[发明专利]一种无人机发动机的电感式双点火系统驱动电路

说明书

本发明公开一种无人机发动机的电感式双点火系统驱动电路，功率驱动单元根据逻辑控制单元输出的驱动信号驱动对应点火线圈完成点火，将点火线圈初级电流信号反馈给电流检测单元；电流检测单元将电流信号差值放大输入两路比较器，根据点火信号及模式选择信号，控制比较器信号输出状态，分别反馈给逻辑控制单元和微控制器，微控制器根据两路比较器信号实现点火系统的自检和故障诊断，逻辑控制单元根据微控制器的点火信号和两路比较器信号决定最终的驱动信号。本发明使用双点火系统确保缸内混合气可靠燃烧；点火能量自适应调节，减少电能消耗；多次点火保障低温环境冷起动，加速暖机，并可点燃更稀薄的混合气，减少燃油消耗及排放。

技术领域

本发明涉及点火系统驱动电路，具体涉及一种无人机发动机的电感式双点火系统驱动电路。

背景技术

点火系统是无人机发动机的起搏器，其在特定时刻引燃气缸内混合气使得高温高压气体膨胀并推动活塞做功。受排放法规限制，车用点火系统的功率驱动及故障诊断模块已经成熟，主流方案是将模块集成于点火线圈顶部，电子控制单元仅输出控制信号。无人机为提升有效载荷，追求轻量化设计，其点火线圈体积小质量轻且未集成有功率驱动及故障诊断模块；且无人机为实现高可靠性，通常采用每气缸两个火花塞的双点火系统，这使得电子控制单元的点火系统功率驱动及故障诊断模块愈发复杂，因而大部分无人机发动机产商的电子控制单元仅配有点火系统功率驱动模块而没有故障诊断模块。

为保障存储、运输及使用过程的安全性，特种无人机采用煤油或轻柴油等重油燃料替代汽油，而重油燃料在低温低压环境下难以点燃，导致无人机起动困难、燃烧不充分。高能点火技术和多次点火技术可以改善这一问题，但是高能点火技术对点火系统可靠性提出了更高的要求，且加速了火花塞的烧蚀，因而需要自适应的点火能量调节控制，以减少不必要的点火线圈耗电及发热，提高火花塞乃至整个点火系统的寿命；多次点火技术则对点火线圈驱动电流上升速率提出了要求，且需要高响应速率的控制程序实现。

现有特种无人机的火花点火系统通常使用于汽油发动机，汽油的挥发性较好，因而仅在稀薄燃烧等特殊工况需要少量增加充磁脉宽、提升点火能量，以改善燃烧过程、降低排放。对于竞赛级的汽油发动机（比如越野摩托车的二冲程发动机），因为其长期工作在全负荷高速工况，混合气极浓，需要增强点火能量，确保燃烧过程；而二冲程发动机每圈均点火，在高转速下点火频率极高。

对于上述技术问题，有两种解决方法：

一种是采用高压DC-CDI点火，也就是电容点火，通过车载12V电源逆变至200V以上的电压，通过高压多次快充快放的方式增加点火能量和点火次数；这种方法对电容的耐压值、容量、循环寿命有很高的要求，而且逆变系统电压差极大，对电路要求很高，逐渐被点火能量更大、放电时间更长的电感式点火线圈所替代。

另一种是采用双路电感式点火线圈，即两个点火线圈交替充电，并对同一个火花塞放电。有着良好设计的点火线圈可以轻易通过增加充磁脉宽提升点火能量，而双点火线圈交替点火可以提高工作频率，这个方法优点是电路简单可靠，缺点是需要增加一路点火线圈及控制电路。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种无人机发动机的电感式双点火系统驱动电路，针对双点火系统能够实现点火能量调节控制以及多次点火。