CN210370995U - 点火驱动模块与点火驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种性能稳定、功能可靠的点火驱动模块，包括模块信号输入端、电压输入端和模块信号输出端，包括与所述的模块信号输入端相连接的比较器、与所述比较器相连接的最大停留时间计时模块、与所述的比较器相连接的逻辑判断模块、与所述的逻辑判断模块相连接的绝缘栅双极型晶体管；所述的逻辑判断模块接收所述的最大停留时间计时模块和比较器的信号判断是否启动所述的绝缘栅双极型晶体管，所述绝缘栅双极型晶体管输出端与模块信号输出端相连接。

Description

点火驱动模块与点火驱动电路

技术领域

本实用新型涉及点火驱动模块。

背景技术

在汽车发动机点火系统中，点火线圈是一种为点燃发动机气缸内的空气和燃油混合物提供点火能量的执行部件，它是一种基于电磁感应原理的特殊脉冲升压器，它将8-16V的低电压按设定频率通断使之次级产生20-40KV的电压通过火花塞产生电火花。由于点火线圈的精密属性，不同性能的点火线圈需要配合专用的驱动电路以满足功能性的要求。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供了一种性能稳定、功能可靠的点火驱动模块。

为达到以上目的，本实用新型提供了一种点火驱动模块，包括模块信号输入端、电压输入端和模块信号输出端，包括与所述的模块信号输入端相连接的比较器、与所述比较器相连接的最大停留时间计时模块、与所述的比较器相连接的逻辑判断模块、与所述的逻辑判断模块相连接的绝缘栅双极型晶体管；所述的逻辑判断模块接收所述的最大停留时间计时模块和比较器的信号判断是否启动所述的绝缘栅双极型晶体管，所述绝缘栅双极型晶体管输出端与模块信号输出端相连接。

优选的，包括下拉电流输入端，所述的下拉电流输入端与模块信号输入端分别连接比较器的两个输入端。

优选的，所述的比较器与下拉电流输入端之间设置有电流缓冲器。

优选的，包括与所述的比较器的输出端相连接的峰值过滤器，正负峰值小于预设时间Ts的输入被所述的峰值过滤器过滤。

优选的，包括停留时间输入端，所述的停留时间输入端与所述的最大停留时间计时模块相连接，通过对停留时间电容器的设置可以改变最大停留时间。

优选的，所述的停留时间输入端为停留时间电容器。

优选的，所述的最大停留时间计时模块与停留时间输入端之间设置有软关闭开关，所述的软关闭开关的一端与绝缘栅双极型晶体管相连接，当软关闭开关开启时，绝缘栅双极型晶体管被关闭。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种点火驱动电路，包括如上所述的点火驱动模块、与所述的模块信号输出端相连接的三极管；所述三极管的基极与模块信号输出端相连接、集电极连接有点火线圈。

优选的，所述的三极管的发射级通过感测电阻接地，所述的点火驱动模块设置有感测电压输入端，所述的感测电压输入端连接于所述的三极管的发射级。

优选的，所述的点火线圈包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈的一端与所述的三极管的基极相连接，另一端与所述的电压输入端相连接。

由于采用了以上技术方案，本实用新型是一种性能稳定、功能可靠的点火驱动模块。

附图说明

附图1为点火驱动模块的电路结构框图；

附图2为点火驱动电路的典型应用示意图；

附图3为点火驱动模块的示意图；

附图4为点火驱动电路的驻留时间和软关机（SSD）关系示意图；

附图5为点火驱动电路的信号输入电流与IRA电流关系示意图；

附图6为点火驱动电路的软关机转换速率示意图；

附图7为点火驱动电路的CSSD电容器与最大停留时间的关系示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参见附图1与附图2所示，附图1为点火驱动模块的电路结构框图，附图2为点火驱动电路的典型应用示意图。一种性能稳定、功能可靠的点火驱动电路，包括点火驱动模块、与模块信号输出端相连接的三极管，三极管的基极与模块信号输出端相连接、集电极连接有点火线圈。三极管的发射级通过感测电阻接地，点火驱动模块设置有感测电压输入端，感测电压输入端连接于三极管的发射级。点火线圈包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈的一端与三极管的基极相连接，另一端与电压输入端相连接。

点火驱动模块（CIM1001）包括模块信号输入端、电压输入端和模块信号输出端、与模块信号输入端相连接的比较器、与所述比较器相连接的最大停留时间计时模块、与比较器相连接的逻辑判断模块、与逻辑判断模块相连接的绝缘栅双极型晶体管；逻辑判断模块接收最大停留时间计时模块和比较器的信号判断是否启动绝缘栅双极型晶体管，所述绝缘栅双极型晶体管输出端与模块信号输出端相连接。

点火驱动模块还包括下拉电流输入端，下拉电流输入端与模块信号输入端分别连接比较器的两个输入端，比较器与下拉电流输入端之间设置有电流缓冲器。

点火驱动模块还包括与比较器的输出端相连接的峰值过滤器，正负峰值小于预设时间Ts的输入被峰值过滤器过滤。

点火驱动模块还包括停留时间输入端，停留时间输入端与最大停留时间计时模块相连接，通过对停留时间电容器的设置可以改变最大停留时间，停留时间输入端为停留时间电容器，最大停留时间计时模块与停留时间输入端之间设置有软关闭开关，软关闭开关的一端与绝缘栅双极型晶体管相连接，当软关闭开关开启时，绝缘栅双极型晶体管被关闭。

点火驱动模块（CIM1001）设计用于直接驱动点火IGBT并控制线圈的电流和火花事件。线圈电流通过输入引脚控制。当单端输入被驱动到高电平时，CIM1001的输出被启用以打开IGBT并开始对线圈充电。CIM1001将根据RA线上的编程电流将电流（IIN）输入到输入引脚中。其特点包括：支持地面移动干扰抑制的单端输入；信号线输入缓冲器；输入峰值滤波器；从点火或蓄电池线路操作；地面偏移公差：-1.5 V至16 V；可编程最大停留时间；可编程输入下拉电流；通过Vsense引脚控制IGBT限流；软关机后闭合的最大时间；符合SOP-8包装和RoHS。

CIM1001中包含一个最大停留时间计时器，如果输入保持激活时间超过编程时间，该计时器将关闭IGBT。输入峰值滤波器抑制持续时间小于7微秒的单端输入信号。这个时间间隔可以通过一个外部电容器来修改。当超过最大停留时间时，CIM1001将进入软关闭（SSD）模式，在这个模式下，通过降低IGBT的栅极电压来缓慢降低三极管的集电极电流、从而使得线圈放电，以抑制火花事件。在充电期间，CIM1001还将限制IGBT的集电极电流至IC（LIM）。这又是通过点火IGBT发射极引线中的感测电阻实现的，该感测电阻将信号输入到CIM1001的Vsense管脚。

参见附图3所示，附图3为点火驱动模块的示意图。CIM1001是一款先进的点火IGBT控制IC，可在SOP8封装或模具销售中使用。这种功能齐全的智能点火IGBT驱动器在点火驱动器的尺寸和系统性能非常重要的“通电线圈”应用中尤其有利。

表1

PIN脚类型备注：

“P”表示电源插脚；

“G”表示接地针脚。所有车速传感器针脚内部电阻短路；

“O”, “I/O”, “A”表示仅输出、输入/输出和模拟类型；

“PU” or “PD”表示内部上拉或下拉的PIN脚。

功能描述

1、单端输入信号的输入和峰值滤波器

当输入信号电压达到VInh时，将打开IGBT对线圈充电。当输入电压低于VINL时，通过IGBT的线圈电流将被关闭。如果CIM1001在SSD模式下运行，则输入信号控制被禁用。在SSD序列之后，输入控制将在输入达到有效低值后重新启用。输入线上小于tspike持续时间的正负峰值将被过滤掉，并且不会打开/关闭IGBT。

2、最大停留时间和软关机(SSD）

参见附图4至附图7，附图4为点火驱动电路的驻留时间和软关机（SSD）关系示意图，附图5为点火驱动电路的信号输入电流与IRA电流关系示意图，附图6为点火驱动电路的软关机转换速率示意图，附图7为点火驱动电路的CSSD电容器与最大停留时间的关系示意图。当IGBT打开时，根据外部CSSD电容器的值启动延迟计时器。如果在时间tdmax之后没有收到有效的下降沿，IGBT将缓慢关闭。线圈电流不会超过典型的1.2A/ms的转换率。如果在时间tdmax之后收到有效的下降沿，则边缘将被忽略，软关机将完成。在检测到有效上升沿之前，不能打开IGBT。如果CSSD电容器的值小于2.2nF或CSSD插脚对地短路，则最大停留时间和SSD功能将被禁用（即直接进入硬关机（HSD）模式）。只有CIM1001提供SSD功能。

电气特性

1、绝对最大额定值

超过绝对最大额定值的应力可能会损坏设备。该装置可能无法在推荐的操作条件下工作或可操作，不建议将零件施加应力至这些水平。此外，长期暴露在高于推荐操作条件的应力下可能会影响设备的可靠性。绝对最大额定值仅为应力额定值。

表2

2、电气特性

表3

以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰均涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种点火驱动模块，包括模块信号输入端、电压输入端和模块信号输出端，其特征在于：包括与所述的模块信号输入端相连接的比较器、与所述比较器相连接的最大停留时间计时模块、与所述的比较器相连接的逻辑判断模块、与所述的逻辑判断模块相连接的绝缘栅双极型晶体管；所述的逻辑判断模块接收所述的最大停留时间计时模块和比较器的信号判断是否启动所述的绝缘栅双极型晶体管，所述绝缘栅双极型晶体管输出端与模块信号输出端相连接。

2.根据权利要求1所述的点火驱动模块，其特征在于：包括下拉电流输入端，所述的下拉电流输入端与模块信号输入端分别连接比较器的两个输入端。

3.根据权利要求2所述的点火驱动模块，其特征在于：所述的比较器与下拉电流输入端之间设置有电流缓冲器。

4.根据权利要求1所述的点火驱动模块，其特征在于：包括与所述的比较器的输出端相连接的峰值过滤器，正负峰值小于预设时间Ts的输入被所述的峰值过滤器过滤。

5.根据权利要求1所述的点火驱动模块，其特征在于：包括停留时间输入端，所述的停留时间输入端与所述的最大停留时间计时模块相连接，通过对停留时间电容器的设置可以改变最大停留时间。

6.根据权利要求5所述的点火驱动模块，其特征在于：所述的停留时间输入端为停留时间电容器。

7.根据权利要求5所述的点火驱动模块，其特征在于：所述的最大停留时间计时模块与停留时间输入端之间设置有软关闭开关，所述的软关闭开关的一端与绝缘栅双极型晶体管相连接，当软关闭开关开启时，绝缘栅双极型晶体管被关闭。

8.一种点火驱动电路，其特征在于：包括如权利要求1-7任一项所述的点火驱动模块、与所述的模块信号输出端相连接的三极管；所述三极管的基极与模块信号输出端相连接、集电极连接有点火线圈。

9.根据权利要求8所述的点火驱动电路,其特征在于：所述的三极管的发射级通过感测电阻接地，所述的点火驱动模块设置有感测电压输入端，所述的感测电压输入端连接于所述的三极管的发射级。

10.根据权利要求8所述的点火驱动电路，其特征在于：所述的点火线圈包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈的一端与所述的三极管的基极相连接，另一端与所述的电压输入端相连接。

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