電流驅(qū)動電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于柴油機(jī)技術(shù)，具體涉及一種電流驅(qū)動電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著排放法規(guī)的日益嚴(yán)格和世界范圍內(nèi)的能源危機(jī)，以及電子技術(shù)的快速發(fā)展推動了柴油機(jī)向數(shù)字化和智能化發(fā)展的步伐。為滿足柴油機(jī)數(shù)字化的發(fā)展需要，有效地降低柴油機(jī)的排放，大幅度改善柴油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性，柴油機(jī)最核心的部件一燃油噴射系統(tǒng)采用電子控制。電控燃油噴射系統(tǒng)是當(dāng)前的一種新型燃油噴射系統(tǒng)，它實(shí)現(xiàn)了高噴油壓力及噴油系統(tǒng)的全面柔性控制，可以實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)全工況性能優(yōu)化，特別是柴油機(jī)低速、低負(fù)荷時(shí)的工作性能可明顯改善。自2000年I月開始生效的IMO排放法規(guī)對船用柴油機(jī)的NOx排放提出了更高要求，電控燃油噴射系統(tǒng)的采用是滿足這一法規(guī)的有效途徑。高速電磁閥驅(qū)動是電控燃油噴射系統(tǒng)的核心技術(shù)，是電控燃油噴射系統(tǒng)可靠工作的重要保障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種電流驅(qū)動電路，以實(shí)現(xiàn)燃油噴射系統(tǒng)的高速電磁閥控制。
[0004]本實(shí)用新型所述的電流驅(qū)動電路，包括Boost升壓模塊、高壓電源、24V電源、單片機(jī)、第一高邊驅(qū)動模塊、第二高邊驅(qū)動模塊、電流信號調(diào)節(jié)模塊和低邊驅(qū)動模塊，所述單片機(jī)分別與Boost升壓模塊、第一高邊驅(qū)動模塊、第二高邊驅(qū)動模塊、電流信號調(diào)節(jié)模塊電連接，所述電流信號調(diào)節(jié)模塊與低邊驅(qū)動模塊連接，所述第一高邊驅(qū)動模塊與高壓電源連接，第二高邊驅(qū)動模塊與24V電源連接，所述高壓電源與Boost升壓模塊連接。
[0005]所述Boost升壓模塊產(chǎn)生的電壓在24V?100V范圍內(nèi)可調(diào)，用于控制電流上升時(shí)間；所述第一高邊驅(qū)動模塊、第二高邊驅(qū)動模塊及低邊驅(qū)動模塊用于控制電流值以及電流波形紋波，在O?25A范圍內(nèi)可調(diào);所述第一高邊驅(qū)動模塊、第二高邊驅(qū)動模塊均采用自舉懸浮驅(qū)動;所述電流信號調(diào)理模塊采用放大20倍的差分采集電路;所述單片機(jī)通過FADC端口對電流?目號進(jìn)行米集。
[0006]所述第一高邊驅(qū)動模塊和第二高邊驅(qū)動模塊的電路相同，其包括芯片Ul、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電容Cl、電容C2、二極管Dl、二極管D2和二極管D3 ；
[0007]所述芯片Ul的I腳經(jīng)電容C2與芯片Ul的4腳連接，芯片Ul的2腳經(jīng)電阻R4與芯片Ul的4腳連接，芯片Ul的5腳經(jīng)電阻R3與芯片Ul的6腳連接，芯片Ul的5腳還經(jīng)電容Cl與芯片Ul的8腳連接，二極管D2與電容Cl并聯(lián);芯片Ul的7腳分別與二極管D3的負(fù)極連接，電阻R2與二極管D3并聯(lián);芯片Ul的8腳經(jīng)二極管Dl、電阻Rl與芯片Ul的I腳連接；電阻Rl和電容C2的連接點(diǎn)接電源，電阻R4與電容C2的連接點(diǎn)接地。
[0008]所述低邊驅(qū)動模塊包括電阻R5、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二極管D7、電流源U2、電流源U3、反相器U4、反相器U5、反相器U6、mos管Ml、mos管M2、mos管M3和mos管M4 ；
[0009]所述mos管Ml的柵極經(jīng)電阻R5、二極管D4、電流源U2與mos管Ml的漏極連接，所述mos管Ml的柵極還經(jīng)二極管D5與mos管Ml的源極連接;所述mos管Ml的漏極與mos管M2的漏極連接，mos管M2的漏極經(jīng)反相器U4與mos管M2的柵極連接，mos管M2的源極經(jīng)電流源U3與mos管M3的源極連接，mos管M2的柵極依次經(jīng)反相器U5、反相器U6后分別與mos管M3的柵極、mos管M4的柵極連接，mos管M3的漏極與mos管M4的漏極連接，mos管M4的源極經(jīng)二極管D6、二極管D7與mos管M3的源極連接。
[0010]所述電流信號調(diào)節(jié)模塊包括電阻R6、電阻R7、采樣電阻R8、電阻R9、三極管Q1、放大器Al、補(bǔ)償電路U7和驅(qū)動門U8;
[0011]所述三極管Ql的基極與放大器Al的3腳連接;所述三極管Ql的集電極與放大器Al的I腳連接，放大器Al的2腳經(jīng)補(bǔ)償電路U7接地，放大器Al的2腳還與電阻R6的一端連接;所述三極管Ql的發(fā)射極經(jīng)電阻R7后接地;所述三極管Ql的發(fā)射極還與驅(qū)動門U8的一端連接；采樣電阻R8的一端與Vin—連接，采樣電阻R8的另一端與V1N+連接。
[0012]所述Boost升壓模塊包括芯片U9、電容C皿、電容Cin2、電容Cccimpl、電容Ccotp2、電容Csst、電容Civcc、電容CCiUT、電感Linput、電感Lbqqst、二極管Dbqqst、M0S管M5、電阻Rcqmp、電阻Rfreo、電阻Rcs、電阻Rfbl和電阻Rfbh ；
[0013]所述芯片U9的I腳經(jīng)電容Civcc接地;所述芯片U9的6腳經(jīng)電阻Rfbl接地;所述芯片U9的6腳還經(jīng)電阻Rfbh、電容Cqut接地;所述芯片U9的3腳接地;所述芯片U9的4腳經(jīng)電阻Rcs接地，芯片U9的4腳還與MOS管M5的源極連接;所述芯片U9的2腳與MOS管M5的柵極連接，MOS管M5的漏極經(jīng)二極管Dbqcist接電源Vbci ; MOS管M5的漏極還經(jīng)電感Lbqcist、電感Linput、電容Cin2后接地;所述芯片U9的14腳經(jīng)電容Cm接地;所述芯片U9的8腳經(jīng)電容Cccimp2接地;所述芯片U9的8腳還經(jīng)電阻Rccimp、電容Ccotp1接地;所述芯片U9的11腳經(jīng)電阻Rfreci接地;所述芯片U9的5腳經(jīng)電容Csst接地;所述芯片U9的12腳接地。
[0014]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015](I)峰值電流與保持電流在O?25A內(nèi)可調(diào)，并且控制電流上升時(shí)間的Boost升壓模塊生成電壓在24V?100V范圍內(nèi)可調(diào)，可滿足絕大多數(shù)高速電磁閥的驅(qū)動要求；
[0016](2)第一高邊驅(qū)動模塊和第二高邊驅(qū)動模塊均采用先進(jìn)的自舉懸浮驅(qū)動，結(jié)合局部電路參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效地防止了電路在工作過程中由于Latch-Up和Latch-Off等故障導(dǎo)致的電流波形異常，大大提高了驅(qū)動電路的工作可靠性；
[0017](3)低邊驅(qū)動模塊輸出電壓高達(dá)15V，并且驅(qū)動電流高達(dá)1A，可快速開啟低端開關(guān)；
[0018](5)電流信號調(diào)理模塊采用放大倍數(shù)為20的差分采集電路，抗干擾能力強(qiáng)，采集精度高；
[0019](6)采用目前Infineon TriCore最快速的FADC端口對電流信號進(jìn)行采集，采集速度快，控制精度高，當(dāng)輸出電流值為10A時(shí)，電流紋波可控制在IA范圍內(nèi)；
[0020](7)輸出電流實(shí)時(shí)的監(jiān)控，可對電路故障進(jìn)行及時(shí)的診斷。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本實(shí)用新型的原理框圖；
[0022]圖2為圖1中第一高邊驅(qū)動模塊或第二高邊驅(qū)動模塊的電路圖；
[0023]圖3為圖1中低邊驅(qū)動模塊的電路圖；
[0024]圖4為圖1中電流信號調(diào)節(jié)模塊的電路圖；
[0025]圖5為圖1中Boost升壓模塊的電路圖；
[0026]圖6為本實(shí)用新型所生成的電路波形圖；
[0027]其中:1、Boost升壓模塊，2、高壓電源，3、24V電源，4、第一高邊驅(qū)動模塊，5、第二高邊驅(qū)動模塊，6、高速電磁閥負(fù)載，7、低邊驅(qū)動模塊，8、電流信號調(diào)節(jié)模塊，9、單片機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0029]如圖1所示的電流驅(qū)動電路，包括Boost升壓模塊1、高壓電源2、24V電源3、單片機(jī)
9、第一高邊驅(qū)動模塊4、第二高邊驅(qū)動模塊5、電流信號調(diào)節(jié)模塊8和低邊驅(qū)動模塊7，所述單片機(jī)9分別與Boost升壓模塊1、第一高邊驅(qū)動模塊4、第二高邊驅(qū)動模塊5、電流信號調(diào)節(jié)模塊8電連接，所述電流信號調(diào)節(jié)模塊8與低邊驅(qū)動模塊7連接，所述第一高邊驅(qū)動模塊4與高壓電源2連接，第二高邊驅(qū)動模塊5與24V電源3連接，所述高壓電源2與Boost升壓模塊I連接。其中，單片機(jī)9采用Infineon Tricore TC1797。
[0030]使用時(shí)，如圖1所示，將高速電磁閥負(fù)載6分別與第一高邊驅(qū)動模塊4、第二高邊驅(qū)動模塊5、低邊驅(qū)動模塊7連接，高速電磁閥負(fù)載6的數(shù)量與低邊驅(qū)動模塊7的數(shù)量相同，且一一對應(yīng)連接，即一個高速電磁閥負(fù)載6需要一個低邊驅(qū)動模塊7來控制。
[0031 ] 所述Boost升壓模塊I產(chǎn)生的電壓在24V?100V范圍內(nèi)可調(diào)，用于控制電流上升時(shí)間。所述第一高邊驅(qū)動模塊4、第二高邊驅(qū)動模塊5及低邊驅(qū)動模塊7用于控制電流值以及電流波形紋波，在O?25A范圍內(nèi)可調(diào)。所述低邊驅(qū)動模塊7輸出電壓高達(dá)15V，并且驅(qū)動電流高達(dá)1A，可快速開啟低端開關(guān)。所述第一高邊驅(qū)動模塊4、第二高邊驅(qū)動模塊5均采用自舉懸浮驅(qū)動，結(jié)合布局電路參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠有效防止該電流驅(qū)動電路在工作過程中由于Latch-Up和Latch-Off等故障導(dǎo)致的電流波形異常，大大提高了電流驅(qū)動電路的工作可靠性;所述電流信號調(diào)理模塊采用放大20倍的差分采集電路，抗干擾能力強(qiáng)，采集精度高，可實(shí)時(shí)、精確地采集電流值，并反饋給單片機(jī)9。所述單片機(jī)9通過FADC端口對電流信號進(jìn)行采集，其采集速度快、控制精度高，當(dāng)輸出電流值為10A時(shí)，電流紋波可控制在IA范圍內(nèi)，不僅可以實(shí)時(shí)采集電流信號，還可以起到監(jiān)控作用，從而可對電路故障進(jìn)行診斷。故本實(shí)用新型所述的電流驅(qū)動電路具有抗干擾能力強(qiáng)、工作可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，可適用于絕大多數(shù)高速電磁閥的驅(qū)動。圖6為本實(shí)用新型所生成的電路波形圖。
[0032]如圖2所示，所述第一高邊驅(qū)動模塊和第二高邊驅(qū)動模塊的電路相同，其包括芯片Ul (其型號為IR2125S)、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電容Cl、電容C2、二極管D1、二極管D2和二極管D3;各元器件的連接關(guān)系如下:
[0033]所述芯片Ul的I腳經(jīng)電容C2與芯片Ul的4腳連接，芯片Ul的2腳經(jīng)電阻R4與芯片Ul的4腳連接，芯片Ul的5腳經(jīng)電阻R3與芯片Ul的6腳連接，芯片Ul的5腳還經(jīng)電容Cl與芯片Ul的8腳連接，二極管D2與電容Cl并聯(lián);芯片Ul的7腳