TLC2543在喷油器驱动控制反馈电路中的应用

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摘要：针对喷油器驱动控制电路设计了电流检测反馈模块，对该模块电路结构进行了整体分析，并重点阐述了TLC2543模数转换芯片的特点、时序特性及其在电流检测模块电路中的应用，并编写了该芯片的控制程序，用于电流采样和模数转换，反馈给控制器控制喷油器驱动电路工作和喷油器工况检测。

关键词：驱动控制电路；TLC2543芯片；电流检测；喷油器

ＴＬＣ２５４３在喷油器驱动控制反馈电路中的应用

中北大学机械与动力工程学院

发动机缸内直喷技术能够有效的实现节能减排，７０年代美国Ｔｅｘａｃｏ的ＴＣＣＳ系统和Ｆｏｒｄ的ＰＲＯＣＯ系统就已经开始采用汽油机缸内直喷工作方式［１，２］。喷油器作为实现发动机缸内直喷技术的关键部件，其良好的动态响应性能对于提高发动机的动力性、燃油经济性和降低有害气体排放具有至关重要的作用。

１引言

喷油器驱动控制电路主要采用电流驱动，其理想驱动电流波形如图１所示：

为了实现对喷油器驱动电流波形的控制，喷油器驱动电路一般采用基于电流反馈的ＰＷＭ控制，其中电流检测电路串联于喷油器驱动控制电路中。

图1电磁阀理想电流模型[3]

陈林董小瑞

王艳华

送给ＥＣＵ进行处理，其中Ａ／Ｄ转换模块采用ＴＬＣ２５４３芯片。

2.2TLC2543芯片特点ＴＬＣ２５４３是美国ＴＩ公司的１２位模数转换芯片，其具有１１路模拟输入量，串行输出，可编程为双极性输出或单极性输出，输出数据长度可根据需要编程为８、１２或１６位。ＴＬＣ２５４３ＤＢ、ＤＷ或Ｎ封装的引脚排列如图３所示：

２基于ＴＬＣ２５４３的喷油器电流检测电路模块

2.1喷油器电流检测模块组成喷油器电流检测模块如图２所示：

图2

电流检测模块

通过喷油器电磁阀的电流流过串联于喷油器驱动控制电路中的传感器后，电流传感器将电流信号转化为电压信号，随后经过滤波、放大，通过Ａ／Ｄ转换器将模拟量转换为ＥＣＵ可以处理的数字量

图3

DB、DW或N封装

芯片为２０引脚封装，其中ＡＩＮ０－ＡＩＮ１０为模拟量输入通道。ＣＳ为片选端，在由高变低时，内部计数器复位；由低变高时，在设定时间内禁止ＤＡＴＡＩＮＰＵＴ和Ｉ／Ｏ￣５０％，最高可达７０％，增产效益显

著。实验结果表明，打埂膜上灌可比平播棉花出苗率提高４２％，株高高出５．３ｃｍ，叶片多２个，果枝多２个，蕾数多２３个。总之，农业机械化技术的推广和应用，提高了山旱地在农业生产中的利用价值，为农民的增产、增收创造了条件，在山区实现农业现代化的过程中发挥着不可替代的作用。

在读硕士，车辆工程专业。作者简介：陈林，男，

可节水３０％￣５０％，粮食作物增产

１０％￣２０％，经济作物增产２０％￣３０％，疏菜增产１￣２倍且灌水均匀，有利于作物生长，省工省时，对地形、土壤等条件适应性强，有利于实现灌溉机械化、自动化。

4.3微灌技术

微喷灌是以低压小流量出流将作物所需的灌溉水和养分供应到作物根部附近的土壤表面或土层中一种灌水方法，主要有滴灌、微喷灌、渗灌及小管出流四种形式，它们的共同特点是灌水量小，

一次灌水延续时间长，灌水周期长，水压低，灌水能够得到准确地控制，是一种节水节能降耗高效的灌溉技术。

4.4保墒灌溉———覆膜灌溉覆膜灌溉实质就是在地膜覆盖栽培技术的基础上，利用地膜防渗并输送灌溉水流，同时又通过放苗孔、专门灌水孔或地膜幅间的窄缝等向土壤内渗水，以适时适量地供给作物所需要的水量。膜上灌水技术与传统地面沟灌技术相比，节水效果突出，一般可节水３０％

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ＣＬＯＣＫ。行数据输入端，ＤＡＴＡＯＵＴ为三态串行输出端，当片选信号为１时，处于高阻状态，为０时处于激活状态；ＥＯＣ为转换结束信号端子，河北

制寄存器内，其中ＴＬＣ２５４３在第四个时钟下降沿开始采样，并持续到设定的最后一个时钟，在最后一个时钟下降并经过一段时间延迟后，ＥＯＣ变为低电平。采样周期结束，３结论

ｃｓ＝１；ｔｅｍｐ＞＞＝１；ｒｅｔｕｒｎｔｅｍｐ；｝｝

ＧＮＤ为接地端，Ｉ／ＯＣＬＯＣＫ为时钟开始模数转换，转换结束后ＥＯＣ变输入端，在前８个上升沿，为高电平，转换数据被存到输出数ＤＡＴＡＩＮＰＵＴ串行输入的８位数据据寄存器，同时ＥＯＣ上升沿使存入输入数据寄存器，并在第四个ＴＬＣ２５４３回到就绪状态，以便开始下降沿，被选通的模拟输入电压开下一周期。

始向电容器充电，直到时钟的最后2.4TLC2543与微处理器E-一个下降沿为止；与此同时，将前CU接口电路及C51程序

一次转换的数据结果输出到在喷油器驱动电路中，微处理ＤＡＴＡＯＵＴ端，在下降沿时输出信器采用５１系列单片机ＳＴＣ８９Ｃ５２，号开始变化。ＲＥＦ＋为正电压基准ＴＬＣ２５４３与ＡＴ８９Ｃ５２接口电路如端，最大的输入电压范围由加于本图５所示。

端与ＲＥＦ－端的电压差决定；ＲＥＦ－为负基准电压端，基准电压的低端（通常为被加到ＲＥＦ－）；ＶＣＣ为输入电源。

2.3TLC2543控制字及时序图ＴＬＣ２５４３控制字为一个字节，图5TLC2543与微处理器ECU接口电路

其中高四位Ｄ７－Ｄ４决定了被选择基于ＳＴＣ８９Ｃ５２的ＴＬＣ２５４３控的通道号；控制字的第三位和第二制模块程序如下子程序清单所示：

位（Ｄ３、Ｄ２）决定输出数据长度为ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔｒｅａｄ２５４３（ｕｎｓｉｇｎｅｄ８、１２（标准长度）或１６位；Ｄ１为０ｃｈａｒｃｈａｎｅｌ）

时，最高位在前，为１时，最低位在｛ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔｔｅｍｐ＝０；前；Ｄ０为０时，表示输出数据为单ｕｎｓｉｇｎｅｄｃｈａｒｉ；极性，为１时表示输出数据为双ｃｈａｎｅｌ＜＜＝４；极性。

ｃｌｏｃｋ＝０；ｃｓ＝０；

ｆｏｒ（ｉ＝０；ｉ＜１２；ｉ＋＋）｛

ｉｆ（ｄａｔａｏｕｔ）

图4接口时序图

ｔｅｍｐ｜＝０ｘ０１；

ＴＬＣ２５４３工作时序如图４所ｄａｔａｉｎ＝（ｂｉｔ）（ｃｈａｎｅｌ＆０ｘ８０）；示，由时序图可以看出，在片选信ｃｌｏｃｋ＝１；号下降沿时，上次模数转化结束时ＤｅｌａｙＵｓ２ｘ（１０）；最高位数据被输出，随后在每一个ｃｌｏｃｋ＝０；时钟下降沿串行输出数据有效，可ＤｅｌａｙＵｓ２ｘ（１０）；以被控制器串行读入；在Ｉ／Ｏｃｈａｎｅｌ＜＜＝１；

ＣＬＯＣＫ前８个时钟周期的上升沿ｔｅｍｐ＜＜＝１；

时，ＴＬＣ２５４３控制字被串行写入控｝

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ＴＬＣ２５４３具有１１路模拟输入通道，串行输出转换数据，可以极大节约控制器端口资源，转换速率快、精度高、性能优良，可以很好地应用于喷油器驱动控制反馈电路中，检测电流大小并实时反馈给控制器，对喷油器电磁阀的电流进行控制，使喷油器电磁阀快速响应以适应发动机各个工况，与此同时通过检测喷油器电流大小，可以反映喷油器是否工作于正常状态，以用于喷油器工况的检测。

参考文献：

[1]ZhaoFuquan,LaiMingchai,DavidLHarringt-on.AReviewofMixturePreparation

andCombustion

ControlStrategies

for

Spark-I-

gnited

Direct

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[2]CarlosQueiroz,EduardoTomanik.Gasoline

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BibliographicalReview[C].SAEPaper973113,1997.

[3]项占琴，吕福在.高速强力电磁阀在柴油机电喷系统中的应用研究.内燃机工程，2000，21（3）:7～13