發動機用高壓泵驅動電路的製作方法

2023-05-22 05:53:16 1

專利名稱：發動機用高壓泵驅動電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種高壓泵驅動電路，在驅動發動機用高壓泵時，控制電 流，減少對具有電感的負載的流入電流的下降時間。
背景技術：
專利文獻1特開2002—237412號公報專利文獻2特開平8 — 55720號公報非專利文獻1渡邊一雄著"実用7於口夕、'電子迴路設計法(實用 模擬電路設計法)"総合電子出版社(綜合電子出版社)G996年)
圖1中示出了發動機用高壓泵驅動電路的以前的電路結構。該電路中， 開關用MOSFET (Nch) 3的漏極側連接有高壓泵的電磁線圈2，續流二 極管1其陰極連接在電源電壓VB側，其陽極連接在電磁線圈側。在 MOSFET (Nch) 3的柵極被加載了輸入電壓的情況下，MOSFET (Nch) 3導通，電磁線圈2中流通電流IL。此時，MOSFET (Nch) 3的漏電壓 VD從VB降低到約OV，並且電磁線圈2中流通的電流IL過度上升，通 過電磁線圈2中流通的電流IL，積蓄電磁能量。
一旦MOSFET (Nch) 3的柵極的輸入電壓變為0V，便通過上述電磁 能的自感應電動勢(e=L*AI/At)，作用使得在妨礙磁通的變化的方向 上流通電流的力，VD的電位上升，電磁線圈2的兩端被在相反的方向加 載大電壓。該電磁線圈2的兩端所產生的大電壓，通過在與該電磁線圈2 並聯的續流二極體1中流通電流而消滅。
但是，在讓MOSFET (Nch) 3進行開關，加載如圖2的5部分所示 的輸入電壓的這種恆定狀態的情況下，開關周期越快，MOSFET (Nch) 3 從截止到導通的時間便越短，因此電磁線圈2兩端所產生的電壓也較小， 續流二極體1所消耗的能量減少，所以元件的發熱也較小。
與此相對，如果如圖2的6部所示讓MOSFET (Nch) 3較長時間截 止，則具有電感的電磁線圈2中流通的電流就變為0，電磁線圈2的磁通 減少，因此發生感應電動勢，續流二極體1中流通電流ID，該電流ID隨 著感應電動勢的減少而具有較長的時間常數，在給定時間之後，電流變為 0。也即，電磁線圈2中流通的電流IL的下降時間延長。在該狀態下，高 壓泵的控制性惡化，燃料壓力不穩定。進而，在提高了發動機的旋轉的情 況下，有可能會產生不希望的燃料壓力動作。因此需要使用齊納二極體， 縮短電流的下降時間。圖3中示出了添加有齊納二極體的現有的電路結構。這裡，與圖1的 電路結構不同，齊納二極體8其陰極側與電磁線圈7相連接，陽極側與接 地GND側相連接，開關用MOSFET (Nch) 9與該齊納二極體並聯，而刪 去了續流二極體。這是由於如果不刪去而是保留續流二極體，齊納二極體 便完全不會起作用，從而變為與圖l所示的現有的電路相同。如果對MOSFET (Nch) 9進行加載圖2的5部分所示的輸入電壓的 恆定狀態的開關，則在MOSFET (Nch) 9每次截止時，電流被齊納二極 管8所鉗位，導致齊納二極體8的發熱非常大，元件自身無法承受發熱。發明內容因此需要縮短向電磁線圈的流入電流的下降時間，同時抑制元件的發執。為了解決上述問題，本發明的高壓泵驅動電路，是一種對控制高壓泵 的電磁線圈中流通的電流進行操作的電路，其特徵在於，從電源電壓側到接地側，串聯有第l開關元件、該電磁線圈、以及第2開關元件；將向電 源側流通電流的續流二極體，與該電磁線圈以及該第1開關元件並聯設置； 將與電源側相連接的齊納二極體，與該第2開關元件並聯設置，通過這樣， 在第2開關元件從導通變成了截止時，該電磁線圈的兩端所產生的反電動 勢，在該第1開關元件導通的情況下被該續流二極體所消耗，在該第1開 關元件截止的情況下被該齊納二極體更早消耗。另外，本發明的高壓泵驅動電路，是一種對控制高壓泵的電磁線圈中 流通的電流進行操作的電路，其特徵在於，從電源電壓側到接地側，串聯
有第l幵關元件、該電磁線圈、以及第2開關元件；將從接地側向第l開 關元件流通電流的續流二極體，與該第2開關元件以及該電磁線圈並聯設 置；將與接地側以及該電磁線圈相連接的齊納二極體，與該第2開關元件 並聯設置，通過這樣，在第1開關元件從導通變成了截止時，該電磁線圈 的兩端所產生的反電動勢，在該第2開關元件導通的情況下被該續流二極體所消耗，在該第2開關元件截止的情況下被該齊納二極體更早消耗。另外，本發明的高壓泵驅動電路，是一種對控制高壓泵的電磁線圈中 流通的電流進行操作的電路，其特徵在於，從電源電壓側到接地側，串聯有該電磁線圈、以及第2開關元件；將向電源側流通電流的續流二極體與 第l開關元件串聯，並且與該電磁線圈並聯設置；與電源側相連接的齊納 二極體，與該第1開關元件並聯設置，通過這樣，在第2開關元件從導通 變成了截止時，該電磁線圈的兩端所產生的反電動勢，在該第l開關元件 導通的情況下被該續流二極體所消耗，在該第1開關元件截止的情況下被 該齊納二極體更早消耗。另外，本發明的高壓泵驅動電路，是一種對控制高壓泵的電磁線圈中 流通的電流進行操作的電路，其特徵在於，從電源電壓側到接地側，串聯 有第1開關元件與該電磁線圈；將從接地側向第1開關元件流通電流的第 2開關元件與續流二極體串聯，並與該電磁線圈並聯設置；將與接地側以 及該續流二極體相連接的齊納二極體，與該第2開關元件並聯設置，通過 這樣，在第1開關元件從導通變成了截止時，該電磁線圈的兩端所產生的 反電動勢，在該第2開關元件導通的情況下被該續流二極體所消耗，在該 第2開關元件截止的情況下被該齊納二極體更早消耗。另外，本發明高壓泵驅動電路，是一種對控制高壓泵的電磁線圈中流 通的電流進行操作的電路，其特徵在於，從電源電壓側到接地側，串聯有 第1開關元件、該電磁線圈、以及第2開關元件；將從接地側流通電流的續流二極體，與該電磁線圈以及該第2開關元件並聯設置；設置從該電磁線圈的該第2開關元件側向升壓電解電容器流通電流的二極體，通過這樣， 在第1開關元件從導通變成了截止時，該電磁線圈的兩端所產生的反電動 勢，在該第2開關元件導通的情況下被該續流二極體所消耗，在該第2開 關元件截止的情況下被該二極體與該升壓電解電容器更早消耗。
除此之外，本發明的高壓泵驅動電路，其特徵在於，在上述高壓泵驅動電路的結構中，進一步省略上述齊納二極體，以帶鉗位齊納二極體的IPD作為與上述齊納二極體並聯設置的開關元件，通過這樣能夠起到與上述相 同的作用。同樣，本發明的高壓泵驅動電路，其特徵在於，在上述高壓泵驅動電 路的結構中，還對與上述齊納二極體並聯設置的開關元件添加有電流檢測 電路。根據本發明，從流入電流的上升開始變為穩定狀態，到該穩定狀態的 結束之前，進行續流二極體的能量消耗較少的電流環流，對於電流下降的 部分，使用齊納二極體瞬間消耗能量，通過這樣能夠加快對高壓泵的電磁 線圈的流入電流的下降時間，並且抑制元件的發熱。


圖1表示發動機用高壓泵驅動電路的現有電路結構。圖2表示發動機用高壓泵驅動電路中的代表性輸入電壓波形與流入電 流波形。圖3表示在發動機用高壓泵驅動電路中增加了齊納二極體的以前的電 路結構。圖4表示本發明的發動機用高壓泵驅動電路的實施例1的電路結構。 圖5表示本發明的發動機用高壓泵驅動電路的實施例1的變形例的電 路結構。圖6表示本發明的發動機用高壓泵驅動電路的實施例2的電路結構。 圖7表示本發明的發動機用高壓泵驅動電路的實施例2的變形例的電 路結構。圖8表示本發明的發動機用高壓泵驅動電路的實施例3的電路結構。 圖9表示本發明的發動機用高壓泵驅動電路的實施例3的變形例的電 路結構。圖10表示本發明的發動機用高壓泵驅動電路的實施例4的電路結構。 圖11表示本發明的發動機用高壓泵驅動電路的實施例4的變形例的 電路結構。圖12表示本發明的發動機用高壓泵驅動電路的實施例5的電路結構。 圖中l一續流用二極體，2 —具有電感的負載(電磁線圈)，3 —開關元件(MOSFET (Nch) ， 4一電流上升期間，5—電流固定期間(穩定 狀態)，6—電流下降期間，7 —有電感的負載(電磁線圈)，8 —齊納二 極管，9一開關元件(MOSFET (Nch) ) ， IO —齊納二極體，ll一開關元 件(MOSFET (Pch) ) ， 12 —續流二極體，13 —有電感的負載(電磁線 圈)，14一開關元件(MOSFET (Nch) ) ， 15 —開關元件(帶鉗位齊納 二極體的IPD) ， 16 —續流二極體，17 —有電感的負載(電磁線圈)，18 一開關元件(MOSFET (Nch) ) ， 19 —開關元件(MOSFET (Pch))， 20—有電感的負載(電磁線圈)，21—續流用二極體，22 —齊納二極體， 23 —開關元件(MOSFET (Nch) ) ， 24—開關元件(MOSFET (Pch))， 25 —有電感的負載(電磁線圈)，26—續流二極體，27—開關元件(帶鉗 位齊納二極體的IPD) ， 28 —開關元件(MOSFET (Pch) ) ， 29—電阻， 30 —有電感的負載(電磁線圈)，31—齊納二極體，32 —續流二極體，33 一電阻，34—開關元件(電晶體)，35 —開關元件(MOSFET (Nch))， 36—有電感的負載(電磁線圈)，37—電阻，38 —開關元件(帶鉗位齊納 二極體的IPD) ， 39—電阻，40—續流二極體，41 —開關元件(電晶體)， 42 —開關元件(MOSFET (Nch) ) , 43 —開關元件(MOSFET (Pch))， 44一有電感的負載(電磁線圈)，45 —續流二極體，46—電阻，47—齊納 二極體，48 —開關元件(MOSFET (Nch) ) ， 49 —開關元件(電晶體)， 50 —開關元件(MOSFET (Pch) ) ， 51—有電感的負載(電磁線圈)， 52 —續流二極體，53 —開關元件(帶鉗位齊納二極體的IPD) ， 54—電阻， 55 —開關元件(電晶體)，56—二極體，57 —開關元件(MOSFET(Pch))， 58 —有電感的負載(電磁線圈)，59 —開關元件(MOSFET (Nch))， 60—續流二極體，61 —升壓用電解電容器。
具體實施方式
下面對照附圖對本發明的實施方式進行說明。實施例1圖4中示出了本發明的發動機用高壓泵驅動電路的實施例1的電路結構。該電路中，開關用MOSFET (Nch) 14的漏極側與高壓泵的電磁線圈 13相連接，續流二極體12其陰極與電源電壓VB側相連接，陽極與電磁 線圈側相連接，另外，齊納二極體10其陰極與VB側相連接，陽極與電 磁線圈側相連接，與該齊納二極體並聯有MOSFET(Pch) 11。在MOSFET(Pch) 11與MOSFET (Nch) 14的柵極被加載了輸入電壓的情況下， MOSFET (Pch) 11與MOSFET (Nch) 14均導通，電磁線圈13中流通電 流IL。此時，MOSFET (Nch) 14的漏電壓VD從VB降低到約0V，同 時電磁線圈13中流通的電流IL過度上升，電磁線圈13中被電流IL積蓄 電磁能。一旦MOSFET (Nch) 14的柵電壓變為0V，便通過基於上述電磁能 的自感應電動勢(e=L*AIL/At)，作用使得在妨礙磁通的變化的方向上 流通電流的力，VD的電位上升。也即，電磁線圈13的兩端被在相反的方 向加載大電壓。該電磁線圈13的兩端所產生的大電壓，通過在與電磁線 圈13並聯的續流二極體12中流通電流而消滅。在讓MOSFET (Nch) 14進行開關，加載如圖2的5部分所示的輸入 電壓的這種恆定狀態的情況下，開關周期越快，MOSFET (Nch) 14從截 止到導通的時間便越短，因此電磁線圈13兩端所產生的電壓也較小，續 流二極體12所消耗的能量較少，所以元件的發熱也較少。至此均與圖1的現有電路相同，但除此之外，為了加快電流的下降時 間，在將開關用MOSFET (Nch) 14截止的同時，將MOSFET (Pch) 11 也截止。 一旦MOSFET (Pch) 11與MOSFET (Nch) 14的柵電壓變為0V, 便通過基於上述電磁能的自感應電動勢(e=L*AIL/At)，作用使得在妨 礙磁通的變化的方向上流通電流的力，VD的電位上升，齊納二極體10的 兩端被加載大電壓。該齊納二極體10的兩端所產生的大電壓，由於存在 齊納二極體，因此沒有在續流二極體12中消耗，而是全部被該齊納二極 管消耗。通過這樣，與圖l所示的以前的電路結構相比，能夠縮短電流的 下降時間。進而，與圖3所示的電路結構不同，即使MOSFET (Nch) 14 進行開關，只要MOSFET (Pch) 11不截止，齊納二極體10中就不會消 耗能量，從而還能夠抑制元件的發熱。另外，在考慮成本的降低的情況下，
可以不單獨使用齊納二極體10，而是如圖5所示，使用帶鉗位齊納二極體 的IPD15，通過這樣能夠抑制成本。通過採用上述電路結構，在電磁線圈13、 17與VB短接的情況下， 通過讓MOSFET (Nch) 14、 18截止，能夠進行保護。相反，在電磁線圈 13、 17與GND短接的情況下，通過讓MOSFET (Pch) 11、帶鉗位齊納 二極體的IPD15截止，能夠進行保護。進而，在電磁線圈13、 17的兩端 被導線(harness)等短接的情況下，通過將MOSFET (Nch) 14、 18變更 成帶過電流保護功能的(Nch) IPD，能夠檢測出電流異常。另外，雖然成 本增高，但如果不將MOSFET (Nch) 14、 18變更成IPD，而是添加電流 檢測電路，則也能夠檢測出電流異常，且能夠提高該電磁線圈的流入電流 的精度。實施例2圖6中示出了本發明的發動機用高壓泵驅動電路的實施例2的電路結構。該電路中，開關用MOSFET (Pch) 19的漏極側與高壓泵的電磁線圈 20相連接，續流二極體21其陰極與MOSFET (Pch) 19的漏極側相連接， 陽極連接在GND側，另外，齊納二極體22其陰極與電磁線圈20側相連 接，陽極與GND側相連接，與該齊納二極體22並聯連接有MOSFET(Nch) 23。在MOSFET (Pch) 19與MOSFET (Nch) 23的柵極被加載了輸入電 壓的情況下，MOSFET (Pch) 19與MOSFET (Nch) 23均導通，電磁線 圈20中流通電流IL。此時，MOSFET (Pch) 19的漏電壓VD從電源電壓 VB降低到約0V，同時電磁線圈20中流通的電流IL過度上升，此外，電 磁線圈20中被電流IL積蓄電磁能。另外， 一旦MOSFET (Pch) 19的柵 電壓變為0V,便通過基於上述電磁能的自感應電動勢(e=L*AIL/At)， 作用使得在妨礙磁通的變化的方向上流通電流的力，VD的電位上升。也 即，電磁線圈20的兩端被在相反的方向加載大電壓。該電磁線圈20的兩 端所產生的大電壓，通過在與電磁線圈20並聯的續流二極體21中流通電 流而消滅。在讓MOSFET (Pch) 19進行開關，加載如圖2的5部分所示的輸入 電壓的這種恆定狀態的情況下，開關周期越快，MOSFET (Pch) 19從截
止到導通的時間便越短，因此電磁線圈20兩端所產生的電壓也較小，續 流二極體21所消耗的能量較少，所以元件的發熱也較少。如果為了加快電流的下降時間，而在將開關用MOSFET (Pch) 19截 止的同時，將MOSFET (Nch) 23也截止，便會通過基於上述電磁能的自 感應電動勢(e=L*AIL/At)，作用使得在妨礙磁通的變化的方向上流通 電流的力，VD的電位上升，齊納二極體22的兩端被加載大電壓。該齊納 二極體22的兩端所產生的大電壓，由於存在齊納二極體22，因此沒有在 續流二極體21中消耗，而是全部被該齊納二極體消耗。通過這樣，與圖1 所示的以前的電路結構相比，能夠縮短電流的下降時間。進而，與圖3所 示的電路結構不同，即使MOSFET(Pch)19進行開關，只要MOSFET(Nch) 23不截止，齊納二極體22中就不會消耗能量，從而還能夠抑制元件的發 熱。另外，在考慮成本的降低的情況下，可以不單獨使用齊納二極體22， 而是如圖7所示，使用帶鉗位齊納二極體的IPD27,通過這樣能夠抑制成 本。通過採用上述電路結構，在電磁線圈20、 25與VB短接的情況下， 通過讓MOSFET (Nch) 23、帶鉗位齊納二極體的IPD27截止，能夠進行 保護。相反，在電磁線圈20、 25與GND短接的情況下，通過讓MOSFET (Pch) 19、 24截止，能夠進行保護。進而，在電磁線圈20、 25的兩端被 導線等短接的情況下，通過將MOSFET (Pch) 19、 24變更成帶過電流保 護功能的(Pch) IPD,能夠檢測出電流異常。另外，雖然成本增高，但如 果不將MOSFET (Pch) 19、 24變更成IPD，而是增加電流檢測電路，則 也能夠檢測出電流異常，且能夠提高電磁線圈20、 25的流入電流的精度。實施例3圖8中示出了本發明的發動機用高壓泵驅動電路的實施例3的電路結構。該電路中，開關用MOSFET (Nch) 35的漏極側與高壓泵的電磁線圈 30相連接，續流二極體32其陽極與MOSFET (Nch) 35的漏極側相連接， 陰極與MOSFET (Pch) 28的源極側相連接，另外，齊納二極體31其陽 極與電源電壓VB側相連接，陰極與續流二極體32的陰極側相連接，與 該齊納二極體並聯連接有MOSFET (Pch) 28。在MOSFET (Pch) 28與mOSFET (Nch) 35的柵極被加載了輸入電壓的情況下，MOSFET (Pch) 28與MOSFET (Nch) 35均導通，電磁線圈30中流通電流IL。此時， MOSFET (Nch) 35的漏電壓VD從VB降低到約0V，同時電磁線圈30 中流通的電流IL過度上升，此外，該電磁線圈中被電流IL積蓄電磁能。一旦MOSFET (Nch) 35的柵電壓變為0V而截止，便通過基於上述 電磁能的自感應電動勢(e=L*AIL/At)，作用使得在妨礙磁通的變化的 方向上流通電流的力，VD的電位上升。也即，電磁線圈30的兩端被在相 反的方向加載大電壓。該電磁線圈30的兩端所產生的大電壓，通過在與 該電磁線圈並聯的續流二極體32中流通電流而消滅。在讓MOSFET (Nch) 35進行開關，加載如圖2的5部分所示的輸入 電壓的這種恆定狀態的情況下，開關周期越快，MOSFET (Nch) 35從截 止到導通的時間便越短，因此電磁線圈30兩端所產生的電壓也較小，續 流二極體32所消耗的能量較少，所以元件的發熱也較少。如果為了加快電流的下降時間，而在將開關用MOSFET (Nch) 35截 止的同時，將MOSFET (Pch) 28也截止，MOSFET (Pch) 28和MOSFET (Nch) 35的柵極電壓變為0伏，便會通過基於上述電磁能的自感應電動 勢(e二I^AIL/At)，作用使得在妨礙磁通的變化的方向上流通電流的力， VD的電位上升，齊納二極體31的兩端被加載大電壓。該齊納二極體31 的兩端所產生的大電壓，由於存在該齊納二極體，因此沒有在續流二極體 32中消耗，而是全部被該齊納二極體消耗。通過這樣，與圖1所示的以前 的電路結構相比，能夠縮短電流的下降時間。進而，與圖3所示的電路不 同，即使MOSFET (Nch) 35進行開關，只要MOSFET (Pch) 28不截止， 齊納二極體31中就不會消耗能量，從而還能夠抑制元件的發熱。另外， 在考慮成本的降低的情況下，可以不單獨使用齊納二極體31，而是如圖9 所示，使用帶鉗位齊納二極體的IPD38，通過這樣能夠抑制成本。上述電路結構中，在電磁線圈30、 36與GND短接的情況下，無法進 行保護。但是在電磁線圈30、 36的兩端被導線等短接的情況下，通過將 MOSFET (Nch) 35、 42變更成帶過電流保護功能的(Pch) IPD，能夠檢 測出電流異常。另外，雖然成本增高，但如果不將MOSFET (Nch) 35、 '42變更成上述IPD，而是增加電流檢測電路，則也能夠檢測出電流異常，
且能夠提高該電磁線圈的流入電流的精度。實施例4圖10中示出了本發明的發動機用高壓泵驅動電路的實施例4的電路 結構。該電路中，開關用MOSFET (Nch) 43的漏極側與高壓泵的電磁線圈 44相連接，續流二極體45其陰極與MOSFET (Pch)的漏極側相連接， 陽極與MOSFET (Nch) 48的源極側相連接，另外，齊納二極體47其陽 極與續流二極體45的陽極側相連接，陰極與GND側相連接，與該齊納二 極管並聯連接有MOSFET (Nch) 48。在MOSFET (Pch) 43與MOSFET (Nch) 48的柵極被加載了輸入電 壓的情況下，MOSFET (Pch) 43與MOSFET (Nch) 48均導通，電磁線 圈44中流通電流IL。此時，MOSFET (Pch) 43的漏電壓VD從電源電壓 VB降低到約0V，同時電磁線圈44中流通的電流IL過度上升，電磁線圈 44中被電流IL積蓄電磁能。另外， 一旦MOSFET (Pch) 43的柵電壓變 為0V而截止，便通過基於上述電磁能的自感應電動勢(e=L*AIL/At)， 作用使得在妨礙磁通的變化的方向上流通電流的力，VD的電位上升，電 磁線圈44的兩端被在相反的方向加載大電壓。該電磁線圈44的兩端所產 生的大電壓，通過在對電磁線圈並聯連接的續流二極體45中流通電流而 消滅。在讓MOSFET (Pch) 43進行開關，加載如圖2的5部分所示的輸入 電壓的這種恆定狀態的情況下，開關周期越快，MOSFET (Pch) 43從截 止到導通的時間便越短，因此電磁線圈44兩端所產生的電壓也較小，續 流二極體45所消耗的能量較少，所以元件的發熱也較少。如果為了加快電流的下降時間，而在將開關用MOSFET (Pch) 43截 止的同時，將MOSFET (Nch) 48也截止，便會通過基於上述電磁能的自 感應電動勢(e=L*AIL/At)，作用使得在妨礙磁通的變化的方向上流通 電流的力，VD的電位上升，齊納二極體47的兩端被加載大電壓。該齊納 二極體47的兩端所產生的大電壓，由於存在該齊納二極體，因此沒有在 續流二極體45中消耗，而是全部被該齊納二極體消耗。通過這樣，與圖1 所示的以前的電路結構相比，能夠縮短電流的下降時間。進而，與圖3所
示的電路結構不同，即使MOSFET(Pch)43進行開關，只要MOSFET(Nch) 48不截止，齊納二極體47中就不會消耗能量，從而還能夠抑制元件的發 熱。另外，在考慮成本的降低的情況下，可以不單獨使用齊納二極體47， 而是如圖11所示，使用帶鉗位齊納二極體的IPD53，通過這樣能夠抑制 成本。上述電路結構中，在電磁線圈44、 51與VB短接的情況下，無法進 行保護。但是在電磁線圈44、 51的兩端被導線等短接的情況下，通過將 MOSFET (Pch) 43、 50變更成帶過電流保護功能的(Pch) IPD，能夠檢 測出電流異常。另外，雖然成本增高，但如果不將MOSFET (Pch) 43、 50變更成上述IPD，而是增加電流檢測電路，則也能夠檢測出電流異常， 且能夠提高電磁線圈44、 51的流入電流的精度。實施例5圖12中示出了本發明的發動機用高壓泵驅動電路的實施例5的電路 結構。該電路中，開關用MOSFET (Pch) 57的漏極側與高壓泵的電磁線圈 58相連接，續流二極體60其陰極與MOSFET (Pch) 57的漏極側相連接， 陽極連接在GND側，與實施例2的情況不同，沒有連接齊納二極體而是 連接有MOSFET (Nch) 59，該MOSFET (Nch) 59的漏極側串聯有二極 管56與升壓用電解電容器61。在MOSFET (Nch) 59與MOSFET (Pch) 57的柵極被加載了輸入電 壓的情況下，MOSFET (Nch) 59與MOSFET (Pch) 57均導通，電磁線 圈58中流通電流IL。此時，MOSFET (Pch) 57的漏電壓VD從電源電壓 VB降低到約0V,同時電磁線圈58中流通的電流IL過度上升，電磁線圈 中被電流IL積蓄電磁能。一旦MOSFET (Pch) 57的柵電壓變為0V而截止，便通過基於上述 電磁能的自感應電動勢(e=L*AIL/At)，作用使得在妨礙磁通的變化的 方向上流通電流的力，VD的電位上升，電磁線圈58的兩端被在相反的方 向加載大電壓。該電磁線圈58的兩端所產生的大電壓，通過在與該電磁 線圈並聯連接的續流二極體60中流通電流而消滅。但是，在讓MOSFET (Pch) 57進行開關，加載如圖2的5部分所示
的輸入電壓的這種恆定狀態的情況下，開關周期越快，MOSFET (Pch) 57從截止到導通的時間便越短，因此電磁線圈58兩端所產生的電壓也較 小，續流二極體60所消耗的能量較少，所以元件的發熱也較少。如果為了加快電流的下降時間，而在將開關用MOSFET (Pch) 57截 止的同時，將MOSFET (Nch) 59也截止，MOSFET (Pch) 57與MOSFET (Nch) 59的柵電壓就變為0V，通過基於上述電磁能的自感應電動勢(e =L*AIL/At)，作用使得在妨礙磁通的變化的方向上流通電流的力，VD 的電位上升。該上升了的電位回到升壓電路用電解電容器61中，通過這 樣能夠縮短電流的下降時間。進而，與圖3所示的電路不同，由於不使用 齊納二極體，齒此還能夠抑制元件的發熱。通過採用上述電路結構，在電磁線圈58與VB短接的情況下，通過 讓MOSFET (Nch) 59截止，能夠進行保護。另夕卜，在電磁線圈58與GND 短接的情況下，通過讓MOSFET (Pch) 57截止，能夠進行保護。進而， 在電磁線圈58的兩端被導線等短接的情況下，通過將MOSFET (Pch) 57 變更成帶過電流保護功能的(Pch) IPD，能夠檢測出電流異常。另外，雖 然成本增高，但如果不將MOSFET (Pch) 57變更成IPD，而是增加電流 檢測電路，則也能夠檢測出電流異常，且能夠提高該電磁線圈的流入電流 的精度。通過本發明，不但在發動機用高壓泵中，在所有使用給電磁線圈通電 從而得到的磁力進行驅動的執行機構(actuator)中，要求加快流入電流的 下降時間者中都能夠應用。
權利要求
1.一種高壓泵驅動電路，對控制高壓泵的電磁線圈中流通的電流進行操作，從電源電壓側到接地側，串聯連接有第1開關元件、該電磁線圈以及第2開關元件，將向電源側流通電流的續流二極體，與該電磁線圈和該第1開關元件並聯設置，將與電源側相連接的齊納二極體，與該第2開關元件並聯設置，在該第2開關元件斷開，該第1開關元件也斷開時，形成了該電磁線圈、該續流二極體以及該齊納二極體的環流電路。
2. 如權利要求l所述的高壓泵驅動電路，其特徵在於， 省略上述齊納二極體，以帶鉗位齊納二極體的IPD作為上述第1開關元件。
3. 如權利要求l所述的高壓泵驅動電路，其特徵在於， 對上述第1開關元件添加有電流檢測電路。
4. 一種高壓泵驅動電路，對控制高壓泵的電磁線圈中流通的電流進 行操作，從電源電壓側到接地側，串聯連接有第l開關元件、該電磁線圈以及 第2開關元件，將從接地側向第1開關元件流通電流的續流二極體，與該第2開關元 件以及該電磁線圈並聯設置，將與接地側以及該電磁線圈相連接的齊納二極體，與該第2開關元件 並聯設置，在該第l開關元件斷開，該第2開關元件也斷開時，形成了該電磁線 圈、該續流二極體以及該齊納二極體的環流電路。
5. 如權利要求4所述的高壓泵驅動電路，其特徵在於， 省略上述齊納二極體，以帶鉗位齊納二極體的IPD作為上述第2開關元件。
6. 如權利要求4所述的高壓泵驅動電路，其特徵在於，對上述第2開關元件添加有電流檢測電路。
7. —種高壓泵驅動電路，對控制高壓泵的電磁線圈中流通的電流進 行操作，從電源電壓側到接地側，串聯連接有該電磁線圈、第2開關元件， 將向電源側流通電流的續流二極體與第1開關元件串聯，並且與該電磁線圈並聯設置，與電源側相連接的齊納二極體，與該第1開關元件並聯設置， 在該第2開關元件斷開，該第l開關元件也斷開時，形成了該電磁線圈、該續流二極體、以及該齊納二極體的環流電路。
8. 如權利要求7所述的高壓泵驅動電路，其特徵在於， 省略上述齊納二極體，以帶鉗位齊納二極體的IPD作為上述第1開關元件。
9. 如權利要求7所述的高壓泵驅動電路，其特徵在於， 對上述第1開關元件添加有電流檢測電路。
10. —種高壓泵驅動電路，對控制高壓泵的電磁線圈中流通的電流進 行操作，從電源電壓側到接地側，串聯連接有第1開關元件與該電磁線圈， 將從接地側向第1開關元件流通電流的第2開關元件與續流二極體串聯，並與該電磁線圈並聯設置，將與接地側以及該續流二極體相連接的齊納二極體，與該第2開關元件並聯設置，在該第l開關元件斷開，該第2開關元件也斷開時，形成了該電磁線 圈、該齊納二極體、以及該續流二極體的環流電路。
11. 如權利要求10所述的高壓泵驅動電路，其特徵在於， 省略上述齊納二極體，以帶鉗位齊納二極體的IPD作為上述第2開關元件。
12. 如權利要求10所述的高壓泵驅動電路，其特徵在於， 對上述第2開關元件添加有電流檢測電路。
13. —種高壓泵驅動電路，對控制高壓泵的電磁線圈中流通的電流進行操作，從電源電壓側到接地側，串聯連接有第l開關元件、該電磁線圈以及 第2開關元件，將從接地側流通電流的續流二極體，與該電磁線圈以及該第2開關元 件並聯設置，設置有從該電磁線圈的該第2開關元件側向升壓電解電容器流通電流的二極體，在該第l開關元件斷開，該第2開關元件也斷開時，形成了該電磁線圈、該二極體、該升壓電解電容器以及該續流二極體的環流電路。
14.如權利要求13所述的高壓泵驅動電路，其特徵在於， 以帶過電流保護功能的IPD作為該第1開關元件，或對該第1開關元 件添加有電流檢測電路。
全文摘要
本發明為對控制高壓泵的電磁線圈中流通的電流進行操作的電路，特徵在於從電源電壓側到接地側，串聯有第1開關元件、該電磁線圈、以及第2開關元件；將向電源側流通電流的續流二極體，與該電磁線圈以及該第1開關元件並聯設置；將與電源側相連接的齊納二極體，與該第2開關元件並聯設置，通過這樣，在第2開關元件從導通變成了截止時，該電磁線圈的兩端所產生的反電動勢，在該第1開關元件導通的情況下被該續流二極體所消耗，在該第1開關元件截止的情況下被該齊納二極體更早消耗。本發明的目的在於將流入到高壓泵等中所使用的電磁線圈中的電流的下降時間加快，並且抑制元件的發熱。
文檔編號H01F7/18GK101118816SQ20071013861
公開日2008年2月6日 申請日期2007年7月24日 優先權日2006年8月4日
發明者岡本多加志, 高橋信行, 黛拓也 申請人:株式會社日立製作所