第3期（总第230期) 2017年6月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
No.3(Serial No,230)
Jun.2017
高压共轨高速电磁阀自升压双电源驱动方法研究
白思春，李京”，褚全红，姜承赋，赵玲玲，杨薇
（1.中国北方发动机研究所（天津)，天津300400；2.海军驻兴平地区军事代表室，陕西共平
713105）
摘要：在对现有高压共航高速电磁阔疆动电路进行分析的基础上，提出了一种基于电硅阅自身的自升压方式，一方面把高速电磁间关闲时本身储存的电能回收到储能电容中，另一方面在两缸工作间腺利用电磁阅线图作为升压电路电感对储能电客行能量补充，保证储能电客上的电压达到一个稳定状态。电路在保证实现双电压快速驱动的同时，使驱动结束的能量得到有效回收，同时省去外接专用升压电路所需要的电感部件，减小了电源电路的体积和设计成本，并且电控单元印制线路板的电磁兼容性设计易于保证。应用该方法对某高压共轨部件高速电磁阅进行试验，医配出疆动参数，并进行稳定性试验验证，结果表明该方法能够满足工程应用需求。
关键词：电磁阀；PWM调制；驱动电路；电路设计 DOl:10.3969/j.issn.1001-2222.2017.03.013
文献标志码：B
中图分类号：TK423.8
文章编号：1001-2222(2017)03-0074-04
柴油机电子控制技术的核心是电控燃油喷射系统，电磁阀作为现代电控燃油喷射系统的通用执行器，对整个喷油系统的性能起着至关重要的作用，如何获得电磁阀的快速响应和良好的动态响应是电控系统开发中的关键技术之一[1-]。一方面，阀体的机械结构包括复位弹簧的强度、阀体柱塞与阀体之间的间隙、闵体的升程以及阀体所选用的材料等都影响阀体的响应时间；另一方面，对阀的功率驱动是决定其响应时间的关键因素。为了满足快速响应的要求，有些系统采用DC/DC升压电路对电磁阀的开启加以控制，以提高系统的电流上升速率，常用的有 48V，60V和90V等，但由于该升压电路有一定的功率要求，必须有比较大的储能元件，因此，控制系统的设计就比较复杂，可靠性和电压稳定性很难保证，同时系统电磁辐射也比较强[3]。
现阶段，为缩短电磁阀响应时间，驱动电路开启时多采用高压进行驱动，高压的产生主要借助专用的升压电路来完成，其功率元件主要包括电感、储能电容、功率三极管、二极管等。该方案虽然是实现电路升压的标准方法，但由于升压电路必须在短时间内提供足够多的能量，需要较大电感值的电感元件和高压大容量的电容来完成，整个升压部分占用线路板的面积和空间较大，不便于线路板的布置和电控单元的紧凑设计：同时，由于该类型升压电路一般都需要较高的控制频率，系统的电磁辐射较大，不利
收稿日期：2016-11-11；修回日期：2017-05-17
于电控单元的的电磁兼容性设计[4-5]。
本研究介绍了一种基于车体24V电源，利用电磁阀自身感性元件特性的自升压方式：一方面把高速电磁阅关闭时自身储存的电能回收到储能电容中；另一方面在发动机两缸工作间隙，利用电磁阀线圈作为升压电路电感对储能电容进行能量补充，保证储能电容上的电压达到一个稳定状态。电路在保证实现双电压、双电流快速驱动的同时，驱动结束能量得到有效回收，同时由于省去外接专用升压电路所需要的电感部件，减小了升压电源电路的体积和设计成本，并且电控单元印制线路板的电磁兼容性设计易于保证。
自升压双电源驱动方案
本方案为一个多缸电磁阀驱动模块，采用双电源电压驱动方式，电压UBAT取电瓶电压，U取储能电容上的电压。在某一缸高速电磁阀关闭时，电磁阀线圈储存的电能通过能量吸收二极管回收到储能电容中，在下一缸驱动之前，电压检测电路根据电容上的电压值触发时序电路，以高速电磁阀的线圈、能量吸收二极管、低端驱动的MOS管以及储能电容形成DC/DC升压形式，给储能电容进行能量补充，使其电压达到设定值，为下一缸的驱动所需要高压电源作好准备["]
图1示出一个四电磁阀的驱动电路，L，～L，是
作者简介：白思春（1972一），男，研究员，主要从事案油机控制技术研究；baisc①163.com