[发明专利]一种天然气发动机电磁阀喷射驱动电路

说明书

技术领域

一种天然气发动机电磁阀喷射驱动电路，涉及电控天然气发动机喷气电磁阀的驱动电路，属于电控发动机硬件系统技术领域。

背景技术

在电控天然气发动机喷射系统中，对电磁阀的驱动控制是实现多点喷射精确控制的基础。电磁阀动作是通过控制驱动电流产生的电磁力实现的。关闭电磁阀时，接通驱动电路并产生适当的驱动电流，驱动电流又通过电磁阀线圈产生足够的电磁力驱动衔铁运动并落座，从而断开电磁阀某条天然气管路；电磁阀打开时，驱动电路断开，不再产生驱动电流与电磁力，衔铁在复位弹簧的作用下复位，接通关闭时闭合的气路。这是一个涉及到机、电、磁等诸多因素相互作用的过程，使电磁阀衔铁运动的机械能是由电磁力提供的，但电磁力受控于驱动电流，而驱动电流又是由驱动电路控制的。

为达到保护电磁阀、提高可靠性等目的，电磁阀关闭过程对驱动电流大小、持续时间等参数都有一定的要求，这些参数使驱动电流表现出特定的波形。现阶段，综合性能最好的是‘峰值+维持’波形的驱动电流，该电流波形如图1所示。为了实现该类型的驱动电流，已开发出一些驱动电路。如传统的高低端驱动结构，各电磁阀共用一个高端驱动电路，包括一个高端驱动电源和一个高端功率驱动管。每个电磁阀各有一套低端驱动电路，主要器件为一低端功率三极管为检测驱动电流，多在各电磁阀的公共端设置采样电阻。工作时，通过改变高端功率三极管控制脉冲的占空比调整驱动电流大小，通过选通低端功率三极管实现选缸功能。该驱动电路虽然实现简单，但是存在一些缺点：首先，对驱动电流进行控制需要实现软件反馈，即单片机对驱动电流采样，然后对控制脉冲占空比进行调制控制，软件工作量较大，同时控制频率较低，精度无法提高。其次，在硬件驱动上无法有效防止误喷射的发生。

传统的天然气电磁阀喷射驱动电路在驱动能力、控制可靠性上都需要改进。为克服以上不足，本发明的任务是提高驱动电路能力，提高驱动可靠性；同时降低驱动电路的成本。

发明内容

本发明的目的在于提出一种可配置式天然气喷射电磁阀驱动电路。整个驱动电路包括峰值维持脉宽产生电路、峰值维持电流设定电路、防止误喷射电路、高低边驱动及电流采样电路四部分组成。峰值维持脉宽产生电路包括比较器、保护二极管、电阻、电容等；峰值维持电流设定电路包括比较器、三极管、电阻、电容等；防止误喷射电路包括比较器、电阻、电容等；高低边驱动及电流采样电路包括高低边驱动芯片、二极管、电容、驱动管、运算放大器、采样电阻等。该控制电路接收喷射控制脉冲，自动产生峰值脉宽设定，可以维持驱动电流在设定范围内。

峰值维持脉宽产生电路由比较器A和两路RC电路组成。包括电阻R10、R14、R18，电容C1、C2、C7，齐纳二极管D1、D3，比较器A。电容C7连接喷射输入信号DRVSIGNAL1和比较器A的负极端口。电阻R18，一端接比较器A的负极端口，另一端接地。齐纳二极管D3和电阻R18并联，阴极端接比较器A的负极端口，阳极端接地。电容C1一端接地，一端接电源VCC。电阻R8一端接地，另一端接比较器A的正极端口。电阻R14一端接电源VCC，另一端接比较器A的正极端口。齐纳二极管D1和电阻R8并联，阴极端接比较器A的正极端口，阳极端接地。电容C2连接比较器A的正极端口和输出端口。电阻R10连接电源VCC和比较器A的输出端口。该电路输入信号为喷射控制信号DRVSIGNAL1，输出给峰值维持电流设定电路的信号为比较器A的输出端口信号COUT1。

峰值维持电流设定电路包括比较器B，NPN三极管Q1，电阻R1、R2、R3、R5、R7、R11、R12、R16，电容C4。比较器A的输出信号COUT1输入三极管Q1的基极，三极管的发射极接地。电阻R16一端接电阻R12，另一端接地。电阻R12连接R16和三极管Q1的发射极。电阻R11一端与三极管Q1的发射极相连，另一端和电阻R7相连。电阻R7一端连接电源VCC，另一端连接电阻R11。电容C4一端连接电阻R11，另一端连接电阻R5。电阻R5连接电容C4和电阻R2。电阻R2一端接比较器B的正极端口，另一端接地。比较器B的负极端口输入来自高低边驱动及电流采样电路输出的电流反馈信号CRT1。电阻R1连接比较器B的正极端口和输出端口。电阻R3一端接电源VCC，另一端接比较器B的输出端口。该电路的输入信号为来自峰值维持脉宽产生电路的COUT1信号和来自高低边驱动及电流采样电路的CRT1信号，输出到防止误喷射电路的信号为比较器B的输出端口信号COUT2。