发明内容
为了解决现有摩托车点火提前角调整专用集成电路的应用电路复杂的缺点,本发明所要解决的技术问题之一是提供一种应用方便、成本低的具有触发输入电路的摩托车进角点火器专用集成电路。
本发明所要解决的技术问题之二是提供一种工艺简单可行,成本低,抗干扰能力强的用于摩托车进角点火器专用集成电路的触发输入电路。
为了解决上述技术问题,根据本发明的第一个技术方案,本发明所述的一种摩托车进角点火器专用集成电路,其特点是:包括供给电源的电源输入端、接地端、第一触发脉冲输入端、第二触发脉冲输入端、充电控制端、振荡端、放电控制端、点火控制脉冲输出端以及对以下电路进行集成的电路,这些电路包括:输入缓冲电路、参考电压产生电路、波形产生电路、提前角处理逻辑电路、输出驱动电路、比较器IC1、IC2、触发输入电路;
其中,所述触发输入电路由MOS场效应管M3~M9、二极管D11构成;所述MOS场效应管M3的漏极和MOS场效应管M9的漏极连接,并连接到输入缓冲电路的正输入端,所述MOS场效应管M3的源极和衬底接地,所述MOS场效应管M3的栅极和所述MOS场效应管M6的源极连接并连接到第一触发脉冲输入端,所述MOS场效应管M6的漏极和栅极接地、衬底接电源;所述MOS场效应管M9的源极和衬底接电源、所述MOS场效应管M9的栅极接地;所述MOS场效应管M8的源极和衬底接电源、所述MOS场效应管M8的栅极接地;所述MOS场效应管M4的漏极和MOS场效应管M8的漏极连接并连接到输入缓冲电路的负输入端;所述MOS场效应管M4的源极和衬底同二极管D11的阴极连接并连接到第二触发脉冲输入端,所述MOS场效应管M7的源极和衬底接电源、所述MOS场效应管M7的栅极接地、所述MOS场效应管M7的漏极和MOS场效应管M4的栅极以及MOS场效应管M5的漏极、栅极连接,所述MOS场效应管M5的源极和衬底接地,二极管D11的阳极接地。
根据本发明所述的一种摩托车进角点火器专用集成电路的一个优选方案,所述触发输入电路还包括有MOS场效应管M1、M2和限幅端;所述MOS场效应管M1、M2的衬底连接并连接到电源,MOS场效应管M1的栅极、漏极以及MOS场效应管M2的源极连接,并连接到限幅端;MOS场效应管M2的漏极、栅极以及场效应管M1的源极接地。
根据本发明所述的一种摩托车进角点火器专用集成电路的另一个优选方案,所述MOS场效应管M3、M4、M5是N沟道增强型MOS场效应管。
根据本发明所述的一种摩托车进角点火器专用集成电路的另一个优选方案,所述MOS场效应管M6、M7、M8、M9是P沟道增强型MOS场效应管。
根据本发明的第二个技术方案,一种摩托车进角点火器专用集成电路的触发输入电路,其特点是:所述触发输入电路由MOS场效应管M3~M9、二极管D11构成;所述MOS场效应管M3的漏极和MOS场效应管M9的漏极连接,并作为触发输入电路的正输出端,所述MOS场效应管M3的源极和衬底接地,所述MOS场效应管M3的栅极和所述MOS场效应管M6的源极连接并连接到第一触发脉冲输入端,所述MOS场效应管M6的漏极和栅极接地、衬底接电源;所述MOS场效应管M9的源极和衬底接电源、所述MOS场效应管M9的栅极接地;所述MOS场效应管M8的源极和衬底接电源、所述MOS场效应管M8的栅极接地;所述MOS场效应管M4的漏极和MOS场效应管M8的漏极连接并作为触发输入电路的负输出端;所述MOS场效应管M4的源极和衬底同二极管D11的阴极连接并连接到第二触发脉冲输入端,所述MOS场效应管M7的源极和衬底接电源、所述MOS场效应管M7的栅极接地、所述MOS场效应管M7的漏极和MOS场效应管M4的栅极以及MOS场效应管M5的漏极、栅极连接,所述MOS场效应管M5的源极和衬底接地,二极管D11的阳极接地。
根据本发明所述的一种摩托车进角点火器专用集成电路的触发输入电路的另一个优选方案,所述触发输入电路还包括有MOS场效应管M1、M2和限幅端;所述MOS场效应管M1、M2的衬底连接并连接到电源,MOS场效应管M1的栅极、漏极以及MOS场效应管M2的源极连接,并连接到限幅端;MOS场效应管M2的漏极、栅极以及场效应管M1的源极接地。
根据本发明所述的一种摩托车进角点火器专用集成电路的触发输入电路的另一个优选方案,所述MOS场效应管M3、M4、M5是N沟道增强型MOS场效应管。
根据本发明所述的一种摩托车进角点火器专用集成电路的触发输入电路另一个优选方案,所述MOS场效应管M6、M7、M8、M9是P沟道增强型MOS场效应管。
本发明所述的摩托车点火提前角调整专用集成电路将外部触发输入电路进一步集成,提高了系统的可靠性和进一步降低了系统成本,具有工艺简单可行,应用方便、需要的外部元件少、成本低、抗干扰能力强的优点,可广泛应用于摩托车点子点火器,包括晶体管式电子点火器和电容放电式电子点火器。
本发明所述的一种摩托车进角点火器专用集成电路的触发输入电路主要采用MOS场效应管构成,具有工艺简单可行,成本低,抗干扰能力强的优点,提高了摩托车点火提前角调整专用集成电路的集成度,提高了系统的可靠性和进一步降低了系统成本,可广泛应用于摩托车点子点火器的专用集成电路中。
具体实施方式
参见图2,一种摩托车进角点火器专用集成电路,由供给电源的电源输入端VDD,第一触发脉冲输入端IN1,第二触发脉冲输入端IN2,限幅端VZ,充电控制端RF,振荡端CT,放电控制端RC,点火控制脉冲输出端OUT、接地端GND以及对输入缓冲电路1、参考电压产生电路2、波形产生电路3、提前角处理逻辑电路4、输出驱动电路5、比较器IC1、IC2,触发输入电路6进行集成的电路构成,所述触发输入电路6的输入端连接第一触发脉冲输入端IN1、第二触发脉冲输入端IN2和限幅端VZ,所述输入缓冲电路1的负输入端INN连接触发输入电路6的负输出端OUT2,输入缓冲电路1的正输入端INP连接触发输入电路6的正输出端OUT1,输入缓冲电路1的一个输出端连接波形产生电路3的第一输入端,输入缓冲电路1的另一个输出端连接提前角处理逻辑电路4的第一输入端,比较器IC1的正输入端和比较器IC2的负输入端连接波形产生电路3的输出端,比较器IC1的负输入端连接参考电压产生电路2的一个输出端,比较器IC2的正输入端连接参考电压产生电路2的另一个输出端,比较器IC1、IC2的输出端分别连接提前角处理逻辑电路4的第二输入端和第三输入端,提前角处理逻辑电路4的输出端分别连接参考波形产生电路3的第二输入端和输出驱动电路5的输入端,输出驱动电路5的输出端连接点火控制脉冲输出端OUT,波形产生电路3的一个控制端连接充电控制端RF,波形产生电路3的第二个控制端连接振荡端CT,波形产生电路3的第三个控制端连接放电控制端RC;所述触发输入电路6接收磁电机触发线圈L2产生的触发信号,对触发信号的正脉冲和负脉冲进行分离后输出到输入缓冲电路1,输入缓冲电路1对分离后的触发信号进行整形、消噪后输出到波形产生电路3和提前角处理逻辑电路4,参考电压产生电路2输出参考电压V1到比较器IC1的负输入端,参考电压产生电路2输出参考电压V2到比较器IC2的正输入端IC2,同时比较器IC1的正输入端和比较器IC2的负输入端接收波形产生电路3输出的充放电脉冲,比较器IC1、IC2输出控制信号到提前角处理逻辑电路4,提前角处理逻辑电路4受输入缓冲电路1、比较器IC1、IC2的控制,输出点火正脉冲给输出驱动电路5,同时提前角处理逻辑电路4还输出控制信号给波形产生电路3。
其中,所述触发输入电路6由MOS场效应管M1~M9、二极管D11构成;所述MOS场效应管M3的漏极和MOS场效应管M9的漏极连接,并连接到输入缓冲电路1的正输入端INN,所述MOS场效应管M3的源极和衬底接地,所述MOS场效应管M3的栅极和所述MOS场效应管M6的源极连接并连接到第一触发脉冲输入端IN1,所述MOS场效应管M6的漏极和栅极接地、衬底接电源VDD;所述MOS场效应管M9的源极和衬底接电源VDD、所述MOS场效应管M9的栅极接地;所述MOS场效应管M8的源极和衬底接电源VDD、所述MOS场效应管M8的栅极接地;所述MOS场效应管M4的漏极和MOS场效应管M8的漏极连接并连接到输入缓冲电路1的负输入端INP;所述MOS场效应管M4的源极和衬底同二极管D11的阴极连接并连接到第二触发脉冲输入端IN2,所述MOS场效应管M7的源极和衬底接电源VDD、所述MOS场效应管M7的栅极接地、所述MOS场效应管M7的漏极和MOS场效应管M4的栅极以及MOS场效应管M5的漏极、栅极连接,所述MOS场效应管M5的源极和衬底接地,二极管D11的阳极接地;所述MOS场效应管M1、M2的衬底连接并连接到电源VDD,MOS场效应管M1的栅极、漏极以及MOS场效应管M2的源极连接,并连接到限幅端VZ;MOS场效应管M2的漏极、栅极以及场效应管M1的源极接地。所述MOS场效应管M 3、M4、M5可以选择N沟道增强型MOS场效应管;所述MOS场效应管M6、M7、M8、M9可以选择P沟道增强型MOS场效应管。
一种摩托车进角点火器专用集成电路的触发输入电路,由MOS场效应管M1~M9、二极管D11构成;所述MOS场效应管M3的漏极和MOS场效应管M9的漏极连接,并作为触发输入电路6的正输出端OUT1,所述MOS场效应管M3的源极和衬底接地,所述MOS场效应管M3的栅极和所述MOS场效应管M6的源极连接并连接到第一触发脉冲输入端IN1,所述MOS场效应管M6的漏极和栅极接地、衬底接电源VDD;所述MOS场效应管M9的源极和衬底接电源VDD、所述MOS场效应管M9的栅极接地;所述MOS场效应管M8的源极和衬底接电源VDD、所述MOS场效应管M8的栅极接地;所述MOS场效应管M4的漏极和MOS场效应管M8的漏极连接并作为触发输入电路6的负输出端OUT2;所述MOS场效应管M4的源极和衬底同二极管D11的阴极连接并连接到第二触发脉冲输入端IN2,所述MOS场效应管M7的源极和衬底接电源VDD、所述MOS场效应管M7的栅极接地、所述MOS场效应管M7的漏极和MOS场效应管M4的栅极以及MOS场效应管M5的漏极、栅极连接,所述MOS场效应管M5的源极和衬底接地,二极管D11的阳极接地;所述MOS场效应管M1、M2的衬底连接并连接到电源VDD,MOS场效应管M1的栅极、漏极以及MOS场效应管M2的源极连接,并连接到限幅端VZ;MOS场效应管M2的漏极、栅极以及场效应管M1的源极接地。其中,所述MOS场效应管M3、M4、M5是N沟道增强型MOS场效应管。其中,所述MOS场效应管M6、M7、M8、M9是P沟道增强型MOS场效应管。
参见图3,摩托车进角点火器专用集成电路和触发输入电路6的工作原理是:
在触发输入电路6中,MOS场效应管M7、M8、M9构成等效电阻;当输入传感器信号的正脉冲到来时,触发脉冲输入端IN1、IN2为高电平,MOS场效应管M3导通,MOS场效应管M3的漏极即触发输入电路6的正输出端OUT1输出为低电平;同时MOS场效应管M6导通,第一触发脉冲输入端I N1输入的高电平通过MOS场效应管M6给电容C3充电。第二触发脉冲输入端IN2的高电平使MOS场效应管M4维持关断,MOS场效应管M4的漏极即触发输入电路6的负输出端OUT2输出为高电平。
当输入传感器信号的负脉冲到来时,触发脉冲输入端IN1、IN2为低电平,MOS场效应管M4导通,MOS场效应管M4的漏极输出即触发输入电路6的负输出端OUT2输出为低电平。同时接地二极管D1导通,第二触发脉冲输入端IN2的低电平通过接地二极管D1给电容C2反向充电。第一触发脉冲输入端IN1的低电平使MOS场效应管M3维持关断,MOS场效应管M3的漏极输出即触发输入电路6的正输出端OUT1为高电平。
当输入传感器信号为0电平时,MOS场效应管M3和MOS场效应管M4均关断,MOS场效应管M3的漏极输出和MOS场效应管M4的漏极输出均为高电平。
当摩托车转速较低时,传感器信号的输入脉冲幅度很低,MOS场效应管M5、M7构成的电路给MOS场效应管M4的栅极提供一偏置电压,使第二触发脉冲输入端I N2输入较低的负脉冲电平时也能保证MOS场效应管M4导通,使MOS场效应管M4的漏极输出低电平。
外部电阻R1、R11以及集成电路内部的MOS场效应管M1、M2构成输入脉冲限幅电路。
当限幅端VZ电压大于MOS场效应管M1的阀值电压VTP1时VTP1是MOS场效应管M1的阀值电压,下同,MOS场效应管M1导通,电流由限幅端VZ通过MOS场效应管M1到地,限幅端VZ的钳位电压略大于VTP1;当限幅端VZ电压小于-VTP2时VTP2是MOS场效应管M2的阀值电压,下同,MOS场效应管M2导通,电流由地通过MOS场效应管M2到限幅端VZ,限幅端VZ的钳位电压略低于-VTP2;当VTP1>VZ>-VTP2时,MOS场效应管M1、M2均不导通,限幅端VZ电压等于电阻R1与电阻R11的连接节点INL端电压。该设计可以使传感器信号的输入脉冲幅度很高时,限制电阻R1与电阻R11的连接节点INL端的波形幅度;当传感器信号的输入脉冲幅度较低时,电阻R1与电阻R11的连接节点INL端的幅度等于触发脉冲输入端的幅度。
MOS场效应管M6是当传感器信号输入为正脉冲电压时,给电容C3提供一个充电通道使电容C3充电。传感器信号输入由正脉冲电压恢复为0电压时,将MOS场效应管M3的栅极置为负电压,今后,即便传感器信号输入有较大的正脉冲干扰,也不会使MOS场效应管M3导通。
二极管D11是当传感器信号输入为负脉冲电压时,给电容C2提供一个反向充电通道使电容C2反向充电。传感器信号输入由正脉冲电压恢复为0电压时,将MOS场效应管M4的源极置为正电压,今后,即便传感器信号输入有较大的负脉冲电压干扰,也不会使MOS场效应管M4导通。
传感器信号恢复为0电压后,电容C3通过电阻R3放电,电容C3上的电压逐步减小,MOS场效应管M3的栅极的电压逐步提高最终恢复0电压。
传感器信号恢复为0电平后,电容C2通过电阻R2放电,电容C2上的电压逐步减小,MOS场效应管M4的源极电压逐步减小最终恢复0电平。
因此,当发动机高转速时,输入传感器信号的脉冲电压幅度和频率很高,该电路能增加系统的抗干扰能力。
当集成电路加电后,参考电压产生电路2输出参考电压V1和V2,其中V1约为3VVDD/4,V2约为VVDD/4,其中,VVDD是电源输入端VDD电压,波形产生电路3给电容C8充电,充电速率由电阻R12和电容C8决定,电容C8端电压输入到比较器IC2的反向输入端和比较器IC1的同相输入端。
当触发输入电路6的输出端OUT1输出的负脉冲到来时,如果电容C8两端电压VC8>V2时,输入缓冲电路1输出控制脉冲使波形产生电路3给电容C8放电,放电速率由电阻R13和电容C8决定,当电容C8两端电压VC8<V2时,提前角处理逻辑电路4产生点火正脉冲输出,经过输出驱动电路5驱动可控硅SCR1导通点火。
点火后,波形产生电路3给电容C8放电。点火脉冲结束后,电容C8重新充电。
摩托车高速时,由于触发输入电路6输出的脉冲频率高,电容C8的充电时间短,当触发输入电路6输出端OUT1输出的负脉冲到来时,电容C8两端电压VC8<V2,提前角处理逻辑电路4立即产生点火正脉冲输出,没有电容C8的放电延时。
摩托车低速时,由于触发输入电路6输出的脉冲频率低,电容C8的充电时间长,当触发输入电路6输出端OUT1输出的负脉冲到来时,电容C8两端电压VC8>V1>V2,比较器IC1输出为高电平,使提前角处理逻辑电路4控制波形产生电路3不给电容C8放电,因此维持电容C8两端电压VC8>V1>V2,提前角处理逻辑电路4也不会产生点火正脉冲输出,直到触发输入电路6输出端OUT2输出的负脉冲到来时,提前角处理逻辑电路4才产生点火正脉冲输出。
因此,摩托车高速时,触发输入电路6输出端OUT1输出的负脉冲触发点火;摩托车低速时,触发输入电路6输出端OUT2输出的负脉冲触发点火;摩托车中速时,触发输入电路6输出端OUT1输出的负脉冲触发电容C8放电,延时一段时间后点火。延时时间由电容C8两端电压VC8电压决定。电压越高,延时时间越长。