自適應的電流限制振蕩器啟動器的制造方法
【專利摘要】一種用于電子高頻感應加熱器驅動器的功率振蕩器啟動電路。當接收到打開信號時，該感應加熱器驅動器生成高頻交變電流，其中交變電流通過感應加熱器線圈與用于可變射流燃料噴射系統(tǒng)的適當的損耗部件磁性地耦合。感應加熱器驅動器使用功率振蕩器，基于參考至感應加熱器驅動器的供應電壓的閾值電流極限，啟動和重新啟動(在適當時)該功率振蕩器。
【專利說明】自適應的電流限制振蕩器啟動器
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請是標題為Adaptive Current Limit Oscillator Starter 的美國臨時專利申請序號61 / 478,424的非臨時申請，并要求其提交日2011年4月22日的優(yōu)先權，其全部內容通過引用被并到本文中。
[0003]并且本申請與以下與本申請同日提交的美國非臨時專利申請相關:
[0004]由Perry Czimmek發(fā)明的并且由代理人案號2011P00689US01標識的SynchronousFull-Bridge Power Oscillator with Leg Inductors ；
[0005]由Perry Czimmek發(fā)明的并且由代理人案號2011P00690US01標識的SynchronousFull-Bridge Power Oscillator ；
[0006]由Perry Czimmek和Mike Hornby發(fā)明的并且由代理人案號2011P00691US01標識的 Synchronized Array Bridge Power Oscillator ；
[0007]由Perry Czimmek和Mike Hornby發(fā)明的并且由代理人案號2011P00692US01標識的 Synchronized Array Power Oscillator with Leg Inductors;以及
[0008]由Perry Czimmek和Hamid Sayar發(fā)明的并且由代理人案號2011P00693US01標識的 Variable Spray Injector with Nucleate Boiling Heat Exchanger。
【背景技術】
[0009]本發(fā)明的實施例通常涉及用于感應加熱器的功率振蕩器，并且更具體地涉及用于可變射流燃料噴射器的這種功率振蕩器。
[0010]存在對改善內燃發(fā)動機的排放品質的連續(xù)的需要。同時，存在最小化發(fā)動機用曲柄發(fā)動時間以及從接通到駛離的時間同時保持最大的燃料經濟性的壓力。那些壓力適用于用替代燃料(諸如乙醇)供燃料的發(fā)動機以及用汽油供燃料的那些發(fā)動機。
[0011]在冷溫度發(fā)動機啟動期間，傳統(tǒng)的火花點火內燃發(fā)動機的特征為高碳氫化合物排放以及不良的燃料點火和可燃性。除非在停止和熱浸之后發(fā)動機已經處于高溫，用曲柄發(fā)動時間可能是過度的，或發(fā)動機可能根本未啟動。在較高的速度和負載時，運行溫度增加并且燃料霧化和混合得到改善。
[0012]在實際的發(fā)動機冷啟動期間，為完成啟動所需要的加濃(enrichment)留下不按化學計量供燃料，這體現(xiàn)為高尾管碳氫化合物排放。最差的排放是在發(fā)動機運行的前幾分鐘期間，在那之后催化劑和發(fā)動機接近運行溫度。關于供乙醇燃料的車輛，隨著燃料的乙醇百分比分數增加到100%時，冷啟動的能力變得越來越小，導致一些制造商納入雙燃料系統(tǒng)，在雙燃料系統(tǒng)中用傳統(tǒng)的汽油為發(fā)動機啟動供燃料并且用乙醇品級為發(fā)動機運轉供燃料。這種系統(tǒng)是昂貴的并且多余的。
[0013]對于冷啟動排放和在低溫度下啟動困難的另一解決方案是將燃料預加熱到某一溫度，在該溫度下燃料在被釋放到歧管或大氣壓時很快地蒸發(fā)或立即蒸發(fā)(“閃沸”)。就考慮燃料狀態(tài)而言，預加熱燃料復制熱發(fā)動機。
[0014]已經提出了許多預加熱方法，其中大部分涉及在燃料噴射器中預加熱。燃料噴射器被廣泛地用來計量進入汽車發(fā)動機的進氣歧管或汽缸的燃料。燃料噴射器通常包括:包含大量增壓燃料的外殼、燃料進口部分、包含針型閥的噴嘴部分、和電動機械致動器(諸如電磁螺線管、壓電致動器或用于致動針型閥的另一機構)。當致動針型閥時，增壓燃料通過閥座中的孔口噴出并進入發(fā)動機中。
[0015]已經被用于預熱燃料的一種技術是用時變磁場感應地加熱包括燃料噴射器的金屬元件。具有感應加熱的示范性燃料噴射器被公開在美國專利N0.7677468，美國專利申請:N0.20070235569, 20070235086, 20070221874, 20070221761 和 20070221747 中，據此它們的內容通過引用被完全地并入本文中。能量被轉化為部件內部的熱量，該部件在幾何形狀和材料上適合于通過由時變磁場引起的磁滯和渦流損耗來加熱。
[0016]感應燃料加熱器不僅在解決與汽油系統(tǒng)相關聯(lián)的上述問題中是有用的，而且在預熱乙醇品級燃料以在沒有多余的汽油燃料系統(tǒng)的情況下完成成功的啟動中也是有用的。
[0017]因為感應加熱技術使用時變磁場，所以該系統(tǒng)包括電子設備用于將適當的高頻交變電流提供給燃料噴射器中的感應線圈。
[0018]傳統(tǒng)的感應加熱通過功率的硬切換或者當在切換裝置中電壓和電流兩者都是非零時進行切換來實現(xiàn)。通常，在接近諧振器或儲能電路的自然諧振頻率的頻率上進行切換。諧振器包括電感器和電容器，對電感器和電容器進行選擇和優(yōu)化以在適合于使到被加熱部件中的能量耦合最大化的頻率上諧振。
[0019]儲能電路的自然諧振頻率是fr = l/(2;rV^)，其中L是電路電感，并且C是電路電容。諧振處的峰值電壓受電感器和電容器的能量損耗或者電路的降低的品質因數Q限制?？梢杂盟^的半橋或全橋電路來完成硬切換，該半橋或全橋電路分別包括一對或兩對半導體開關。功率的硬切換導致切換噪聲、以及來自電壓供應的諧振頻率或其諧波上的高幅值電流脈沖的負面后果。并且，在切換裝置既未完全導電又未完全隔離時的線性打開和關閉時段期間，硬切換耗散了功率。硬切換電路的頻率越高，切換損耗越大。
[0020]因此優(yōu)選的加熱器電路提供了驅動被加熱的燃料噴射器的方法，其中以最低可能的中斷功率進行切換。在標題為 Constant Current Zero-Voltage Switching InductionHeater Driver for Variable Spray Injection 的美國專利 N0.7628340 中公開了這種加熱器電路。理想地，當切換裝置中的電壓或者電流是零時，應當為儲能電路重新補足能量。已知的是，電磁噪聲在零電壓或零電流切換期間是較低的，并且在零電壓切換期間是最低的，這是美國專利N0.7628340的方法。切換裝置在零切換下耗散最低的功率也是已知的。那個理想的切換點每個周期發(fā)生兩次，當正弦波與零交叉以及反轉極性時；即，當正弦波在從正到負的第一方向上與零交叉時，以及當正弦波在從負到正的第二方向上與零交叉時。
[0021]考慮到上述加熱器驅動器實施方式以及任何功率振蕩器，存在一個可能的問題，該問題是由于來自感應加熱線圈的過低的負載阻抗、或由于給該加熱器驅動器的過低的供應電壓、或由于來自某一其它源的振蕩的暫態(tài)中斷，振蕩器未能振蕩。當該振蕩器未能振蕩時，后果是感應地加熱的失效以及由于在功率振蕩器的部件中的過度電流引起的可能的損害。后者可以用電流限制或故障停機來處理。但是振蕩器仍然未能振蕩以及感應地加熱。在診斷檢測時，可以使用附加的振蕩器來啟動功率振蕩器。但是它不內在地防止或利用過度的故障電流條件，也不將正常電流與該故障電流同步以更好地實現(xiàn)振蕩。
[0022]因此，檢測振蕩的失效、啟動或重新啟動振蕩器(這是適當的)、以及將振蕩器啟動或重新啟動與過度的故障電流同步使得故障電流有助于振蕩嘗試將促進現(xiàn)有技術電平。
【發(fā)明內容】

[0023]本發(fā)明的實施例提供了檢測過度的電流并且并發(fā)地檢測振蕩狀態(tài)用于啟動、或重新啟動振蕩器。另外，本發(fā)明的實施例補償:針對給感應加熱器驅動器的供應電壓中的任何變化而檢測過度電流，因為供應電壓的變化將引起過度電流的電平。另外，本發(fā)明的實施例使得功率振蕩器與過度電流同步，以便這個電流可以幫助振蕩功能。
[0024]參考關于先前公開的功率振蕩器的實施方式(Continental參考號2011E00365US，其拓撲使用在修改的全橋、或者H橋配置中的兩對功率切換晶體管互補對)來描述本發(fā)明的實施例。與全橋驅動器的差異包括:(I)該橋從恒流源電感器饋給，并且
(2)傳統(tǒng)全橋的負載部分被替換為諧振儲能電路。振蕩器同步內在零切換拓撲是與傳統(tǒng)全橋的進一步差異，該拓撲驅動在對角對的交替序列中的晶體管互補對的柵極。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是示出了根據2011E00365US的具有源電感器并且不具有變壓器和不具有中心抽頭的同步橋振蕩器的簡化電氣示意圖。
[0026]圖2A和2B各自示出了根據本發(fā)明的實施例的用于可變射流燃料噴射器的功率振蕩器的示意圖的部分。
[0027]圖3是示出了根據本發(fā)明的實施例的功率振蕩器啟動方法的步驟的流程圖?！揪唧w實施方式】
[0028]理想地，當切換裝置中的電壓或者電流是零時，應當為儲能電路重新補足能量。電磁噪聲在零電壓或零電流切換期間較低，并且在零電壓切換期間最低。該切換裝置在零切換下耗散最少的功率。那個理想的切換點每個周期發(fā)生兩次，當正弦波與零交叉以及反轉極性時；即，當正弦波在從正到負的第一方向上與零交叉時，以及當正弦波在從負到正的第二方向上與零交叉時。由半導體開關實現(xiàn)能量重新補足，并且零電壓切換與振蕩器儲能電路的諧振同步。
[0029]本發(fā)明的實施例提供了下列手段:檢測過度的電流條件，并使用該證實作為振蕩器停止的指示器并且并發(fā)地作為輸入狀態(tài)以幫助判定振蕩器功率切換裝置中的哪些是載流的裝置并因此反轉它們的狀態(tài)。參考振蕩器的集成的功能將是一個示例振蕩器，該示例振蕩器在2011E00364US中作為同步全橋功率振蕩器加熱器驅動器被公開并且將參考圖1進行解釋，圖1是振蕩器電路的簡化表示，其中為了清楚而未示出許多基本部件。部件的具體或一般的值，等級，添加，包括或排除不意圖影響本發(fā)明的范圍。
[0030]L3可以位于燃料噴射器內部。L3是感應加熱器線圈，其提供用于感應加熱適當的燃料噴射器部件的安匝。
[0031]根據本發(fā)明實施例的同步全橋功率振蕩器可以包括RIO、R11、D4、D5、Q3、Q4、Q5、Q6、L2、C儲能回路(tank)和L3。Q3和Q4是增強型N-MOSFET (N溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管)開關，其交替地將儲能諧振器(C儲能回路和L3電路)連接到地，并且當每個在相應的狀態(tài)中被打開時，使電流能夠流過感應加熱器線圈和地。Q5和Q6是增強型P-MOSFET(P溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管)開關，其交替地將儲能諧振器(C儲能回路和L3電路)連接到通過L2源起的電壓供應，以及與處于適當狀態(tài)的Q3和Q4 —起使電流能夠流過感應加熱器線圈。電壓供應可以是電源，或在車輛的情況下，可以是電池或交流發(fā)電機，并且是重新補足振蕩器中損耗的能量的潛在能量源。
[0032]C儲能回路和L3分別是諧振儲能電路的儲能諧振器電容器和儲能諧振器電感器。該儲能電路的諧振頻率是fr =其中L是加熱器線圈電感L3，以及C是儲能電容器C儲能回路的電容。儲能電路中的峰值電壓被設置為=Vtjut=JiWin，其中Vin是供應電壓。
儲能電路中的電流電平根據能量平衡所確定。
[0033]零切換功率振蕩器電路應當在振蕩中自啟動，但是在全反轉H橋策略中可以通過有選擇地將Q3-Q6的切換排序而被強制進入振蕩。本發(fā)明的實施例將這種方式用于這種類型的振蕩器。同時使電流在MOSFET的“漏極”和“源極”之間流動的互補對或者此處的晶體管對是Q6和Q3或Q5和Q4。不希望當Q5流通電流時使Q3流通電流，并且同樣地，不希望當Q6流通電流時使Q4流通電流。當Q5正在流通電流時，電流穿過感應加熱器線圈L3并且然后穿過Q4到地。如當Q5正在流通電流時一樣，當Q6正在流通電流時，電流以相反的方向穿過感應加熱器線圈L3，并且然后穿過Q3到地，這是電流的“全反轉”。
[0034]MOSFET是具有到柵極中的庫侖電荷量的閾值的裝置，該庫侖電荷量是漏_源電流相關的。滿足電荷閾值增強裝置處于“導通”狀態(tài)。第一和第二柵極電阻器RIO、Rll為H橋的第一和第二支路供應柵極充電電流。分別地，RlO為Q3和Q5的柵極供應電流，Rll為Q4和Q6的柵極供應電流，并且RIO、Rll分別地限制流到第一和第二柵極二極管D4、D5中的電流。當源極比柵極更正時，P-MOSFET Q5和Q6在漏極和源極之間傳導。當源極比柵極更負時，N-MOSFET Q3和Q4在漏極和源極之間傳導。
[0035]由被加熱部件的電阻性和磁滯損耗所引起的加負載反映回為諧振儲能電路中的損耗。由從電流源電感器L2流到頂橋晶體管Q5和Q6的電流來重新補足那個損耗。取決于電流在其中流通的H橋的電流的反轉狀態(tài)，電流將流過Q5或Q6，并且然后流過感應加熱器線圈L3。L2從存儲在L2的磁場中的能量為儲能電路供應電流。以在同步全橋功率振蕩器的操作期間不斷地流到L2中的電流的方式從供應電壓重新補足該能量。L2還提供儲能電路與電壓源的暫態(tài)分離，以便在振蕩期間儲能電壓可以瞬間高于源電壓。
[0036]如果如在那時由正弦波半周期的極性所確定的那樣，電流正在流過Q5，那么從Q4漏極至源極的到地傳導正在通過正向偏置的D4將電荷從Q5和Q3的柵極中拉出。而且Q3現(xiàn)在不導電，并且不通過D5將柵極電荷從Q6和Q4中拉出到地。同時RlO從供應電壓汲取電流。但是在柵極由通過Q4的傳導而分路至地的情況下，RlO兩端的IxR電壓降不能為Q5和Q3的柵極充電。
[0037]當正弦波與零交叉時，那時Q4變得在切換結兩端反向偏置并且在內部固有二極管兩端正向偏置，因此將電流傳導通過該內部固有二極管以反向偏置D4。D4停止傳導電流離開Q5和Q3的柵極，并且RlO可以為Q5和Q3的柵極充電，這隨后使Q5中的傳導停止并啟動Q3中的傳導，以開始傳導用于連續(xù)的正弦半周期的電流。Q3還通過現(xiàn)在正向偏置的D5而將柵極電荷從Q6和Q4中拉出到地，并且保持Q4在非導電狀態(tài)，這種非導電狀態(tài)繼續(xù)允許RlO增強Q3。并且Q6傳導。[0038]隨著正弦波交替極性一在從負到正的第一方向與零交叉并且然后在從正到負的第二方向與零交叉，該過程重復。這在感應加熱器線圈L3中生成全反轉的電流。繼續(xù)在儲能電路中從L2重新補足電流。如果通過在IGBT的漏極和源極兩端添加外部二極管來表示N-MOSFET的固有二極管，則IGBT (絕緣柵雙極晶體管)裝置可以替換這個實施例中的N-MOSFET0這概述了參考振蕩器的運行。
[0039]將參考圖2A和2B描述本說明書中描述的實施例(包括本文中公開的本發(fā)明的實施例)的其余功能。現(xiàn)在將描述輔助的部件，根據本發(fā)明的實施例，所述輔助的部件可以被包括在同步的全橋功率振蕩器的周圍。R14是相對小值的“不平衡”電阻器，以幫助在啟動時開啟振蕩。如果所有部件與完美對稱和雜散阻抗完美匹配，并且不存在隨機的熱噪聲，則振蕩器根本不可能開始振蕩。齊納或雪崩二極管D2、D3、D6、D7、D11、D12，以及另外在輸入的供應電壓上的D14，提供過壓保護和電壓限制，用于保護功率切換裝置的柵極結構并且還保護控制電子設備。Ql和Q2用作振蕩器功率開關的控制接口的控制開關。當Ql和Q2并未活動地用于控制時，C34和C35將Ql和Q2的柵極與功率振蕩器同步。Ql和Q2分別用于強制功率開關Q4、Q6和Q3、Q5的狀態(tài)改變。
[0040]附加的輔助部件包括UO、Cl、C2、C3、L1、和DI，構成用于控制電子設備的5伏DC供應。去耦和噪音電容器分布遍及電路，并且包括C4、C5、C6、C7、C8、C9、CIO、Cll、C13、C15、C16、C17、C18、C19、C24、C25、C26、C28、和 C29。R2 和 R7 分別確保外部接點 Jl 和 J3 處的不連接狀態(tài)不會無意地開啟加熱器驅動器。反相施密特觸發(fā)器U3(管腳組5、6)連同LED (“發(fā)光二極管”)以及R5與D21和R4與D22電阻器組合提供視覺的故障指示。如對本領域普通技術人員來說將是顯而易見的，也可以使用其它適合的輔助部件。
[0041]根據本發(fā)明的實施例，因為負載的磁特性根據溫度變化，所以根據功率振蕩器儲能頻率中的變化使能對L3內的負載的溫度控制，這里可變射流燃料噴射器包含L3。在不同的實施例中，溫度控制可以包括根據參數詢問儲能頻率，該參數諸如一個或多個振蕩器功率開關的時變柵極電荷。利用柵極電荷來確定儲能頻率的這種方法先前已經公開，引用為美國公開申請?zhí)?20100288755, “Frequency to Voltage Converter Using Gate VoltageSampling ofPower Oscillator”,并且據此通過引用被整體包括。
[0042]根據本發(fā)明的實施例，采樣柵極電壓，作為與Ul (管腳組1、2、3)的比較器或運算放大器輸入處的基準相比較的閾值，Ul生成與功率振蕩器頻率同步的脈沖邊沿。利用通過反相門U3(管腳組1、2和3、4)串聯(lián)的施密特觸發(fā)器滯后來緩沖并噪音濾波這些脈沖邊沿。然后將該脈沖邊沿用作對觸發(fā)器U5(管腳組8、9、10、11、12、13)的時鐘脈沖輸入。R28和R29與C27和R27 —起構成RxC定時電路，其中D13圍繞觸發(fā)器以創(chuàng)建預先確定寬度的脈沖，該脈沖具有由邏輯電壓預先確定的電壓，該邏輯電壓通過R30生成一組電荷，這組電荷將C20充電到目前作為儲能頻率函數的電壓。
[0043]將作為儲能頻率函數的電壓呈現(xiàn)給差動誤差放大器或誤差比較器U2(管腳組5、
6、7)。誤差確定為與由電壓預先確定的基準的差，此處，該電壓來自包括R34，R35，R36電阻性分壓器。某一 PID伺服功能，或“比例，積分和微分”由差動誤差放大器所提供，其中C21提供微分補償，C22和C23提供積分補償以及全局比例增益由R31和R32的比值確定，這里規(guī)定R33=R31以及R37=R32。R38和C23對目標電壓基準和作為儲能頻率函數的電壓之間的誤差進行積分。[0044]將這個誤差與在比較器或運算放大器Ul (管腳組5、6、7)處預先確定的頻率的三角波相比較。這樣就生成了 PWM或“脈沖寬度調制”信號，它最終被用于調節(jié)作為溫度確定的儲能頻率函數的振蕩器功率。由三角波形生成器生成三角波，該三角波形生成器由Ul(管腳組8、9、10和12、13、14)連同R39，R40，R41，R42構成，三角波形生成器具有用R43和C12形成的RxC計時器所設置的頻率。選擇三角波形生成器波形偏移的范圍，以允許PWM信號在O %和100%的功率占空比之間變化。
[0045]根據本發(fā)明的實施例，通過將代表電流電平的電壓與在比較器或運算放大器U2(管腳組1、2、3)處的閾值比較，來確定功率開關中的過度的電流條件。代表電流電平的電壓被獲得為電流感測電阻器兩端的IxR降，該電流感測電阻器由并聯(lián)的電阻器R8和R9構成。根據與功率振蕩器供應電壓成比例的電壓來確定與該電流電平相比較的閾值，此處該電壓包括分壓器R16和Rl7，其中D9提供對電流閾值基準電壓電平的、作為正向偏置的二極管降電壓函數的最大限制。當電流感測電阻器中的電流也是供應電壓的函數時，希望使閾值電平隨供應電壓變化，因此，作為振蕩器狀態(tài)函數的電流中的變化應當與作為供應電壓函數的電流中的變化分離。選擇作為供應電壓函數的閾值電平，使得電流在L3中以這樣的速率來建立:如果電流達到了過度的電平，導致與比功率振蕩器的正常運行頻率低的頻率成比例的時間常數。照此，一旦功率振蕩器正在振蕩，電流電平將小于過度的電流閾值。
[0046]當過度電流條件存在時，U2(管腳組1、2、3)的輸出變?yōu)檫壿嫛暗?LOW) ”狀態(tài)，呈現(xiàn)給反相施密特觸發(fā)器U3(管腳組13、12)，現(xiàn)在將邏輯“高(HI)”狀態(tài)呈現(xiàn)給“與(AND)”門U4(管腳組4、5、6和8、9、10)的輸入。在此從R12和R13，也提供來自功率開關柵極的電壓作為對“與”門的輸入。當滿足“與(AND)”的邏輯條件時，相應的門的輸出打開Ql或者Q2，這取決于哪個功率開關門是在過度電流條件期間被充電。然后，Ql或Q2耗盡正在承載過度電流的功率開關的相應序列的電荷。
[0047]已描述的是一種方法，該方法確定過度的電流條件，確定起作用的振蕩器功率開關的互補對，并且改變它們的狀態(tài)以便中斷過度的電流條件。并發(fā)地，當一個互補對具有狀態(tài)改變時，這引起另一個功率開關互補對的狀態(tài)改變，現(xiàn)在再次在L3中建立電流，但是全反轉。再次由電流感測電阻器監(jiān)控電流，并且再次對過度電流條件做出確定。這個循環(huán)交替地繼續(xù)，直到振蕩器正常運轉，此時頻率應當增加使得在任一個功率開關對中都不再獲得過度的電流，并且Ql和Q2將它們自己與功率振蕩器同步，并且兩個與門U4(管腳組4、5、6和8、9、10)都具有在“低(LOW)”邏輯狀態(tài)中的輸出。
[0048]如果過度電流條件持續(xù)達多個周期，反相施密特觸發(fā)器U2(管腳組12、13)處的邏輯狀態(tài)保持“高(HI) ”達足夠通過R18和DlO對C14充電的占空比，其大于通過R19的放電速率。這導致C14上的電壓達到反相施密特觸發(fā)器U3(管腳組10、11)上的邏輯閾值“高(HI)”輸入狀態(tài)。該反相狀態(tài)現(xiàn)在為反相施密特觸發(fā)器U3(管腳組8、9)的輸入呈現(xiàn)邏輯“低(L0W)”，這在觸發(fā)器U5(管腳組1、2、3、4、5、6)的復位管腳處導致邏輯“高(HI) ”，觸發(fā)器U5用作可復位的故障鎖存器。另外，如由與R20形成分壓器的NTC或者“負溫度系數”裝置R21所確定的，過溫條件也將在反相施密特觸發(fā)器U3 (管腳組8，9)處設置邏輯“低(LOW)”。通過R6在J3處提供故障的復位。通過R3為J2呈現(xiàn)故障條件邏輯狀態(tài)。故障鎖存器提供適當的邏輯狀態(tài)，該邏輯狀態(tài)與Jl “加熱器使能”的邏輯狀態(tài)在“與”門Ul (管腳組5、6、7)處相結合以滿足在“與”門U4(管腳組1、2、3)處的邏輯條件，使得來自Ul (管腳組5、6、7)的PWM信號傳遞到控制開關Q9。
[0049]在示例性實施例的“高側”功率調節(jié)的配置中被分離地公開的控制開關Q9最終確定L2處的平均電壓，并因此根據功率振蕩器頻率控制到功率振蕩器的功率。Q9通過D16將電荷拉出P-MOSFET Q8，以允許電流在Q8的源極和漏極之間流到L2。為了在關閉期間最小化Q8的切換損耗，具有由D17，D18和D19構成的貝氏(Baker)電路的Q7雙極晶體管使能從供應電壓對Q8的較快速充電。Q9還通過貝氏電路和D15關閉Q7。Q7由通過R44和貝氏電路的電流打開。R45允許Q8的柵極基本上達到全供應電壓，并避免Q7的結兩端的二極管降電壓差別。
[0050]圖3是示出根據本發(fā)明實施例的功率振蕩器啟動方法的步驟的流程圖。圖3的功率振蕩器啟動方法包括:控制該功率振蕩器的至少一個功率開關，如302處所示；檢測與該至少一個功率開關的狀態(tài)有關的電流電平，如304處所示；將該電流電平與閾值電平比較，如306處所示；并且當該電流電平越過閾值電平時減少該電流電平，如308處所示。
[0051]上文的詳細描述將被理解為在每個方面都是說明性的和示例性的，而不是限制性的，并且，本文中公開的發(fā)明的范圍并不是由該發(fā)明的描述所確定的，而是由根據專利法所許可的全廣度所解釋的權利要求所確定。例如，雖然本發(fā)明的自適應的電流限制振蕩器啟動和重新啟動的方法在本文中被描述用于內燃發(fā)動機燃料噴射器中的加熱器的感應加熱器線圈的驅動器，但是該方法可以用于啟動或重新啟動功率振蕩器，或用于其它應用中的其它感應加熱器的功率振蕩器。要理解的是，本文中所示出和描述的實施例僅僅是對本發(fā)明的原理的說明，而且在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，本領域技術人員可以實施各種修改。
【權利要求】
1.一種功率振蕩器啟動電路，包括: 用于控制所述功率振蕩器的至少一個功率開關的裝置； 用于檢測與所述至少一個功率開關的狀態(tài)相關的電流電平的裝置； 用于將所述該電流電平與閾值電平相比較的裝置； 用于當所述電流電平越過所述閾值電平時減少所述電流電平的裝置。
2.如權利要求1的功率振蕩器啟動電路，其中用于控制所述至少一個功率開關的裝置包括控制所述至少一個功率開關的柵極的邏輯門。
3.如權利要求1的功率振蕩器啟動電路，其中所述閾值電平與為所述功率振蕩器供應功率的電壓電平成比例。
4.如權利要求1的功率振蕩器啟動電路，其中由正向導電的二極管限制所述閾值電平。
5.如權利要求1的功率振蕩器啟動電路，其中所述閾值電平被確定為具有時間常數，使得產生的頻率小于在正常振蕩條件下所述功率振蕩器的頻率。
6.如權利要求1的功率振蕩器啟動電路，其中所述閾值電平將所述功率開關中的電流限制到是比在正常振蕩條件下所述功率振蕩器所利用的大的電流的水平。
7.如權利要求1的功率振蕩器啟動電路，其中用于減少所述功率振蕩器的功率開關中的所述電流電平的裝置關閉所述功率開關，直到在所述功率開關中電流衰減到近似零。
8.—種功率振蕩器啟動方法,包括: 控制所述功率振蕩器的至少一個功率開關； 檢測與所述至少一個功率開關的狀態(tài)相關的電流電平； 將所述電流電平與閾值電平相比較；以及 當所述電流電平越過所述閾值電平時，減少所述電流電平。
9.如權利要求8的功率振蕩器啟動方法，其中控制所述至少一個功率開關包括使用邏輯門來控制所述至少一個功率開關的柵極。
10.如權利要求8的功率振蕩器啟動方法，其中所述閾值電平與為所述功率振蕩器供應功率的電壓電平成比例。
11.如權利要求8的功率振蕩器啟動方法，其中由正向導電的二極管限制所述閾值電平。
12.如權利要求8的功率振蕩器啟動方法，其中所述閾值電平被確定為具有時間常數，使得產生的頻率小于在正常振蕩條件下所述功率振蕩器的頻率。
13.如權利要求8的功率振蕩器啟動方法，其中所述閾值電平將所述功率開關中的電流限制到是比在正常振蕩情況下所述功率振蕩器所利用的大的電流的水平。
14.如權利要求8的功率振蕩器啟動方法，其中減少所述功率振蕩器的功率開關中的電流電平包括關閉所述功率開關，直到在所述功率開關中電流衰減到近似零。
【文檔編號】H03K17/0814GK103733517SQ201280019846
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年3月7日 優(yōu)先權日:2011年4月22日
【發(fā)明者】P·齊梅克 申請人:大陸汽車系統(tǒng)美國有限公司