[实用新型]一种宽域氧传感器加热器的控制电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及发动机电子控制技术领域，具体为一种宽域氧传感器加热器的控制电路。

背景技术

近年来随着稀薄燃烧技术在发动机领域中的广泛应用，普通的开关型氧传感器已不能满足空燃比闭环控制的要求，取而代之的是控制精度更高的线性输出宽域氧传感器。但是宽域氧传感器的陶瓷材料在700℃或更高的温度下才能有效的传导氧离子，而发动机在冷启动和部分工况下的排气管温度远远低于这个温度。为了保证宽域氧传感器稳定可靠的工作，需要对感应元件增加加热器电路，使得感应元件的工作温度恒定在700℃以上。

目前，加热器的电路主要有以下几种：

1、加热器的两端直接连接在电源的正端和负端。这种电路最简单，但是无法对加热器进行有效控制，温度波动范围大。

2、通过晶体管来控制加热器电源的导通和关断，对加热器进行简单控制，温度波动范围小，但由于采用开环控制，控制效果较差。

3、通过PWM信号控制MOS管来控制加热器电源的导通和关断，同时增加电流检测电阻和运算放大器组成的反馈回路，形成闭环控制，可以较好的控制加热器的加热温度，但此种加热器电路由于采用电流检测电阻使得控制模块的发热量显著增加，同时电流检测电阻和运算放大器的使用使得成本增加、结构复杂。

实用新型内容

针对上述现有技术的缺陷及存在的技术问题，本实用新型解决的首要技术问题是提供一种宽域氧传感器加热器的控制电路，无需电流检测电阻和运算放大器，提供一种结构简单、成本低廉的宽域氧传感器加热器的闭环控制电路。

实现上述目的的技术方案是：

本实用新型的一种宽域氧传感器加热器的控制电路，包括微控制器、滤波电路、分压电路、开关电路和反馈电路，滤波电路、分压电路、反馈电路均与微控制器的输入端、宽域氧传感器的H-端分别相连接，开关电路与所述微控制器的输出端、宽域氧传感器的H-端分别相连接，滤波电路、分压电路、开关电路、反馈电路均接地。

本实用新型的进一步特征为，滤波电路用于去除微控制器输入端的噪声；分压电路用于将宽域氧传感器的H-端电压传递给微控制器的输入端；开关电路用于控制加热器的工作状态；反馈电路用于将宽域氧传感器的H-端电压反馈给微控制器的输入端；微控制器根据输入端的电压控制开关电路的工作状态。

本实用新型的进一步特征为，反馈电路包括晶体管Q1、电阻R1、电阻R2和电阻R3，电阻R1、电阻R2的一端均与宽域氧传感器的H-端相连接，电阻R1的另一端与晶体管Q1的集电极相连接，电阻R2的另一端与晶体管Q1的基极相连接，电阻R3的一端与微控制器的输入端相连接，另一端与宽域氧传感器的H-端相连接，晶体管Q1的发射极接地。

本实用新型的进一步特征为，开关电路包括MOS管Q2、电阻R4和电阻R5，电阻R4、电阻R5的一端均与微控制器的输出端相连接，电阻R4的另一端与MOS管Q2的栅极相连接，电阻R5的另一端接地，MOS管Q2的漏极与宽域氧传感器的H-端相连接，MOS管Q2的源极接地。

本实用新型的进一步特征为，分压电路包括电阻R3和电阻R6，分压电路与反馈电路共用所述电阻R3，电阻R3的一端与微控制器的输入端相连接，另一端与宽域氧传感器的H-端相连接，电阻R6的一端与微控制器的输入端相连接，另一端接地。

本实用新型的进一步特征为，滤波电路包括电阻R3和电容C2，滤波电路与反馈电路共用所述电阻R3，电阻R3的一端与微控制器的输入端相连接，另一端与宽域氧传感器的H-端相连接，电容C2的一端与微控制器的输入端相连接，另一端接地。

本实用新型的进一步特征为，微控制器为单片机。

本实用新型的进一步特征为，还包括电容C1，电容C1的一端与宽域氧传感器的H-端相连接，另一端与宽域氧传感器的H+端相连接。

本实用新型由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果是：

1、本实用新型的技术方案，控制电路根据加热器的工作温度实时控制加热器的工作状态，不仅控制精确，温度波动范围小，而且使得宽域氧传感器始终在最佳工作温度下工作，从而确保了宽域氧传感器稳定可靠的工作。

2、本技术方案与现有技术相比，没有电流检测电阻和运算放大器，电路结构更加简单、成本低廉，易于推广使用。

3、本技术方案与现有技术相比，没有电流检测电阻，使得电路整体发热较低，从而防止了电路中的器件长时间在高温状态下工作已老化、损坏的问题发生，大大延长了控制电路的整体使用寿命。