一种输出稳定的汽车点火器驱动电路的制作方法

1.本技术涉及汽车点火线圈的领域，尤其是涉及一种输出稳定的汽车点火器驱动电路。


背景技术：

2.汽车一般指汽油车，汽油车的汽油发动机在运行时需要点火装置点燃喷入燃烧室的燃油。现在汽油车的点火装置采用连接有点火线圈的火花塞，火花塞在点火线圈的驱动下放电。点火线圈也配有专门的控制电路，点火线圈的控制电路也可称为驱动电路。
3.不同的汽车控制系统有不同电气工作参数的控制信号，现有的控制电路对差分的点火信号进行响应，并设置有转换电路，将差分的点火信号转换后输出单通道的控制信号，驱动芯片响应于控制信号并直接控制点火线圈的工作状态。控制信号为方波，控制信号为高电平时点火线圈导通，控制信号为低电平时点火线圈关断。
4.在实现本技术过程中，发明人发现该技术中至少存在如下问题：在使用的过程中，当控制信号的高电平的脉宽过宽时，点火线圈的导通时间过长，使得点火线圈中的电流参数会过大，会让点火器驱动电路与点火线圈均发热严重，而点火器驱动电路一般是被环氧树脂封装在一个狭小的空间内，过多的热量堆积会影响点火器驱动电路输出信号的稳定性。


技术实现要素：

5.为了提高点火线圈驱动电路输出的稳定性，本技术提供一种输出稳定的汽车点火器驱动电路。
6.本技术提供的一种输出稳定的汽车点火器驱动电路采用如下的技术方案：
7.一种输出稳定的汽车点火器驱动电路，包括：
8.电源模块，用于外接直流电源信号并转换后输出多个直流电压，为其他模块供电；
9.差分信号转换模块，电连接至所述电源模块，包括差分信号输入端，用于将差分信号转换为单通道的控制信号；
10.驱动模块，电连接至所述电源模块和所述差分信号转换模块，用于接收并响应于所述控制信号，以输出驱动信号至点火线圈；以及，
11.脉宽限制模块，电连接至所述电源模块、所述差分信号转换模块和所述驱动模块，用于监测所述控制信号中单次脉冲的高电平的持续时间，并与预设时间进行比较，以输出限制信号至所述驱动模块，以限制所述点火线圈所在回路的工作状态。
12.通过采用上述技术方案，电源模块为其他模块进行提供直流电源，差分信号转换模块用于将差分信号转换成单通道的控制信号，并输入至脉宽限制模块，脉宽限制模块对输入的控制信号的脉宽进行限制，以输出合理脉宽宽度的限制信号至驱动模块，驱动模块接收并响应于限制信号，并输出对应的驱动信号至点火线圈，以控制点火线圈所在回路的工作状态；从而使得点火线圈的单次通电时间不容易过长，减少点火线圈和驱动电路的发
热，有利于使得驱动电路输出的稳定性。
13.作为优选，所述差分信号转换模块包括第一信号输入端、第二信号输入端、第一电容器c1、同相放大器和迟滞比较器；所述第一信号输入端电连接至所述同相放大器的同相输入端，所述同相放大器的输出端电连接至所述迟滞比较器的反相输入端；所述第二信号输入端电连接至所述迟滞比较器的同相输入端，所述迟滞比较器的输出端为所述差分信号转换模块的输出端；所述第一电容器c1电连接在所述第一信号输入端和所述第二信号输入端之间。
14.通过采用上述技术方案，第一信号输入端输入变化的电压信号，利用同相放大器将该电压信号进行放大，并为迟滞比较器的反相输入端提供一个变动的阈值，并与迟滞比较器同相输入端的第二信号输入端输入的电压信号进行迟滞比较，以最终输出单通道的控制信号；第一电容器c1起到滤波的作用。
15.作为优选，所述同相放大器包括第一运算放大器u1a、第一电阻器r1、第二电阻器r2、第三电阻器r3、第四电阻器r4和第五电阻器r5；所述第一信号输入端电连接至所述第一电阻器r1的一端，所述第一电阻器r1的另一端电连接至所述第二电阻器r2的一端，所述第二电阻器r2的另一端电连接至所述电源模块的第一直流电压输出端；所述第一电阻器r1和所述第二电阻器r2之间的连接点处电连接至所述第一运算放大器u1a的同相输入端，所述第一运算放大器u1a的反相输入端通过所述第三电阻器r3接地，所述第四电阻器r4电连接在所述第一运算放大器u1a的反相输入端和第一运算放大器u1a的输出端之间；所述第一运算放大器u1a的输出端电连接至所述迟滞比较器的反相输入端，且所述第五电阻器r5的一端电连接至所述迟滞比较器的反相输入端，所述第五电阻器r5的另一端电连接至所述电源模块的第一直流电压输出端。
16.通过采用上述技术方案，第一运算放大器u1a和外围电阻器组成同相放大器，其中第一电阻器r1和第二电阻器r2起到分压的作用，用于将第一信号输入端的输入信号进行放大，以提供一个变动的阈值至迟滞比较器的反相输入端。
17.作为优选，所述迟滞比较器包括第二运算放大器u1b、第六电阻器r6、第七电阻器r7、第八电阻器r8、第九电阻器r9和第十电阻器r10；所述第六电阻器r6电连接在所述第一信号输入端和所述第二信号输入端之间，所述第二信号输入端通过所述第七电阻器r7电连接至所述第二运算放大器u1b的同相输入端，所述第七电阻器r7靠近所述第二运算放大器u1b的一端通过所述第八电阻器r8接地；所述第九电阻器r9电连接在所述第二运算放大器u1b的同相输入端和所述第二运算放大器u1b的输出端之间，所述第十电阻器r10的一端电连接至所述第二运算放大器u1b的输出端，所述第十电阻器r10的另一端电连接至所述电源模块的第二直流电压的输出端，所述第二运算放大器u1b的输出端为所述差分信号转换模块的输出端。
18.通过采用上述技术方案，第二运算放大器u1b和外围电阻器组成迟滞比较器，第七电阻器r7和第八电阻器r8起到分压的作用，第一信号输入端的输入电压经分压后输入至迟滞比较器的同相输入端，并与迟滞比较器反相输入端变动的阈值进行迟滞比较，最终输出单通道的控制信号。
19.作为优选，所述驱动模块包括输入电阻器r16和驱动管t1，所述驱动管t1包括控制端、第一受控端和第二受控端，所述输入电阻器r16的一端电连接至所述驱动管t1的控制
端，所述输入电阻器r16的另一端为所述驱动模块的输入端，所述驱动管t1的第一受控端电连接至点火线圈，所述驱动管t1的第二受控端通过小电阻接地或者直接接地。
20.通过采用上述技术方案，驱动管t1为高电平导通的元器件，当驱动管t1的控制端接收到高电平信号时，驱动管t1导通，输出驱动信号至点火线圈，使得点火线圈所在回路工作；反之，驱动管t1不导通，点火线圈所在回路不工作。
21.作为优选，所述驱动模块还包括第一二极管d1，所述第一二极管d1的阴极电连接至所述驱动管t1的第一受控端，所述第一二极管d1的阳极接地。
22.通过采用上述技术方案，第一二极管d1起到保护驱动管t1的作用，避免驱动管t1被瞬时高压击穿。
23.作为优选，所述脉宽限制模块包括第三运算放大器u1c、第二电容器c2、第二二极管d2、第一充电电阻器r11和第二充电电阻器r12，所述第三运算放大器u1c的同相输入端电连接至所述差分信号转换模块的输出端，所述第三运算放大器u1c的反相输入端电连接至所述第二二极管d2的阳极，所述第二二极管d2的阴极电连接至所述第三运算放大器u1c的同相输入端；所述第一充电电阻器r11的一端电连接至所述第三运算放大器u1c的反相输入端，所述第一充电电阻器r11的另一端电连接至所述第二电容器c2的一端，所述第二电容器c2的另一端接地；所述第二充电电阻器r12的一端电连接至所述第三运算放大器u1c的反相输入端，所述第二充电电阻器r12的另一端电连接至所述电源模块的第二直流电压的输出端；所述第三运算放大器u1c的输出端为所述脉宽限制模块的输出端。
24.通过采用上述技术方案，当差分信号转换模块输出高电平时，第二电容器c2进行充电，当第二电容器c2上的电压值大于第三运算放大器u1c同相输入端的电压时，此时脉宽限制模块输出低电平，从而限制了控制信号的脉宽宽度；当差分信号转换模块输出低电平时，第二电容器c2通过第二二极管d2进行放电，以实现对脉宽的循环限制。
25.作为优选，所述第三运算放大器u1c的输出端电连接有上拉电阻器r15。
26.通过采用上述技术方案，上拉电阻器r15能够保证第三运算放大器u1c输出电压的稳定性，以为驱动模块提供一个稳定的电压。
27.作为优选，所述电源模块包括第三二极管d3、保护电阻器r18、稳压二极管d4、第三电容器c3、第一电源分压电阻器r21、第二电源分压电阻器r22和第三电源分压电阻器r23；所述第三二极管d3的阳极电连接至直流电源信号的输入端，所述第三二极管d3的阴极电连接至所述保护电阻器r18的一端，所述保护电阻器r18的另一端电连接至所述稳压二极管d4的阴极，所述稳压二极管d4的阳极接地，所述稳压二极管d4的阴极通过所述第三电容器c3接地；所述稳压二极管d4的阴极还电连接至所述第一电源分压电阻器r21的一端，所述第一电源分压电阻器r21的另一端电连接至所述第二电源分压电阻器r22的一端，所述第二电源分压电阻器r22的另一端电连接至所述第三电源分压电阻器r23的一端，所述第三电源分压电阻器r23的另一端接地；
28.所述第一电源分压电阻器r21和所述第二电源分压电阻器r22之间的连接点处为第一直流电压的输出端；所述稳压二极管d4的阴极为第二直流电压的输出端；所述第二电源分压电阻器r22和所述第三电源分压电阻器r23之间的连接点处为第三直流电压的输出端。
29.通过采用上述技术方案，电源模块分别输出第一直流电压、第二直流电压和第三
直流电压，为各个模块进行供电。
30.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
31.通过脉宽限制模块对控制信号的脉宽进行限制，以使得点火线圈的单次通电时间不容易过长，从而有利于减少点火线圈的发热和驱动电路的发热，从而有利于使得驱动电路工作更加稳定。
附图说明
32.图1是本技术实施例1的电路图；
33.图2是本技术实施例2的电路图。
34.附图标记：1、电源模块；2、差分信号转换模块；3、驱动模块；4、脉宽限制模块；5、限流模块。
具体实施方式
35.以下结合附图1-2对本技术作进一步详细说明。
36.实施例1；
37.本技术实施例1公开一种输出稳定的汽车点火器驱动电路。参照图1，一种输出稳定的汽车点火器驱动电路，包括电连接的电源模块1、差分信号转换模块2、驱动模块3和脉宽限制模块4。
38.电源模块1，用于外接12v的直流电源并转换后输出多个直流电压，如：5v/3v/0.5v，为其他模块提供电源。
39.差分信号转换模块2，包括差分信号输入端int 和int-，用于将差分信号转换为单通道的控制信号。
40.驱动模块3，用于接收并响应于控制信号，以输出驱动信号至点火线圈，以控制点火线圈所在回路的工作状态。
41.脉宽限制模块4，用于实时监测控制信号中单次脉冲的高电平的持续时间，并与预设时间进行比较，当控制信号单次脉冲的高电平的持续时间超过预设时间，则脉宽限制模块4输出限制信号至驱动模块3，从而限制点火线圈所在回路的工作状态。通过脉宽限制模块4实现对控制信号的脉宽限制，从而间接实现对输入点火线圈的驱动信号的脉宽限制，有利于减少点火线圈的单次通电时间，减少发热的情况，有利于保护电路。
42.电源模块1包括第三二极管d3、保护电阻器r18、辅助电阻器r19、稳压二极管d4、第三电容器c3、第一电源分压电阻器r21、第二电源分压电阻器r22和第三电源分压电阻器r23。第三二极管d3的阳极电连接至12v直流电源的输入端，第三二极管d3的阴极电连接至保护电阻器r18的一端，保护电阻器r18的另一端电连接至稳压二极管d4的阴极。第三二极管d3为快速恢复整流二极管，防止外界电源反接，反接后不导通，有利于保护电路。辅助电阻器r19并联在保护电阻器r18的两端，用于调节保护电阻的阻值大小至合适的范围内。稳压二极管d4的阳极接地，稳压二极管d4的阴极还电连接至第三电容器c3的一端，第三电容器c3的另一端接地。稳压二极管d4为稳压二极管，以将稳压二极管d4的阴极的电压钳位在5v，第三电容器c3起到滤波的作用。稳压二极管d4的阴极还电连接至第一电源分压电阻器r21的一端，第一电源分压电阻器r21的另一端电连接至第二电源分压电阻器r22的一端，第
二电源分压电阻器r22的另一端电连接至第三电源分压电阻器r23的一端，第三电源分压电阻器r23的另一端接地。第一电源分压电阻器r21、第二电源分压电阻器r22和第三电源分压电阻器r23起到分压的作用：
43.第一电源分压电阻器r21和第二电源分压电阻器r22之间的连接点处为第一直流电压的输出端，输出3v电压；稳压二极管d4的阴极为第二直流电压的输出端，输出5v电压；第二电源分压电阻器r22和第三电源分压电阻器r23之间的连接点处为第三直流电压的输出端，输出0.5v电压。
44.差分信号转换模块2包括第一信号输入端int-、第二信号输入端int 、第一电容器c1、同相放大器和迟滞比较器。
45.同相放大器包括第一运算放大器u1a、第一电阻器r1、第二电阻器r2、第三电阻器r3、第四电阻器r4和第五电阻器r5。第一信号输入端int-通过第一电阻器r1电连接至第一运算放大器u1a的同相输入端，第一运算放大器u1a的同相输入端还通过第二电阻器r2电连接至电源模块1的第一直流电压的输出端。第一电阻器r1和第二电阻器r2起到分压的作用。第一运算放大器u1a的反相输入端通过第三电阻器r3接地，第四电阻器r4电连接在第一运算放大器u1a的反相输入端和第一运算放大器u1a的输出端之间。第一运算放大器u1a的输出端电连接至迟滞比较器的反相输入端，第五电阻器r5的一端也电连接至迟滞比较器的反相输入端，第五电阻器r5的另一端电连接至电源模块1的第一直流电压输出端。
46.第一运算放大器u1a和外围电阻器组成同相放大器，用于将第一信号输入端int-的输入信号（1v/0/-1v）进行分压后放大，以提供一个变动的阈值（2.6v/2.3v/1.3v）至迟滞比较器的反相输入端。
47.迟滞比较器包括第二运算放大器u1b、第六电阻器r6、第七电阻器r7、第八电阻器r8、第九电阻器r9和第十电阻器r10。第六电阻器r6电连接在第一信号输入端int-和第二信号输入端int 之间，以保持差分信号两端的电压差，降低差分信号在传输过程中受到的外部干扰。第一信号输入端int-和第二信号输入端int 之间还电连接有第一电容器c1，以起到滤波的作用，进一步提高信号的稳定性。
48.第二信号输入端int 通过第七电阻器r7电连接至第二运算放大器u1b的同相输入端，第七电阻器r7靠近第二运算放大器u1b的一端通过第八电阻器r8接地。第七电阻器r7和第八电阻器r8起到分压的作用。第九电阻器r9电连接在第二运算放大器u1b的同相输入端和第二运算放大器u1b的输出端之间。第十电阻器r10的一端电连接至第二运算放大器u1b的输出端，第十电阻器r10的另一端电连接至电源模块1的第二直流电压的输出端，第十电阻器r10为上拉电阻。第二运算放大器u1b的输出端为差分信号转换模块2的输出端。
49.第二运算放大器u1b和外围电阻器组成迟滞比较器，第一信号输入端int-的输入电压经分压后与迟滞比较器反相输入端变动的阈值进行迟滞比较，最终输出单通道的控制信号。
50.驱动模块3包括输入电阻器r16、驱动管t1和第一二极管d1，驱动管t1为npn型三极管，为高电平导通的元器件，包括控制端、第一受控端和第二受控端，即，基极、集电极和发射极。输入电阻器r16的一端电连接至驱动管t1的基极，输入电阻器r16的另一端为驱动模块3的输入端，电连接至脉宽限制模块4的输出端。驱动管t1的集电极电连接至点火线圈，驱动管t1的发射极通过小电阻接地或者直接接地。第一二极管d1的阴极电连接至驱动管t1的
集电极，第一二极管d1的阳极接地，第一二极管d1为快速恢复整流二极管，起到避免驱动管t1被瞬时高压击穿的目的，保护驱动管t1。
51.当驱动管t1的基极接收到高电平信号时，驱动管t1打开，输出驱动信号至点火线圈，使得点火线圈所在回路工作。反之，驱动管t1不导通，点火线圈所在回路不工作。
52.脉宽限制模块4包括第三运算放大器u1c、第二电容器c2、第二二极管d2、第一充电电阻器r11和第二充电电阻器r12。第三运算放大器u1c的同相输入端电连接至差分信号转换模块2的输出端。第三运算放大器u1c的反相输入端电连接至第二二极管d2的阳极，第二二极管d2的阴极电连接至第三运算放大器u1c的同相输入端。第一充电电阻器r11的一端电连接至第三运算放大器u1c的反相输入端，第一充电电阻器r11的另一端通过第二电容器c2接地。第二充电电阻器r12的一端电连接至第三运算放大器u1c的反相输入端，第二充电电阻器r12的另一端电连接至电源模块1的第二直流电压的输出端。第二电容器c2为充电电容，第一充电电阻器r11和第二充电电阻器r12限制第二电容器c2的充电时间。第三运算放大器u1c的输出端为脉宽限制模块4的输出端。第三运算放大器u1c的输出端还电连接有上拉电阻器r15，以提高第三运算放大器u1c输出电压的稳定性。
53.当差分信号转换模块2输出的控制信号为高电平时，第二电容器c2进行充电，初始时第二电容器c2上的电压值小于控制信号的电压值，此时第三运算放大器u1c输出高电平，驱动模块3工作。当第二电容器c2上的电压值充电至大于第三运算放大器u1c同相输入端的电压时，此时脉宽限制模块4输出低电平，从而限制了控制信号的脉宽宽度。当差分信号转换模块2输出的控制信号为低电平时，第二电容器c2通过第二二极管d2进行快速放电，以实现对控制信号脉宽的循环限制。
54.本技术实施例1一种输出稳定的汽车点火器驱动电路的实施原理为：通过设置有脉宽限制模块4，对单通道的控制信号的脉宽宽度限制在设定范围内，限制脉宽的原理是利用电容的充放电和比较器设定预设时间，当控制信号的单次脉冲的高电平持续时间超过了预设时间，则输出限制信号至驱动模块3，驱动模块3接收并响应于限制信号，以控制点火线圈所在回路的工作状态；从而使得点火线圈的单次通电时间不容易过长，减少点火线圈和驱动电路的发热，有利于使得驱动电路输出的稳定性。
55.实施例2；
56.本技术实施例2公开一种输出稳定的汽车点火器驱动电路。参照图2，实施例2与实施例1的区别在于：一种输出稳定的汽车点火器驱动电路还包括限流模块5。
57.电源模块1电连接至限流模块5，还为限流模块5供电。
58.限流模块5包括第四运算放大器u1d、反馈电阻器r20、第一反相电阻器r13、第二反相电阻器r17、缓冲电阻器r14和第四电容器c4。第四运算放大器u1d的同相输入端电连接至电源模块1的第三直流电压的输出端。第一反相电阻器r13电连接在第四运算放大器u1d的反相输入端和第四运算放大器u1d的输出端之间。驱动管t1的发射极通过反馈电阻器r20接地。反馈电阻器r20未接地的一端通过第二反相电阻器r17电连接至第四运算放大器u1d的反相输入端。第四运算放大器u1d的输出端通过缓冲电阻器r14电连接至驱动模块3的输入端。第四运算放大器u1d的输出端还第四电容器c4接地，第四电容器c4起到滤波的作用。
59.第四运算放大器u1d和外围电阻器组成反相放大器，点火线圈中反馈的电流经反馈电阻器r20转换成反馈电压，反馈电压经过反相放大器进行反相放大，即，反馈电压与反
相放大器的输出电压之间是负相关的关系。当反馈电压过大时，则输入至驱动模块3的电压越低，从而使得输入电阻器r16上的电压越低，降低了输入电阻器r16上的输入电流，从而降低了点火线圈中的电流参数。
60.本技术实施例2一种输出稳定的汽车点火器驱动电路的实施原理为：除了对控制信号的脉宽进行限制，以限制输入点火线圈的驱动信号的脉宽，从而使得点火线圈的单次通电时间不容易过长，从而使得点火线圈和驱动电路不容易发热。还设置有限流模块5，限流模块5对点火线圈中反馈的电流进行实时监测，以输出限流信号至驱动模块3的输入端，降低驱动模块3的输入电流，从而降低点火线圈中的电流参数，从而使得点火线圈中的电流参数不容易过大，进一步降低点火线圈和驱动电路发热的可能，有利于进一步保护电路，提高电路输出的稳定性。
61.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。