具有用于被感应地加热的燃料喷射器的多个有载扼流圈的调谐功率放大器制造技术

本发明专利技术涉及一种调谐功率放大器，其包括：调谐电容器，其与表示振荡器的电感的多个有载扼流圈串联连接；以及被连接到调谐电容器与有载扼流圈之间的串联连接的多个半导体功率开关。有载扼流圈可以是被感应加热的燃料喷射器的感应加热线圈。可以将感应加热线圈连接到共用电压源。可以使半导体功率开关的接通状态和关断状态与调谐功率放大器的固有谐振频率同步或者以其以下的频率被同步。

【技术实现步骤摘要】
具有用于被感应地加热的燃料喷射器的多个有载扼流圈的调谐功率放大器相关申请的交叉引用本申请涉及以下5个美国临时专利申请：与本临时专利申请在同一日提交并用代理人案卷号2012P01913US标识的由PerryCzimmek、MikeHornby和DougCosby专利技术的UsingResistanceEquivalenttoEstimateTemperatureofaFuel-InjectorHeater。与本临时专利申请在同一日提交并用代理人案卷号2012P01914US标识的由PerryCzimmek专利技术的TunedPowerAmplifierWithLoadedChokeForInductivelyHeatedFuelInjector。与本临时专利申请在同一日提交并用代理人案卷号2012P02060US标识的由PerryCzimmek、MikeHornby和DougCosby专利技术的UsingResistanceEquivalenttoEstimateHeaterTemperatureofanExhaustGasAfter-TreatmentComponent。与本临时专利申请在同一日提交并用代理人案卷号2012P02175US标识的由PerryCzimmek专利技术的ResistanceDeterminationForTemperatureControlOfHeatedAutomotiveComponents。与本临时专利申请在同一日提交并用代理人案卷号2012P02176US标识的由PerryCzimmek专利技术的ResistanceDeterminationwithIncreasedSensitivityforTemperatureControlofHeatedAutomotiveComponent。
技术介绍
本专利技术的实施例一般地涉及用于感应加热器的功率电子装置，且更具体地涉及用于可变喷雾式燃料喷射器的感应加热器驱动器。存在对于改善内燃机的排放物质量的持续需要。同时，存在在保持最大燃料经济性的同时使引擎起动时间和从接通到开走的时间最小化的压力。这些压力施加于以诸如乙醇的替换燃料作为燃料的引擎以及以汽油作为燃料的那些引擎。在冷温度引擎启动期间，常规火花点火式内燃机的特征在于高碳氢化合物排放物及不良的燃料点火和可燃性。除非引擎在停止和热浸之后已处于高温，否则起动时间可能是过大的，或者引擎可能根本不启动。在较高速度和负荷下，工作温度增大且燃料雾化和混合改善。在实际的引擎冷启动期间，实现启动所需的浓缩留下非化学当量式燃料供应，其具体化为高尾管碳氢化合物排放物。最坏的排放物是在引擎工作的前几分钟期间，之后催化剂和引擎接近工作温度。关于以乙醇为燃料的车辆，随着燃料的乙醇百分比增大至100%，冷启动的能力变得日益减少，导致某些制造商包括双燃料系统，其中用常规汽油为引擎启动供应燃料，并且用乙醇等级为引擎运行供应燃料。此类系统是昂贵且冗余的。冷启动排放物和低温下的启动困难的另一解决方案是将燃料预加热至其中燃料在被释放到歧管或大气压力时快速地蒸发或者立即蒸发（“闪速沸腾”）的温度。预热燃料复制热引擎到考虑燃料状态的程度。已经提出了许多预热方法，其中的大多数涉及燃料喷射器中的预热。燃料喷射器被广泛地用于计量到汽车引擎的进气歧管或汽缸中的燃料。燃料喷射器通常包括外壳，该外壳容纳一定体积的加压燃料、燃料进口部分、包含针形阀的喷嘴部分以及机电致动器，所述机电致动器诸如电磁螺线管、压电致动器或用于对针形阀进行致动的另一机构。当针形阀被致动时，加压燃料通过阀座中的孔口喷射出并进入引擎中。已经用于对燃料进行预热中的一种技术是用时变磁场以感应方式对燃料喷射器的金属元件进行加热。在美国专利号7,677,468、美国专利申请公开：20070235569、20070235086、20070221874、20070221761和20070221747中公开了具有感应加热的示例性燃料喷射器，其内容通过引用被整体地结合到本文中。能量被转换成在几何结构和材料方面适合于通过由时变磁场感生的磁滞和涡流损耗而被加热的部件内部的热量。被加热的燃料喷射器不仅在解决与汽油系统相关联的上述问题方面是有用的，而且在将乙醇等级燃料预热以在没有冗余汽油燃料系统的情况下实现成功的启动方面是有用的。由于感应加热技术使用时变磁场，所以该系统包括用于向燃料喷射器中的感应线圈提供适当的高频交流电的电子装置。常规感应加热是用功率的硬开关或电压和电流两者在开关器件中都为非零时的开关而实现的。通常，开关是在谐振器或储能电路的固有谐振频率附近的频率下完成的。谐振器包括被选择并优化成在适合于使耦合到被加热部件中的能量最大化的频率处谐振的电感器和电容器。储能电路的固有谐振频率是，其中，L是电路电感，并且C是电路电容。谐振时的峰值电压受到电路的电感器和电容器的能量损耗或者降低的品质因数Q的限制。可以用分别包括一对或两对半导体开关的所谓的半桥或全桥电路来实现硬开关。功率的硬开关导致开关噪声的负面后果以及来自电压源的谐振频率下的高振幅电流脉冲或其谐波。并且，当开关器件既不完全传导也不完全绝缘时，硬开关在线性接通和关断时段期间耗散功率。硬开关电路的频率越高，开关损耗越大。在题为ConstantCurrentZero-VoltageSwitchingInductionHeaterDriverforVariableSprayInjection的美国专利7,628,340中公开了驱动被加热的燃料喷射器的常规加热器电路，其中，开关是在最低可能中断功率下完成的。理想地，当开关器件中的电压或电流为零时，应向储能电路补充能量。已经知道电磁噪声在零电压或零电流开关期间较低并且在零电压开关期间是最低的，这在美国专利号7,628,430中被利用。还已经知道开关器件在零开关下耗散最小的功率。当正弦波穿过零点并使极性反转时、即当正弦波在从正到负的第一方向上穿过零点时以及当正弦波在从负到正的第二方向上穿过零点时，该理想开关点每个周期发生两次。在题为SynchronousFull-BridgePowerOscillator的由PerryCzimmek专利技术的美国专利公开20120267359中公开了驱动被加热的燃料喷射器的附加方法，其中，开关是在最低可能中断功率下完成的。公开的拓扑在修改的全桥或H桥配置中使用两对互补的功率开关晶体管对。与全桥驱动器的偏差是从恒定电流源电感器对桥进行馈送，并且用谐振储能电路来替换常规全桥的负载部分。与常规全桥的另一偏差是振荡器同步固有零开关拓扑，其以对角对的交替序列来驱动互补的晶体管对的栅极。用于驱动被加热的燃料喷射器的改进技术将提高现有技术的水平，其中，开关是在最低可能中断功率下完成的。
技术实现思路
本专利技术的实施例针对一种调谐功率放大器，其包括：与表示振荡器的电感的多个有载扼流圈串联连接的调谐电容器，以及被连接到调谐电容器与有载扼流圈之间的串联连接的多个半导体功率开关。有载扼流圈可以是被感应加热的燃料喷射器的感应加热线圈。可以将感应加热线圈连接到共用电压源。可以使半导体功率开关的接通状态和关断状态与调谐功率放大器的固有谐振频率同步或者以处于其以下的频率被同步。附图说明图1是E类或F类放大器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调谐功率放大器，包括：调谐电容器，其具有第一端子和第二端子；多个有载扼流圈，所述调谐电容器在多个串联连接处与所述多个有载扼流圈串联连接，其中，所述多个有载扼流圈被配置成表示至少一个振荡器的至少一个电感，其中所述多个串联连接包括第一串联连接点和不同于所述第一串联连接点的第二串联连接点，所述多个有载扼流圈包括第一有载扼流圈和第二有载扼流圈，其中每个有载扼流圈都包括用于耦合到共用电压源的第一端子并且包括第二端子，所述调谐电容器的第一端子在所述第一串联连接点处被连接到所述第一有载扼流圈的第二端子，所述调谐电容器的第二端子在所述第二串联连接点处被连接到所述第二有载扼流圈的第二端子；多个半导体功率开关，所述多个半导体功率开关被连接到调谐电容器与相应的多个有载扼流圈之间的所述多个串联连接，所述多个半导体功率开关包括第一半导体功率开关和第二半导体功率开关，每个半导体功率开关都包括第一感应端子、第二感应端子和控制端子，所述第一半导体功率开关的第一感应端子被连接到所述第一串联连接点并且所述第二半导体功率开关的第一感应端子被连接到所述第二串联连接点。

【技术特征摘要】
2012.12.31 US 61/7475111.一种调谐功率放大器，包括：调谐电容器，其具有第一端子和第二端子；多个有载扼流圈，所述调谐电容器在多个串联连接处与所述多个有载扼流圈串联连接，其中，所述多个有载扼流圈被配置成表示至少一个振荡器的至少一个电感，其中所述多个串联连接包括第一串联连接点和不同于所述第一串联连接点的第二串联连接点，所述多个有载扼流圈包括第一有载扼流圈和第二有载扼流圈，其中每个有载扼流圈都包括用于耦合到共用电压源的第一端子并且包括第二端子，所述调谐电容器的第一端子在所述第一串联连接点处被连接到所述第一有载扼流圈的第二端子，所述调谐电容器的第二端子在所述第二串联连接点处被连接到所述第二有载扼流圈的第二端子；多个半导体功率开关，所述多个半导体功率开关被连接到调谐电容器与相应的多个有载扼流圈之间的所述多个串联连接，所述多个半导体功率开关包括第一半导体功率开关和第二半导体功率开关，每个半导体功率开关都包括第一感应端子、第二感应端子和控制端子，所述第一半导体功率开关的第一感应端子被连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：PR齐梅克，
申请(专利权)人：大陆汽车系统公司，
类型：发明
国别省市：美国,US