动装置，尤其是一种能承受高频开关损耗的电磁阀驱动装置。

背景技术

目前专利CN202194730U，CN1651742A中公知的电磁阀驱动拓补结构，都采用数个低端选通共用一个高端开关的形式。这种结构可以满足一般的发动机工况的驱动需求，也可满足感性参数较大的电磁阀驱动需求。但是对于需要高转速合并多次喷射的极端工况，或者需要使用高频调制电流的感性参数较小的新型喷油器时，该拓补结构的驱动上桥的高端调制开关管就容易发热损坏。现在的新型喷油器都具有响应时间快,喷油精度高等特点,其感性参数变得更小。在驱动这些喷油器工作的时候，驱动电路将流过较大幅值的调制电流，并且这些调制电流的频率非常高，比如某款BOSCH产品的喷油器驱动电流，幅值达25A，调制频率达到50KHZ。另外专利CN202194730U公知的电流保护电路，采用了RS触发器来锁存短路信号，触发器需要高频时钟，实施结构比较复杂，需要占用系统的软件资源。专利CN202194730U公知的电流峰值限制电路，采用了触发器来锁存峰值限制时刻。触发器需要高频时钟，实施结构比较复杂，也需要占用系统的软件资源。

发明内容

本发明的目的是补充现有技术中存在的不足，提供一种能承受高频开关损耗的电磁阀驱动装置，通过改进传统驱动结构的拓补结构，使得传统方式中集中于驱动上桥的高端调制开关管的功耗平均分散到多个高端驱动支路的调制开关管上，提高了整个驱动结构的开关损耗耐受程度。本发明还使用高速锁存运放搭建结构简单的电流短路保护电路和电流峰值限制电路。

本发明采用的技术方案是：一种能承受高频开关损耗的电磁阀驱动装置，包括MCU，还包括高端开关管驱动电路、电流峰值限制电路、低端选通电路、低端电流采样电路、电流短路保护电路、电流调制电路、高压开关管、多个高端驱动支路、选通开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、采样电阻；每个高端驱动支路包括一个调制开关管、一个续流二极管、以及与调制开关管串联的喷油器电磁阀。

高压源连接高压开关管的漏极，高压开关管的源极连接第一二极管的正极，第一二极管的负极连接每个高端驱动支路中的调制开关管的漏极；高端开关管驱动电路连接高压开关管的栅极、每个高端驱动支路中的调制开关管的栅极、电流峰值限制电路以及电流调制电路；蓄电池连接第二二极管的正极，第二二极管的负极连接每个高端驱动支路中的调制开关管的漏极；每个高端驱动支路中的调制开关管的源极连接续流二极管的负极和喷油器电磁阀的一端，续流二极管的正极接地；每个高端驱动支路中的喷油器电磁阀的另一端连接选通开关管的漏极以及第三二极管的正极，第三二极管的负极接高压源；低端选通电路连接选通开关管的栅极，选通开关管的源极通过采样电阻接地；低端电流采样电路连接选通开关管的源极和采样电阻的连接点，进行驱动电流的采样，低端电流采样电路还连接电流峰值限制电路、电流短路保护电路、电流调制电路；电流短路保护电路连接电流调制电路；电流调制电路还连接高端开关管驱动电路；MCU连接高端开关管驱动电路、电流峰值限制电路、低端选通电路、电流短路保护电路和电流调制电路。

MCU发出选缸信号并将其传给高端开关管驱动电路、低端选通电路、电流短路保护电路和电流调制电路，MCU发出设定高压开放信号并将其传入电流峰值限制电路，MCU发出二阶电流控制信号并将其传给电流调制电路；低端电流采样电路将采样后产生的低端电流采样信号传给电流峰值限制电路、电流短路保护电路和电流调制电路；电流峰值限制电路产生实际高压开放信号并传给高端开关管驱动电路；电流短路保护电路产生短路保护逻辑信号并将其传给电流调制电路；电流调制电路产生电流调制信号并将其传给高端开关管驱动电路。

所述电流短路保护电路包括第一非门、第一或门、第一比较器、第十九电阻、第二十电阻、第十电阻、第十电容；选缸信号输入第一非门，第一非门的输出端连接第一或门的一个输入端，第一比较器的输出端连接第一或门的另一个输入端；第一或门的输出端连接第一比较器的锁存使能端；低端电流采样信号输入第一比较器的反相输入端，第十九电阻一端连接正电源+5V，另一端连接第二十电阻的一端和第一比较器的正相输入端，第二十电阻的另一端接地；第一比较器的关闭端通过第十电阻接正电源+5V，第一比较器的正电源端接正电源+5V，接地端接地；第十电容的一端接地，另一端连接第一比较器的正电源端；第一比较器的输出端输出短路保护逻辑信号。