一种基于电流反馈的油泵电磁阀驱动电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型基于电流反馈的油泵电磁阀驱动电路，包括油泵电磁阀、单片机、油泵电磁阀驱动电路以及油泵电磁阀输出和电流反馈电路，单片机内的时间处理单元产生的驱动信号连接于油泵电磁阀驱动电路的输入端，油泵电磁阀连接于油泵电磁阀驱动电路的输出端，油泵电磁阀输出和电流反馈电路的输入端与油泵电磁阀相连接，油泵电磁阀输出和电流反馈电路的输出端与单片机内的AD采样处理单元相连接以将油泵电磁阀的瞬态电流和平均电流反馈给单片机。该电路能够根据单片机发出的PWM信号驱动油泵电磁阀，并根据油泵电磁阀的实时电流反馈对轨压进行电流闭环控制以达到精确维持平稳轨压的目的，完全满足高压共轨柴油机在不同工况下所需不同轨压的需求。
【专利说明】
一种基于电流反馈的油泵电磁阀驱动电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种基于电流反馈的油栗电磁阀驱动电路。
【背景技术】
[0002]高压共轨压力的精确控制是电控共轨系统优于传统供油系统的重要因素，因此共轨压力的控制是高压共轨电控系统开发的一个关键环节，它是高压共轨系统与电控柴油机匹配的关键。柴油机在一定的工况下，要求共轨内的压力稳定在某一数值，且轨压波动越小越好，这样有利于实现喷油量的精确控制。因此需要良好的油栗电磁阀驱动电路配合合理的控制策略才能保证安全稳定的轨压控制。
[0003]高压油栗将一定流量的柴油注入高压共轨管形成轨压，因此高压油栗输出燃油的流量直接决定了轨压的大小。为了更好地控制轨压变化时的瞬态响应，采用基于电流反馈的轨压闭环控制算法，能够实现更合理的控制油栗的进油量，表现出更好的瞬态控制效果。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供了一种基于电流反馈的油栗电磁阀驱动电路。
[0005]本实用新型克服其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]—种基于电流反馈的油栗电磁阀驱动电路，包括油栗电磁阀、单片机、油栗电磁阀驱动电路以及油栗电磁阀输出和电流反馈电路，单片机内的时间处理单元产生的驱动信号连接于油栗电磁阀驱动电路的输入端，油栗电磁阀连接于油栗电磁阀驱动电路的输出端，油栗电磁阀输出和电流反馈电路的输入端与油栗电磁阀相连接，油栗电磁阀输出和电流反馈电路的输出端与单片机内的AD采样处理单元相连接以将油栗电磁阀的瞬态电流和平均电流反馈给单片机。
[0007]根据本实用新型优选的，所述油栗电磁阀驱动电路包括驱动芯片IC2、电阻R03、1?04、1?05和肋6以及电容0)5、0)6和1^75，驱动芯片102的引脚1、19、20、10、11、12、15、16接电源，驱动芯片IC2的引脚2、6接地;R05的一端与驱动芯片IC2的引脚3相连接，R05的另一端与单片机的引脚ETPUAO相连接且通过R04接地;R06的一端与单片机的引脚EM1SO相连接，R06的另一端与驱动芯片IC2的引脚4相连接且通过R03接电源;C05和C06并联后一端接地、另一端与驱动芯片IC2的引脚10相连接;RC75的一端接电源，RC75的另一端与驱动芯片IC2的引脚IN+相连接；
[0008]所述油栗电磁阀输出和电流反馈电路包括电流反馈芯片ICl和油栗电磁阀输出电路，所述油栗电磁阀输出电路包括二极管D01、二极管D02A和D02B、电阻ROl和R02以及电容C01、C02、C03和C04，D01的负极与驱动芯片IC2的输出引脚IN+、R02及C03并联后与电流反馈芯片ICI的引脚8相连接，DOI的正极与油栗电磁阀的一端相连接且接地，RO 2的另一端与油栗电磁阀相连接且连接于电流反馈芯片ICl的引脚1，C03的另一端接地;D02A的负极和D02B的正极相连后连接于电流反馈芯片ICl的引脚5，D02A的正极接地，D02B的负极接电源；电流反馈芯片ICl的引脚5输出瞬态电流连接于单片机的引脚ANl且通过C04接地，同时通过ROl和C02转化成平均电流连接于单片机的引脚AN2;电流反馈芯片ICl的引脚6和7接电源且通过COl接地，电流反馈芯片ICl的引脚2和3接地。
[0009]根据本实用新型优选的，所述单片机为飞思卡尔公司的32位单片机MPC5644A;驱动芯片IC2为双通道智能高边功率驱动芯片BTS740S2，它内部集成了保护和诊断功能，可通过状态反馈引脚实时将故障信息反馈给单片机的引脚EM10S0;电流反馈芯片ICl的型号为AD8205，其电路结构简单可靠，输出电流精度高，并具有出众的共模抑制比，实现对瞬态电流的采样和调理。
[0010]本实用新型的有益效果是:
[0011]本实用新型的电路结构简单实用，集成度高，能够根据单片机发出的PffM信号驱动油栗电磁阀，并根据油栗电磁阀的实时电流反馈对轨压进行电流闭环控制以达到精确维持平稳轨压的目的，同时还具备完善的自诊断功能，完全可以满足高压共轨柴油机在不同工况下所需不同轨压的需求，能够可靠地实现对油栗电磁阀开度的控制，可广泛应用到流量、压力电磁阀的控制中。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的原理不意图。
[0013]图2为本实用新型单片机与驱动芯片的电路连接示意图。
[0014]图3为本实用新型油栗电磁阀与电流反馈芯片的电路连接示意图。
[0015]图中，1、油栗电磁阀，2、单片机，3、油栗电磁阀驱动电路，4、油栗电磁阀输出和电流反馈电路，21、时间处理单元，22、AD采样处理单元。
【具体实施方式】
[0016]为了便于本领域人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本实用新型的保护范围。
[0017]如图1所示，本实用新型的基于电流反馈的油栗电磁阀驱动电路，包括油栗电磁阀1、单片机2、油栗电磁阀驱动电路3以及油栗电磁阀输出和电流反馈电路4，单片机2内的时间处理单元21产生的驱动信号连接于油栗电磁阀驱动电路3的输入端，油栗电磁阀I连接于油栗电磁阀驱动电路3的输出端，油栗电磁阀输出和电流反馈电路4的输入端与油栗电磁阀I相连接，油栗电磁阀输出和电流反馈电路4的输出端与单片机2内的AD采样处理单元22相连接以将油栗电磁阀的瞬态电流和平均电流反馈给单片机2。
[0018]如图2所示，所述油栗电磁阀驱动电路3包括驱动芯片BTS740S2、电阻R03、R04、R05和 R06 以及电容 C05、C06 和 RC75，驱动芯片 BTS740S2 的引脚 1、19、20、10、11、12、15、16接2狀电源，驱动芯片BTS740S2的引脚2、6接地;R05的一端与驱动芯片BTS740S2的引脚3相连接，R05的另一端与单片机MPC5644A的引脚ETPUAO相连接且通过R04接地;R06的一端与单片机MPC5644A的引脚EM1SO相连接，R06的另一端与驱动芯片BTS740S2的引脚4相连接且通过R03接5V电源;C05和C06并联后一端接地、另一端与驱动芯片BTS740S2的引脚10相连接;限流电阻RC75的一端接24V电源，限流电阻RC75的另一端与驱动芯片BTS740S2的引脚IN+相连接。如图3所示，所述油栗电磁阀输出和电流反馈电路4包括电流反馈芯片AD8205和油栗电磁阀输出电路，所述油栗电磁阀输出电路包括续流二极管DOl、过压保护二极管D02A和D02B、采样电阻ROI和R02以及滤波电容CO 1、C02、C03和C04，DOI的负极与驱动芯片BTS740S2的输出引脚IN+、采样电阻R02及C03并联后与电流反馈芯片AD8205的引脚8相连接，DOl的正极与油栗电磁阀I的一端相连接且接地，R02的另一端与油栗电磁阀相连接且连接于电流反馈芯片AD8205的引脚1，C03的另一端接地;D02A的负极和D02B的正极相连后连接于电流反馈芯片AD8205的引脚5，D02A的正极接地，D02B的负极接5V电源；电流反馈芯片AD8205的引脚5输出瞬态电流连接于单片机MPC5644A的引脚ANl且通过C04接地，同时通过ROl和C02转化成平均电流连接于单片机MPC5644A的引脚AN2;电流反馈芯片AD8205的引脚6和7接电源且通过COl接地，电流反馈芯片AD8205的引脚2和3接地。采用电阻R02的阻值可根据负载的工作电流和电流反馈芯片AD8205增益计算得到。
[0019]当油栗电磁阀线圈通电产生磁场，吸引衔铁克服弹簧力，推动电磁阀阀芯的移动，根据油栗电磁阀的电流流量特性，随着驱动电流的增大，流量逐渐减小直至关闭。
[0020]当单片机MPC5644A通过引脚EITUAO产生的PWM驱动信号为高电平时，驱动芯片BTS740S2内部的MOSFET导通，引脚OUTl输出导通到24V电源电压，24V电源电压通过采样电阻R02施加到感性负载油栗电磁阀I上，驱动油栗电磁阀I工作，油栗电磁阀I上的瞬态电流增加。当ETPUAO产生的PffM驱动信号为低电平时，驱动芯片BTS740S内部的MOSFET关闭，感性负载油栗电磁阀1、二极管DOl和采样电阻R02形成续流通路，油栗电磁阀I上的瞬态电流减小。电阻ROl和电容C02可以把油栗电磁阀的瞬态电流转化为平均电流，用于基于电流反馈的轨压闭环控制算法中，从而实现轨压控制的稳定性和瞬态响应性。
[0021]以上仅描述了本实用新型的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述作出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于电流反馈的油栗电磁阀驱动电路，其特征在于:包括油栗电磁阀(I)、单片机(2)、油栗电磁阀驱动电路(3)以及油栗电磁阀输出和电流反馈电路(4)，单片机(2)内的时间处理单元(21)产生的驱动信号连接于油栗电磁阀驱动电路(3)的输入端，油栗电磁阀(I)连接于油栗电磁阀驱动电路(3)的输出端，油栗电磁阀输出和电流反馈电路(4)的输入端与油栗电磁阀(I)相连接，油栗电磁阀输出和电流反馈电路(4)的输出端与单片机(2)内的AD采样处理单元(22)相连接以将油栗电磁阀的瞬态电流和平均电流反馈给单片机(2)。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于: 所述油栗电磁阀驱动电路(3)包括驱动芯片IC2、电阻R03、R04、R05和R06以及电容C05、0)6和此75，驱动芯片比2的引脚1、19、20、10、11、12、15、16接电源，驱动芯片比2的引脚2、6接地;R05的一端与驱动芯片IC2的引脚3相连接，R05的另一端与单片机(2)的引脚ETPUAO相连接且通过R04接地;R06的一端与单片机(2)的引脚EM1SO相连接，R06的另一端与驱动芯片IC2的引脚4相连接且通过R03接电源;C05和C06并联后一端接地、另一端与驱动芯片IC2的弓I脚1相连接;RC75的一端接电源，RC75的另一端与驱动芯片IC2的弓I脚IN+相连接； 所述油栗电磁阀输出和电流反馈电路(4)包括电流反馈芯片ICl和油栗电磁阀输出电路，所述油栗电磁阀输出电路包括二极管D01、二极管D02A和D02B、电阻ROl和R02以及电容C01、C02、C03和C04，D01的负极与驱动芯片IC2的输出引脚IN+、R02及C03并联后与电流反馈芯片I Cl的引脚8相连接，DOI的正极与油栗电磁阀(I)的一端相连接且接地，R02的另一端与油栗电磁阀相连接且连接于电流反馈芯片ICl的引脚I，C03的另一端接地;D02A的负极和D02B的正极相连后连接于电流反馈芯片ICl的引脚5，D02A的正极接地，D02B的负极接电源；电流反馈芯片ICl的引脚5输出瞬态电流连接于单片机(2)的引脚ANl且通过C04接地，同时通过ROl和C02转化成平均电流连接于单片机(2)的引脚AN2;电流反馈芯片ICl的引脚6和7接电源且通过COl接地，电流反馈芯片ICl的引脚2和3接地。3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于:所述单片机(2)的型号为MPC5644A;驱动芯片IC2的型号为BTS740S2;电流反馈芯片ICl的型号为AD8205。
【文档编号】F02M59/46GK205503330SQ201620264242
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】刘永春, 郭庆波, 刘海涛, 齐善东, 路志强, 李毅, 王秋花
【申请人】中国重汽集团济南动力有限公司