一种塑封点火模块的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种塑封点火模块，包括环氧树脂体和焊接有若干引脚的金属基印刷电路板，所述金属基印刷电路板上贴装有构成点火模块的电子元件，所述金属基印刷电路板封装在环氧树脂体内。所述点火模块产生的热量直接传导到金属基印刷电路板上，提高了散热效率。所述金属基印刷电路板焊接的若干引脚与外界电路连接，实现点火控制。所述金属基印刷电路板均封装在环氧树脂体内，基于环氧树脂良好的密封性，提高了点火模块的防潮、防震动性和可靠性。
【专利说明】一种塑封点火模块
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车发动机点火系统领域，特别涉及一种塑封点火模块。
【背景技术】
[0002]传统的汽车点火模块只是一个电子开关，功率管用达林顿三极管或IGBT管，汽车的EOKElectronic Control Unit,电子控制单元,又称“行车电脑”、“车载电脑”等)控制功率管的导通和关断，从而控制点火线圈的充放电，实现点火。当汽车ECU输出的方波控制信号随冷却水温度、转速变化、油门开度等参数的变化而持续维持高电平状态时，点火线圈的初级绕组电流变大，储能也增加，次级绕组产生的电压变高，一旦超出骨架耐压范围，引起点火线圈内部击穿，将造成点火线圈内部高压短路，影响发动机点火。而且，当汽车ECU输出的方波控制信号持续保持高电平时，还会导致点火模块和点火线圈长时间流过大电流，造成点火模块和点火线圈烧坏。因而现有的点火模块急需限流保护，且控制信号不能持续保持高电平。
[0003]点火模块的制造工艺通常采用PCB电路板或陶瓷电路板生产，其电子元器件裸露在电路板表面，防潮性、防震动性能力较弱，易导致各个电子元器件可靠性不高，易损坏，而且，采用传统工艺生产的点火模块还存在散热性不好，成本高等问题。另外，传统塑封模块采用裸芯片封装、铝丝键合工艺，对工艺要求高，制造商基础投入大，生产过程控制难度大，而且产品一次合格率低，产品维修率高。因此，现有的汽车点火模块在限流保护、防潮、防震动和散热等性能上还有待改进和提闻。
【发明内容】
[0004]鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种塑封点火模块，通过将载有点火模块的金属基印刷电路板封装在环氧树脂体内，来提高塑封模块的防潮、防震动和散热等性能。
[0005]为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案:
一种塑封点火模块，包括环氧树脂体和焊接有若干引脚的金属基印刷电路板，所述金属基印刷电路板上贴装有构成点火模块的电子元件，所述金属基印刷电路板封装在环氧树脂体内。
[0006]所述的塑封点火模块中，所述点火模块包括:
前级驱动单元，用于比较外部控制信号的电平和门槛电平，并在外部控制信号的电平高于门滥电平时，输出高电平信号，在外部控制信号的电平低于门滥电平时，输出低电平信号;
软关断单元，用于将前级驱动单元输出的电平信号同相位输出，并在前级驱动单元输出的电平信号持续为高电平的时间超过设定时间时，输出低电平信号；
限流反馈单元，用于将软关断单元输出的电平信号输出给功率管，并限制功率管的最大导通电流； 稳压单元，用于对点火模块的外部供电端输入的电压进行稳压处理，并给前级驱动单元、软关断单元和限流反馈单元供电；
所述点火模块的外部供电端通过稳压单元连接前级驱动单元、软关断单元和限流反馈单元的电源输入端，所述前级驱动单元的信号输入端为外部控制信号输入端，所述前级驱动单元的信号输出端通过软关断单元连接限流反馈单元的信号输入端，所述限流反馈单元的信号输出端连接功率管的门极，所述功率管的集电极通过外部点火线圈连接外部点火电源，所述功率管的发射极通过限流反馈单元接地。
[0007]所述的塑封点火模块中，所述点火模块还包括用于检测功率管输出的电流大小和导通电流上升时间的检测单元，所述检测单元的电源输入端通过稳压单元连接外部供电端，所述检测单元的第一信号输入端连接限流反馈单元的信号输入端和软关断单元的信号输出端，所述检测单元的第二信号输入端连接功率管的发射极。
[0008]所述的塑封点火模块中，所述前级驱动单元包括:第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容和第一比较器；所述外部控制信号输入端通过第一电阻接地、并通过第二电阻连接第一电容的一端、第三电阻的一端和第一比较器的正相输入端；所述第四电阻的一端为前级驱动单元的电源输入端、连接稳压单元的输出端，所述第四电阻的另一端连接第一比较器的反相输入端、并通过第五电阻接地；所述第三电阻的另一端连接第一比较器的输出端，所述第一比较器的输出端为前级驱动单元的信号输出端、连接软关断单元的信号输入端、并通过第六电阻接地，所述第一电容的另一端接地。
[0009]所述的塑封点火模块中，所述软关断单元包括:第七电阻、第八电阻、第九电阻、第二电容、第一二极管和第二比较器；所述第七电阻的一端为软关断单元的电源输入端、连接稳压单元的输出端，所述第七电阻的另一端连接第一比较器的输出端、第二比较器的正相输入端和第一二极管的负极、还通过所述第八电阻连接第二比较器的输出端，所述第二比较器的输出端为软关断单元的信号输出端、连接限流反馈单元的信号输入端；所述第九电阻的一端连接稳压单元的输出端，所述第九电阻的另一端连接第二比较器的反相输入端、第一二极管的正极、并通过第二电容接地。
[0010]所述的塑封点火模块中，所述限流反馈单元包括:第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻和基准电压源；所述第十电阻的一端为限流反馈单元的电源输入端、连接稳压单元的输出端，所述第十电阻的另一端连接基准电压源的阴极，所述基准电压源的阴极为限流反馈单元的信号输入端、连接第二比较器的输出端、也通过第十一电阻连接功率管的门极、还通过第十二电阻连接基准电压源的参考端和第十三电阻的一端；所述基准电压源的阳极接地，所述第十三电阻的另一端通过第十四电阻接地。
[0011]所述的塑封点火模块中，所述稳压单元包括第三电容、第二二极管、稳压二极管、三极管、第十五电阻和第十六电阻；所述第二二极管的正极连接点火模块的外部供电端，所述第二二极管的负极连接三极管的集电极；所述三极管的发射极为稳压单元的输出端，连接第三电容的一端、第十电阻的一端、第九电阻的一端、第七电阻的一端和第四电阻的一端，所述三极管的基极通过第十五电阻连接点火模块的外部供电端、并通过第十六电阻接地、还连接稳压二极管的负极，所述稳压二极管的正极和第三电容的另一端接地。
[0012]所述的塑封点火模块中，所述检测单元包括:第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第四电容、第三比较器、第四比较器和第三二极管；所述第十七电阻的一端为检测单元的第一信号输入端、连接基准电压源的阴极，所述第十七电阻的另一端连接第三比较器的反相输入端、并通过第十八电阻接地；所述第十九电阻的一端为检测单元的第二信号输入端、连接功率管的发射极，所述第十九电阻的另一端连接第三比较器的正相输入端和第四比较器的反相输入端；所述第二十电阻的一端为检测单元的电源输入端，连接三极管的发射极和第三电容的一端，所述第二十电阻的另一端连接第四比较器的正相输入端、并通过第二十一电阻接地；所述第二十二电阻的一端连接三极管的发射极，所述第二十二电阻的另一端连接第三比较器的输出端和第三二极管的正极，所述第三二极管的负极连接第四比较器的正相输入端；所述第四比较器的输出端通过第二十三电阻输出、并通过第四电容接地。
[0013]所述的塑封点火模块中，所述点火模块的功率管为成品IGBT管。
[0014]相较于现有技术，本发明提供的塑封点火模块，通过采用金属基印刷电路板，并将构成点火模块的电子元件贴装在金属基印刷电路板上，来提高塑封模块的散热性，通过在金属基印刷电路板上封装环氧树脂，来提高塑封点火模块的防潮性和防震动性，使塑封点火模块更加安全可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明提供的塑封点火模块的立体结构示意图。
[0016]图2为本发明提供的塑封点火模块的金属基印刷电路板的正视图。
[0017]图3为本发明提供的塑封点火模块中点火模块的结构框图。
[0018]图4为本发明提供的塑封点火模块中点火模块的电路图。
[0019]图5为本发明提供的塑封点火模块中点火模块的功率管发射极输出电流及外部汽车ECU检测端口的输出波形。
【具体实施方式】
[0020]本发明提供一种塑封点火模块，通过将贴装有点火模块的金属基印刷电路板封装在环氧树脂体内，形成一个塑封模块，提高了塑封点火模块的防潮、防震动和散热等性能。
[0021]为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0022]请参阅图1和图2，本发明提供的塑封点火模块，包括环氧树脂体I和焊接有若干引脚2的金属基印刷电路板3，所述金属基印刷电路板3上贴装有构成点火模块的电子元件(图中未示出)，所述金属基印刷电路板3封装在环氧树脂体I内。其中，所述金属基印刷电路板3为铜基电路板，采用铜基电路板更有利于散热。所述金属基印刷电路板3两面四周均封装有环氧树脂体1，即金属基印刷电路板3完全封装在环氧树脂体I内。基于环氧树脂良好的密封性，构成点火模块的电子元件均密封在环氧树脂体内，不仅提高了点火模块的防潮、防震动等性能，还使点火模块具备了防水功能，极大的增强了点火模块的品质，使整个汽车点火电路更加安全。
[0023]其中，所述点火模块还包括功率管Tl，所述功率管Tl为成品IGBT管(绝缘栅双极晶体管)，成品IGBT管直接贴装在金属基印刷电路板3上，采用这种方式使成品IGBT管散热性更好,生产上能降低加工成本,对工艺要求低,一次合格率高,生产过程易控制。当然，所述功率管Tl还可以是达林顿管或其他形式的功率管，只要能实现功率放大即可，本发明不作限制。
[0024]请参阅图3，本发明实施例中，所述构成点火模块的电子元件贴装在金属基印刷电路板上,所述电子元件构成点火模块,所述点火模块包括:前级驱动单元10,软关断单元20，限流反馈单元30，稳压单元40和检测单元50。
[0025]其中，所述前级驱动单元10，用于比较外部控制信号的电平和门槛电平，并在外部控制信号的电平高于门槛电平时，输出高电平信号，在外部控制信号的电平低于门槛电平时，输出低电平信号。
[0026]所述软关断单元20，用于将前级驱动单元10输出的电平信号同相位输出，并在前级驱动单元10输出的电平信号持续为高电平的时间超过设定时间时，输出低电平信号。
[0027]所述限流反馈单元30用于将软关断单元20输出的电平信号输出给功率管Tl，并限制功率管Tl的最大导通电流。
[0028]所述稳压单元40，用于对点火模块的外部供电端Jl输入的电压进行稳压处理，并给前级驱动单元10、软关断单元20、限流反馈单元30和检测单元50供电。
[0029]所述检测单元50，用于检测功率管Tl输出的电流大小和导通电流上升时间，所述导通电流上升时间即为功率管Tl导通时，发射极输出电流的上升时间。本实施例中，检测单元50主要用于检测功率管Tl导通电流的部分上升时间，无需检测整个功率管Tl的导通时间，检测局部的导通电流上升时间即可推断整体工作情况。
[0030]所述点火模块的外部供电端Jl通过稳压单元40连接前级驱动单元10、软关断单元20、限流反馈单元30和检测单元50的电源输入端，所述前级驱动单元10的信号输入端为外部控制信号输入端J2，所述前级驱动单元10的信号输出端通过软关断单元20连接限流反馈单元30的信号输入端，所述限流反馈单元30的信号输出端连接功率管Tl的门极，所述功率管Tl的集电极通过外部点火线圈LI连接外部点火电源J3，所述功率管Tl的发射极通过限流反馈单元30接地。所述检测单元50的电源输入端通过稳压单元40连接外部供电端J1，所述检测单元50的第一信号输入端I连接限流反馈单元30的信号输入端和软关断单元20的信号输出端，所述检测单元50的第二信号输入端2连接功率管Tl的发射极。
[0031]在点火模块正常工作时，完成一个点火动作通常需要先从外部控制信号输入端J2输入一个高电平控制信号，由前级驱动单元10将高电平控制信号与门槛电平进行比较，当高电平控制信号的电平高于门槛电平时，输出高电平信号给软关断单元20，然后由软关断单元20在设定的时间内将前级驱动单元10输出的高电平信号同相位输出给限流反馈单元30，再由限流反馈单元30将高电平信号输出给功率管Tl的门极，使功率管Tl导通，外部点火线圈LI通电并开始储能；当外部点火线圈LI储能完成后(储能过程通常只需几毫秒)，外部控制信号输入端J2输入一个低电平控制信号给前级驱动单兀10,由于低电平控制信号的电平低于门槛电平，故前级驱动单元10输出低电平信号给软关断单元20，由软关断单元20将低电平信号同相位输出给限流反馈单元30，然后由限流反馈单元30输出低电平信号给功率管Tl的门极，功率管Tl断开，进而外部点火线圈LI断电，外部点火线圈LI储存的能量瞬间释放，由此产生高电压击出电火花点火。
[0032]当用于控制点火模块的汽车的EQXElectronic Control Unit,电子控制单元,又称“行车电脑”、“车载电脑”等)出现故障，出现持续高电平控制信号时，软关断单元20可在高电平控制信号持续时间超过设定的时间时，自动输出低电平信号，使功率管Tl关断，有效的保护了功率管Tl和外部点火线圈LI。而点火模块自身故障导致输入到功率管Tl门极的电流过大时，限流反馈单元30自动将电流限定在最大导通电流以内，避免功率管Tl和外部点火线圈LI被烧坏。由此可见，本发明提供的塑封点火模块，不仅在物理结构上具有优异的机械性能和稳定性，而且在电路设计上也具有极大的安全性和可靠性。
[0033]请参阅图4，本发明实施例中，所述前级驱动单元10包括:第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容Cl和第一比较器Ul ;所述外部控制信号输入端J2通过第一电阻Rl接地、并通过第二电阻R2连接第一电容Cl的一端、第三电阻R3的一端和第一比较器Ul的正相输入端；所述第四电阻R4的一端为前级驱动单元10的电源输入端、连接稳压单元40的输出端，所述第四电阻R4的另一端连接第一比较器Ul的反相输入端、并通过第五电阻R5接地；所述第三电阻R3的另一端连接第一比较器Ul的输出端，所述第一比较器Ul的输出端为前级驱动单元10的信号输出端、连接软关断单元20的信号输入端、并通过第六电阻R6接地，所述第一电容Cl的另一端通过接地端GND接地。
[0034]第一电容Cl可对输入第一比较器Ul正相输入端的电信号进行滤波，降低外界信号的干扰。所述第五电阻R5所分得的电压即为门槛电平，在稳压单元40输出的电压不变的情况下，可通过调节第四电阻R4和第五电阻R5的阻值来设置门槛电平，通过设置门槛电平，有效的将低于门槛电平的高电平信号屏蔽掉，防止异常信号开启功率管Tl。
[0035]请继续参阅图4，所述软关断单元20包括:第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第二电容C2、第一二极管Dl和第二比较器U2 ;所述第七电阻R7的一端为软关断单元20的电源输入端、连接稳压单元40的输出端，所述第七电阻R7的另一端连接第一比较器Ul的输出端、第二比较器U2的正相输入端和第一二极管Dl的负极、还通过所述第八电阻R8连接第二比较器U2的输出端，所述第二比较器U2的输出端为软关断单元20的信号输出端、连接限流反馈单元30的信号输入端；所述第九电阻R9的一端连接稳压单元40的输出端，所述第九电阻R9的另一端连接第二比较器U2的反相输入端、第一二极管Dl的正极、并通过第二电容C2接地。
[0036]所述软关断单元20用于将前级驱动单元10输出的电平信号同相位输出，并在前级驱动单元10输出的电平信号持续为高电平的时间超过设定时间时，输出低电平信号；所述设定时间为点火模块的最大导通时间，即所述软关断单元20具有控制点火模块延时关断的功能，延时的时间即为点火模块的最大导通时间，也就是设定时间。在所述最大导通时间内，点火模块正常工作，当点火模块的导通时间超过最大导通时间时，即前级驱动单元10输出的电平信号持续为高电平的时间超过设定时间时，所述软关断单元20输出低电平信号给限流反馈单元30，从而使功率管Tl断开，点火模块停止工作，实现点火模块的延时关断，即在最大导通时间内关断点火模块，避免了点火模块出现非正常情况下的长时间导通，防止点火模块烧坏。
[0037]所述软关断单元20通过稳压单元40给第二电容C2充电，通过第九电阻R9和第二电容C2形成的RC积分电路，实现软关断单元20控制点火模块延时关断的功能；当然，所述软关断单元20还可以通过编程的方式，实现控制点火模块延时关断的功能。进一步的，通过设置软关断单元20的第九电阻R9和第二电容C2的相关参数，即可设置点火模块持续导通的最大导通时间(即软关断单元20控制点火模块延时关断的延时时间);所述最大导通时间的设置原则为:在最大导通时间内，点火模块的电流远远不足以烧坏点火模块和外部点火线圈LI，同时，最大导通时间远远大于与点火模块相连的外部点火线圈LI达到正常关断电流所需的导通时间。本发明实施例中，优选的最大导通时间为400ms。
[0038]由此可知，通过软关断单元20设置点火模块持续导通的最大导通时间，在点火模块持续导通超过最大导通时间时，强制断开点火模块，避免因导通时间过长而烧坏点火模块和外部点火线圈LI，而且，因最大导通时间远远大于外部点火线圈LI达到正常关断电流所需的导通时间，故不会影响点火模块和外部点火线圈LI的正常工作，实现了对点火模块的软关断。
[0039]请继续参阅图4，所述限流反馈单元30包括:第十电阻R10、第i^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14和基准电压源Ql ;所述第十电阻RlO的一端为限流反馈单元30的电源输入端、连接稳压单元40的输出端，所述第十电阻RlO的另一端连接基准电压源Ql的阴极，所述基准电压源Ql的阴极为限流反馈单元30的信号输入端、连接第二比较器U2的输出端、也通过第十一电阻Rll连接功率管Tl的门极、还通过第十二电阻R12连接基准电压源Ql的参考端和第十三电阻R13的一端；所述基准电压源Ql的阳极接地，所述第十三电阻R13的另一端通过第十四电阻R14接地。
[0040]其中，所述基准电压源Ql是1.25V基准电压源，所述第十四电阻R14是电流取样电阻，通过设置第十二电阻R12和第十三电阻R13的阻值来设置功率管Tl的最大导通电流。当软关断单元20输出高电平信号时，高电平信号通过第i^一电阻Rll直接驱动功率管Tl导通，由于与功率管Tl连接的外部点火线圈LI是电感负载，电流只能按指数函数上升，因此随着导通时间的增加，第十四电阻R14两端的电压和电流也增大，当第十四电阻R14两端的电流上升到最大导通电流时，也就是基准电压源Ql参考端的电压达到1.25V时，基准电压源Ql的阴极和阳极导通，第十一电阻Rll两端压降加大，功率管Tl的驱动电压变小，从而第十四电阻R14两端的电流也变小，当第十四电阻R14两端的电流小于最大导通电流时，即基准电压源Ql参考端的电压小于1.25V时，基准电压源Ql的阴极和阳极断开，达到限流目的。第十四电阻R14为毫欧电阻，基准电压源Ql是限流单元30的关键元件，温度系数接近零。本发明实施例中，所述最大导通电流为11.5A。
[0041]由此可知，所述限流反馈单元30将功率管Tl的最大导通电流限制在外部点火线圈LI可以承受的额定工作电流范围内，保证功率管Tl和外部点火线圈LI可以长期稳定的安全运行。
[0042]请继续参阅图4，所述稳压单元40包括第三电容、第二二极管D2、稳压二极管D3、三极管Q2、第十五电阻R15和第十六电阻R16 ;所述第二二极管D2的正极连接点火模块的外部供电端J1，所述第二二极管D2的负极连接三极管Q2的集电极；所述三极管Q2的发射极为稳压单元40的输出端，连接第三电容C3的一端、第十电阻RlO的一端、第九电阻R9的一端、第七电阻R7的一端和第四电阻R4的一端，所述三极管Q2的基极通过第十五电阻R15连接点火模块的外部供电端J1、并通过第十六电阻R16接地、还连接稳压二极管D3的负极，所述稳压二极管D3的正极和第三电容C3的另一端接地。所述稳压单元40为点火模块的其他单元提供稳定的工作电压，使其正常工作而不受外部供电端JI电压波动的影响，对外部的抗干扰能力增强。
[0043]请继续参阅图4，所述检测单元50包括:第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二i^一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第四电容C4、第三比较器U3、第四比较器U4和第三二极管D4 ;所述第十七电阻R17的一端为检测单元50的第一信号输入端1、连接基准电压源Ql的阴极(即连接限流反馈单元30的信号输入端)、连接第二比较器U2的输出端(即连接软关断单元20的信号输出端)，所述第十七电阻R17的另一端连接第三比较器U3的反相输入端、并通过第十八电阻R18接地；所述第十九电阻R19的一端为检测单元50的第二信号输入端2、连接功率管Tl的发射极，所述第十九电阻R19的另一端连接第三比较器U3的正相输入端和第四比较器U4的反相输入端；所述第二十电阻R20的一端为检测单元50的电源输入端，连接三极管Q2的发射极和第三电容的一端，所述第二十电阻R20的另一端连接第四比较器U4的正相输入端、并通过第二十一电阻R21接地；所述第二十二电阻R22的一端连接三极管Q2的发射极，所述第二十二电阻R22的另一端连接第三比较器U3的输出端和第三二极管D4的正极，所述第三二极管D4的负极连接第四比较器U4的正相输入端；所述第四比较器U4的输出端通过第二十三电阻R23输出、并通过第四电容C4接地；所述第二十三电阻R23的一端通过第四电容C4接地、并连接第四比较器U4的输出端，所述第二十三电阻R23的另一端为检测单元50的信号输出端、连接外部汽车ECU检测端口 J4。
[0044]在点火模块正常工作时，所述检测单元50用来检测功率管Tl的输出电流大小和导通电流上升时间。当功率管Tl的发射极无输出(即功率管Tl断开)时，第三比较器U3的反相输入端为高电平、第三比较器U3的正向输入端和第四比较器U4的反相输入端为低电平、第四比较器U4的正相输入端为高电平，则第三比较器U3输出低电平、第四比较器U4输出高电平，外部汽车ECU检测端口 J4输出高电平。
[0045]当功率管Tl导通时，功率管Tl发射极输出的电流逐渐上升，当所述电流上升至
2.48A时,第三比较器U3的反相输入端的电平大于正相输入端的电平，即第三比较器U3输出低电平；第四比较器U4的反相输入端的电平大于正相输入端的电平，第四比较器U4输出低电平。
[0046]当功率管Tl发射极输出的电流上升至5.84A时，第三比较器U3的正相输入端的电平大于反相输入端的电平，第三比较器U3输出高电平并将高电平通过第三？ 二极管D4输入至第四比较器U4的正相输入端，第四比较器U4的正相输入端的电平大于反相输入端的电平，第四比较器U4输出高电平。
[0047]如图5所示，横坐标为时间T，Linel为功率管发射极的输出电流波形，Line2为外部汽车ECU检测端口的输出波形，tl为功率管发射极开始输出电流的时刻(功率管Tl导通的时刻)，t2为功率管发射极的输出电流达到2.48A的时刻，t3为功率管发射极的输出电流达到5.84A的时刻，t4为功率管发射极的输出电流达到最大值的时刻，t5为功率管断开的时刻。故只需检测Line2的波形，即可得出功率管的输出电流大小和导通电流上升时间，即功率管的输出电流大小在t2和t3时刻分别为2.48A和5.84A，功率管的实际导通电流上升时间为tl时刻至t4时刻之间的时间段，即实际导通电流上升时间的大小为(t4-tl)ms。t4时刻至t5时刻之间的时间段是功率管发射极的输出电流达到最大值的保持时间。本实施例中，检测单元主要用于检测功率管导通电流的部分上升时间，即时刻t2至时刻t3之间的时间段，无需检测整个功率管的导通时间，通过检测局部的导通电流上升时间(时刻t2至时刻t3之间的时间段)即可推断整体工作情况。也就是说，只需检测外部汽车E⑶检测端口的输出波形Line2，当输出波形Line2由高电平变为低电平时，说明功率管的输出电流为2.48A ;当输出波形由低电平变为高电平时，说明功率管的输出电流为5.84A，其中，根据输出波形Line2低电平保持的时间即可推断功率管整体的工作情况。
[0048]所述检测单元将检测到的功率管发射极输出电流和导通电流上升时间信号(具体为时刻t2至时刻t3时间段的导通上升信号)输出给汽车ECU检测，从而实现实时监测功率管和外部点火线圈的工作状态。
[0049]基于上述实施例提供的塑封点火模块，本发明还提供一种塑封点火模块的制作工艺，具体如下:
1.由SMT(电子电路表面组装技术)设备在铜基电路板上贴装点火模块的各电子元件和成品IGBT管；
2.由回流焊设备将铜基电路板和引脚焊接在一起；
3.通过塑封机将加工好的铜基电路板封装在环氧树脂体内。
[0050]采用上述制作方法的塑封点火模块与传统工艺相比，工作效率提升了 10%，成本降低了 15%，发热温度降低了 10%，适应于大规模生产。
[0051]可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种塑封点火模块，其特征在于，包括环氧树脂体和焊接有若干引脚的金属基印刷电路板，所述金属基印刷电路板上贴装有构成点火模块的电子元件，所述金属基印刷电路板封装在环氧树脂体内。
2.根据权利要求1所述的塑封点火模块，其特征在于，所述构成点火模块的电子元件中，所述点火模块包括: 前级驱动单元，用于比较外部控制信号的电平和门槛电平，并在外部控制信号的电平高于门滥电平时，输出高电平信号，在外部控制信号的电平低于门滥电平时，输出低电平信号; 软关断单元，用于将前级驱动单元输出的电平信号同相位输出，并在前级驱动单元输出的电平信号持续为高电平的时间超过设定时间时，输出低电平信号； 限流反馈单元，用于将软关断单元输出的电平信号输出给功率管，并限制功率管的最大导通电流； 稳压单元，用于对点火模块的外部供电端输入的电压进行稳压处理，并给前级驱动单元、软关断单元和限流反馈单元供电； 所述点火模块的外部供电端通过稳压单元连接前级驱动单元、软关断单元和限流反馈单元的电源输入端，所述前级驱动单元的信号输入端为外部控制信号输入端，所述前级驱动单元的信号输出端通过软关断单元连接限流反馈单元的信号输入端，所述限流反馈单元的信号输出端连接功率管的门极，所述功率管的集电极通过外部点火线圈连接外部点火电源，所述功率管的发射极通过限流反馈单元接地。
3.根据权利要求2所述的塑封点火模块，其特征在于，所述点火模块还包括用于检测功率管输出的电流大小和导通电流上升时间的检测单元，所述检测单元的电源输入端通过稳压单元连接外部供电端，所述检测单元的第一信号输入端连接限流反馈单元的信号输入端和软关断单元的信号输出端，所述检测单元的第二信号输入端连接功率管的发射极。
4.根据权利要求3所述的塑封点火模块，其特征在于，所述前级驱动单元包括:第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容和第一比较器；所述外部控制信号输入端通过第一电阻接地、并通过第二电阻连接第一电容的一端、第三电阻的一端和第一比较器的正相输入端；所述第四电阻的一端为前级驱动单元的电源输入端、连接稳压单元的输出端，所述第四电阻的另一端连接第一比较器的反相输入端、并通过第五电阻接地；所述第三电阻的另一端连接第一比较器的输出端，所述第一比较器的输出端为前级驱动单元的信号输出端、连接软关断单元的信号输入端、并通过第六电阻接地，所述第一电容的另一端接地。
5.根据权利要求4所述的塑封点火模块，其特征在于，所述软关断单元包括:第七电阻、第八电阻、第九电阻、第二电容、第一二极管和第二比较器；所述第七电阻的一端为软关断单元的电源输入端、连接稳压单元的输出端，所述第七电阻的另一端连接第一比较器的输出端、第二比较器的正相输入端和第一二极管的负极、还通过所述第八电阻连接第二比较器的输出端，所述第二比较器的输出端为软关断单元的信号输出端、连接限流反馈单元的信号输入端；所述第九电阻的一端连接稳压单元的输出端，所述第九电阻的另一端连接第二比较器的反相输入端、第一二极管的正极、并通过第二电容接地。
6.根据权利要求5所述的塑封点火模块，其特征在于，所述限流反馈单元包括:第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻和基准电压源；所述第十电阻的一端为限流反馈单元的电源输入端、连接稳压单元的输出端，所述第十电阻的另一端连接基准电压源的阴极，所述基准电压源的阴极为限流反馈单元的信号输入端、连接第二比较器的输出端、也通过第十一电阻连接功率管的门极、还通过第十二电阻连接基准电压源的参考端和第十三电阻的一端；所述基准电压源的阳极接地，所述第十三电阻的另一端通过第十四电阻接地。
7.根据权利要求6所述的塑封点火模块，其特征在于，所述稳压单元包括第三电容、第二二极管、稳压二极管、三极管、第十五电阻和第十六电阻；所述第二二极管的正极连接点火模块的外部供电端，所述第二二极管的负极连接三极管的集电极；所述三极管的发射极为稳压单兀的输出端，连接第三电容的一端、第十电阻的一端、第九电阻的一端、第七电阻的一端和第四电阻的一端，所述三极管的基极通过第十五电阻连接点火模块的外部供电端、并通过第十六电阻接地、还连接稳压二极管的负极，所述稳压二极管的正极和第三电容的另一端接地。
8.根据权利要求7所述的塑封点火模块，其特征在于，所述检测单元包括:第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第四电容、第三比较器、第四比较器和第三二极管；所述第十七电阻的一端为检测单元的第一信号输入端、连接基准电压源的阴极，所述第十七电阻的另一端连接第三比较器的反相输入端、并通过第十八电阻接地；所述第十九电阻的一端为检测单元的第二信号输入端、连接功率管的发射极，所述第十九电阻的另一端连接第三比较器的正相输入端和第四比较器的反相输入端；所述第二十电阻的一端为检测单元的电源输入端，连接三极管的发射极和第三电容的一端，所述第二十电阻的另一端连接第四比较器的正相输入端、并通过第二十一电阻接地；所述第二十二电阻的一端连接三极管的发射极，所述第二十二电阻的另一端连接第三比较器的输出端和第三二极管的正极，所述第三二极管的负极连接第四比较器的正相输入端；所述第四比较器的输出端通过第二十三电阻输出、并通过第四电容接地。
9.根据权利要求8所述的塑封点火模块，其特征在于，所述点火模块的功率管为成品IGBT 管。
【文档编号】F02P3/04GK104405555SQ201410609244
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月3日 优先权日:2014年11月3日
【发明者】黄卫华, 杜红刚 申请人:深圳市健科电子有限公司