技术领域
[0001] 本实用新型属于燃油喷射控制技术领域，更具体地，涉及一种双电源双开关双维持电磁喷油器驱动电路。
背景技术
[0002] 喷油器电磁
阀驱动方式广泛地采用
电流峰值保持(Peak&Hold)控制方式，即电流初始上升到最大峰值，使电磁
力达到最大，打开喷油器油嘴阀
门后立即下调至维持电流。但Peak&Hold控制方式具有一定的局限性，过高的峰值电流会使电磁
铁处于磁饱和状态，此时到达电流峰值时相对应的电磁力最大值并没有显著增加，
电磁阀中的电流大部分转
化成了热量，对系统能耗和
散热不利，降低系统
稳定性，缩短系统使用寿命。
[0003] 新型的双电源双维持高速电磁阀驱动电路，其主要特点为系统峰值电流达到后并不立即翻转，而是保持一段时间，以保证电磁阀的有效开启，同时又避免电磁阀处于磁饱和状态。
现有技术中的双电源双维持电磁阀驱动电路普遍采用了单稳触发器和比较器，单稳触发器抗脉冲干扰的能力较差，对柴油机的稳定运行有较大威胁；单稳触发器和比较器当参数需要更改时要手动调节可变
电阻，使用多有不便。如何解决这一问题，是实现双电源双维持高速电磁阀驱动电路实用化的关键。实用新型内容
[0004] 针对现有技术的以上
缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种双电源双开关双维持电磁喷油器驱动电路，其目的在于解决现有技术中双电源双维持电磁阀驱动电路通用性差的技术问题。
[0005] 为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种双电源双开关双维持电磁喷油器驱动电路，包括
微处理器、非门、第一与门、第二与门、第三与门、第一光电
耦合器、第二光电耦合器、第三光电耦合器、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第一
二极管、第二二极管、第三二极管、滤波电容、喷油器电感、第一电阻、第二电阻和第三电阻；
[0006] 其中，微处理器的上位机
信号输入
接口用于接收外部上位
单片机发出喷油控制脉冲信号，非门的输入端连接微处理器的
阈值信号接口；
[0007] 第一与门的第一输入端接收外部上位单片机发出喷油控制脉冲信号，第二输入端连接微处理器的阈值信号接口；
[0008] 第二与门的第一输入端接收外部上位单片机发出喷油控制脉冲信号，第二输入端连接非门的输出端；
[0009] 第三与门的第一输入端接收外部上位单片机发出喷油控制脉冲信号，第二输入端连接微处理器的控制电平输出接口；
[0010] 第一光电耦合器的第一端连接第一与门的输出端，第二端接地，第三端连接电源；第二光电耦合器的第一端连接第二与门的输出端，第二端接地，第三端连接电源；第三光电耦合器的第一端连接第三与门的输出端，第二端接地，第三端连接电源；
[0011] 第一MOS管的栅极连接第二光电耦合器的第四端，漏极连接
低电压电源；第二MOS管的栅极连接第一光电耦合器的第四端，漏极连接高电压电源；第三MOS管的栅极连接第三光电耦合器的第四端，漏极连接第一电感的第一端；
[0012] 第一二极管的
阳极连接喷油器电感的第一端，第二电阻的第一端连接第一二极管的
阴极、第一电阻的第一端连接第二电阻的第二端，喷油器电感的第二端连接第一电阻的第二端；
[0013] 第二二极管的阳极连接第一MOS管的源极，阴极连接第一电阻的第一端；第三二极管的阳极连接第二MOS管的源极，阴极连接第二电阻的第二端；
[0014] 第三电阻的第一端连接第三MOS的源极；滤波电容的第一端连接第三电阻的第二端，其连接端接地；滤波电容的第二端连接第三电阻的第一端，其连接端还与微处理器的
采样电流输入接口连接；滤波电容用于实现取样电压的平顺滤波。
[0015] 本实用新型采用微处理器、与门和非门来获取脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)
控制信号，该PWM控制信号通过MOS管开关控制流过电磁喷油器电流的高电流峰值大小、高电流峰值维持时间、低电流峰值大小、低电流峰值维持时间等参数，获取电磁喷油阀驱动所需的电流
波形；
[0016] 具体的，微处理器接收到喷油控制脉冲信号后，产生高电流峰值时间信号；高电流峰值时间信号与喷油控制脉冲信号进行逻辑与操作，获取第一控制信号，该第一控制信号通过光电耦合器控制MOS管，使高电压电源开关导通；
[0017] 高电流峰值时间信号通过非门，获取低电流峰值时间信号，低电流峰值时间信号与喷油控制脉冲信号进行逻辑与操作，获取第二控制信号，该第二控制信号通过光电耦合器控制MOS管，使低电压电源开关导通；
[0018] 同时，微处理器获取取样电阻两端的电压值，将该电压值与预设的电流峰值进行比较，根据比较结果获取PMW波信号；将该PMW波信号与喷油控制脉冲信号进行逻辑与操作，获取第三控制信号，该第三控制信号通过光电耦合器控制MOS管，实现双峰值维持电流和维持电流的自斩波，控制流过电磁喷油器电流的高电流峰值大小、高电流峰值维持时间、低电流峰值大小和低电流峰值维持时间，获取电磁阀驱动所需的电流波形；
[0019] 高电流峰值大小、高电流峰值维持时间、低电流峰值大小、低电流峰值维持时间参数均可通过微处理器预设或调节，可快速方便的适用于各种电磁喷油器。
[0020] 优选的，低电压电源为24V。
[0021] 优选的，高电压电源为80V。
[0022] 优选的，第一二极管、第二二极管和第三二极管均采用快恢复二极管。
[0023] 总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0024] (1)本实用新型提供的驱动电路，采用微处理器实现双维持电流控制波形的调制，大幅提高了系统抗
电磁干扰的能力；且可以根据各类电磁喷油器的电器参数，预设高电流峰值大小、高电流峰值维持时间、低电流峰值大小和低电流峰值维持时间，从而适应不同电磁喷油器驱动所需的理想电流波形，提高系统通用性的同时，可延长喷油器的使用寿命；
[0025] (2)本实用新型提供的驱动电路，采用微处理器和
逻辑门电路实现了高峰值电流状态采用高电源，低峰值电流状态采用低电源，有效降低了电源系统的负担，采用双维持电流模式可提高喷油器的使用寿命，降低系统损耗；
[0026] (3)本实用新型提供的驱动电路，采用微处理器和基本逻辑门，精确可靠的实现电磁喷油器的电流闭环自斩波控制，并提高了可靠性和系统适应不同喷油器的能力。
附图说明
[0027] 图1是
实施例1提供的双电源双开关双维持电磁喷油器驱动电路图；
[0028] 图2是使用实施例提供的驱动电路对喷油器进行驱动的测试波形。
具体实施方式
[0029] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0030] 本实用新型提供的双电源双开关双维持电磁喷油器驱动电路，包括微处理器、非门、第一与门、第二与门、第三与门、第一光电耦合器、第二光电耦合器、第三光电耦合器、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、滤波电容、喷油器电感、第一电阻、第二电阻和第三电阻；
[0031] 其中，微处理器的上位机信号输入接口接收外部上位单片机发出喷油控制脉冲信号，非门的输入端连接微处理器的阈值信号接口；
[0032] 第一与门的第一输入端接收外部上位单片机发出喷油控制脉冲信号，第二输入端连接微处理器的阈值信号接口；
[0033] 第二与门的第一输入端接收外部上位单片机发出喷油控制脉冲信号，第二输入端连接非门的输出端；
[0034] 第三与门的第一输入端接收外部上位单片机发出喷油控制脉冲信号，第二输入端连接微处理器的控制电平输出接口；
[0035] 第一光电耦合器的第一端连接第一与门的输出端，第二端接地，第三端连接电源；第二光电耦合器的第一端连接第二与门的输出端，第二端接地，第三端连接电源；第三光电耦合器的第一端连接第三与门的输出端，第二端接地，第三端连接电源；
[0036] 第一MOS管的栅极连接第二光电耦合器的第四端，漏极连接低电源；
[0037] 第二MOS管的栅极连接第一光电耦合器的第四端，漏极连接高电源；
[0038] 第三MOS管的栅极连接第三光电耦合器的第四端，漏极连接第一电感的第一端；
[0039] 第一二极管的阳极连接喷油器电感的第一端，第二电阻的第一端连接第一二极管的阴极、第一电阻的第一端连接第二电阻的第二端，喷油器电感的第二端连接第一电阻的第二端；
[0040] 第二二极管的阳极连接第一MOS管的源极，阴极连接第一电阻的第一端；第三二极管的阳极连接第二MOS管的源极，阴极连接第二电阻的第二端；
[0041] 第三电阻的第一端连接第三MOS的源极；滤波电容的第一端连接第三电阻的第二端，其连接端接地；滤波电容的第二端连接第三电阻的第一端，其连接端还与微处理器的采样电流输入接口连接。
[0042] 以下结合实施例以及图1，详细阐述本实用新型提供的驱动电路的工作原理；
[0043] 实施例提供的驱动电路包括STM32微处理器U1、非门U2、第一与门U3、第二与门U4、第三与门U5、第一光电耦合器U6、第二光电耦合器U7、第三光电耦合器U8、第一MOS管U9、第二MOS管U10、第三MOS管U11、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、滤波电容C1、喷油器电感L1、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3；
[0044] 其中，STM32微处理器型号为STM32F103RBT6，R1是喷油器电阻，R2是续流电阻，R3是采样电阻，D1、D2和D3均采用快恢复型
续流二极管，C1是滤波电容；D1、R2、L1和R1形成续流电路，L1电感储能可以通过R2、D1迅速消耗掉，利于喷油器的快速关闭；
[0045] 当STM32微处理器检测到外部上位单片机发出的喷油控制脉冲信号，持续
跟踪该控制脉冲的宽度与幅度，同时通过PB9口输出与监测到的脉冲信号同宽度的信号；
[0046] 当检测到脉冲信号的宽度小于高电流峰值维持时间信号，或信号幅值小于
逻辑电路触发电压时确认为
干扰信号，PB9口(STM32第62脚)输出与检测到的脉冲信号同宽度的信号；当检测到的脉冲信号宽度大于预设的高电流峰值维持宽度，幅值始终大于逻辑电路触发电压时确认为上位机喷油控制脉冲信号，通过PB9口输出预设的高电流峰值维持时间信号，由此可有效对抗短脉冲尖刺干扰；
[0047] 开始时刻，STM32微处理器工作在高电流峰值状态，高电流峰值维持时间信号和喷油控制脉冲信号通过第一与门U3进行与运算，输出高电源导通信号；高电源导通信号通过第一光电耦合器U6控制第二MOS管U10使80V高电源导通(高电流峰值状态采用高电源供电)；此时采样电阻R3上的电压为0，STM32微处理将采样电阻获取得的采样电流与预设的高电流峰值比较，STM32微处理器的PA9口输出
高电平信号，该高电平信号与喷油控制脉冲信号通过与第三门U5进行与运算，输出导通信号，导通信号通过第三光电耦合器U8控制第三MOS管U11，使电磁喷油器导通，随后80V的高电压电源向电磁喷油器提供开启所需
电能，喷油器(L1、R1)感性线圈上的电流上升；
[0048] 当喷油器的电流超过高峰值维持电流，采样电阻R3上的电压大于预设的高电流峰值电平，PA9输出为低电平，与喷油控制脉冲信号脉冲相与后仍为低电平，第三MOS管U11截止；此时，电流将按指数曲线下降至低于高电流峰值电流时，采样电阻R3上的电压小于高电流峰值电平，PA9输出高电平，使第三MOS管U11再次导通，电流上升；如此反复，电流稳定在高电流峰值维持电流上，形成
锯齿波；直到高电流峰值维持时间信号结束，STM32微处理器进入低电流峰值状态，第一与门U3输出低电平，第二MOS管U10关闭，高电压电源开关关闭；
[0049] PB9口输出预设的高电流峰值维持时间信号，通过非门U2，生成低电流峰值维持时间信号；低电流峰值维持时间信号和喷油控制脉冲信号通过第二与门U4进行逻辑与运算，输出低电源导通信号；该低电源导通信号通过第二光电耦合器U7控制第一MOS管U9，使24V低电源导通(低电流峰值状态采用低电源供电)；此时，采样电阻R3上的电压为仍为高维持电流状态，STM32微处理器将采样电流与预设的低电流峰值比较，通过STM32微处理器的PA9口输出低电平信号，低电平信号与喷油控制脉冲信号通过第三与门U5进行与运算，形成关闭信号，关闭信号通过第三光电耦合器U8控制第三MOS管U11使电磁喷油器电流下降，电磁喷油器中的电流在由第二电阻和第一二极管构成的续流电路的作用下很快下降到低于低峰值维持电流；
[0050] 由24V低电压电源向电磁喷油器提供所需电能，喷油器(L1、R1)感性线圈上的电流上升；当喷油器的电流超过低峰值维持电流，采样电阻R3上的电压大于预设的低电流峰值电平，PA9口输出低电平，与喷油控制脉冲信号脉冲相与后仍为低，第三MOS管U11截止；此时，电流将按指数曲线下降至低于高电流峰值电流，采样电阻R3上的电压小于低电流峰值电平，PA9口输出高电平，使第三MOS管U11再次导通，电流上升；如此反复，电流稳定在低电流峰值维持电流上，形成锯齿波；当喷油器脉冲信号变为低电平，三个与门U3，U4，U5的第一输入端输入低电平，三个与门均输出低电平，三个MOS管均截止，喷油器电流在由第二电阻R2和第一二极管D1组成的续流电路的作用下，下降到0。
[0051] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
