一種快速電磁閥的驅(qū)動控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種快速電磁閥的驅(qū)動控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 快速電磁閥是發(fā)動機燃油調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一個執(zhí)行部件，可廣泛地應(yīng)用于航空、艦船、 汽車等領(lǐng)域，通過控制快速電磁閥有規(guī)律的打開與關(guān)斷，能夠?qū)崿F(xiàn)燃油流量的調(diào)節(jié)，從而控 制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速變化。
[0003] 快速電磁閥自20世紀(jì)70年代問世以來，國內(nèi)外許多廠家及公司對其結(jié)構(gòu)與控制 方法進行了研宄，我國有關(guān)快速電磁閥的研宄始于20世紀(jì)80年代后期。快速電磁閥驅(qū)動 電路主要采用分立元件搭建組成，近年來也涌現(xiàn)出一些由專用集成電路實現(xiàn)的快速電磁閥 驅(qū)動電路。有的驅(qū)動控制電路是通過控制電源的輸出時間來控制電磁閥的開閉，但是不能 精確地控制電流。有些驅(qū)動電路是通過嚴(yán)格的軟件設(shè)計來實現(xiàn)對電磁閥電流的控制，軟件 的穩(wěn)定性對控制的好壞影響很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提出了一種快速電磁閥的驅(qū)動控制電路，以解決現(xiàn)有技術(shù)控制精度不理 想、穩(wěn)定性不高的問題。
[0005] 本發(fā)明根據(jù)電磁閥固有特性對強激電流及維持電流的強度或持續(xù)時間進行調(diào)節(jié)， 在實現(xiàn)燃油流量精確控制的同時，也能夠降低功耗、減少電磁閥的發(fā)熱量及實現(xiàn)電磁閥的 快速打開與關(guān)斷。
[0006] 本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下：
[0007] 1、電流波形
[0008] 本發(fā)明所研宄的快速電磁閥的驅(qū)動電流采用了階梯波疊加三角顫振波的形式，階 梯波形使得在不降低安全系數(shù)的條件下，電磁活門的功耗大幅度降低，并且溫升小，效率 高；而三角顫振波減小了電磁活門的摩擦滯環(huán)，對提高電磁閥的響應(yīng)速度和控制精度十分 有益。
[0009] 典型驅(qū)動電流波形示意圖見圖1所示，其控制過程如下：為了快速、穩(wěn)定的打開電 磁閥，減少吸合動作時間τ i，因此需要控制產(chǎn)生一個大于吸合動作電流Iql的強激電流I n， 允許其在Λ In范圍內(nèi)波動；當(dāng)快速電磁閥打開后，只需要一個相對較小的維持電流I y就可 以保持電磁閥的吸合狀態(tài)，維持電流接近釋放動作電流1@，因此能夠減少釋放動作時間 τ2，維持電流允許在Λ Iy范圍內(nèi)波動。
[0010] 圖中T1為一個脈沖周期中的吸合時間，T為脈沖周期，占空比q = Τ/ΓΧ 100%，通 過改變!\或T可以調(diào)節(jié)q，控制燃油流量，改變發(fā)動機工作狀態(tài)。
[0011] 2、電路設(shè)計
[0012] 快速電磁閥控制系統(tǒng)組成如圖2所示，PWM控制信號可由DSP的PWM輸出功能產(chǎn) 生或由其它有類似功能的芯片或電路產(chǎn)生，輸出電路主要由通用定時器、晶體管、MOSFET管 及續(xù)流二極管組成，反饋電路由采樣電阻、運算放大器及分壓電路組成。
[0013] 輸出電路如圖3所示，Dl含有雙通用定時器（也可由兩個單獨的通用定時器組 成），能夠產(chǎn)生兩路輸出信號OUTl及OUT2,當(dāng)其中任意一個信號為高電平時，晶體管Vl或 V2導(dǎo)通，那么MOSFET管V3將導(dǎo)通，PWM_0UT+輸出+28V，驅(qū)動電磁閥工作，電流逐漸上升， V4及V5為續(xù)流二極管，能夠保護V3。當(dāng)OUTl及0UT2均為低電平時，Vl與V2保持截止?fàn)?態(tài)，V3處于夾斷狀態(tài)，電流流經(jīng)V4、V5并逐漸減小，直至電流為零，電磁閥不工作。
[0014] 通用定時器Dl的功能表如表1所示，當(dāng)RESET為低電平時，OUTPUT輸出為低電平； 1 2 當(dāng)RESET為高電平時，根據(jù)TRIGGER和THRESHOLD相對于$X F,和y X F+的大小不同，OUTPUT 將輸出對應(yīng)的狀態(tài)。
[0015] 表1雙通用定時器Dl功能表
[0016]
【主權(quán)項】
1. 一種快速電磁閥的驅(qū)動控制電路，其特征在于：快速電磁閥的驅(qū)動電流由強激電流 和維持電流組成，所述驅(qū)動控制電路包括輸出電路和反饋電路； 所述輸出電路中針對強激電流和維持電流的控制分別設(shè)置有兩路通用定時器，其中第 一通用定時器設(shè)置有復(fù)位端RESETl、輸入端THR1、輸入端TRIl和輸出端OUTl，第二通用定 時器設(shè)置有復(fù)位端RESET2、輸入端THR2、輸入端TRI2和輸出端0UT2 ;輸出端OUTl和輸出 端0UT2相應(yīng)的分別接至第一晶體管Vl和第二晶體管V2的基極，這兩個晶體管的發(fā)射極接 地，集電極共接至MOSFET管V3的柵極，MOSFET管V3的漏極作為輸出電路的驅(qū)動信號正極 PWM_0UT+接電磁閥的正端； 反饋電路包括差分運算放大電路，差分運算放大電路中放大器D2的輸出端分出兩路 由串聯(lián)電阻構(gòu)成的第一分壓電路和第二分壓電路，第一分壓電路形成兩個分壓信號分別反 饋至輸入端THR1、輸入端TRI1，第二分壓電路形成兩個分壓信號分別反饋至輸入端THR2、 輸入端TRI2 ;放大器D2的負相輸入端經(jīng)電阻接地；放大器D2的正相輸入端分出兩路，一路 經(jīng)電阻R8接地，另一路經(jīng)串聯(lián)的電阻R6、電阻R7接地，其中電阻R6、電阻R7之間的節(jié)點引 出作為輸出電路的驅(qū)動信號負極PWM_〇UT-接電磁閥的負端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速電磁閥的驅(qū)動控制電路，其特征在于：M0SFET管V3的漏 極接一組并聯(lián)的續(xù)流二極管V4、V5。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種快速電磁閥的驅(qū)動控制電路，具有精度高、穩(wěn)定性好、控制信號簡單等特點。該驅(qū)動控制電路根據(jù)電磁閥固有特性對強激電流及維持電流的強度或持續(xù)時間進行調(diào)節(jié)，主要包括輸出電路和反饋電路；所述輸出電路中針對強激電流和維持電流的控制分別設(shè)置有兩路通用定時器，能夠產(chǎn)生兩路輸出信號OUT1及OUT2，當(dāng)其中任意一個信號為高電平時，晶體管V1或V2導(dǎo)通，那么MOSFET管V3將導(dǎo)通，PWM_OUT+輸出+28V，驅(qū)動電磁閥工作；反饋電路主要包括差分運算放大電路和分壓電路，電磁閥的負端PWM_OUT-接到反饋電路中的采樣電阻。
【IPC分類】F16K31-06
【公開號】CN104633225
【申請?zhí)枴緾N201410742073
【發(fā)明人】郝建, 邢金富, 于正同
【申請人】中國航空工業(yè)集團公司第六三一研究所
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月5日