柴油机压电陶瓷喷油器的驱动电流控制电路制造技术

本发明专利技术涉及一种柴油机压电陶瓷喷油器的驱动电流控制电路，其所述柴油机压电陶瓷喷油器的驱动电流控制电路，包括第一处理器以及压电陶瓷执行器；所述压电陶瓷执行器的高压端与高压充电开关管T1的源极端连接以及与放电开关管T2的漏极端连接，放电开关管T2的源极端接地；所述压电陶瓷执行器的低压端与用于对所述压电陶瓷执行器的工作电流采样的采样阈值处理电路连接，所述采样阈值处理电路与电流控制电路连接，电流控制电路通过逻辑驱动电路分别与高压充电开关管T1的栅极端、放电开关管T2的栅极端连接；本发明专利技术结构紧凑，能实现对驱动电流的精确控制，确保驱动电流的一致性，降低开关损耗，提高电控系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
柴油机压电陶瓷喷油器的驱动电流控制电路
本专利技术涉及一种驱动电流控制电路，尤其是一种柴油机压电陶瓷喷油器的驱动电流控制电路，属于柴油机压电陶瓷喷油系统的

技术介绍
对于柴油机喷油器，西门子公司介入压电系统驱动较早，首先提出基本驱动结构；BOSH公司结合整车系统，提出许多实际控制的优化方案等；电流控制方案一般都是采用可变PWM驱动，控制驱动从小脉冲到较大脉冲驱动的过程，参考文献如US8074626B2，JP04615967B2；或者可变占空比控制PWM驱动模式，参考文献如EP1772952B1。电流控制方式基本都是通过硬件采样比较后与PWM直接耦合，在极端情况下（如高转速多次喷射要求）功率器件热损耗较严重。目前，国外由于压电材料的特殊性已经攻关成功，基本只需要对执行器的大电流做一般性质的保护控制即可。即使存在电流控制，也是通过基于采样电阻的电压反馈配合MCU的PWM控制来实现基本的电流控制，电流控制的精度有限。而国内的执行器目前不能承受很高的电流冲击，需要对电流做更加精确的控制。有的方案也采用采样电阻反馈控制电流，但是要将电流控制在较低值时，系统损耗较大，发热严重，没有锁存器的过渡耦合，开关频率高，器件发热严重，电磁干扰也较严重。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种柴油机压电陶瓷喷油器的驱动电流控制电路，其结构紧凑，能实现对驱动电流的精确控制，确保驱动电流的一致性，降低开关损耗，提高电控系统的可靠性。按照本专利技术提供的技术方案，所述柴油机压电陶瓷喷油器的驱动电流控制电路，包括第一处理器以及压电陶瓷执行器；所述压电陶瓷执行器的高压端与高压充电开关管T1的源极端连接以及与放电开关管T2的漏极端连接，放电开关管T2的源极端接地；所述压电陶瓷执行器的低压端与用于对所述压电陶瓷执行器的工作电流采样的采样阈值处理电路连接，所述采样阈值处理电路与电流控制电路连接，电流控制电路通过逻辑驱动电路分别与高压充电开关管T1的栅极端、放电开关管T2的栅极端连接；第一处理器与电流控制电路连接，并能向电流控制电路输入高频捕获使能信号；当压电陶瓷执行器上的工作电流与采样阈值处理电路中预设电流阈值不匹配时，采样阈值处理电路向电流控制电路输出阈值电流控制触发信号，电流控制电路通过高频捕获使能信号能有效捕获采样阈值电路输出的阈值电流控制触发信号，电流控制电路根据捕获的阈值电流控制触发信号输出电流控制信号，逻辑驱动电路根据电流控制信号调节高压充电开关管T1、放电开关管T2相应的开关状态，以使得压电陶瓷执行器的工作电流与预设电流阈值相匹配。所述第一处理器与采样阈值处理电路连接，第一处理器能向采样阈值处理电路传输电流调节控制信号，以通过所述电流调节控制信号调整采样阈值处理电路内的预设电流阈值。所述压电陶瓷执行器的高压端通过电感选通电路与高压充电开关管T1的源极端连接以及与放电开关管T2的漏极端连接，压电陶瓷执行器的低压端通过采样电阻R1接地，采样阈值处理电路与采样电阻R1连接，以通过采样电阻R1采集压电陶瓷执行器的工作电流；第一处理器能向电感选通电路输入电感选通信号，电感选通电路根据电感选通信号能调节与所述压电陶瓷执行器连接的电感值。所述采样阈值处理电路包括用于对压电陶瓷执行器的工作电流进行采样的电流采样电路以及用于对电流采样电路采样的工作电流进行比较处理的阈值控制电路；阈值控制电路内具有预设电流阈值，当采样的工作电流与预设电流阈值不匹配时，阈值控制电路向电流控制电路输出阈值电流控制触发信号。所述电流控制电路包括第二处理器以及锁存器，所述第二处理器、锁存器均接收采样阈值处理电路输出的阈值电流控制触发信号，且第二处理器同时接收第一处理器输出的高频捕获使能信号；在高频捕获使能信号作用下，当第二处理器同时接收到阈值电流控制触发信号时，第二处理器能向锁存器输出工作电流控制触发信号，锁存器根据工作电流控制触发信号以及阈值电流控制触发信号输出电流控制信号，以使得逻辑驱动电路根据电流控制信号调节高压充电开关管T1以及放电开关管T2的开关状态。所述逻辑驱动电路包括第一与门U1以及第二与门U2，第一与门U1的一输入端、第二与门U2的一输入端均与电流控制电路的输出端连接，第一与门U1的另一输入端与第一处理器的输出端连接，以接收第一处理器输出的高压开关充电信号；第二与门U2的另一输入端与第一处理器的输出端连接，以接收第一处理器输出的放电管工作触发信号；第一与门U1的输出端与高压充电开关管T1的栅极端连接，第二与门U2的输出端与放电开关管T2的栅极端连接；第一与门U1能根据第一处理器输出的高压开关充电信号驱动开启高压充电开关管T1，并能根据电流控制电路输出的电流控制信号关断高压充电开关管T1；第二与门U2能根据第一处理器输出的放电管工作触发信号驱动开启放电开关管T2，并能根据电流控制电路输出的电流控制信号关断放电开关管T2。所述电流控制电路的输出端与第一处理器连接，以向第一处理器输出电流控制信号；第一处理器能对电流控制信号进行计数，当第一处理器的计数值达到预设计数值时，第一处理器能通过逻辑驱动电路同时关断高压充电开关管T1以及放电开关管T2。所述电感选通电路包括电感L1以及电感L2，电感L1的一端与二极管D1的阳极端、二极管D2的阴极端、开关管Q1的漏极端、高压充电开关管T1的源极端以及放电开关管T2的漏极端连接，电感L1的另一端与二极管D3的阳极端以及二极管D4的阴极端连接，二极管D2的阳极端以及二极管D4的阳极端均接地，二极管D1的阴极端、二极管D1的阴极端、二极管D3的阴极端均与高压源VCC_BOOST连接；开关管Q1的栅极端通过自举电路与第一处理器的输出端连接，以接收第一处理器输出的电感选通信号；电感L2的一端与开关管Q1的源极端以及二极管D5的阴极端连接，电感L2的另一端与二极管D6的阳极端连接，二极管D5的阳极端接地，二极管D6的阴极端与高压源VCC_BOOST连接。所述第二处理器包括CPLD处理器U4以及反相器U3，所述反相器U3与采样阈值控制电路的输出端连接，反相器U3的输出端与CPLD处理器U4的输入端连接，CPLD处理器U4还接收第一处理器输出的高频捕获使能信号，CPLD处理器U4能向锁存器输出工作电流控制触发信号。所述采样阈值处理电路包括放大器U6，所述放大器U6的同相端与电阻R2的一端连接，放大器U6的反相端与电阻R3的一端以及电阻R4的一端连接，电阻R3的另一端接地，电阻R4的另一端与放大器U6的输出端以及电阻R5的一端连接，电阻R5通过电阻R10与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与电容C1的一端、比较器U7的反相端以及电阻R12的一端连接，电容C1的另一端与比较器U7的同相端、电阻R9的一端以及电阻R8的一端连接，电阻R9的另一端与DA模块连接，电阻R8的另一端与三极管Q2的集电极端连接，三极管Q2的发射极端接地，三极管Q2的基极端与电阻R6的一端以及电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端接地；电阻R12的另一端与比较器U7的输出端、电阻R13的一端以及电阻R14的一端连接，电阻R13的另一端与+3.3V电压连接。本专利技术的优点：压电陶瓷执行器与电感选通电路连接，电感选通电路通过电感选通信号调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柴油机压电陶瓷喷油器的驱动电流控制电路，包括第一处理器（1）以及压电陶瓷执行器（3）；其特征是：所述压电陶瓷执行器（3）的高压端与高压充电开关管T1的源极端连接以及与放电开关管T2的漏极端连接，放电开关管T2的源极端接地；所述压电陶瓷执行器（3）的低压端与用于对所述压电陶瓷执行器（3）的工作电流采样的采样阈值处理电路（4）连接，所述采样阈值处理电路（4）与电流控制电路（7）连接，电流控制电路（7）通过逻辑驱动电路分别与高压充电开关管T1的栅极端、放电开关管T2的栅极端连接；第一处理器（1）与电流控制电路（7）连接，并能向电流控制电路（7）输入高频捕获使能信号；当压电陶瓷执行器（3）上的工作电流与采样阈值处理电路（4）中预设电流阈值不匹配时，采样阈值处理电路（4）向电流控制电路（7）输出阈值电流控制触发信号，电流控制电路（7）通过高频捕获使能信号能有效捕获采样阈值电路（4）输出的阈值电流控制触发信号，电流控制电路（7）根据捕获的阈值电流控制触发信号输出电流控制信号，逻辑驱动电路根据电流控制信号调节高压充电开关管T1、放电开关管T2相应的开关状态，以使得压电陶瓷执行器（3）的工作电流与预设电流阈值相匹配。...

【技术特征摘要】
1.一种柴油机压电陶瓷喷油器的驱动电流控制电路，包括第一处理器（1）以及压电陶瓷执行器（3）；其特征是：所述压电陶瓷执行器（3）的高压端与高压充电开关管T1的源极端连接以及与放电开关管T2的漏极端连接，放电开关管T2的源极端接地；所述压电陶瓷执行器（3）的低压端与用于对所述压电陶瓷执行器（3）的工作电流采样的采样阈值处理电路（4）连接，所述采样阈值处理电路（4）与电流控制电路（7）连接，电流控制电路（7）通过逻辑驱动电路分别与高压充电开关管T1的栅极端、放电开关管T2的栅极端连接；第一处理器（1）与电流控制电路（7）连接，并能向电流控制电路（7）输入高频捕获使能信号；当压电陶瓷执行器（3）上的工作电流与采样阈值处理电路（4）中预设电流阈值不匹配时，采样阈值处理电路（4）向电流控制电路（7）输出阈值电流控制触发信号，电流控制电路（7）通过高频捕获使能信号能有效捕获采样阈值电路（4）输出的阈值电流控制触发信号，电流控制电路（7）根据捕获的阈值电流控制触发信号输出电流控制信号，逻辑驱动电路根据电流控制信号调节高压充电开关管T1、放电开关管T2相应的开关状态，以使得压电陶瓷执行器（3）的工作电流与预设电流阈值相匹配。2.根据权利要求1所述的柴油机压电陶瓷喷油器的驱动电流控制电路，其特征是：所述第一处理器（1）与采样阈值处理电路（4）连接，第一处理器（1）能向采样阈值处理电路（4）传输电流调节控制信号，以通过所述电流调节控制信号调整采样阈值处理电路（4）内的预设电流阈值。3.根据权利要求1所述的柴油机压电陶瓷喷油器的驱动电流控制电路，其特征是：所述压电陶瓷执行器（3）的高压端通过电感选通电路（2）与高压充电开关管T1的源极端连接以及与放电开关管T2的漏极端连接，压电陶瓷执行器（3）的低压端通过采样电阻R1接地，采样阈值处理电路（4）与采样电阻R1连接，以通过采样电阻R1采集压电陶瓷执行器（3）的工作电流；第一处理器（1）能向电感选通电路（2）输入电感选通信号，电感选通电路（2）根据电感选通信号能调节与所述压电陶瓷执行器（3）连接的电感值。4.根据权利要求3所述的柴油机压电陶瓷喷油器的驱动电流控制电路，其特征是：所述采样阈值处理电路（4）包括用于对压电陶瓷执行器（3）的工作电流进行采样的电流采样电路（5）以及用于对电流采样电路（5）采样的工作电流进行比较处理的阈值控制电路（6）；阈值控制电路（6）内具有预设电流阈值，当采样的工作电流与预设电流阈值不匹配时，阈值控制电路（6）向电流控制电路（7）输出阈值电流控制触发信号。5.根据权利要求1所述的柴油机压电陶瓷喷油器的驱动电流控制电路，其特征是：所述电流控制电路（7）包括第二处理器（8）以及锁存器（9），所述第二处理器（8）、锁存器（9）均接收采样阈值处理电路（4）输出的阈值电流控制触发信号，且第二处理器（8）同时接收第一处理器（1）输出的高频捕获使能信号；在高频捕获使能信号作用下，当第二处理器（8）同时接收到阈值电流控制触发信号时，第二处理器（8）能向锁存器（9）输出工作电流控制触发信号，锁存器（9）根据工作电流控制触发信号以及阈值电流控制触发信号输出电流控制信号，以使得逻辑驱动电路根据电流控制信号调节高压充电开关管T1以及放电开关管T2的开关状态。6.根据权利要求1所述的柴油机压电陶瓷喷油器的驱动电流控制电路，其特征是：所述逻辑驱动电路包括第一与门U1以及第二与门U2，第一与门U1的一输入端、第二与门U2的一输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：高崴，曾伟，张爱云，宋国民，俞谢斌，王颖，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司无锡油泵油嘴研究所，中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32