在分析和測(cè)試單電源天然氣噴射閥驅(qū)動(dòng)控制電路性能不足的基礎(chǔ)上,提出了一種基于電流反饋高低壓分時(shí)驅(qū)動(dòng)天然氣噴射閥的電路方案,并利用UC3843開關(guān)電源芯片實(shí)現(xiàn)大功率升壓斬波（Boost）型電源模塊的設(shè)計(jì)。基于天然氣噴射閥供氣量測(cè)試臺(tái)架系統(tǒng),測(cè)試天然氣噴射閥在發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速和噴射脈寬下兩種控制方案的供氣量,試驗(yàn)結(jié)果表明電流反饋高低壓分時(shí)驅(qū)動(dòng)天然氣噴射閥的流量平均相比單電源驅(qū)動(dòng)提升了23.73%,流量線性度得到明顯提高。 

【文章來(lái)源】：內(nèi)燃機(jī)工程. 2020,41(04)北大核心CSCD

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Bosch NG I2天然氣噴射閥

在上述驅(qū)動(dòng)電路中，噴射閥開啟階段采用恒定電源電壓驅(qū)動(dòng)，需要較長(zhǎng)的時(shí)間（1 400μs）才能實(shí)現(xiàn)電磁閥開啟，同時(shí)對(duì)噴射閥的電流沒(méi)有任何控制，隨著時(shí)間變化，噴射閥開啟過(guò)程中電流會(huì)逐漸增加到一個(gè)較大的峰值，導(dǎo)致噴射閥的功耗大幅度增加，對(duì)噴射閥的工作壽命和穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。因此，必須設(shè)計(jì)新的驅(qū)動(dòng)方案以實(shí)現(xiàn)對(duì)噴射閥電流的反饋控制。3 電流反饋高低壓分時(shí)的驅(qū)動(dòng)控制電路

本設(shè)計(jì)提出的基于電流反饋高低壓分時(shí)的噴射閥驅(qū)動(dòng)控制原理如圖3所示。采取雙電源供電方式，通過(guò)開關(guān)管Q1和Q2共同控制高壓50V和蓄電池電壓24V作用在噴射閥的時(shí)間長(zhǎng)短和電流大小。開關(guān)管Q3控制噴射閥的開啟和閉合，肖特基二極管D2用于防止高壓50V開啟時(shí)對(duì)蓄電池電壓模塊的反向沖擊，二極管D1負(fù)責(zé)在噴射過(guò)程結(jié)束后將噴射閥能量回收到高壓端。AD8601芯片將R1采樣電阻的采樣電流信號(hào)進(jìn)行放大，供給單片機(jī)進(jìn)行電流反饋控制，同時(shí)將放大的電流信號(hào)輸入給LM393電壓比較器進(jìn)行比較，并輸出信號(hào)供給單片機(jī)，防止電流超過(guò)峰值。通過(guò)實(shí)際測(cè)試獲得上述驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)波形、噴射閥電流如圖4所示。圖中可分為4個(gè)階段：電流上升階段（T1）、電流反饋階段（T2）、電磁閥完全開啟階段（T3）和電源電壓維持階段（T4）。在T1階段利用50V高壓對(duì)噴射閥進(jìn)行供電，使噴射閥快速開啟；待噴射閥電流上升到B點(diǎn)，采取電流反饋控制將電流維持在12A附近；當(dāng)噴射閥運(yùn)行到C點(diǎn)時(shí)，噴射閥完全開啟，磁路的磁阻減小，此時(shí)應(yīng)該切換成蓄電池電源對(duì)噴射閥進(jìn)行供電；在D點(diǎn)時(shí)，采用PWM的方案控制噴射閥，將電流維持在6A左右；運(yùn)行到E點(diǎn)時(shí)，結(jié)束整個(gè)噴射過(guò)程。

【參考文獻(xiàn)】：
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