[发明专利]一种压电晶体喷油器驱动电路

说明书

本发明提供一种压电晶体喷油器驱动电路，在MC33816的基础上，使用IRS2101提高MC33816的最高驱动电压能力，同时利用MC33816本身自带的硬件电流闭环/故障防护等功能，实现压电晶体喷油器的驱动；还在压电晶体充放电回路中串联一个电感L，由于电感的储能作用，充放电过程中能量可通过电感转移到电容，降低了电流变化速率，电流变化速率降低时，电流控制精度相应提高，MOS控制频率降低，提高了电路可靠性。

技术领域

本发明主要涉及压电晶体喷油器驱动电路领域，尤其涉及压电晶体喷油器驱动电路。

背景技术

随着排放法规越来越严格，不断提高喷射压力已成为柴油机喷射控制必不可少的手段,当前，柴油机供油系统所需的喷射峰值压力已由500Pa提高到1600Pa，共轨系统已经达到2000Pa。

常用的共轨系统有电磁式和压电式两种，压电式共轨系统由于响应时间短，驱动压力大和对燃油喷射量的精确控制优于电磁式共轨系统，在近年来得到迅猛发展，具有较好的发展前景。

压电晶体等效为固定容值的电容，电容充放电速度非常快，容易产生瞬间的大电流，当前主流方案使用预驱芯片实现压电晶体喷油器驱动，压电晶体充电电流精度控制不高，电流变化速率快，MOS驱动频率过高，容易产生过流，驱动电路长时间工作容易导致MOS损坏；驱动电路功能不完善，需要单片机软件完成电流闭环，响应时间长，单片机负荷高；驱动电路驱动能力低，无法实现高电压电路驱动。

发明内容

本发明提供一种压电晶体喷油器驱动电路，实现压电晶体喷油器的驱动控制，包括：压电晶体充电电路，所述压电晶体充电电路包括：预驱芯片、升压预驱芯片、MOS管Q1、MOS管Q2、压电晶体等效负载C和采样电阻R1，预驱芯片I/O接口接单片机，预驱芯片的输出口接MOS管Q2的G极，预驱芯片输出口与升压预驱芯片连接，实现升压，升压预驱芯片输出口接MOS管Q1的G极，MOS管Q1的S极信号接入压电晶体等效负载C，压电晶体等效负载C的另一端接MOS管Q2的D极，MOS管Q2的S极接采样电阻R1，采样电阻R1的另一端接地，采样电阻R1的两端还经过导线接入预驱芯片的输入口。

优选的，MOS管Q1为高边驱动MOS管，接入升压预驱芯片的输出端，MOS管Q1的S极经过电感L后接压电晶体等效负载C。

优选的，MOS管Q2为低边驱动MOS管，接入预驱芯片的输出端。

优选的，升压预驱芯片采用IRS2101，预驱芯片采用MC33816。

优选的，还包括压电晶体放电电路，所述压电晶体放电电路包括：预驱芯片、MOS管Q3、MOS管Q2、压电晶体等效负载C和采样电阻R2，预驱芯片I/O接口接单片机，预驱芯片的输出口接MOS管Q3的G极、MOS管Q2的G极，MOS管Q3的S极接采样电阻R2，采样电阻R2的两端还经过导线接入预驱芯片的输入口；MOS管Q3的D极信号接入压电晶体等效负载C，压电晶体等效负载C的另一端接MOS管Q2的D极，MOS管Q2的S极接地。

优选的，MOS管Q3为低边驱动MOS管，接入预驱芯片的输出端，MOS管Q3的S极经过电感L后接压电晶体等效负载C。

优选的，MOS管Q2为低边驱动MOS管，G极接入预驱芯片的输出端。

本专利提出的一种压电晶体驱动电路，驱动电路以NXP芯片MC33816为基础，对电路进行改进，使其实现压电晶体喷油器驱动控制，NXP芯片MC33816为一颗预驱芯片，主要用于柴油喷嘴驱动，芯片具备电流硬件闭环，电流控制精度高，同时具备故障防护诊断功能，但该芯片最大驱动电压只能达到72V，压电晶体正常驱动电压为200V，无法实现压电晶体喷油器的驱动控制。