CN209167876U - 一种比例阀控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种比例阀控制电路，包括MCU处理单元、基准电压输出电路、控制器PWM输出电路、开路诊断电路、分压电阻开关电路和丹佛斯比例阀内部信号电路，所述MCU处理单元分别连接基准电压输出电路和控制器PWM输出电路，所述基准电压输出电路分别连接控制器PWM输出电路和开路诊断电路，所述控制器PWM输出电路连接分压电阻开关电路，开路诊断电路连接分压电阻开关电路，分压电阻开关电路连接丹佛斯比例阀内部信号电路。通过DAC芯片进行基准电压设置，基准电压可根据不同的比例阀内部电路进行设置，从而实现对丹佛斯等比例阀的开路检测和控制，同时通过迟滞比较器的滞环电压进行判断，可有效防止普通比较器比较灵敏容易误判的问题，提高了本比例阀的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及比例阀技术领域，具体为一种比例阀控制电路。
背景技术
所有类型的控制阀(比例阀)都可能会失效，因此在电控***中都需要建立必要的保护措施来预防功能性失效而引发严重后果，丹佛斯控制阀(比例阀)内部自带信号处理电路，电压输入为12.17V时，比例阀处于中间开度位置，0～12.17V和12.17～18.59V比例阀处于不同的开度位置，以此来控制部件的运动。
控制器PWM输出目前工程上一般采用高边功率开关设计，高边功率开关本身带短路，开路诊断功能，但在实际应用中因控制器PWM 输出端是通过线束连接到PWM变送器产品上，在使用过程中一旦器件故障或者线路松动造成控制器PWM输出端开路，比例阀前端输入电压会从之前的一个电压值直接定额为5.74V，从而导致比例阀误动作，存在较大安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种比例阀控制电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种比例阀控制电路，其特征在于：包括MCU处理单元、基准电压输出电路、控制器PWM输出电路、开路诊断电路、分压电阻开关电路和比例阀内部信号电路，所述MCU处理单元分别连接基准电压输出电路和控制器PWM输出电路，所述基准电压输出电路分别连接控制器PWM输出电路和开路诊断电路，所述控制器PWM输出电路连接分压电阻开关电路，所述开路诊断电路连接分压电阻开关电路，所述分压电阻开关电路连接比例阀内部信号电路。
优选的，所述基准电压输出电路包括DAC集成芯片，所述DAC集成芯片八脚、九脚和十脚分别连接MCU处理单元，所述DAC集成芯片二脚连接开路诊断电路。
优选的，控制器PWM输出电路包括高边功率开关和超快恢复功率二极管，所述控制器PWM输出电路二脚和三脚分别连接MCU处理单元，所述控制器PWM输出电路第十二脚、十三脚分别连接超快恢复功率二极管一端和开路诊断电路，超快恢复功率二极管另一端接地。
优选的，所述开路诊断电路包括比较器、第十一电阻、第六电容、第十二电阻、第七电容、稳压管、反馈电阻和滤波电容，第十一电阻、第六电容、第十二电阻、第七电容组成两组RC滤波电路，所述比较器七脚通过两组RC滤波电路连接高边功率开关十二脚，所述稳压管一端连接比较器七脚，稳压管另一端接地，所述比较器三脚分别连接电源端和滤波电容一端，滤波电容另一端接地，所述反馈电阻两端分别连接比较器七脚和比较器一脚，所述比较器一脚连接分压电阻开关电路。
优选的，所述分压电阻开关电路包括MOS管、第三电阻、第六电阻、第七电阻和第九电阻，所述MOS管栅极连接第九电阻一端，第九电阻另一端分别连接比较器一脚和第七电阻一端，第七电阻另一端连接电源，所述MOS管源极接地，MOS管漏极连接第六电阻一端，所述第六电阻另一端分别连接高边功率开关十二脚和第三电阻一端，所述第三电阻另一端连接比例阀内部信号电路。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1、通过设计迟滞比较器的滞环电压进行判断有效防止普通比较器比较灵敏容易误判的问题。可靠性高；2、使用DAC芯片进行基准电压设置，基准电压可根据不同的比例阀内部电路进行设置；3、可以实现对丹佛斯等比例阀的开路检测和控制。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型***原理示意图；
图2为本实用新型基准电压输出电路原理示意图；
图3为本实用新型控制器PWM输出电路原理示意图；
图4为本实用新型开路诊断电路、分压电阻开关电路和比例阀内部信号电路原理图示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
请参阅图1-4，一种比例阀控制电路，包括MCU处理单元1、基准电压输出电路2、控制器PWM输出电路3、开路诊断电路4、分压电阻开关电路5和比例阀内部信号电路6，MCU处理单元1通过SPI 总线通信双向连接有基准电压输出电路2，且基准电压输出电路2的输出端与开路诊断电路4的输入端连接，开路诊断电路4的输出端与分压电阻开关电路5的输入端连接，且分压电阻开关电路5与比例阀内部信号电路6双向连接，开路诊断电路4的另一个输入端与控制器 PWM输出电路3的输出端连接，且控制器PWM输出电路3的另一个输出端与分压电阻开关电路4的输入端连接，控制器PWM输出电路3的反馈输出端与MCU处理单元1连接。
基准电压输出电路2包括DAC集成芯片U1，MCU处理单元1通过SPI接口给DAC集成芯片U1传送命令，由10位DAC集成芯片U1 输出基准电压REF1给开路诊断电路使用，MCU处理单元1中的MCU 芯片可为任意单片机或处理器，基准电压REF1可通过命令设置。
控制器PWM输出电路3由一片高边功率开关U2和超快恢复功率二极管D1组成，MCU处理单元1内部MCU的PWM功能管脚输出PWM 信号给高边功率开关U2，从而使高边功率开关U2输出PWM-OUT驱动信号，高边功率开关U2的故障诊断管脚FB与MCU处理单元1，用于向MCU处理单元1反馈故障信号。
开路诊断电路4包括比较器U4A、第十一电阻R11、第六电容C6、第十二电阻R12、第七电容C7、稳压管D3、反馈电阻R13和滤波电容C5，第十一电阻R11、第六电容C6和第十二电阻R12、第七电容C7组成两组RC滤波电路，稳压管D3为5.1V稳压管，比较器U4A 六脚连接至DAC集成芯片U1二脚，比较器U4A为LM2701比较器，比较器U4A一脚连接到分压电阻开关电路5的第九电阻R9，整个开路诊断电路4构成一个迟滞比较器，设置REF1为0.92V。
分压电阻开关电路5包括MOS管U3、第三电阻R3、第六电阻 R6、第七电阻R7和第九电阻R9。
工作原理：正常情况下，PWM-OUT输出的是一个PWM波形，经过第十一电阻R11和第六电容C6组成的RC滤波电路滤波后形成锯齿波，根据迟滞比较器阈值理论计算可知此时高电平阈值电压为0.948V，低电平阈值电压为0.798V，当迟滞比较器的输入端电压大于0.948V 时，比较器U4A的一脚为高电平，MOS管U3导通，第三电阻R3和第六电阻R6正常接入比例阀内部信号电路6中。
开路状态下，即PWM-OUT断开与第三电阻R3和第十一电阻R11 的连接时，PWM-OUT信号电压是由比例阀内部信号电路的第二电阻R2 与第五电阻R5，第三电阻R3，第六电阻R6组成的分压电路上的第六电阻R6上的电压，根据迟滞比较器阈值理论计算可知此时高电平阈值电压为0.995V，低电平阈值电压为0.59V，当出现开路状态前，比较器U4A的一脚输出高电平，在出现开路状态后，比较器U4A的七脚的电压会逐渐减少，直到低于电平阈值电压0.59V，比较器U4A翻转，一脚输出低电平，MOS管U3关断，从而及时断开1K的第六电阻R6，保证比例阀前端输入电压会从之前的一个电压值直接定额为5.74V。
由于整个开路诊断电路4构成一个迟滞比较器，当出现开路状态时，可以及时断开分压电阻开关电路5内的分压电阻，从而保证比例阀不会误动作，可有效防止普通比较器比较灵敏容易误判的问题，提高了本比例阀的可靠性。
使用时，通过DAC集成芯片U1进行基准电压REF1设置，基准电压REF1可根据不同的比例阀内部电路进行设置，从而实现对丹佛斯等比例阀的开路检测和控制。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种比例阀控制电路，其特征在于：包括MCU处理单元(1)、基准电压输出电路(2)、控制器PWM输出电路(3)、开路诊断电路(4)、分压电阻开关电路(5)和比例阀内部信号电路(6)，所述MCU处理单元(1)分别连接基准电压输出电路(2)和控制器PWM输出电路(3)，所述基准电压输出电路(2)分别连接控制器PWM输出电路(3)和开路诊断电路(4)，所述控制器PWM输出电路(3)连接分压电阻开关电路(5)，所述开路诊断电路(4)连接分压电阻开关电路(5)，所述分压电阻开关电路(5)连接比例阀内部信号电路(6)。
2.如权利要求1所述的一种比例阀控制电路，其特征在于：所述基准电压输出电路(2)包括DAC集成芯片U1，所述DAC集成芯片U1八脚、九脚和十脚分别连接MCU处理单元(1)，所述DAC集成芯片U1二脚连接开路诊断电路(4)。
3.如权利要求2所述的一种比例阀控制电路，其特征在于：控制器PWM输出电路(3)包括高边功率开关U2和超快恢复功率二极管D1，所述控制器PWM输出电路(3)二脚和三脚分别连接MCU处理单元(1)，所述控制器PWM输出电路(3)第十二脚、十三脚分别连接超快恢复功率二极管D1一端和开路诊断电路(4)，超快恢复功率二极管D1另一端接地。
4.如权利要求3所述的一种比例阀控制电路，其特征在于：所述开路诊断电路(4)包括比较器U4A、第十一电阻R11、第六电容C6、第十二电阻R12、第七电容C7、稳压管D3、反馈电阻R13和滤波电容C5，第十一电阻R11、第六电容C6、第十二电阻R12、第七电容C7组成两组RC滤波电路，所述比较器U4A七脚通过两组RC滤波电路连接高边功率开关U2十二脚，所述稳压管D3一端连接比较器U4A七脚，稳压管D3另一端接地，所述比较器U4A三脚分别连接电源端和滤波电容C5一端，滤波电容C5另一端接地，所述反馈电阻R13两端分别连接比较器U4A七脚和比较器U4A一脚，所述比较器U4A一脚连接分压电阻开关电路(5)。
5.如权利要求4所述的一种比例阀控制电路，其特征在于：所述分压电阻开关电路(5)包括MOS管U3、第三电阻R3、第六电阻R6、第七电阻R7和第九电阻R9，所述MOS管U3栅极连接第九电阻R9一端，第九电阻R9另一端分别连接比较器U4A一脚和第七电阻R7一端，第七电阻R7另一端连接电源，所述MOS管U3源极接地，MOS管U3漏极连接第六电阻R6一端，所述第六电阻R6另一端分别连接高边功率开关U2十二脚和第三电阻R3一端，所述第三电阻R3另一端连接比例阀内部信号电路(6)。
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| CN113885479A (zh) * | 2021-10-27 | 2022-01-04 | 杭州和利时自动化有限公司 | 一种阀门控制电路及阀门控制电路的诊断电路 |
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2019
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| CN113885479B (zh) * | 2021-10-27 | 2024-03-01 | 杭州和利时自动化有限公司 | 一种阀门控制电路及阀门控制电路的诊断电路 |
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