汽油机喷油器驱动电路制造技术

本发明专利技术涉及汽油机喷油器驱动电路。目的在于提供一种脉冲宽度调制（PWM）波控制驱动电路。驱动电路包括：驱动芯片，第一光电耦合器，第二场效应管，第三场效应管，二极管D2，二极管D3，第一肖特基二极管M1，第二肖特基二极管M2，电阻R9，电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电阻R17，电容C12，电容C13，电容C14。本发明专利技术的优点在于：喷油器驱动电流和电压波形均与目标喷油器规定的驱动电流和电压波形很好地吻合，可以可靠地实现喷油器电磁阀的高速开闭。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及汽油机喷油器驱动电路。目的在于提供一种脉冲宽度调制（PWM）波控制驱动电路。驱动电路包括：驱动芯片，第一光电耦合器，第二场效应管，第三场效应管，二极管D2，二极管D3，第一肖特基二极管M1，第二肖特基二极管M2，电阻R9，电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电阻R17，电容C12，电容C13，电容C14。本专利技术的优点在于：喷油器驱动电流和电压波形均与目标喷油器规定的驱动电流和电压波形很好地吻合，可以可靠地实现喷油器电磁阀的高速开闭。【专利说明】汽油机喷油器驱动电路
:本专利技术涉及汽油发动机燃料喷射装置，进一步涉及汽油机喷油器驱动电路。
技术介绍
:喷油器是按规定的喷油时刻、喷油规律及喷油量将燃油在一定温度和压力下喷入燃烧室的装置，其工作性能的优劣直接影响到燃油的雾化燃烧情况，进而影响发动机包括排放性、动力性、经济性在内的多种性能指标。在GDI发动机的实际应用中发现，喷油器的工作性能会随着时间延长而恶化，需要对单个喷油器进行工作性能和雾化特性的研究。因此，开发一套简单高效、控制精确的喷雾实验用的喷油器控制系统必不可少。电控喷油器的核心部件是电磁阀，对喷油器的控制实际上就是通过控制喷油器内部的电磁阀来实现。喷油器通电瞬间，其内部的电磁线圈有电流通过，在电磁感应的作用下产生磁场，喷油器内部衔铁受到磁场力的作用。当衔铁受到的磁场力大于预紧弹簧的预紧力时，就会带动针阀上移，此时喷油嘴打开将燃油喷出；当喷油器断电后，针阀失去电磁力的作用，或者喷油器内部电磁线圈通过的电流减小到产生的磁场力不足以克服预紧弹簧的预紧力时，针阀在预紧力的作用下下移，喷油嘴关闭，喷油停止。喷油器工作过程中电磁阀高速开闭，为满足其动态响应特性，理想的喷油器驱动电路采用Peak & Hold驱动方式。Peak & Hold驱动方式可以通过不同的驱动电路来实现。图1所示为Peak & Hold驱动方式的驱动电流随时间变化的示意图，由图可见，喷油器工作过程可分为三个阶段，依次为:开启阶段、保持阶段、关闭阶段。开启阶段:采用较高的驱动电压使电磁线圈有较大的电流通过，从而产生较大的电磁力保证电磁阀快速开启。`保持阶段:当喷油器电磁阀完全打开后，磁路气隙减小，磁阻降低，较小的电流就可以维持打开状态，过高的电流会导致发热并烧毁喷油器。因此，需要将驱动电压降低，以减小驱动电流。在保持阶段应尽量保证电流平稳，电流的较大波动可能会使电磁阀关闭。关闭阶段:此阶段应该迅速释放电磁线圈内的电势能，从而将电磁线圈内电流降为0，使得电磁阀快速关闭，达到精确控制喷油器的目的。值得注意的是，在开启阶段向保持阶段过渡中，电流变化应尽量缓慢，否则有可能关闭电磁阀；在关闭阶段，电磁线圈内电流下降越快越好，以保证电磁阀迅速关闭，提高喷油器控制精度。喷油器开启和关闭时间与喷油器本身设计和驱动原理密切相关，因喷油器类型不同而不同，大致在0.5~1.5ms之间。对于喷油器的开启，需要一种双电源、双边驱动、单段保持的脉冲宽度调制(PWM)波控制驱动电路，以实现精确控制喷油器的开启、保持和关闭。
技术实现思路
:本专利技术目的在于提供一种双电源、双边驱动、单段保持的脉冲宽度调制(PWM)波控制驱动电路。汽油机喷油器驱动电路，包括:IR2101型驱动芯片701，所述IR2101型驱动芯片引脚I与+12V电源连接、引脚2与第一光电耦合器的引脚4连接，引脚4接地，第一光电耦合器601，其引脚2接地；第二光电耦合器602，其引脚2接地；第二场效应管，第二场效应管的DQ2端与高电压输入端连接、SQ2端与IR2101型驱动芯片的引脚6连接；第三场效应管，第三场效应管的SQ3端接地；二极管D2，其两端分别与IR2101型驱动芯片引脚8和+12V电源连接；二极管D3 ;第一肖特基二极管M1，其引脚I接地，引脚2与二极管D3正极连接，引脚3与+12V电源连接；第二肖特基二极管M2，其引脚I与第二场效应管的SQ2端连接、引脚2与二极管D3正极连接、引脚3与第二场效应管的SQ2端连接；电阻R9，两端分别与E⑶的引脚5和第一光电耦合器601的引脚I连接；电阻R10，两端分别与E⑶的引脚12和第二光电稱合器602的引脚I连接；电阻R11，两端分别与第一光电稱合器601的引脚5和+12V电源连接；电阻R12，一端与第一光电耦合器601的引脚4连接，另一端接地；电阻R13，两端分别与第二光电耦合器602的引脚5和+12V电源连接；电阻R14，两端分别与第一光电耦合器601的引脚4和第三场效应管的GQ3端连接；电阻R15，一端与第二光电耦合器602的引脚4连接，另一端接地；电阻R16，两端分别与IR2101型驱动芯片引脚7和第二场效应管的GQ2端连接；电阻R17，两端分别与第三场效应管的DQ3端和二极管D3的负极连接；电容C12，一端与+12V电源连接，另一端接地；电容C13，两端分别与IR2101型驱动芯片引脚8和第二场效应管的SQ2端连接；电容C14，两端分别与第二场效应管的SQ2端和高电压输入端连接；所述喷油器的接线端分别与第一肖特基二极管Ml的引脚2和第三场效应管的DQ3端连接。所述汽油机喷油器驱动电路的参数优选:电容C12的容量为10uF，电容C13的容量为10uF，电容C14的容量为470uF，电阻R9的阻值为150欧，电阻RlO的阻值为150欧，电阻RlO的阻值为150欧，电阻Rll的阻值为5千欧，电阻R12的阻值为10千欧，电阻R13的阻值为5千欧，电阻R13的阻值为10千欧，电阻R15的阻值为150欧，电阻R16的阻值为150欧，电阻R17的阻值为I千欧。喷油器驱动电路的工作过程:当驱动电路上电后，+12V电源通过第一肖特基二极管Ml接通到驱动电路输出端，第三场效应管的通断决定整个驱动电路是否工作，此时第三场效应管未导通。在喷油器开启阶段，ECU输出的高电平信号被第一光电稱合器、第二光电率禹合器同时接收并输出高电平，第一光电I禹合器输出的高电平通过IR2101型驱动芯片导通第二场效应管,第二光电I禹合器输出的高电平导通第三场效应管。升压电路输出的高电压被导通驱动喷油器，+12V电压暂时不参与驱动；在保持阶段，ECU输出低电平给第一光电率禹合器，输出PWM波信号给第二光电I禹合器，升压电路输出端高电压不工作，+12V电压在PWM的控制下将保持电流控制在一定水平；在关闭阶段，ECU同时发出低电平信号给第一光电耦合器、第二光电耦合器，第三场效应管、第二场效应管均不导通，喷油器瞬间断电，电磁阀迅速关闭。但在喷油器断电瞬间电磁线圈会产生较大的感应电动势，阻止电磁阀关闭。因此，需要续流电路将感应电动势快速消除。断电瞬间，电磁线圈内的感应电流通过电阻R17和二极管D3与电磁线圈一起形成回路，将感应电流瞬间消耗，提高电磁阀的关闭速度。本专利技术相对于现有技术的优点在于:以实施例中的实测数据为例，本次测试选取喷油器喷雾持续时间为10ms、两次喷雾时间间隔为Is对此喷油器控制系统进行测试分析。图6、图7分别为喷油器驱动电压和驱动电流随时间的变化规律。由图6和图7可见，在喷油器开启瞬间，喷油器内部电磁线圈两端电压骤升至65本文档来自技高网...

【技术保护点】
汽油机喷油器驱动电路，其特征在于，包括：IR2101型驱动芯片（701），所述IR2101型驱动芯片引脚1与+12V电源连接、引脚2与第一光电耦合的器引脚4连接，引脚4接地；第一光电耦合器（601），其引脚2接地；第二光电耦合器（602），其引脚2接地；第二场效应管，第二场效应管的DQ2端与高电压输入端连接、SQ2端与IR2101型驱动芯片的引脚6连接；第三场效应管，第三场效应管的SQ3端接地；二极管D2，其两端分别与IR2101型驱动芯片引脚8和+12V电源连接；二极管D3；第一肖特基二极管M1，其引脚1接地，引脚2与二极管D3正极连接，引脚3与+12V电源连接；第二肖特基二极管M2，其引脚1与第二场效应管的SQ2端连接，引脚2与二极管D3正极连接，引脚3与第二场效应管的SQ2端连接；电阻R9，两端分别与ECU的引脚5和第一光电耦合器（601）的引脚1连接；电阻R10，两端分别与ECU的引脚12和第二光电耦合器（602）的引脚1连接；电阻R11，两端分别与第一光电耦合器（601）的引脚5和+12V电源连接；电阻R12，一端与第一光电耦合器（601）的引脚4连接，另一端接地；电阻R13，两端分别与第二光电耦合器（602）的引脚5和+12V电源连接；电阻R14，两端分别与第一光电耦合器（601）的引脚4和第三场效应管的GQ3端连接；电阻R15，一端与第二光电耦合器（602）的引脚4连接，另一端接地；电阻R16，两端分别与IR2101型驱动芯片引脚7和第二场效应管的GQ2端连接；电阻R17，两端分别与第三场效应管的DQ3端和二极管D3的负极连接；电容C12，一端与+12V电源连接，另一端接地；电容C13，两端分别与IR2101型驱动芯片引脚8和第二场效应管的SQ2端连接；电容C14，两端分别与第二场效应管的SQ2端和高电压输入端连接；所述喷油器的接线端分别与第一肖特基二极管M1的引脚2和第三场效应管的DQ3端连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：裴毅强，周建伟，谈军华，张延峰，秦静，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：