专利名称：压电喷油器驱动电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及压电喷油器领域，尤其是一种压电喷油器驱动电路。
背景技术：
压电喷油器的性能在很大程度上取决于驱动电路的性能，目前压电喷油器驱动电路存在以下技术问题一是无法提供足够的高压，以实现压电驱动器输出较大位移，二是不能对压电驱动器进行快速充放电，使其快速伸缩，实现压电喷油器的快速响应。但
发明内容为解决以上技术问题，本实用新型提供了一种压电喷油器驱动电路，该电路能实现压电驱动器输出较大位移，能对压电驱动器进行快速充放电。为实现以上发明目的，本实用新型的技术方案为压电喷油器驱动电路，其不同之处在于其包括单片机系统、PWM驱动电路、蓄电池、Boost升压电路、充放电电路、压电喷油器、采样电路，压电喷油器内设置有压电陶瓷及压电驱动器，Boost升压电路将蓄电池提供电压进行升压后向充放电电路输出可调直流电压，充放电电路受控对前级输出的直流电压进行斩波，输出电压脉冲对压电喷油器的压电陶瓷快速充电，并给压电驱动器提供放电通路，单片机系统发出PWM信号至PWM驱动电路，PWM驱动电路控制Boost升压电路、充放电电路的工作状态，单片机系统还通过采样电路接收来自压电喷油器的采样信号。对比现有技术，本实用新型具备以下有益效果1)、输出0 200V可调方波电压；2)、占空比可调；3)、频率IOOHz以上；4)、输出电阻尽可能小，瞬时输出电流要大；5)、电路尽可能简单、安全、可靠。
图1为本实用新型实施例的结构框图；图2为本实用新型实施例的具体结构图；图3为本实用新型实施例的单片机工作流程。
具体实施方式
如图1所示，压电喷油器驱动电路，其包括单片机系统、PWM驱动电路、蓄电池、Boost升压电路、充放电电路、压电喷油器、采样电路，压电喷油器内设置有压电陶瓷及压电驱动器，Boost升压电路将蓄电池提供电压进行升压后向充放电电路输出可调直流电压，充放电电路受控对前级输出的直流电压进行斩波，输出电压脉冲对压电喷油器的压电陶瓷快速充电，并给压电驱动器提供放电通路，单片机系统发出PWM信号至PWM驱动电路，PWM驱动电路控制Boost升压电路、充放电电路的工作状态，单片机系统还通过采样电路接收来自压电喷油器的米样信号。具体的，如图2所示，电路设计要分两部分考虑。第一，将蓄电池提供的48V/24V直流电压升压，提供输出O 200V可调的直流电源，并且能很快提供压电驱动器快速充电需要的电流或电荷。第二，控制上述直流电压脉冲对压电驱动器进行快速充放电。综合考虑，本压电喷油器驱动电路分两级组成，前级部分是升压电路，采用Boost升压电路将蓄电池提供的48V/24V升压、电容滤波储能，输出电压0 200V可调的直流电压；后级部分是充放电电路，受控对前级输出的直流电压进行斩波，输出电压脉冲对压电陶瓷快速充电，并给压电驱动器提供放电通路。图2中，功率开关管VT1 VT3采用IGBT，二极管VD1 VD3分别是IGBT VT1 VT3内部反并联二极管，VD0是放电续流二极管，电感Z2是充放电限流电感，用来保护开关器件和压电陶瓷阀的，使其免受大浪涌电流的破坏。考虑到柴油机实际工作情况，选择用24V蓄电池做为初级电源，控制电路中的辅助电源从蓄电池取电后给控制电路中其它电路供电。以Ad// c841单片机作为控制核心，通过上位机通信或人为给定设置控制Ad// c841单片机确定输出电压脉冲幅值、重复频率、占空比。输出电压检测电路完成对压电驱动器两端电压的检测，并送到Ad// c841单片机A/D输入口进行采样，结合给定设置信息，经数字PI调节器处理、比较后输出升压PWM控制信号。PWM控制信号送到驱动电路进行功率放大后去驱动功率开关管IGBT VT1的导通和关断，实现对蓄电池电压的升压，并保持输出直流电压的稳定。二极管VD阻止输出电容Ctl向输入端反放电。输出电容Ctl足够大，使其电压不因对压电驱动器充电而出现明显降低。考虑到蓄电池的充放电速度较慢，在升压电路输入端并联一个大容量电解电容Ci。根据上位机或人为给定设置，Ad// c841单片机送出适当宽度和重复周期的充电PWM信号给IR2110驱动电路的高端驱动电路控制充电IGBT VT2导通，输出电容Ctl经充电IGBT VT2和限流电感L4给压电驱动器充电。Ad// c841单片机在充电IGBT VT2导通期间对压电驱动器两端的输出电压进行检测，经过数字PI调节器后控制输出电容C。上的输出直流电压保持稳定。在充电PWM信号的下降沿，Ad// c841单片机输出高电平信号至IR2110驱动电路的低端驱动电路开通放电IGBT VT3，压电驱动器通过限流电感L2和放电IGBT VT3进行放电。压电驱动器存储电能向限流电感L2转移，经输出电压检测电路检测输出电压降低到一定值(接近于零)时，此时表示压电驱动器存储的电能向限流电感L2即将释放完，此时，Ad//c841单片机输出低电平信号给IR2110驱动电路的低端驱动电路，关断放电IGBT VT3,限流电感L2经VD2和VDtl向输出电容G释放电能，将压电驱动器存储的电能回馈到电源，减小电路损耗，提高能量利用效率。Ad// c841单片机工作的程序流程如图3所示。
权利要求1.压电喷油器驱动电路，其特征在于其包括单片机系统、PWM驱动电路、蓄电池、 Boost升压电路、充放电电路、压电喷油器、采样电路，压电喷油器内设置有压电陶瓷及压电驱动器，Boost升压电路将蓄电池提供电压进行升压后向充放电电路输出可调直流电压，充放电电路受控对前级输出的直流电压进行斩波，输出电压脉冲对压电喷油器的压电陶瓷快速充电，并给压电驱动器提供放电通路，单片机系统发出PWM信号至PWM驱动电路，PWM驱动电路控制Boost升压电路、充放电电路的工作状态，单片机系统还通过采样电路接收来自压电喷油器的米样信号。
专利摘要本实用新型涉及压电喷油器领域，尤其是一种压电喷油器驱动电路，其不同之处在于其包括单片机系统、PWM驱动电路、蓄电池、Boost升压电路、充放电电路、压电喷油器、采样电路，压电喷油器内设置有压电陶瓷及压电驱动器，Boost升压电路将蓄电池提供电压进行升压后向充放电电路输出可调直流电压，充放电电路受控对前级输出的直流电压进行斩波，输出电压脉冲对压电喷油器的压电陶瓷快速充电，并给压电驱动器提供放电通路，单片机系统发出PWM信号至PWM驱动电路，PWM驱动电路控制Boost升压电路、充放电电路的工作状态，单片机系统还通过采样电路接收来自压电喷油器的采样信号。该电路能实现压电驱动器输出较大位移，能对压电驱动器进行快速充放电。
文档编号H02M9/04GK202867012SQ20122040103
公开日2013年4月10日 申请日期2012年8月14日 优先权日2012年8月14日
发明者刘振明, 欧阳光耀, 安士杰 申请人:刘振明, 欧阳光耀, 安士杰