柴油机高速电磁阀驱动模块设计与故障诊断

针对时间压力式电控燃油系统的高速电磁阀———高压油泵及喷油器电磁阀的驱动电流特性,设计相应的驱动电路,得到符合要求的驱动电流.根据驱动电路特点,设计相应的故障诊断电路,并用仿真软件验证电路的准确性.在完成相应的诊断软件设计得到完整的诊断模块后,将设计的模块运用于实际工程中,在柴油机上完成了实际模块的驱动和故障诊断试验.试验结果表明:该驱动模块达到了共轨系统驱动要求,同时实现了油泵电磁阀以及喷油器电磁阀的短路、断路及喷油器的对地短路等故障检测,其准确性和可靠性达到了系统应用要求.     

共轨喷油器高速电磁阀动态响应试验研究

高速电磁阀是共轨喷油器关键部件,本文在动态试验台上开展了燃油液力和驱动电压对高速电磁阀动态响应影响的试验研究。研究结果表明:随着峰值电压的增加,电磁阀开启响应时间减小,但在较大的峰值电压下,峰值电压对开启响应时间改善的正面影响变弱;峰值电压持续时间在一定范围内有利于电磁阀开启响应时间的减小,但较大的峰值电压持续时间没有明显改善电磁阀开启响应时间;随着电磁铁和衔铁间燃油液力的增加,电磁阀开启响应时间和关闭响应时间均在明显增大,且开启响应时间增大明显;电磁铁和衔铁间燃油液力的存在有效抑制了球阀在落座过程中的反弹,保证电磁阀可靠关闭。     

共轨柴油机电控系统若干关键技术

为了使柴油机排放能够满足国III及以上法规要求,采用电控高压共轨燃油喷射系统来精确控制喷油压力和喷油时刻,实现燃油多次喷射.研究发现,电磁干扰、喷油器老化、喷油器机械加工精度等原因会导致共轨燃油系统喷油误差,尤其是小油量喷射时的误差.通过分析共轨燃油喷射系统控制器的硬件电路和软件算法,分析喷油器的喷油延时特性.提出控制器驱动电路控制逻辑、地线抗电磁干扰方法和小油量喷油一致性自学习算法.结果表明,应用这些方法设计的控制单元能够改善喷油器抗老化性能,弥补机械加工精度对小油量喷射的影响,改善发动机排放性能.     

一种新的电磁阀节能驱动电路

随着电磁阀在工业和日常应用的增多,其功耗越来越被人们所重视。通过对电磁阀驱动电路的研究,设计一套电磁阀节能驱动电路。不仅提高了电磁阀的响应时间,更重要的是降低了功耗,使电磁阀由工作在大电流状态下,变成大电流启动小电流维持的工作状态。减少了由电流过大引起的电磁阀线圈过热,增加了电磁阀的安全性。     

高压共轨柴油机喷油量修正及匹配

研究高压共轨柴油机喷油量的修正和油量匹配策略,分析喷油器加工精度差异、驱动电路差异和压力波动等对喷油量一致性的影响;采用脉宽补偿和驱动电路反馈的方法进行喷油量修正;根据不同工况,设计了共轨柴油机油量匹配策略;采用变步长分配标定节点,提高了匹配效率;在发动机台架上进行油量修正效果测试和发动机油量MAP匹配.试验结果表明:油量MAP满足发动机的运行需求,修正策略有效地改善了喷油的一致性.     

高频电磁阀喷油器能量释放与回收原理

喷油器能量释放与回收电路直接影响柴油机的工作状态,对整个喷油系统具有重要意义.在工程应用中发现喷油器驱动电路发热量较大,且在喷油器关断时电流下降速率较慢.经研究,原因在于续流结构存在缺陷.首先,对现有能量释放电路的优缺点和可靠性进行了分析.然后针对续流电路存在的问题,提出了一种基于金属-氧化物半导体场效应管的续流电路和控制方法,并在此基础上设计出了喷油驱动电路,新型电路能明显提高整个电路的安全性和可靠性.相同实验条件下,通过将该电路与传统续流电路进行对比实验,测量了喷油器在喷油时的电流下降速率、系统能耗和PCB板温度,以及驱动电源压降.实验结果表明:与双二极管续流相比,新型续流电路在采用48 V和24 V双电源驱动时,平均功率降低到0.2 W,能耗降低33.4%,电流下降时间减少23μs;同时PCB板温下降4℃,MOS管续流电路电源电压仅被拉低3 V.     

高压共轨柴油机喷油量修正及匹配

研究高压共轨柴油机喷油量的修正和油量匹配策略,分析喷油器加工精度差异、驱动电路差异和压力波动等对喷油量一致性的影响;采用脉宽补偿和驱动电路反馈的方法进行喷油量修正;根据不同工况,设计了共轨柴油机油量匹配策略;采用变步长分配标定节点,提高了匹配效率;在发动机台架上进行油量修正效果测试和发动机油量MAP匹配．试验结果表明：油量MAP满足发动机的运行需求,修正策略有效地改善了喷油的一致性。     

基于直线电机的经编机横移控制系统设计

本文以三相永磁无刷直流直线电机及驱动控制系统为主要研究对象,采用数字信号处理器（DSP）为控制核心对经编机横移机构进行实用设计。文中给出了系统的总体设计方案,阐述了该系统的基本结构、工作原理、运行特性及其设计方法。另外,文中还对各硬件模块（直线电机驱动电路、位置检测电路、电流检测等）电路设计以及各软件模块进行了详细的分析。     

天然气发动机喷气电磁阀混合型驱动电路的研制

针对广泛使用的天然气发动机喷气电磁阀工作特点,设计了一种能够兼容电压型电磁阀、电流型电磁阀的混合型驱动电路.在驱动电流型电磁阀时为了减小驱动时的功耗,提供较大的启动力,采用在启动时提供较大的工作电流,使电流型电磁阀快速动作,之后,提供较小的工作电流以维持.同时在驱动电压型电磁阀时,电路也能够正常的工作.本设计可以达到混合喷气电磁阀所必需的性能特点.     

高压共轨喷油系统循环喷油量波动研究

针对系统参数对高压共轨喷油系统循环喷油量稳定性的影响机理及变化规律,在AMESim仿真平台上建立了高压共轨喷油系统的数值仿真模型,通过仿真分析研究了回油压力、电磁阀复位力、控制阀杆升程、出油孔直径、进油孔直径、针阀升程、针阀预紧力和喷油器流量系数在全工况平面内所引起的循环喷油量波动变化规律,得出系统参数对循环喷油量波动的影响在小喷油脉宽下更为明显.结果表明,回油压力、控制阀杆升程、出油孔直径、进油孔直径、针阀升程和喷油器流量系数为影响循环喷油量波动的关键系统参数.该研究可为优化高压共轨喷油系统参数、提高系统工作一致性和稳定性提供理论借鉴.     

3.3V CMOS工艺下5V电源轨的ESD箝位电路

基于传统栅极接地NMOS静电放电电源箝位结构,针对5V供电情况,通过电平移位及低漏电流续流措施,实现了3.3V CMOS集成电路工艺条件下5V电源轨的新型静电放电箝位电路,避免了高压工艺造成的成本增加．该电路采用分级驱动及分级泄放措施,降低了正常工作时电源箝位电路的漏电流．采用中芯国际0.18μm CMOS集成电路工艺库模型,仿真验证了电路的正确性; 流片结果通过了人体模型±4000V测试,该电路可成功用于5V电源轨静电放电保护．     

一种新的阶跃恢复二极管建模方法及其在短脉冲产生电路中的应用

详细分析了阶跃恢复二极管(SRD)阶跃电压的产生过程和机理,提出了一种新的基于一个非线性电容和PN二极管并联的SRD模型。利用此模型对窄脉冲产生电路进行了仿真,分析了影响窄脉冲特性的主要因素,并从硬件上实现了窄脉冲仿真电路。经试验测试,脉冲宽度为230 ps、幅度为3.3 V时与仿真结果较吻合,验证了该模型的正确性。     

高压共轨柴油机起动困难的故障诊断与排除

针对高压共轨电控柴油机喷射系统的特点,分析了柴油机起动过程中机械部分、电控系统、低压电路、高压电路常见故障的原因及排除方法.     

一种具有延迟校准功能的可编程多相位时钟电路

基于延迟锁相环原理,提出了一种新型的具有延迟校准功能的可编程多相位时钟电路,能为工作在80MHz的电荷耦合器件信号处理器提供精度高达390ps的时序信号．将主时钟的单周期等分为32份,通过可编程相位组合电路,产生相位及占空比可调的信号,能满足不同电荷耦合器件所需的最优工作时序．传统的延迟锁相环结构随着延迟单元的增加,延迟单元之间不匹配愈加明显,导致输出相位偏离理想位置．引入延迟校准电路可以显著降低相位之间的误差,校准后的多相位时钟信号接入可编程相位组合器进行选择组合,产生所需的高精度时序信号．基于SMIC 0.18μm 3.3V CMOS工艺完成设计,在80MHz主时钟下的后仿真结果表明：电路可产生占空比范围为2％～98％的输出时钟,校准后的延迟误差小于5ps,边到边抖动为 1.14ps,有效地保证了相位精度．     

DC-DC转换器中低压高速驱动电路的设计

给出了射随器输出驱动电路和图腾柱输出驱动电路的结构以及两种电路结构的局限性。针对低压高速的要求提出了一种改进型的驱动输出电路,工作电压可低至1.2V。电路基于Bipolar工艺设计,用Hspice软件仿真结果表明:根据便携式产品的电池电压不同,设计效率高达85%。     

柴油机高压共轨式燃油喷射系统的仿真研究

为了能在无实验条件下方便地研究高压共轨燃油喷射系统的工作规律,借鉴了电控共轨燃油系统的结构和原理.在建立了共轨系统整体物理模型的基础上,利用计算机软件HYDSIM对某型实验台架上的高压共轨燃油系统进行了仿真,将利用仿真模型计算出来的喷油量MAP图、轨压波动等数据与实测的数据进行了对比.验证数据点的误差和曲线整体走向来判定仿真所得MAP图的准确度.将起喷阶段3个轨压设定下的轨压波动曲线图进行对比分析,考察其波动幅度及相位的变化,分析了误差产生原因.验证发现,仿真模型准确可靠,可用于共轨系统的模拟研究.     

Highly efficient interface circuit for vibrational energy harvesting applications

An input-powered vibrational energy harvesting interface circuit is presented. By using a bulk-driven comparator, the lowest input voltage amplitude can be reduced to 02 V. When the input voltage amplitude is low enough, the circuit can automatically shut down by adopting the input-powered, thereby avoiding unnecessary energy loss. Based on standard SMIC 018μm 33V CMOS technology, simulation results show that the voltage conversion efficiency can reach up to 89％ when the input voltage equals 02V@100Hz with a load resistance of 40kΩ. The energy conversion efficiency can reach up to 80％ when the input voltage equals 025V@100Hz with a load resistance of 40kΩ, and the maximum efficiency can be up to 90％. Input voltages with frequencies in the range of 10～500Hz can be rectified.     

用于APFC的低功耗MOSFET驱动电路设计

设计了一款用于驱动有源功率因数校正外部功率MOSFET的驱动电路.该电路包括电平移位和图腾柱输出级两个部分.电平移位采用电流镜结构,通过控制偏置电流降低电路功耗.图腾柱输出级通过加入死区时间降低功耗,并将高压P管的栅电压箝位在6 V和11 V之间,不仅能够降低功耗,也节省了版图面积.基于0.4μm BCD工艺,采用HSPICE仿真结果表明,在VDD为14 V,开关频率为75 kHz时,整体电路的功耗约为7.34 mW,并节约了15%的版图面积.