一种具有升压功能的高速电磁阀的喷射驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电磁阀喷射驱动技术领域，具体为一种具有升压功能的高速电磁阀的喷射驱动电路。
【背景技术】
[0002]随着柴油机电子控制技术的不断提高，喷射系统已经逐步由传统的机械栗喷射系统发展到现在的电控单体栗喷射系统与共轨喷射系统，高速电磁阀驱动作为其关键技术之一，也得到了迅猛的发展。在以电磁阀作为执行部件的柴油机电控燃油喷射系统中，电磁阀的驱动对整个喷射系统的性能起着决定性的作用。
[0003]目前的技术中，一般高速电磁阀的驱动均采用双电源驱动，即电磁阀在高压电源作用下快速启动与关闭，在低压电源下通过PWM调制使电磁阀上的电流维持在开启电流和喷射过程的维持电流之间，达到加快开关响应速度和降低系统功耗的目的。但是，驱动电路中的低压电源为车载电源，高压电源由车载电源升压得到，需要单独的DC/DC变换电路，实现电路比较复杂。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明旨在提出一种具有升压功能的高速电磁阀的喷射驱动电路，电路可以在喷射期间完成升压，如果喷射期间电压未达到设定值，还可在两次喷射间隙继续进行升压，不需额外的升压电路。
[0005]为达到此目的，对驱动电路做了改进，采用公共线上的采样电阻采集电磁阀电流信号，电流采集不受上下开关管通断的限制，并设计了专门的电流采样反馈电路，具体的技术方案是这样实现的:
[0006]—种具有升压功能的高速电磁阀的喷射驱动电路，包括电磁阀驱动主体电路、高压信号采样电路和驱动电流信号采样电路，
[0007]所述高压信号采样电路用来采集电磁阀驱动主体电路的高压信号11，并反馈给电磁阀喷射驱动控制单元；
[0008]所述驱动电流信号采样电路用来采集电磁阀驱动主体电路的电磁阀电流信号15、16,并反馈给电磁阀喷射驱动控制单元；
[0009]所述电磁阀驱动主体电路为高低位M0S管驱动电路结构，接收电磁阀喷射驱动控制单元发出的M0S管控制信号，驱动高速电磁阀完成喷射动作，并通过高压信号采样电路将采集的高压信号和通过驱动电流信号采样电路将采集的电磁阀电流信号15、16反馈到电磁阀喷射驱动控制单元，形成闭环控制。
[0010]进一步的，所述电磁阀驱动主体电路1包括:M0S管Ql、Q2、Q3、Q4，高压储能电容E1，隔离二极管D1、D2，续流二极管D3、D4、D5，驱动对象为电磁阀1和电磁阀2，具体的连接方式是:
[0011]高位M0S管Q1的源极同时与高压信号11、高压VH、高压储能电容E1的正极、隔离二极管D1的负极、续流二极管D4，D5的负极相连；高位MOS管Q1的栅极接收来自电磁阀喷射驱动控制单元4的控制信号13 ;高位MOS管Q1的漏极同时与电磁阀电流信号15、采样电阻R1的一端、隔离二极管D2的负极和续流二极管D3的负极相连，续流二极管D3的正极与GND相连；
[0012]高位M0S管Q2的源极与低压VL、隔离二极管D1的正极相连，高位M0S管Q2的栅极接收来自电磁阀喷射驱动控制单元4的控制信号14，高位M0S管Q2的漏极与隔离二极管D2的正极相连；米样电阻R1的另一端与电磁阀电流信号16、电磁阀1，2的一端相连；电磁阀1的另一端与续流二极管D4的正极、低位M0S管Q3的源极相连，低位M0S管Q3的栅极接收来自电磁阀喷射驱动控制单元4的控制信号19 ;电磁阀2的另一端与续流二极管D5的正极、低位M0S管Q4的源极相连；低位M0S管Q4的栅极接收来自电磁阀喷射驱动控制单元4的控制信号20 ;低位M0S管Q4的漏极与低位M0S管Q3的漏极和GND相连。
[0013]进一步的，所述高压信号采样电路包括分压电阻Rl、R2,差分放大器U1，比较器U2 ;具体的连接方式是:
[0014]分压电阻R2的一端与高压信号11相连，分压电阻R2的另一端与分压电阻R3的一端、差分放大器U1的正向输入端相连，分压电阻R3的另一端与差分放大器U1的反向输入端和GND相连；差分放大器U1的输出端与比较器U2的正向输入端相连，比较器U2的反向输入端与参考电压VR1相连，比较器U2的输出端输出电压反馈信号12，此信号在高压信号11达到参考电压VR1设定值时输出高电平。
[0015]进一步的，所述驱动电流信号采样电路包括电阻R4、R5、R6、R7、R8，共模差分放大器U3，比较器U4、U5 ;共模差分放大器U3的正向输入端与电磁阀电流信号15相连，共模差分放大器U3的反向输入端与电磁阀电流信号16相连，共模差分放大器U3的输出端通过电阻R4与比较器U4、U5的反向输入端相连，比较器U4的正向输入端与电阻R5的一端、电阻R6的一端相连，电阻R5的另一端连接参考电压VRH ;比较器U4的输出端与电阻R6的另一端、输出信号17相连；比较器U5的正向输入端与电阻R7的一端、电阻R8的一端相连，电阻R7的另一端连接参考电压VRL，比较器U5的输出端与电阻R8的另一端、输出信号18相连。
[0016]相对于现有技术，本发明具有以下优势:
[0017](1)电磁阀驱动电流通过中间公共线直接采集，精度高、控制灵活、不受上下M0S管通断的限制，大大简化了电路；
[0018](2)不需要额外的升压电路，高压储能电容与电磁阀连接，可利用电磁阀本身的电感特性为尚压电容充电，在喷射过程中同时进行升压，在喷射间隔也可补充升压，电路结构简单容易实现。
【附图说明】
[0019]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0020]图1为本发明实施例所述的具有升压功能的高速电磁阀的喷射驱动电路总体原理示意图；
[0021]图2为本发明实施例所述的电磁阀驱动主体电路原理示意图；
[0022]图3为本发明实施例所述的高压信号采样电路原理示意图；
[0023]图4为本发明实施例所述的驱动电流信号采样电路原理示意图；
[0024]图5为本发明实施例所述的驱动电流与升压波形示意图。
[0025]附图标记说明:
[0026]1-电磁阀驱动主体电路，2_尚压彳目号米样电路，3_驱动电流彳目号米样电路，4_电磁阀喷射驱动控制单元。
【具体实施方式】
[0027]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0028]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0029]—种具有升压功能的高速电磁阀的喷射驱动电路，如图1所示，电磁阀驱动主体电路1、高压信号采样电路2和驱动电流信号采样电路3，所述高压信号采样电路2用来采集电磁阀驱动主体电路1的高压信号11，并反馈给电磁阀喷射驱动控制单元4 ;所述驱动电流信号采样电路3用来采集电磁阀驱动主体电路1的电磁阀电流信号15、16，并反馈给电磁阀喷射驱动控制单元4 ;所述电磁阀驱动主体电路1为高低位M0S管驱动电路结构，接收电磁阀喷射驱动控制单元4发出的M0S管控制信号，驱动高速电磁阀完成喷射动作，并通过高压信号采样电路2将采集的高压信号和通过驱动电流信号采样电路3将采集的电磁阀电流信号15、16反馈到电磁阀喷射驱动控制单元4，形成闭环控制。
[0030]如图2所示，本发明所述电磁阀驱动主体电路1为高低位M0S管驱动的电路结构。包括:M0S管Q1、Q2、Q3、Q4，高压储能电容E1，隔离二极管D1、D2，续流二极管D3、D4、D5，驱动对象为电磁阀1和电磁阀2，在实际应用中可连接多路电磁阀。具体的连接方式是:
[0031]高位M0S管Q1的源极同时与高压信号11、高压VH、高压储能电容E1的正极、隔离二极管D1的负极、续流二极管D4，D5的负极相连；高位M0S管Q1的栅极接收来自电磁阀喷射驱动控制单元4的控制信号13 ;高位M0S管Q1的漏极同时与电磁阀电流信号15、采样电阻R1的一端、隔离二极管D2的负极和续流二极管D3的负极相连，续流二极管D3的正极与GND相连；
[0032]高位M0S管Q2的源极与低压VL、隔离二极管D1的正极相连，高位M0S管Q2的栅极接收来自电磁阀喷射驱动控制单元4的控制信号14，高位M0S管Q2的漏极与隔离二极管D2的正极相连；米样电阻R1的另一端与电磁阀电流信号16、电磁阀1，2的一端相连(电路可接多路电磁阀)；电磁阀1的另一端与续流二极管D4的正极、低位M0S管Q3的源极相连，低位M0S管Q3的栅极接收来自电磁阀喷射驱动控制单元4的控制信号19 ;电磁阀2的另一端与续流二极管D5的正极、低位M0S管Q4的源极相连；低位M0S管Q4的栅极接收来自电磁阀喷射驱动控制单元4的控制信号20 ;低位M0S管Q4的漏极与低位M0S管Q3的漏极和GND相连。
[0033]如图3所示，本发明实施例的高压信号采样电路⑵为运放电路结构，包括分压电阻R1、R2，差分放大器U1，比较器U2。具体的连接方式是:
[0034]分压电阻R2的一端与高压信号11相连，分压电阻R2的另一端与分压电阻R3的一端、差分放大器U1的正向输入端相连，分压电阻R3的另一端与差分放大器U1的反向输入端和GND相连；差分放大器U1的输出端与比较器U2的正向输入