CN102679021A - 一种电磁阀驱动高效升压电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电磁阀驱动高效升压电路,所述电路由CPLD可编程逻辑器(1)、场效应晶体管驱动电路(2)、开关电路(3)、电压检测电路(4)、电压比较器(5)、充电电流比较器(6)、电流放大器(7)、转速检测电路(8)组成;模块构成两个回路,以升压开关管导通电流与升压电容电压为控制目标,组成双闭环反馈***。本发明可通过软件灵活方便设置升压电压与电流,实现了升压值为100V的电磁阀驱动高效升压,满足转速高、供油持续期长、电流大的电磁阀快速驱动与响应能力;电磁阀驱动用高效升压电路可靠性高、参数可灵活调整,实现对升压电流与电压的精确控制。
Description
技术领域
本发明属于柴油机控制技术领域,具体涉及一种电磁阀驱动高效升压电路。
背景技术
在某高速电磁阀脉宽调制与电流反馈驱动电路中,为加快电磁阀响应速度,提高电磁阀供电电压是行之有效的方法。
但是,传统的高压产生电路结构复杂、工作不可靠、升压效率低、适应范围窄。
发明内容
本发明就是为了解决传统高压产生电路结构复杂、工作不可靠、升压效率低、适应范围窄的问题,设计了一种性能优越的电磁阀驱动高效升压电路,在短时间内能够高效率地获得设置的升压电压。
本发明的技术方案:
一种电磁阀驱动高效升压电路,其特征在于,所述电路由CPLD可编程逻辑器、场效应晶体管驱动电路、开关电路、电压检测电路、电压比较器、充电电流比较器、电流放大器、转速检测电路组成;
CPLD可编程逻辑器有4个端,HV_OVER端与电压比较器连接,BST_CTRL端与场效应晶体管驱动电路连接,To_C_MAX端与充电电流比较器连接,另一个端与转速检测电路连接;开关电路有3个端,分别与电压检测电路、场效应晶体管驱动电路和电流放大器连接;电流放大器接地;
CPLD可编程逻辑器、电压比较器、电压检测电路、开关电路与场效应晶体管驱动电路构成一个回路;CPLD可编程逻辑器、充电电流比较器、电流放大器、开关电路与场效应晶体管驱动电路构成另一个回路;以升压开关管导通电流与升压电容电压为控制目标,组成双闭环反馈***;
CPLD可编程逻辑器所用晶振为有源晶振;场效应晶体管驱动电路是5V电平驱动;开关电路由升压电感、场效应晶体管、二极管、采样电阻与耐高温高压电容组成;电压比较器由升压电压给定电位器与5V单电源供电的高精度运算放大器组成;充电电流比较器由充电电流给定电位器与5V单电源供电的高精度运算放大器组成;转速检测电路采用可重复触发的单稳态触发器;
所述电磁阀驱动高效升压电路,设置有对开关管的工作电流进行反馈检测功能,且最大工作电流可调;所述电磁阀驱动高效升压电路的升压工作机制,即开始升压的条件为,检测到转速且喷射结束。
设计计算电路结构与电路参数,对升压电感参数进行精确匹配,对CPLD可编程控制逻辑进行优化,通过软件灵活方便设置升压电压与电流,实现了升压值为100V的电磁阀驱动高效升压,满足转速高、供油持续期长、电流大的电磁阀快速驱动与响应能力。
以升压开关管导通电流与升压电容电压为控制目标组成双闭环反馈***,设计了可靠性高、参数可灵活调整的电磁阀驱动用高效升压电路,实现对升压电流与电压的精确控制。
利用转速检测电路提供最低转速工作信号,通过电压设置与电流设置限定升压的电压值和单次充电能量,设计开关管导通电流采样电路,对充电电流进行监测与控制,设计电压检测电路对升压电压进行电平转换,通过两个比较器将模拟电压电流信号转换成数字逻辑电平反馈信号,提供给CPLD可编程逻辑器,由CPLD输出控制逻辑,以脉宽调制方式实现高效升压。
本发明的有益效果:
1.通过软件灵活方便设置升压电压与电流,实现了升压值为100V的电磁阀驱动高效升压,满足转速高、供油持续期长、电流大的电磁阀快速驱动与响应能力;
2.电磁阀驱动用高效升压电路可靠性高、参数可灵活调整,实现对升压电流与电压的精确控制。
附图说明
图1为本发明的电路图。
附图各标记分别表示:
1-CPLD可编程逻辑器
2-场效应晶体管驱动电路
3-开关电路
4-电压检测电路
5-电压比较器
6-充电电流比较器
7-电流放大器
8-转速检测电路。
具体实施方式
一种电磁阀驱动高效升压电路,所述电路由CPLD可编程逻辑器、场效应晶体管驱动电路、开关电路、电压检测电路、电压比较器、充电电流比较器、电流放大器、转速检测电路组成;
CPLD可编程逻辑器有4个端,HV_OVER端与电压比较器连接,BST_CTRL端与场效应晶体管驱动电路连接,To_C_MAX端与充电电流比较器连接,另一个端与转速检测电路连接;开关电路有3个端,分别与电压检测电路、场效应晶体管驱动电路和电流放大器连接;电流放大器接地;
CPLD可编程逻辑器、电压比较器、电压检测电路、开关电路与场效应晶体管驱动电路构成一个回路;CPLD可编程逻辑器、充电电流比较器、电流放大器、开关电路与场效应晶体管驱动电路构成另一个回路;以升压开关管导通电流与升压电容电压为控制目标,组成双闭环反馈***;
CPLD可编程逻辑器所用晶振为有源晶振;场效应晶体管驱动电路是5V电平驱动;开关电路由升压电感、场效应晶体管、二极管、采样电阻与耐高温高压电容组成;电压比较器由升压电压给定电位器与5V单电源供电的高精度运算放大器组成;充电电流比较器由充电电流给定电位器与5V单电源供电的高精度运算放大器组成;转速检测电路采用可重复触发的单稳态触发器;
所述电磁阀驱动高效升压电路,设置有对开关管的工作电流进行反馈检测功能,且最大工作电流可调;所述电磁阀驱动高效升压电路的升压工作机制,即开始升压的条件为,检测到转速且喷射结束。
设计计算电路结构与电路参数,对升压电感参数进行精确匹配,对CPLD可编程控制逻辑进行优化,通过软件灵活方便设置升压电压与电流,实现了升压值为100V的电磁阀驱动高效升压,满足转速高、供油持续期长、电流大的电磁阀快速驱动与响应能力。
以升压开关管导通电流与升压电容电压为控制目标组成双闭环反馈***,设计了可靠性高、参数可灵活调整的电磁阀驱动用高效升压电路,实现对升压电流与电压的精确控制。
利用转速检测电路提供最低转速工作信号,通过电压设置与电流设置限定升压的电压值和单次充电能量,设计开关管导通电流采样电路,对充电电流进行监测与控制,设计电压检测电路对升压电压进行电平转换,通过两个比较器将模拟电压电流信号转换成数字逻辑电平反馈信号,提供给CPLD可编程逻辑器,由CPLD输出控制逻辑,以脉宽调制方式实现高效升压。
本发明的工作过程如下:
当指示升压开始的升压启动信号输入时,CPLD可编程逻辑器会检测到转速,判断充电电压反馈信号与电流反馈信号,如果电压反馈信号不到设置值,CPLD输出一定频率的PWM脉宽调制信号,控制开关管T1导通状态,如果电压反馈信号达到设置值,将关断场效应晶体管T1,停止充电,在场效应晶体管导通期间检测电流反馈信号,如果达到电流设置值,会提前关闭场效应晶体开关管T1。
转速检测电路采用可重复触发的单稳态触发器组成。
场效应晶体管驱动逻辑电路2使用施密特反相器,增加CPLD输出的驱动能力,加快场效应晶体管的导通关断速率。
升压电路3由升压电感、场效应晶体管、二极管、采样电阻与耐高温高压电容组成。场效应晶体管导通,电流上升,升压电感储能,由程序控制场效应晶体管,导通一定时间后晶体管关断,此时升压电感电压反向,与蓄电池电压叠加,通过二极管对电容充电,当电容充电到一定时间本次充电结束,其中充电电流通过精密电阻R17进行采样。
电流放大电路7由运算放大器U3B、反馈网络R10、电流给定电位器W1等组成,将电流采样电阻的mV级电压信号进行放大,放大后的电压信号进入电压比较电路6与电流设定值进行比较,达到升压电流设置值,比较器输出高电平,反馈给CPLD可编程逻辑器,当充电电流达到设置值,本次充电结束。
电压检测电路4由分压电阻与稳压管组成,把100V的升压电压转换成5V的逻辑电压,进入电压比较电路5与电压设置值进行比较,达到升压电压设置值,比较器输出高电平信号,反馈给CPLD可编程逻辑器,当升压电压达到设置值,本循环充电结束。
Claims (1)
1.一种电磁阀驱动高效升压电路,其特征在于,所述电路由CPLD可编程逻辑器(1)、场效应晶体管驱动电路(2)、开关电路(3)、电压检测电路(4)、电压比较器(5)、充电电流比较器(6)、电流放大器(7)、转速检测电路(8)组成;
CPLD可编程逻辑器(1)有4个端,HV_OVER端与电压比较器(5)连接,BST_CTRL端与场效应晶体管驱动电路(2)连接,To_C_MAX端与充电电流比较器(6)连接,另一个端与转速检测电路(8)连接;开关电路(3)有3个端,分别与电压检测电路(4)、场效应晶体管驱动电路(2)和电流放大器(7)连接;电流放大器(7)接地;
CPLD可编程逻辑器(1)、电压比较器(5)、电压检测电路(4)、开关电路(3)与场效应晶体管驱动电路(2)构成一个回路;CPLD可编程逻辑器(1)、充电电流比较器(6)、电流放大器(7)、开关电路(3)与场效应晶体管驱动电路(2)构成另一个回路;以升压开关管导通电流与升压电容电压为控制目标,组成双闭环反馈***;
CPLD可编程逻辑器(1)所用晶振为有源晶振;场效应晶体管驱动电路(2)是5V电平驱动;开关电路(3)由升压电感、场效应晶体管、二极管、采样电阻与耐高温高压电容组成;电压比较器(5)由升压电压给定电位器与5V单电源供电的高精度运算放大器组成;充电电流比较器(6)由充电电流给定电位器与5V单电源供电的高精度运算放大器组成;转速检测电路(8)采用可重复触发的单稳态触发器;
所述电磁阀驱动高效升压电路,设置有对开关管的工作电流进行反馈检测功能,且最大工作电流可调;所述电磁阀驱动高效升压电路的升压工作机制,即开始升压的条件为,检测到转速且喷射结束。
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