一种高速电磁阀驱动电路及其实现方法技术

本发明专利技术公开了一种高速电磁阀驱动电路，包括：电子控制单元模块、第一电磁阀处理模块、第二电磁阀处理模块、主电路模块、采样电路模块、控制运算模块、维持放电回路模块和截止放电回路模块。所述第一电磁阀处理模块包括第一信号放大电路模块和第一ＭＯＳＦＥＴ驱动电路模块。所述第二电磁阀处理模块包括第二信号放大电路模块和第二ＭＯＳＦＥＴ驱动电路模块。本发明专利技术还公开了一种高速电磁阀驱动电路的实现方法。本发明专利技术具有低电压、大电流控制电磁阀的开启；以及具有电流实时反馈功能和采用低电压、小电流的单触发窄脉冲控制模式，适应能力强；具有维持电流大小可调节功能，节省能源等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电磁阀驱动领域，具体涉及。
技术介绍
现有的高速电磁阀驱动电路主要是采用高电压、大电流来对电磁阀的开启加以控 制，随后采用低电压，小电流的PWM波维持导通，从而来满足高速电磁阀驱动的要求。因此， 现有的高速电磁阀驱动电路在应用生产方面存在以下缺点一方面，它需要升压DC-DC转 换模块将蓄电池电压(12V或24V)升到IlOV以上，升压电源模块是该种设计的核心部件， 占据了不少空间，而且高压也带来了风险；另一方面，对于不同参数的电磁阀，需要调节硬 件电路或软件程序才能得到同样大小的维持电流，适应性不强。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高速电磁阀驱动电 路，本专利技术采用低电压、大电流控制电磁阀的开启，随后采用低电压、小电流的单触发窄脉 冲信号实时反馈来控制维持电流。解决了低电压，大电流驱动下电磁阀的快速响应，节省了 电路空间和加强了电路安全，灵活地满足了不同电磁阀的需求。本专利技术的目的之二在于提供一种高速电磁阀驱动电路的实现方法。本专利技术的目的之一通过下述技术方案实现一种高速电磁阀驱动电路，包括电子控制单元模块，用于输出开关信号(J信号)来控制电磁阀开启的总时间；第一电磁阀处理模块，用于根据开关信号和电磁阀驱动信号输出电流控制信号给 主电路模块；第二电磁阀处理模块，用于根据电子控制单元的开关信号输出电流控制信号给主 电路模块；主电路模块，用于根据第一电磁阀处理模块、第二电磁阀处理模块输出的电流控 制信号，供给电磁阀驱动电流，实现对电磁阀线圈电流开断的控制；采样电路模块，用于采集主电路模块的电流信号并反馈给控制运算模块；控制运算模块，用于接收电子控制单元模块的开关信号和采样电路模块的输出信 号，进行分析和判断若在电磁阀初启模式下，则发送开关信号给第一电磁阀处理模块；若 在单触发窄脉冲控制模式下，则发送电磁阀驱动信号给第一电磁阀处理模块；维持放电回路模块，用于在维持电流模式下维持电流续流；截止放电回路模块，用于快速关断主电路模块电流。为更好的实现本专利技术，所述第一电磁阀处理模块具体包括第一信号放大电路模块，用于放大控制运算模块的输入信号并发送驱动信号给第 一 MOSFET驱动电路模块；第一 MOSFET (MOSFET，MetalOxide Semicoductor Field Effect Transistor,金 属氧化物半导体场效应管)驱动电路模块，用于根据第一信号放大电路模块的驱动信号来控制MOSFET的开断，实现对主电路模块中电磁阀驱动电流的控制。所述第二电磁阀处理模块具体包括第二信号放大电路模块，用于放大电子控制单元模块的输入信号并发送驱动信号 给第二 MOSFET驱动电路模块；第二 MOSFET驱动电路模块，用于根据第二信号放大电路模块的驱动信号来控制 MOSFET的开断，实现对主电路模块中电磁阀驱动电流的控制。优选的，所述主电路模块由蓄电池提高电源、电磁阀线圈Li、电阻R8，以及MOSFET Ql 和 MOSFET Q2 组成；所述第一 MOSFET(Ql)驱动电路模块由光耦A2、电阻R3和电阻R4组成；所述第一信号放大电路模块由运算放大器Al、电阻Rl、二极管Dl和电阻R2组成；所述第二 MOSFET (Q2)驱动电路模块由电阻R9、电阻RlO和电容Cl组成；所述第二信号放大电路模块由运算放大器A4、电阻Rll和二极管D4组成；所述采样电路模块由电阻R8、电阻R7、电阻R6和运算放大器A3模块组成；所述控制运算模块由单片机Ul组成；所述维持放电回路模块由MOSFET Q2、电阻R8、二极管D2和电磁阀线圈Ll组成；所述截止放电回路模块由电磁阀线圈Li、二极管D3、二极管D2和蓄电池电源组 成。优选的，所述单片机Ul采用型号为AT megal69单片机。优选的，所述高速电磁阀驱动电路还包括维持电流调节模块，用于在维持电流模式下，调节维持电流大小，实现对不同电磁 阀开启。优选的，所述维持电流调节模块由滑动变阻器R5组成。本专利技术的目的之二通过下述技术方案实现一种高速电磁阀驱动电路的实现方 法，包括以下步骤SO、判断电子控制单元模块是否输出开关信号若输出开关信号，则进入Sl ；若没 有输出开关信号，则跳转到S6;Si、电子控制单元模块输出开关信号给第二电磁阀处理模块和控制运算模块，进 入步骤S2 ；S2、采样电路模块采集主电路模块的电流信号并反馈给控制运算模块，控制运算 模块根据电子控制单元模块的开关信号和采样电路模块的输入信号，进行分析和判断判 断当前电磁阀 启的时间是否小于开关信号表示的电磁阀开启总时间，若不是，则跳转至 SO ；若是，则进一步判断电磁阀是否完全开启若电磁阀还没有完全开启，则处于电磁阀初启模式，进入步骤S3;若电磁阀完全 开启，则处于维持电流模式，进入步骤S4 ；S3、电磁阀初启模式控制运算模块发送开关信号给第一电磁阀处理模块，第一电 磁阀处理模块、第二电磁阀处理模块输出电流控制信号给主电路模块，主电路模块根据电 流控制信号供给电磁阀驱动电流，实现对电磁阀线圈电流开断的控制，并返回至S2 ；S4、维持电流模式主电路模块控制维持放电回路模块，维持电流续流；同时，采 样电路模块实时监测主电路模块的电流信号并反馈给控制运算模块，控制运算模块将采样电路模块采集到的主电路模块电流信号，与用户预设的电流阀值比较，若主电路模块电流 值低于阀值，则进入单触发窄脉冲控制模式，进入S5 ；若主电路模块电流值高于阀值，返回 至S2 ；S5、单触发窄脉冲控制模式控制运算模发送电磁阀驱动信号给第一电磁阀处理 模块，第一电磁阀处理模块输出电流控制信号给主电路模块，主电路模块根据电流控制信 号供给电磁阀驱动电流；并返回至S2 ；S6、截止放电回路模块放电，快速关断主电路模块电流，结束操作。为更好的实现本专利技术，所述步骤S2判断电磁阀是否完全开启，具体是指以控制运算模块接收到电子控制单元模块最近输出的开关信号时间为开始时间， 以控制运算模块进行判断操作的时间为结束时间，则从开始时间到结束时间内，采样电路 监测到的流经主电路模块中电磁阀线圈的电流大小达到或曾经达到预设的电流值时，电磁 阀完全开启；否则，电磁阀没有完全开启。优选的，步骤S4中所述主电路模块控制维持放电回路模块前面还包括下述步骤通过维持电流调节模块调节维持电流大小，实现对不同电磁阀开启。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果第一、低电压、大电流控制电磁阀的开启；相对于现有技术的升压DC-DC电源模 块，有效节省了电路空间，降低了安全风险，加强了安全，同时通过增加截止放电回路和维 持放电回路相配合，实现了电磁阀的快速响应关断要求，从而满足高速电磁阀的驱动需 求；第二、具有电流实时反馈功能和采用低电压、小电流的单触发窄脉冲控制模式；即 监测主电流模块的电流低于设定的阀值时，只触发一个窄脉冲控制场效应管Ql开启，使电 磁阀线圈充电，待脉冲结束关断场效应管Ql使电磁阀线圈放电，当监测电流低于设定的阀 值时再次触发一个窄脉冲，以此往复循环。从而使维持电流的占空比和频率可根据电磁阀 参数做自动调节，相对于现有技术的PWM控制，该专利技术不用做电路硬件和软件的改变就能 给不同参数的电磁阀提供同一大小的维持电流，满足本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速电磁阀驱动电路，其特征在于，包括：　　电子控制单元模块，用于输出开关信号来控制电磁阀开启的总时间；　　第一电磁阀处理模块，用于根据开关信号和电磁阀驱动信号输出电流控制信号给主电路模块；　　第二电磁阀处理模块，用于根据电子控制单元的开关信号输出电流控制信号给主电路模块；　　主电路模块，用于根据第一电磁阀处理模块、第二电磁阀处理模块输出的电流控制信号，供给电磁阀驱动电流，实现对电磁阀线圈电流开断的控制；　　采样电路模块，用于采集主电路模块的电流信号并反馈给控制运算模块；控制运算模块，用于接收电子控制单元模块的开关信号和采样电路模块的输出信号，进行分析和判断：若在电磁阀初启模式下，则发送开关信号给第一电磁阀处理模块；若在单触发窄脉冲控制模式下，则发送电磁阀驱动信号给第一电磁阀处理模块；　　维持放电回路模块，用于在维持电流模式下维持电流续流；　　截止放电回路模块，用于快速关断主电路模块电流。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆国祥，欧波，李卫国，李超鹏，陈煜礼，
申请(专利权)人：陆国祥，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]