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PWM螺线管在汽车中的控制

PWM螺线管在汽车中的控制

通过采用微控制器产生的脉冲宽度调制(PWM)输入信号驱动螺线管,以便迅速地开启或关闭与螺线管和电压源(汽车电池)串联的场效应晶体管(FET)开关。对螺线管施加的平均电压取决于PWM波形的‘导通’时间与脉冲周期的比率。脉冲宽度和螺线管机械负载的变化会引起通过螺线管流动的平均电流的变化。该平均电流表明了螺线管总运动量,所以也就表明了液体压力和流量。

对于特定的PWM波形,螺线管运动和平均电流之间的关系可以用表示特性来确定。虽然磁场强度确实与通过螺线管的电流直接相关,但实际的机械力和运动并不是严格相关的,因为它们还依赖于螺线管的结构和负载的性质。因此,需要用表示特性来关联开路螺线管平均电流。

例如,当螺线管刚开始加电为了克服静摩擦力时,必须增大PWM比率。一旦克服了静摩擦力,就需要采用不同的PWM比率驱动它来回运动。
测量通过线圈的电流
电流是螺线管状态的重要指示。测量螺线管电流的最有效方法就是测量与螺线管、电子元件及其开关串联的阻性分流器两端的电压。配置这种用作开关和电压测量的串联电路可以有几种不同的方法。

采用高端驱动的低端电流检测
图1中的电路示出,开关连接到电池的高电压端(不接地),再与螺线管线圈和接地的阻性分流器串联。一只反向二极管接在线圈两端用于箝位(例如短路)当电流断开时由线圈产生的感应电压。分流器采用地作为参考端允许在电子控制装置(ECU)中使用便宜的运算放大器——共模指标不重要——来测量分流器两端的电压。

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