CN216008739U - 一种具有脉宽限制功能的点火器驱动电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种具有脉宽限制功能的点火器驱动电路，包括电连接的通道信号输入模块、驱动模块和脉宽限制模块；通道信号输入模块包括通道信号单元，用于接收并响应于点火信号；驱动模块包括驱动单元，用于接收并响应于通道信号单元输出的控制信号；用于输出驱动信号至对应的点火线圈；脉宽限制模块用于监测输入通道信号输入模块的点火信号单次的脉冲高电平持续时长，并用于输出限制信号至驱动模块，本申请通过脉宽限制模块让控制信号的脉宽不会过宽，点火线圈中的电流参数不会过大，降低点火器驱动电路与点火线圈发热的严重程度,具有利于提高现有点火器驱动电路与点火线圈的工作寿命的效果。

Description

一种具有脉宽限制功能的点火器驱动电路

技术领域

本申请涉及点火器技术领域，尤其是涉及一种具有脉宽限制功能的点火器驱动电路。

背景技术

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，点火线圈在高压回路中，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点火器驱动电路。

相关技术中的点火器驱动电路包括控制信号处理器与驱动芯片，控制信号处理器用于接收汽车控制系统的点火信号，并将点火信号转换成控制信号，驱动芯片响应于控制信号控制点火线圈的工作状态。控制信号可为方波，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。

在实现本申请过程中，发明人发现该技术中至少存在如下问题：现有的点火器驱动电路没有对点火线圈的工作状态进行限制，在实际使用的过程中，当控制信号的高电平持续时间过长时，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，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。而一般情况下，点火器驱动电路会被环氧树脂封装在一个狭小的空间内，过多的热量堆积也会影响点火器驱动电路的工作寿命。

实用新型内容

为了提高点火器驱动电路的工作寿命，本申请提供一种具有脉宽限制功能的点火器驱动电路。

本申请提供的一种具有脉宽限制功能的点火器驱动电路采用如下的技术方案：

一种具有脉宽限制功能的点火器驱动电路，包括电连接的通道信号输入模块、驱动模块和脉宽限制模块；

所述通道信号输入模块包括至少一个通道信号单元，所述通道信号单元包括用于接收点火信号的信号端，并将该点火信号与预设电压值进行比较，输出与比较结果对应的控制信号；所述通道信号单元的输出端电连接至所述驱动模块的输入端，并用于输出相应的控制信号至所述驱动模块；

所述驱动模块包括一一对应于所述通道信号单元的驱动单元，所述驱动单元的输入端电连接至一一对应的所述通道信号单元的输出端并接收对应的控制信号；所述驱动单元的输出端均一一对应电连接有一点火线圈，所述驱动单元用于响应所述控制信号以控制所述点火线圈所在回路的通断状态；

所述脉宽限制模块的输入端电连接至所述通道信号单元的信号端，所述脉宽限制模块的输出端电连接至所述驱动模块的输入端，所述脉宽限制模块接收所述点火信号并比较所述点火信号中单次的脉冲高电平持续时长与预设的脉宽时长，根据比较结果输出用于限制所述控制信号单次点火时长的限制信号至所述驱动模块。

通过上述技术方案，通道信号输入模块中的通道信号单元用于接收汽车控制系统中用于控制点火线圈的点火信号，点火信号可有多个，对应的通道信号单元也可以有多个；通道信号单元将点火信号转换为驱动模块可接受的控制信号，驱动模块响应于控制信号对带有高压电的点火线圈的工作状态进行控制，通过脉宽限制模块监测点火信号的脉宽宽度，并限制点火信号中单次的脉冲高电平持续时长过长后的不利影响，使得点火信号中单次的脉冲高电平持续时长过长后让点火线圈所在回路断开，从而使得点火线圈中的电流参数不会过大，降低点火器驱动电路与点火线圈发热的严重程度，利于提高现有点火器驱动电路与点火线圈的工作寿命。

作为优选，所述通道信号输入模块包括第一通道信号单元，所述且第一通道信号单元电连接有用于提供至少一个参考电压的参考电压模块；

所述第一通道信号单元包括第一信号端和第一运算放大器U1A，所述第一信号端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的反相输入端电连接至所述参考电压模块中一参考电压的输出端；所述第一运算放大器U1A的输出端电连接至对应的所述驱动单元的输入端。

通过上述技术方案，第一通道信号单元用于接收一路点火信号，第一运算放大器U1A和参考电压模块组成比较器，用于判断点火信号处于高电平或低电平的状态，从而输出对应的控制信号至驱动模块。

作为优选，所述驱动模块包括与所述第一通道信号单元电连接的第一驱动单元；

所述第一驱动单元包括第一驱动电阻器R16与第一开关管Q1；所述第一驱动电阻器R16的一端与所述第一运算放大器U1A的输出端电连接，所述第一驱动电阻器R16的另一端与第一开关管Q1的控制端电连接，所述第一开关管Q1的第一受控端直接接地或通过小阻值电阻接地，所述第一开关管Q1的第二受控端为所述第一驱动单元的输出端。

通过上述技术方案，第一驱动单元接收并响应于第一通道单元的控制信号，第一驱动电阻器R16用于提供驱动第一开关管Q1的驱动电流，第一开关管Q1起到开关管的作用，当开关管打开时，发出第一驱动信号至对应的点火线圈，驱动对应的点火线圈工作。

作为优选，所述脉宽限制模块包括与所述第一信号端对应的第一储能单元和根据所述第一储能单元的储能信号对所述点火信号单次点火时长进行限制的限制比较单元；

所述第一储能单元包括第一限流电阻R14、第一储能电容器C12、第一放电二极管D10A和第一传导二极管D10B；所述第一限流电阻R14的一端为直流电充电端，所述第一限流电阻R14的另一端通过所述第一储能电容器C12接地且与所述第一放电二极管D10A的阳极电连接，所述第一放电二极管D10A的阴极与所述第一信号端电连接；所述第一传导二极管D10B的阳极与所述第一放电二极管D10A的阳极电连接，所述第一传导二极管D10B的阴极接地；

所述限制比较单元包括第一限制运算放大器U1C、第一二极管D12A与第二二极管D12B；所述第一限制运算放大器U1C的同相输入端通过与所述电压参考模块的输出端电连接；所述第一限制运算放大器U1C的反相输入端电连接至所述第一传导二极管D10B的阴极；所述第一限制运算放大器U1C的输出端与所述第一二极管D12A的阴极电连接，所述第一二极管D12A的阳极与所述第一开关管Q1的控制端电连接。

通过上述技术方案，利用第一储能单元的充放电原理，实现对第一信号端的脉宽进行限制，当脉宽宽度超过设定宽度时，限制比较单元输出关断信号至第一驱动单元，关闭第一驱动单元的输出；因此能够在第一个通道中降低点火器驱动电路与点火线圈发热的严重程度，利于提高第一个通道中点火器驱动电路与点火线圈的工作寿命。

作为优选，所述通道信号输入模块还包括与所述第一通道信号单元并列的第二通道信号单元；

所述第二通道信号单元包括第二信号端和第二运算放大器U1B，所述第二信号端电连接至所述第二运算放大器U1B的同相输入端，所述第一限制运算放大器U1C的反相输入端电连接至参考电压模块的输出端；所述第一限制运算放大器U1C的输出端电连接至对应的所述驱动单元的输入端。

通过上述技术方案，第二通道信号单元用于接收另一路点火信号，第二运算放大器U1B和参考电压模块组成比较器，用于判断点火信号处于高电平或低电平的状态，从而输出对应的控制信号至驱动模块。

作为优选，所述驱动模块还包括对应于所述第二通道信号单元的第二驱动单元；

所述第二驱动单元包括第二驱动电阻器R26和第二开关管Q2，所述第二驱动电阻器R26的一端与所述第二运算放大器U1B的输出端电连接，所述第二驱动电阻器R26的另一端与第二开关管Q2的控制端电连接，所述第二开关管Q2的第一受控端直接接地或通过小阻值电阻接地，所述第二开关管Q2的第二受控端为所述第二驱动单元的输出端。

通过上述技术方案，第二驱动单元接收并响应于第二通道单元的控制信号，第二驱动电阻器R26用于提供驱动第二开关管Q2的驱动电流，第二开关管Q2起到开关管的作用，当开关管打开时，发出第二驱动信号至对应的点火线圈，驱动该点火线圈工作；从而实现两个并列通道分别驱动两路点火线圈工作。

作为优选，所述脉宽限制模块还包括与所述第二信号端对应的第二储能单元；

所述第二储能单元包括第二限流电阻R24、第二储能电容器C22、第二放电二极管D20A和第二传导二极管D20B；所述第二限流电阻R24的一端为直流电充电端，所述第二限流电阻R24的另一端通过所述第二储能电容器C22接地且与所述第二放电二极管D20A的阳极电连接，所述第二放电二极管D20A的阴极与所述第二信号端电连接，所述第二传导二极管D20B的阳极与所述第二放电二极管D20A的阳极电连接，所述第二传导二极管D20B的阴极接地；

所述第一限制运算放大器U1C的反相输入端电连接至所述第二传导二极管D20B的阴极；所述第一限制运算放大器U1C的输出端还与所述第二二极管D12B的阴极电连接，所述第二二极管D12B的阳极与所述第二开关管Q2的控制端电连接。

通过上述技术方案，利用第二储能单元的充放电原理，对第二信号端输入的信号进行脉宽限制，当脉宽宽度超过设定宽度时，限制比较单元输出关断信号至第二驱动单元，关闭第二驱动单元的输出；因此能够在第二个通道中降低点火器驱动电路与点火线圈发热的严重程度；且第一信号端与第二信号端中任一通道中的点火信号脉宽宽度过宽时，则会使第一开关管Q1与第二开关管Q2都会关断，让两个通道的点火线圈所在回路都会断开。

作为优选，电路还包括电流检测模块，与所述驱动模块电连接，用于实时采集所述点火线圈所在回路的电流生成检测信号，并响应于所述检测信号生成控制所述点火线圈所在回路通断状态的限位信号，并发送所述限位信号至所述驱动模块；

所述电流检测模块包括检测电阻器RS、第一加法电阻器R5、第二加法电阻器R6和第二限制运算放大器U1D；所述第一开关管Q1的第一受控端和所述第二开关管Q2的第一受控端均通过所述检测电阻器RS接地，所述检测电阻器RS未接地的一端通过所述第一加法电阻器R5电连接至所述第二限制运算放大器U1D的反相输入端；所述第二加法电阻器R6电连接在所述第二限制运算放大器U1D的反相输入端与输出端之间；所述第一限制运算放大器U1C的同相输入端电连接至所述第二限制运算放大器U1D的反相输入端；所述第二限制运算放大器U1D的输出端与所述第一限制运算放大器U1C的输出端电连接。

通过上述技术方案，电流检测模块能够检测点火线圈上反馈的电流，并通过检测电阻器RS采样点火线圈所在回路的电流，并转换成反馈的电压，通过第二限制运算放大器U1D和外围电阻组成的反相加法器，对反馈的电压进行参数的计算；若点火线圈中的电流过大则使检测电阻器RS上的电压过高，第二限制运算放大器U1D的输出端输出的信号会使第一开关管Q1与第二开关管Q2关断，让两个通道的点火线圈所在回路都会断开。

作为优选，所述电流检测模块还包括第二隔离电阻器R31，所述第一限制运算放大器U1C的同相输入端通过所述第二隔离电阻器R31电连接至所述第二限制运算放大器U1D的反相输入端。

通过上述技术方案，第二隔离电阻器R31一方面作为第二限制运算放大器U1D组成的反相加法器的加法电阻之一；另一方面，由于有第二隔离电阻器R31的存在，可以使得检测电阻器RS的阻值减小，降低检测电阻器RS对点火线圈所在回路的影响。

作为优选，电路还包括直流电源模块，所述直流电源模块包括电源电阻器R1、稳压二极管D2与滤波电容器C1；所述电源电阻器R1的一端与外界直流电源的正极电连接，所述电源电阻器R1的另一端通过所述滤波电容器C1接地并与所述稳压二极管D2的阴极电连接，所述稳压二极管D2的阳极接地，所述稳压二极管D2的阴极为所述直流电源模块的输出端。

通过上述技术方案，直流电源模块用于为电路中的各个模块提供稳定的直流电源。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、通过设置脉宽限制模块，在点火信号的高电平持续时间过长时，会关断点火线圈所在的回路，让点火线圈上的电流参数不会过大，利于提高现有点火器驱动电路与点火线圈的工作寿命；

2、通过设置电流检测模块，在点火线圈上的电流参数过大时，会关断点火线圈所在的回路，利于提高现有点火器驱动电路与点火线圈的工作寿命。

附图说明

图1是本申请实施例的原理框图；

图2是本申请实施例的电路图，主要用于展示直流电源模块、通道信号输入模块和驱动模块；

图3是本申请实施例的电路图，主要用于展示参考电压模块、电流检测模块和脉宽限制模块。

附图标记：1、通道信号输入模块；11、第一通道信号单元；12、第二通道信号单元；2、驱动模块；21、第一驱动单元；22、第二驱动单元；3、脉宽限制模块；31、第一储能单元；32、第二储能单元；33、限制比较单元；4、参考电压模块；5、电流检测模块；6、直流电源模块。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种具有脉宽限制功能的点火器驱动电路，参照图1，具有脉宽限制功能的点火器驱动电路包括电连接的直流电源模块6、通道信号输入模块1、驱动模块2、脉宽限制模块3、参考电压模块4以及电流检测模块5。

直流电源模块6用于为其它模块进行供电，提供稳定的直流电压输出。

通道信号输入模块1包括多个通道信号单元，用于接收多个点火信号的信号端，并将该多个信号端的点火信号与预设电压值进行比较，从而输出与比较结果对应的控制信号至对应的驱动模块2。

驱动模块2设有一一对应用于多个通道信号单元的驱动单元，驱动单元用于接收通道信号单元输出的控制信号，并对该控制信号进行识别，以输出驱动信号至对应的驱动点火线圈。

脉宽限制模块3用于实时监测点火信号中单次的脉冲高电平持续时长，并与预设的脉宽时长比较，根据比较结果输出用于限制所述控制信号单次点火时长的限制信号至所述驱动模块2，以使得点火线圈不容易通电时间过长，从而使得点火线圈中电流参数不容易过大，点火线圈和驱动电路不容易发热，因此脉宽限制模块3有利于保护点火器驱动电路。

参考电压模块4用于提供分压后的多个参考电压，便于各个模块对信号进行判断。

电流检测模块5用于实时采集点火线圈所在回路的电流生成检测信号，并响应于检测信号生成控制点火线圈所在回路通断状态的限位信号，并发送限位信号至驱动模块2，以起到保护电路的作用。

参照图2和图3，直流电源模块6包括电源电阻器R1、稳压二极管D2与滤波电容器C1。电源电阻器R1的两端并联有输入调节电阻器R1B,电源电阻器R1的一端与外界直流电源的正极电连接，外界直流电源为+12V的直流电源。电源电阻器R1的另一端通过滤波电容器C1接地并与稳压二极管D2的阴极电连接，稳压二极管D2的阳极接地。稳压二极管D2的阴极为直流电源模块6的输出端，本申请实施例中稳压二极管D2的输出电压为+5.6V。

参考电压模块4包括依次串联的第一分压电阻器R2、第二分压电阻器R3与第三分压电阻器R4，第一分压电阻器R2远离第二分压电阻器R3的一端与直流电源模块6的输出端电连接，第三分压电阻器R4远离第三分压电阻器R3的一端接地。其中，第三分压电阻器R4的两端还并联有分压调节电阻器R4B。参考电压模块4用于提供分压后的多个参考电压，第一分压电阻器R2和第二分压电阻器R3之间连接点处的电压为第一分压电压U1的输出端；第二分压电阻器R3和第三分压电阻器R4之间连接点处的电压为第二分压电压U2的输出端。

本申请实施例中，第一分压电阻器R2的阻值：第二分压电阻器R3的阻值：第三分压电阻器R4的阻值=3：1.5：1。则第一分压电压U1约为2.5V，第二分压电压U2约为1V。

本申请实施例中，通道信号输入模块1包括两个通道信号单元，分别为第一通道信号单元11和第二通道信号单元12。

第一通道信号单元11包括第一信号端、第一输入电阻器R13、第一运算放大器U1A。第一信号端通过第一输入电阻器R13电连接至第一运算放大器U1A的同相输入端，第一分压电压U1的输出端电连接至第一运算放大器U1A的反相输入端。第一信号端还通过第一电容器C11接地，第一电容器C11的两端并联有第一电阻器R11，第一电容器C11和第一电阻器R11起到滤波的作用，使得输入信号更加稳定。第一运算放大器U1A及其外围电路组成比较器，第一运算放大器U1A的输出端电连接有第一上拉电阻器R15，当第一运算放大器U1A输出高电平时，第一上拉电阻器R15提高了输出高电平的稳定性。

本申请实施例中，当第一信号端输入端的电压高于2.5V时，第一运算放大器U1A的输出端输出高电平。

第二通道信号单元12包括第二信号端、第二输入电阻器R23和第二运算放大器U1B。第二信号端通过第二输入电阻器R23电连接至第二运算放大器U1B的同相输入端，第一运算放大器U1A的反相输入端与第二运算放大器U1B的反相输入端电连接。第二信号端还通过第二电容器C21接地，第二电容器C21的两端并联有第二电阻器R21，第二电容器C21和第二电阻器R21起到滤波的作用，使得输入信号更加稳定。第二运算放大器U1B及其外围电路组成比较器，第二运算放大器U1B的输出端电连接有第二上拉电阻器R25，当第二运算放大器U1B输出高电平时，第二上拉电阻器R25提高了输出高电平的稳定性。

本申请实施例中，当第二信号端输入端的电压高于2.5V时，第二运算放大器U1B的输出端输出高电平。

第一信号端为INA，第二信号端为INB，第一信号端与第二信号端用于接收点火信号，点火信号可为PWM方波或者其它具有电平变化的波形，第一信号端与第二信号端接收的波形可不相同。本实施例中，第一信号端与第二信号端分别接收一路PWM波。

驱动模块2包括对应于第一通道信号单元11的第一驱动单元21和对应于第二通道信号单元12的第二驱动单元22。

第一驱动单元21包括第一驱动电阻器R16和第一开关管Q1。第一开关管Q1设为NPN型三极管，为高电平导通器件，且包括控制端、第一受控端和第二受控端，即分别对应为基极、发射极和集电极。第一驱动电阻器R16的一端与第一运算放大器U1A的输出端电连接，第一驱动电阻器R16的另一端与第一开关管Q1的控制端电连接。第一开关管Q1的第二受控端与接有高压电的第一点火线圈电连接，第一开关管Q1的第一受控端直接接地或通过小阻值电阻接地。第一开关管Q1的第二受控端为第一驱动信号输出端OUTA，用于输出驱动第一点火线圈工作的信号。当第一运算放大器U1A输出高电平时，第一开关管Q1开启，此时从第二受控端输出第一驱动信号至第一点火线圈。

第二驱动单元22包括第二驱动电阻器R26和第二开关管Q2。第二开关管Q2设为NPN型开关管，为高电平导通器件，且包括控制端、第一受控端和第二受控端，即分别对应为基极、发射极和集电极。第二驱动电阻器R26的一端与第二运算放大器U1B的输出端电连接，第二驱动电阻器R26的另一端与第二开关管Q2的控制端电连接。第二开关管Q2的第二受控端与接有高压电的第二点火线圈电连接，第二开关管Q2的第一受控端直接接地或通过小阻值电阻接地。第二开关管Q2的第二受控端为第二驱动信号输出端OUTB，用于输出驱动第二点火线圈工作的信号。当第二运算放大器U1B的输出高电平时，第二开关管Q2开启，此时从第二受控端输出第二驱动信号至第二点火线圈。

脉宽限制模块3包括与第一信号端对应的第一储能单元31、与第二信号端对应的第二储能单元32，以及根据第一储能单元31和第二储能单元32的储能信号对两路PWM的脉宽进行限制的限制比较单元33。

第一储能单元31包括第一限流电阻R14、第一储能电容器C12、第一放电二极管D10A和第一传导二极管D10B。第一限流电阻R14的一端与直流电源模块6的输出端电连接，第一限流电阻R14的另一端通过第一储能电容器C12接地且与第一放电二极管D10A的阳极电连接，第一放电二极管D10A的阴极与第一信号端电连接。第一传导二极管D10B的阳极与第一放电二极管D10A的阳极电连接，第一传导二极管D10B的阴极通过续流电阻器R12接地。

第二储能单元32包括第二限流电阻R24、第二储能电容器C22、第二放电二极管D20A和第二传导二极管D20B。第二限流电阻R24的一端与直流电源模块6电连接，第二限流电阻R24的另一端通过第二储能电容器C22接地且与第二放电二极管D20A的阳极电连接，第二放电二极管D20A的阴极与第二信号端电连接，第二传导二极管D20B的阳极与第二放电二极管D20A的阳极电连接，第二传导二极管D20B的阴极也通过续流电阻器R12接地。

限制比较单元33包括第一限制运算放大器U1C、第一二极管D12A与第二二极管D12B。第一限制运算放大器U1C的同相输入端通过第一隔离电阻器R30与第一分压电压U1的输出端电连接。第一限制运算放大器U1C的反相输入端电连接至第一传导二极管D10B的阴极和第二传导二极管D20B的阴极。第一限制运算放大器U1C及其外围电路组成比较器。

其中，第一限制运算放大器U1C的输出端与第一二极管D12A的阴极电连接，第一二极管D12A的阳极与第一开关管Q1的控制端电连接。第一限制运算放大器U1C的输出端还与第二二极管D12B的阴极电连接，第二二极管D12B的阳极与第二开关管Q2的控制端电连接。

第一通道信号单元11的脉宽限制的原理如下：

当第一信号端持续输出高电平时，第一开关管Q1的控制端为高电平，同时第一储能电容器C12进行充电。第一储能电容器C12所在的充电电路中，本实施例中：第一限流电阻R14的电阻值：续流电阻器R12的电阻值为1：3，第一储能电容器C12为大容值电容，则利用分压原理，第一储能电容器C12上充满电时最高电压约为3.75V。由于第一限制运算放大器U1C的同相输入端的电压为第一分压电压U1，约为2.5V；且设定第一储能电容器C12上电压充电至2.5V时，时间为t1，此时，未充满电。设定第一信号端持续输出高电平的电压大于3.75V。

因此，当第一信号端持续输出高电平的时间未超过t1时，此时，第一储能电容器C12上电压小于2.5V，即第一限制运算放大器U1C的输出端输出高电平，此时，第一二极管D12A截止，第一开关管Q1正常工作。

当第一信号端持续输出高电平的时间超过t1时，此时，第一储能电容器C12上电压大于2.5V，即第一限制运算放大器U1C的输出端输出低电平，此时，第一二极管D12A导通，第一开关管Q1的控制端接地，关断第一驱动单元21的输出。

关断期间，第一储能电容器C12继续充电，直至当第一信号端持续输出低电平时，第一储能电容器C12通过第一放电二极管D10A和第一传导二极管D10B进行放电。

从而利用电容的充放电特性实现了当脉宽宽度过大时，对脉宽的限制，且能够循环限制。同理，第二通道信号单元12中，第二储能单元32和限制比较单元33利用同样的脉宽限制原理对第二信号端的脉宽进行限制。由于第一通道信号单元11和第二通道信号单元12利用同一个限制比较单元33，因此，当第一信号端和第二信号端中任意一个输入信号的脉宽过高时，两路输出均关断，从而有利于保护点火线圈和驱动电路的稳定工作。

此外，若点火线圈中电流过大时，同样也会使得点火线圈和驱动电路发热，为了进一步完善电路，电流检测模块5包括检测电阻器RS、第一加法电阻器R5、第二加法电阻器R6、第二隔离电阻器R31和第二限制运算放大器U1D。第一开关管Q1的第一受控端与第二开关管Q2的第一受控端电连接且均通过检测电阻器RS接地，检测电阻器RS为小阻值电阻。检测电阻器RS未接地的一端通过第一加法电阻器R5电连接至第二限制运算放大器U1D的反相输入端。第二加法电阻器R6电连接在第二限制运算放大器U1D的反相输入端与第二限制运算放大器U1D的输出端之间。第一限制运算放大器U1C的同相输入端通过第二隔离电阻器R31电连接至第二限制运算放大器U1D的反相输入端。第二限制运算放大器U1D的同相输入端与参考电压模块4中第二分压电压U2的输出端电连接。第二限制运算放大器U1D的输出端与第一限制运算放大器U1C的输出端电连接，且均通过电容器C3接地。

其中，第二限制运算放大器U1D及其外围电路组成反向加法器，设定第二限制运算放大器U1D输出端的电压为U3，检测电阻器RS上的电压为URS。根据虚短虚断的原理，第一限制运算放大器U1C的同相输入端的电压为续流电阻器R12上的电压，设定为UR12。则根据反向加法器的电路原理，则可得：

U3=-a*URS-b*UR12+c*U2，其中a、b和c均为正数，脉宽在规定范围内时，UR12为固定值，U3与URS呈负相关的关系。

在第一点火线圈和第二点火线圈均处于工作状态时，即第一开关管Q1和第二开关管Q2的控制端为高电平。当点火线圈中的电流参数较小时，此时URS较小，U3根据设定的系数a、b和c，能够输出高电平的电压值，此时，不影响第一点火线圈和第二点火线圈的工作状态。

当任一点火线圈中的电流参数过大时，此时URS较大，U3根据设定的系数a、b和bc，输出低电平的电压值，此时关断第一点火线圈和第二点火线圈的工作，从而实现对点火线圈中电流的监测与控制，有利于保护点火线圈和驱动电路。

且由于第二限制运算放大器U1D的输出端与第一限制运算放大器U1C的输出端电连接，因此当任一点火线圈中电流参数过大，或者任一信号输入端的脉宽过高时，均会导致第一点火线圈和第二点火线圈同时关断。此外，由于有第二隔离电阻器R31的存在，可以使得检测电阻器RS的阻值减小，降低检测电阻器RS对点火线圈所在回路的影响。

本实施例的原理为：直流电源模块6为各个模块提供电源。通道信号输入模块1中第一通道信号单元11对第一信号端接收的一路PWM波进行判断并输出控制信号至第一驱动单元21，第一驱动单元21根据第一通道信号单元11的输出信号输出第一驱动信号，用于驱动第一点火线圈工作。通道信号输入模块1中第二通道信号单元12对第二信号端接收的一路PWM波进行判断并输出控制信号至第二驱动单元22，第二驱动单元22根据第二通道信号单元12的输出信号并输出第二驱动信号，用于驱动第二点火线圈工作。

利用第一储能单元31和限制比较单元33对第一信号端接收的一路PWM波进行脉宽限制；利用第二储能单元32包括和限制比较单元33对第二信号端接收的一路PWM波进行脉宽限制。且任意一路PWM波的脉宽超过设定电压宽度时，同时关断第一点火线圈和第二点火线圈，以能够及时对电路采取保护措施。

利用电流检测模块5将任意一个点火线圈中所在回路的电流通过检测电阻器RS生产成检测信号，进行间接实时监测；当任一点火线圈中的电流参数过大时，通过第一二极管D12A和第二二极管D12B，同时关断第一开关管Q1和第二开关管Q2。

上述模块使点火线圈中不仅对输入信号的脉宽进行限制，同时也对点火线圈中的电流参数进行实时监测，使得点火线圈中的电流参数不容易过大，降低点火器驱动电路与点火线圈发热的严重程度，利于提高现有点火器驱动电路与点火线圈的工作寿命。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有脉宽限制功能的点火器驱动电路，其特征在于：包括电连接的通道信号输入模块（1）、驱动模块（2）和脉宽限制模块（3）；

所述通道信号输入模块（1）包括至少一个通道信号单元，所述通道信号单元包括用于接收点火信号的信号端，并将该点火信号与预设电压值进行比较，输出与比较结果对应的控制信号；所述通道信号单元的输出端电连接至所述驱动模块（2）的输入端，并用于输出相应的控制信号至所述驱动模块（2）；

所述驱动模块（2）包括一一对应于所述通道信号单元的驱动单元，所述驱动单元的输入端电连接至一一对应的所述通道信号单元的输出端并接收对应的控制信号；所述驱动单元的输出端一一对应电连接有一点火线圈，所述驱动单元用于响应所述控制信号以控制所述点火线圈所在回路的通断状态；

所述脉宽限制模块（3）的输入端电连接至所述通道信号单元的信号端，所述脉宽限制模块（3）的输出端电连接至所述驱动模块（2）的输入端，所述脉宽限制模块（3）接收所述点火信号并比较所述点火信号中单次的脉冲高电平持续时长与预设的脉宽时长，根据比较结果输出用于限制所述控制信号单次点火时长的限制信号至所述驱动模块（2）。

2.根据权利要求1所述的一种具有脉宽限制功能的点火器驱动电路，其特征在于：所述通道信号输入模块（1）包括第一通道信号单元（11），所述第一通道信号单元（11）电连接有用于提供至少一个参考电压的参考电压模块（4）；

所述第一通道信号单元（11）包括第一信号端和第一运算放大器U1A，所述第一信号端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的反相输入端电连接至所述参考电压模块（4）中一参考电压的输出端；所述第一运算放大器U1A的输出端电连接至对应的所述驱动单元的输入端。

3.根据权利要求2所述的一种具有脉宽限制功能的点火器驱动电路，其特征在于：所述驱动模块（2）包括与所述第一通道信号单元（11）电连接的第一驱动单元（21）；

所述第一驱动单元（21）包括第一驱动电阻器R16与第一开关管Q1；所述第一驱动电阻器R16的一端与所述第一运算放大器U1A的输出端电连接，所述第一驱动电阻器R16的另一端与第一开关管Q1的控制端电连接，所述第一开关管Q1的第一受控端直接接地或通过小阻值电阻接地，所述第一开关管Q1的第二受控端为所述第一驱动单元（21）的输出端。

4.根据权利要求3所述的一种具有脉宽限制功能的点火器驱动电路，其特征在于：所述脉宽限制模块（3）包括与所述第一信号端对应的第一储能单元（31）和根据所述第一储能单元（31）的储能信号对所述点火信号单次点火时长进行限制的限制比较单元（33）；

所述第一储能单元（31）包括第一限流电阻R14、第一储能电容器C12、第一放电二极管D10A和第一传导二极管D10B；所述第一限流电阻R14的一端为直流电充电端，所述第一限流电阻R14的另一端通过所述第一储能电容器C12接地且与所述第一放电二极管D10A的阳极电连接，所述第一放电二极管D10A的阴极与所述第一信号端电连接；所述第一传导二极管D10B的阳极与所述第一放电二极管D10A的阳极电连接，所述第一传导二极管D10B的阴极接地；

所述限制比较单元（33）包括第一限制运算放大器U1C、第一二极管D12A与第二二极管D12B；所述第一限制运算放大器U1C的同相输入端通过与电压参考模块的输出端电连接；所述第一限制运算放大器U1C的反相输入端电连接至所述第一传导二极管D10B的阴极；所述第一限制运算放大器U1C的输出端与所述第一二极管D12A的阴极电连接，所述第一二极管D12A的阳极与所述第一开关管Q1的控制端电连接。

5.根据权利要求4所述的一种具有脉宽限制功能的点火器驱动电路，其特征在于：所述通道信号输入模块（1）还包括与所述第一通道信号单元（11）并列的第二通道信号单元（12）；

所述第二通道信号单元（12）包括第二信号端和第二运算放大器U1B，所述第二信号端电连接至所述第二运算放大器U1B的同相输入端，所述第一限制运算放大器U1C的反相输入端电连接至所述参考电压模块（4）的输出端；所述第一限制运算放大器U1C的输出端电连接至一一对应的所述驱动单元的输入端。

6.根据权利要求5所述的一种具有脉宽限制功能的点火器驱动电路，其特征在于：所述驱动模块（2）还包括对应于所述第二通道信号单元（12）的第二驱动单元（22）；

所述第二驱动单元（22）包括第二驱动电阻器R26和第二开关管Q2，所述第二驱动电阻器R26的一端与所述第二运算放大器U1B的输出端电连接，所述第二驱动电阻器R26的另一端与第二开关管Q2的控制端电连接，所述第二开关管Q2的第一受控端直接接地或通过小阻值电阻接地，所述第二开关管Q2的第二受控端为所述第二驱动单元（22）的输出端。

7.根据权利要求6所述的一种具有脉宽限制功能的点火器驱动电路，其特征在于：所述脉宽限制模块（3）还包括与所述第二信号端对应的第二储能单元（32）；

所述第二储能单元（32）包括第二限流电阻R24、第二储能电容器C22、第二放电二极管D20A和第二传导二极管D20B；所述第二限流电阻R24的一端为直流电充电端，所述第二限流电阻R24的另一端通过所述第二储能电容器C22接地且与所述第二放电二极管D20A的阳极电连接，所述第二放电二极管D20A的阴极与所述第二信号端电连接，所述第二传导二极管D20B的阳极与所述第二放电二极管D20A的阳极电连接，所述第二传导二极管D20B的阴极接地；

所述第一限制运算放大器U1C的反相输入端电连接至所述第二传导二极管D20B的阴极；所述第一限制运算放大器U1C的输出端还与所述第二二极管D12B的阴极电连接，所述第二二极管D12B的阳极与所述第二开关管Q2的控制端电连接。

8.根据权利要求7所述的一种具有脉宽限制功能的点火器驱动电路，其特征在于：电路还包括电流检测模块（5），与所述驱动模块（2）电连接，用于实时采集所述点火线圈所在回路的电流生成检测信号，并响应于所述检测信号生成控制所述点火线圈所在回路通断状态的限位信号，并发送所述限位信号至所述驱动模块（2）；

所述电流检测模块（5）包括检测电阻器RS、第一加法电阻器R5、第二加法电阻器R6和第二限制运算放大器U1D；所述第一开关管Q1的第一受控端和所述第二开关管Q2的第一受控端均通过所述检测电阻器RS接地，所述检测电阻器RS未接地的一端通过所述第一加法电阻器R5电连接至所述第二限制运算放大器U1D的反相输入端；所述第二加法电阻器R6电连接在所述第二限制运算放大器U1D的反相输入端与输出端之间；所述第一限制运算放大器U1C的同相输入端电连接至所述第二限制运算放大器U1D的反相输入端；所述第二限制运算放大器U1D的输出端与所述第一限制运算放大器U1C的输出端电连接。

9.根据权利要求8所述的一种具有脉宽限制功能的点火器驱动电路，其特征在于：所述电流检测模块（5）还包括第二隔离电阻器R31，所述第一限制运算放大器U1C的同相输入端通过所述第二隔离电阻器R31电连接至所述第二限制运算放大器U1D的反相输入端。

10.根据权利要求1所述的一种具有脉宽限制功能的点火器驱动电路，其特征在于：电路还包括直流电源模块（6），所述直流电源模块（6）包括电源电阻器R1、稳压二极管D2与滤波电容器C1；所述电源电阻器R1的一端与外界直流电源的正极电连接，所述电源电阻器R1的另一端通过所述滤波电容器C1接地并与所述稳压二极管D2的阴极电连接，所述稳压二极管D2的阳极接地，所述稳压二极管D2的阴极为所述直流电源模块（6）的输出端。

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