高壓共軌燃油噴射系統是柴油發動機的發展方向之一。該系統通過控制燃油的共軌壓力和噴油器的快速啟閉來保證發動機對噴油正時、精確噴油量及理想噴油率等方面的要求。其中關鍵執行器件是高速電磁閥,其電流響應特性決定其驅動電路應滿足下列基本要求。
   
  1. 電磁控制閥開啟前的能量強激功率驅動模塊應以盡可能高的速率為電磁閥注入能量, 確保電磁控制閥在開啟過程中產生足夠大的電磁作用力, 縮短開啟響應時間。
  2. 電磁控制閥開啟后, 因工作氣隙較小, 磁路磁阻很低, 電磁線圈通入較小的保持電流便能產生足夠大的電磁作用力以保證電磁控制閥的可靠開啟。小的保持電流可以降低能量消耗, 減小線圈發熱, 同時有利于電磁控制閥的快速閉合?!?
  綜上所述,電磁閥驅動電路的設計要求在電磁閥的不同工作階段應維持相應的理想驅動電流。
  目前常見的電磁閥驅動電路大致分為可調電阻式、雙電壓式、脈寬調制式和雙電壓脈寬調制式4種。
  其中可調電阻式驅動電路結構簡單但功耗較大,雙電壓式功耗有所減小但仍不理想。脈寬調制式與雙電壓脈寬調制式均采用PWM來控制電磁閥保持電流,大大減小了功耗。與脈寬調制式相比,雙電壓脈寬調制式的好處在于電磁閥保持電流由蓄電池提供,減輕了DC/DC升壓電路的負載。
  然而上述的幾種驅動電路存在的共同問題是難以確保在噴油脈寬時序重疊的情況下電磁閥的正常打開。這是因為當兩路噴油信號在相位上重疊時,其中一路電磁閥的導通將導致DC/DC升壓電路的電壓瞬時下降,這時的電壓將無法保證另一路電磁閥的正常打開。
  本文的課題背景中,柴油高壓共軌轉子機前后雙缸分別配備雙噴油器,即引燃噴油器和主噴油器分別獨立控制,且兩路噴油器在部分工作中噴油時序重疊。因此需設計開發一種新型的驅動電路,以保證在這部分情況下噴油器能正常工作,即保證噴油正時和精確噴油量。 
  電容儲能式
  高速電磁閥驅動電路
  主體電路  
  電容儲能式高速電磁閥驅動電路原理如圖1所示。轉子機前缸的引燃噴油脈寬信號INJ1與后缸的引燃噴油脈寬信號INJ3通過或非門后,輸入到高端驅動芯片驅動高端功率MOS管Q1,DC/DC升壓后的100V電源通過Q1打開后向電容C1充電,在噴油脈寬周期內Q1關斷。PWM發生器通過功率MOS管Q2控制12V電源輸入的占空比。Q1與Q2的源極分別通過二極管D11和D12連接電磁閥L1與L3的上端,D11和D12的作用是將100V和12V兩個不同電壓的電源隔離開。INJ1和INJ3分別通過低端功率MOS管Q4和Q5實現選缸。D13、D14為續流二極管。電流檢測放大器與PWM發生器相連實現反饋控制。
未完,待后續《電容儲能式高速電磁閥驅動電路的研制(2)》