一种单套接口多功能电磁阀驱动电路的制作方法

[0001]
本发明实施例涉及自动控制技术，尤其涉及一种单套接口多功能电磁阀驱动电路。


背景技术：

[0002]
电子控制单元(electronic control unit，ecu)作为车辆和船只的大脑，其工作目标是控制所有执行器正常工作，而且车用和船用的控制单元在工作的过程中往往需要驱动不同的电磁阀。
[0003]
为了使控制单元兼顾多种电磁阀驱动需求，同时满足不同系统的差异化要求，目前控制单元一般通过多种单一功能的电磁阀驱动模块进行组合，满足不同数量电磁阀驱动的需求。这种电路设计虽然能满足控制单元的电磁阀控制需求，但是接口过剩很常见，并且这种组合方式会导致驱动模块组合的尺寸变大，不适合车辆和船只使用。


技术实现要素：

[0004]
本发明提供一种单套接口多功能电磁阀驱动电路，以实现电磁阀驱动电路尺寸更小，接口更少，达到了多功能电磁阀驱动电路小型化、精简化以及功能多样化的效果。
[0005]
第一方面，本发明实施例提供了一种单套接口多功能电磁阀驱动电路，其中，所述单套接口包括第一信号端口和第二信号端口，所述第一信号端口和所述第二信号端口用于连接待控制器件；所述驱动电路包括：反馈电路、控制电路和处理器，所述反馈电路包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，所述第一输入端连接所述第一信号端口，所述第二输入端连接所述第二信号端口；所述反馈电路用于检测所述第一信号端口和所述第二信号端口的电压；所述控制电路包括第一控制端、第二控制端、电源端、电流反馈端、第一信号输出端和第二信号输出端，所述电源端与供电电源电连接，所述第一信号输出端与所述第一信号端口电连接，所述第二信号输出端与所述第二信号端口电连接；所述处理器连接所述反馈电路的第一输出端和第二输出端，以及所述处理器连接所述控制电路的第一控制端和第二控制端；所述处理器用于接收反馈电路输出的反馈信号和所述电流反馈端输出的电流反馈信号，控制所述控制电路的工作状态，以使所述第一信号端口和所述第二信号端口输出不同的控制信号。
[0006]
可选地，所述反馈电路还包括：第一比较器和第二比较器，所述第一比较器的第一输入端作为所述反馈电路的第一输入端，连接所述第一信号端口，所述第一比较器的第二输入端接地，所述第二比较器的第一输入端连接所述第一比较器的第一输入端，所述第二比较器的第二输入端作为所述反馈电路的第二输入端，连接所述第二信号端口，所述第一比较器和第二比较器的输出端分别作为所述反馈电路的第一输出端和第二输出端。
[0007]
可选地，所述控制电路还包括：第一开关、第二开关、第一电阻和第二电阻；所述第一开关和所述第一电阻依次串联在所述供电电源和所述反馈电路的第一输入端之间，所述第二开关连接于所述反馈电路的第二输入端和所述第二电阻的第一端之间，所述第二电阻
的第二端接地，所述第一开关的控制端作为所述控制电路的第一控制端，连接所述处理器，所述第二开关的控制端作为所述控制电路的第二控制端，连接所述处理器。
[0008]
可选地，所述控制电路还包括：第一稳压二极管和第二稳压二极管，其中，所述第一稳压二极管的阳极连接所述第二信号端口，所述第一稳压二极管的阴极连接所述电源端，所述第二稳压二极管的阴极连接所述第一信号端口，所述第二稳压二极管的阳极接地。
[0009]
可选地，所述控制电路还包括电流检测器，所述电流检测器包括电感线圈，所述电感线圈套接于所述供电电源的电流通路中；所述电流检测器的信号输出端作为所述电流反馈端，连接所述处理器，将测量结果实时发送至所述处理器。
[0010]
可选地，单套接口多功能电磁阀驱动电路，还包括，监测模块，所述监测模块连接所述处理器，用于监测所述反馈电路和所述控制电路的工作状态并传输至所述处理器。
[0011]
可选地，所述第一信号端口和所述第二信号端口输出peak-hold驱动信号；所述处理器控制所述控制电路的工作频率范围为10-20khz，所述peak-hold驱动信号的peak段最大输出电流为30a，所述peak-hold驱动信号的hold段最大输出电流为10a。
[0012]
可选地，所述第一信号端口和所述第二信号端口输出恒流驱动信号；所述处理器控制所述控制电路的工作频率范围为50-2000hz，所述恒流驱动信号为0-3a的恒电流信号。
[0013]
可选地，所述第一信号端口和所述第二信号端口输出脉冲宽度调制信号；所述处理器还包括控制信号输入接口，处理器根据所述控制信号输入接口输入的信号控制所述控制电路的工作频率。
[0014]
可选地，处理器根据所述控制信号输入接口输入的信号控制所述控制电路的工作状态。
[0015]
本发明通过设计单套接口连接待控制器件，设置有处理器用于改变控制电路的工作状态以输出不同类型的驱动信号，驱动信号的类型还可以根据待驱动的器件的类型进行改变，闭环采集的反馈信号传输至处理器，以使处理器可以精准指导驱动信号的输出，实现了单套接口的电磁阀驱动电路输出不同驱动信号的功能，达到了多功能电磁阀驱动电路小型化、精简化以及功能多样化的效果。
附图说明
[0016]
图1为本实施例提供的一种单套接口多功能电磁阀驱动电路的示意图；
[0017]
图2为本实施例提供的另一种单套接口多功能电磁阀驱动电路的示意图；
[0018]
图3为本实施例提供的另一种单套接口多功能电磁阀驱动电路的示意图；
[0019]
图4为本实施例提供的另一种单套接口多功能电磁阀驱动电路的示意图；
[0020]
图5为本实施例提供的另一种单套接口多功能电磁阀驱动电路的示意图；
[0021]
图6为本实施例提供的另一种单套接口多功能电磁阀驱动电路的示意图。
具体实施方式
[0022]
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0023]
本发明实施例提供了一种单套接口多功能电磁阀驱动电路100，图1为本实施例提
供的一种单套接口多功能电磁阀驱动电路100的示意图，参见图1，单套接口110包括第一信号端口111和第二信号端口112，第一信号端口111和第二信号端口112用于连接待控制器件；驱动电路120包括：反馈电路130，反馈电路130包括第一输入端131、第二输入端132、第一输出端133和第二输出端134，第一输入端131连接第一信号端口111，第二输入端132连接第二信号端口112；反馈电路130用于检测第一信号端口111和第二信号端口112的电压；控制电路140，控制电路140包括第一控制端141、第二控制端142、电源端143、电流反馈端144、第一信号输出端145和第二信号输出端146，电源端143与供电电源电连接，第一信号输出端145与第一信号端口111电连接，第二信号输出端146与第二信号端口112电连接；处理器150，处理器150连接反馈电路130的第一输出端133和第二输出端134，以及处理器150连接控制电路140的第一控制端141、第二控制端142和电流反馈端144；处理器150用于接收反馈电路130输出的反馈信号和电流反馈端144输出的电流反馈信号，控制控制电路140的工作状态，以使第一信号端口111和第二信号端口112输出不同的控制信号。
[0024]
其中，单套接口110是驱动电路120连接待控制器件两端的两个接口，用于向待控制器件传输驱动信号；驱动电路120是为待控制器件提供驱动信号的电路，驱动电路120根据待控制器件的种类不同可以提供不同类型的驱动信号；电流反馈端144连接控制器，并将控制电路140的电流测量结果实时传输至处理器150；供电电源所提供的供电电压受处理器150控制；反馈电路130可用于采集待控制器件两端的电压信号进行处理并将反馈信号发送给处理器150；处理器150根据待控制器件类型的不同，向第一控制端141和第二控制端142输出不同的控制信号，从而控制电路140向待控制器件输入不同的驱动信号用以驱动不同类型的待控制器件，处理器150还可以分析接收到的闭环采集的电压反馈信号和电流测量结果，并根据电压反馈信号和电流测量结果持续向控制电路140输出控制信号。
[0025]
示例性地，在单套接口多功能电磁阀驱动电路100用于驱动船用燃油喷射电磁阀的情况下，船用燃油喷射电磁阀需要peak-hold驱动信号驱动，处理器150向控制电路140的第一控制端141和第二控制端142输送pwm波控制信号，频率为10-20khz，第一信号端口111和第二信号端口112分别连接于船用燃油喷射电磁阀两端，反馈电路130采集船用燃油喷射电磁阀两端电压信号反馈至处理器150，控制电路140的电流反馈端144口将控制电路140中的实时电流测量结果发送至控制器，处理器150根据电压反馈信号和电流测量结果改变pwm波控制信号的占空比、频率，同时改变供电电源的电压值，使控制电路140的第一信号输出端145和第二信号输出端146向船用燃油喷射电磁阀输出peak-hold驱动信号。
[0026]
在单套接口多功能电磁阀驱动电路100用于驱动需要恒流驱动的柴油机电磁阀的情况下，处理器150向控制电路140的第一控制端141和第二控制端142输送pwm波控制信号，频率为50-2000hz，第一信号端口111和第二信号端口112分别连接于需要恒流驱动的柴油机电磁阀的两端，反馈电路130采集需要恒流驱动的柴油机电磁阀两端电压信号反馈至处理器150，控制电路140的电流反馈端144口将控制电路140中的实时电流测量结果发送至控制器，处理器150根据电压反馈信号和电流测量结果改变pwm波控制信号的占空比、频率，使控制电路140的第一信号输出端145和第二信号输出端146向需要恒流驱动的柴油机输出恒流驱动信号。
[0027]
在单套接口多功能电磁阀驱动电路100用于驱动供油量电磁阀等需要脉冲宽度调制信号的电磁阀时，用户根据需要提前设定好pwm控制信号的频率，处理器150向控制电路
140的第一控制端141和第二控制端142输送pwm控制信号，第一信号端口111和第二信号端口112分别连接于需要脉冲宽度调制信号的电磁阀两端，反馈电路130采集需要脉冲宽度调制信号的电磁阀两端电压信号反馈至处理器150，控制电路140的电流反馈端144口将控制电路140中的实时电流测量结果发送至控制器，处理器150根据电压反馈信号和电流测量结果改变pwm波控制信号的占空比、频率，使控制电路140的第一信号输出端145和第二信号输出端146向需要脉冲宽度调制信号的电磁阀输出脉冲宽度调制信号。
[0028]
在单套接口多功能电磁阀驱动电路100用于驱动需要开关量驱动的设备的情况下，示例性地，开关量驱动的设备可以是空调、压缩机等大功率设备的继电器，用户控制处理器150向控制电路140的第一控制端141和第二控制端142输送开关控制信号，使控制电路140的第一信号输出端145和第二信号输出端146向需要开关量驱动的设备输出开关量信号；第一信号端口111和第二信号端口112分别连接于需要开关量驱动的设备的两端，反馈电路130采集需要开关量驱动的设备两端电压信号反馈至处理器150，控制电路140的电流反馈端144口将控制电路140中的实时电流测量结果发送至控制器，处理器150将电压反馈信号和电流测量结果展示给用户。
[0029]
本发明实施例提供的一种单套接口多功能电磁阀驱动电路100，该单套接口多功能电磁阀驱动电路100设计了单套接口110用于连接待控制器件，设置有处理器150用于改变控制电路140的工作状态以输出不同类型的驱动信号，驱动信号的类型还可以根据待驱动的器件的类型进行改变，闭环采集的反馈信号传输至处理器150可以精准指导驱动信号的输出，可以实现单套接口110的电磁阀驱动电路输出不同驱动信号的功能，达到了多功能电磁阀驱动电路小型化、精简化以及功能多样化的效果。
[0030]
图2为本实施例提供的另一种单套接口多功能电磁阀驱动电路100的示意图，参见图2，可选地，反馈电路130还包括：第一比较器231和第二比较器232，第一比较器231的第一输入端作为反馈电路130的第一输入端131，连接第一信号端口111，第一比较器231的第二输入端接地，第二比较器232的第一输入端连接第一比较器231的第一输入端，第二比较器232的第二输入端作为反馈电路130的第二输入端132，连接第二信号端口112，第一比较器231和第二比较器232的输出端分别作为反馈电路130的第一输出端133和第二输出端134。
[0031]
其中，第一比较器231采集待控制器件一端的电压并将其和地线电压做出比较，将比较结果通过反馈电路130的第一输出端133输送至处理器150，第二比较器232采集并比较待控制器件两端的电压，并将比较结果通过反馈电路130的第二输出端134输送至处理器150，处理器150可以根据反馈电路130输送的信号和电流测量结果对待控制器件进行pid闭环控制输出，使输出的控制信号更加精确。
[0032]
图3为本实施例提供的另一种单套接口多功能电磁阀驱动电路100的示意图，参见图3，可选地，控制电路140还包括：第一开关341、第二开关342、第一电阻343和第二电阻344；第一开关341和第一电阻343依次串联在供电电源和反馈电路130的第一输入端131之间，第二开关342连接于反馈电路130的第二输入端132和第二电阻344的第一端之间，第二电阻344的第二端接地，第一开关341的控制端作为控制电路140的第一控制端141，连接处理器150，第二开关342的控制端作为控制电路140的第二控制端142，连接处理器150。
[0033]
其中，第一开关341和第二开关342的关断和导通均受处理器150控制，处理器150控制开关的信号频率不同，控制电路140输出给待控制器件的驱动信号相应改变，以控制不
同类型的待控制器件，本发明实施例通过处理器150控制两个开关的状态，改变控制两个开关的信号的频率以实现单套接口110输出不同的驱动信号，控制不同的器件，达到了多功能电磁阀驱动电路小型化、精简化以及功能多样化的效果。
[0034]
图4为本实施例提供的另一种单套接口多功能电磁阀驱动电路100的示意图，参见图4，可选地，控制电路140还包括：第一稳压二极管441和第二稳压二极管442，其中，第一稳压二极管441的阳极连接第二信号端口112，第一稳压二极管441的阴极连接电源端143，第二稳压二极管442的阴极连接第一信号端口111，第二稳压二极管442的阳极接地。
[0035]
其中，控制电路140在工作状态下电流变化较大，电压很容易发生变化，第一稳压二极管441用于稳定电源端143和第二信号输出端146之间的电压，第二稳压二极管442用于稳定接地端和第一信号输出端145之间的电压。本发明实施例中的两个稳压二极管的接入有助于电磁阀驱动电路输出的驱动信号更加精准。
[0036]
图5为本实施例提供的另一种单套接口多功能电磁阀驱动电路100的示意图，参见图5，可选地，控制电路140还包括电流检测器541，电流检测器541包括电感线圈，电感线圈套接于供电电源的电流通路中；电流检测器541的信号输出端作为电流反馈端144，连接处理器150，将测量结果实时发送至处理器150。
[0037]
其中，在单套接口多功能电磁阀驱动电路100工作的过程中，电流检测器541用于实时检测控制电路140的电流，并发送至处理器150，用于指导处理器150对控制电路140工作状态的控制，并且该过程形成闭环；电感线圈利用电磁感应原理实时测量控制电路140中的电流。本发明实施例利用电感线圈测量控制电路140中的电流，并将电流实时反馈给处理器150以指导处理器150对处理电路工作状态的控制，实现了闭环控制，达到了电磁阀驱动电路输出的驱动信号更加精准的效果。
[0038]
继续参照图5，可选地，单套接口多功能电磁阀驱动电路100，还包括，监测模块560，监测模块560连接处理器150，用于监测反馈电路130和控制电路140的工作状态并传输至处理器150。
[0039]
其中监测模块560用于监测反馈电路130和控制电路140中各器件的电压、电流和温度等工作参数，并传输给处理器150进行分析，以保证电磁阀驱动电路的正常运行，提高了电磁阀驱动电路的可靠性。
[0040]
继续参照图5，第一信号端口111和第二信号端口112输出peak-hold驱动信号；处理器150控制控制电路140的工作频率范围为10-20khz，peak-hold驱动信号的peak段最大输出电流为30a，peak-hold驱动信号的hold段最大输出电流为10a。
[0041]
示例性地，在单套接口多功能电磁阀驱动电路100用于驱动船用燃油喷射电磁阀的情况下，处理器150通过控制电路140的第一控制端141控制第一开关341导通，通过第二控制端142向第二开关342输送pwm波控制信号控制第二开关342的状态，频率为10-20khz，第一信号端口111和第二信号端口112分别连接于船用燃油喷射电磁阀两端，反馈电路130采集船用燃油喷射电磁阀两端电压信号实时反馈至处理器150，控制电路140的电流反馈端144口将控制电路140中的实时电流测量结果发送至控制器，处理器150根据电压反馈信号和电流测量结果改变pwm波控制信号的占空比、频率，同时改变供电电源的电压值，使控制电路140的第一信号输出端145和第二信号输出端146向船用燃油喷射电磁阀输出peak-hold驱动信号。
[0042]
驱动电路120输出peak段信号时，处理器150控制供电电源的电压升高并保持，从而第一信号端口111和第二信号端口112输送给电磁阀的驱动电流信号也大幅上升并保持在30a，持续10ms；驱动电路120输出hold段信号时，处理器150控制供电电源的电压降低并保持，从而第一信号端口111和第二信号端口112输送给电磁阀的驱动电流信号也降低并保持在10a，持续100ms，在整个驱动过程中电流检测器541实时检测控制电路140中的电流，采样频率为25khz，并将测量结果发送给处理器150，以便处理器150对控制电路140工作状态的持续控制。
[0043]
本发明实施例提供的一种单套接口多功能电磁阀驱动电路100可以利用单套接口110输出peak-hold驱动信号，实现了对燃油喷射电磁阀的驱动，达到了多功能电磁阀驱动电路小型化、精简化的效果。
[0044]
继续参照图5，可选地，第一信号端口111和第二信号端口112输出恒流驱动信号；处理器150控制控制电路140的工作频率范围为50-2000hz，恒流驱动信号为0-3a的恒电流信号。
[0045]
示例性地，在单套接口多功能电磁阀驱动电路100用于驱动需要恒流驱动的柴油机电磁阀的情况下，处理器150通过控制电路140的第一控制端141控制第一开关341导通，通过第二控制端142向第二开关342输送pwm波控制信号控制第二开关342的状态，频率为50-2000hz，第一信号端口111和第二信号端口112分别连接于需要恒流驱动的柴油机电磁阀的两端，反馈电路130采集电磁阀两端电压信号实时反馈至处理器150，控制电路140的电流反馈端144口将控制电路140中的实时电流测量结果发送至控制器，处理器150根据电压反馈信号和电流测量结果改变pwm波控制信号的占空比、频率，使控制电路140的第一信号输出端145和第二信号输出端146向需要恒流驱动的柴油机输出恒流驱动信号，恒流驱动信号的电流值可以为0a和3a之间的任一电流值。
[0046]
本发明实施例提供的一种单套接口多功能电磁阀驱动电路100可以利用单套接口110输出恒流驱动信号，实现了对需恒流驱动的柴油机电磁阀的驱动，达到了多功能电磁阀驱动电路小型化、精简化的效果。
[0047]
图6为本实施例提供的另一种单套接口多功能电磁阀驱动电路100的示意图，参见图6，可选地，第一信号端口111和第二信号端口112输出脉冲宽度调制信号；处理器150还包括控制信号输入接口651，处理器150根据控制信号输入接口651输入的信号控制控制电路140的工作频率。
[0048]
其中，控制信号输入接口651用于设置处理器150发出的控制信号的频率值。
[0049]
示例性地，用户根据提前在处理器150设定好pwm控制信号的频率，处理器150通过控制电路140的第一控制端141控制第一开关341导通，通过第二控制端142向第二开关342输送pwm控制信号，第一信号端口111和第二信号端口112分别连接于需要脉冲宽度调制信号的电磁阀两端，反馈电路130采集电磁阀两端电压信号反馈至处理器150，控制电路140的电流反馈端144口将控制电路140中的实时电流测量结果发送至控制器，处理器150根据电压反馈信号和电流测量结果改变pwm波控制信号的占空比、频率，使控制电路140的第一信号输出端145和第二信号输出端146向需要脉冲宽度调制信号的电磁阀输出脉冲宽度调制信号。
[0050]
本发明实施例提供的一种单套接口多功能电磁阀驱动电路100可以利用单套接口
110输出脉冲宽度调制信号，实现了对需要脉冲宽度调制信号的电磁阀的驱动，达到了多功能电磁阀驱动电路小型化、精简化的效果。
[0051]
继续参照图6，可选地，处理器150根据控制信号输入接口651输入的信号控制控制电路140的工作状态。
[0052]
示例性地，在待控制器件需要开关量驱动的情况下，保持第一开关341导通，用户根据需求从控制信号输入接口651实时向处理器150输入开关量信号，该开关量信号经第二控制端142口控制第二开关342的导通或关断，此时供电电源的电压位24v，从而第一信号端口111和第二信号端口112将24v开关量信号传送至待控制器件，示例性地，带控制器件可以为继电器。
[0053]
本发明实施例提供的一种单套接口多功能电磁阀驱动电路100可以利用单套接口110多种信号，实现了对多种驱动类型器件的驱动，达到了多功能电磁阀驱动电路小型化、精简化，功能多样化的效果。
[0054]
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。