CN102943916A - 电子膨胀阀驱动器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子膨胀阀驱动器，包括模拟量采集单元，其采集当前4～20mA的模拟量的阀门控制电流信号并将其转换成对应的模拟量的电压信号然后进行放大输出；主控单元，其将模拟量采集单元的输出转换成数字量的电压信号，然后与前一时刻的数字量的电压信号进行比较，根据比较结果对应输出增大阀门开度信号或缩小阀门开度信号；电子膨胀阀驱动单元，其根据主控单元的输出对应的驱动电子膨胀阀的开度；输出指示单元接收主控单元当前输出的电子膨胀阀的状态信号，并根据状态信号指示电子膨胀阀的当前状态；报警输出单元与主控单元相连，用于实现断线报警；开关设定单元与主控单元相连，用于参数设定。该装置结构简单、性能稳定、兼容性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种制冷设备的电控装置，尤其涉及一种电子膨胀阀驱动器。
背景技术
随着微机控制技术的崛起，机电一体化已成为制冷系统发展的新趋势。电子膨胀阀照比热力膨胀阀已由原来的机械式控制向电脑式控制发展，充分体现了机电一体化的发展趋势。目前，市场上的电子膨胀阀的种类多样，其相应的控制器也是各有不同，相互之间存在兼容性问题，而结构复杂，性能不稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、性能稳定且兼容性强的电子膨胀阀驱动器。
为达到上述目的，本发明提供了一种电子膨胀阀驱动器，包括：
模拟量采集单元，用于采集当前4～20mA的模拟量的阀门控制电流信号并将其转换成对应的模拟量的电压信号然后进行放大输出；
主控单元，用于将所述模拟量采集单元输出的模拟的电压信号对应转换成数字量的电压信号，将所述数字量的电压信号与前一时刻的数字量的电压信号进行比较，并根据比较结果对应输出增大阀门开度信号或缩小阀门开度信号；
电子膨胀阀驱动单元，用于根据所述增大阀门开度信号或所述缩小阀门开度信号对应的驱动电子膨胀阀增大阀门开度或缩小阀门开度；
输出指示单元，用于接收所述主控单元当前输出的所述电子膨胀阀的状态信号，并根据所述状态信号指示所述电子膨胀阀的当前状态；
报警输出单元，其与所述主控单元相连，用于实现断线报警；
开关设定单元，其与所述主控单元相连，用于参数设定。
本发明的电子膨胀阀驱动器包括主控单元、开关设定单元、电源单元、模拟量采集单元、报警输出单元、电子膨胀阀驱动单元和输出指示单元。其中，模拟量采集单元用于采集当前4～20mA的模拟量的阀门控制电流信号并将其转换成对应的模拟量的电压信号然后进行放大输出，主控单元可将模拟量采集单元输出的模拟的电压信号对应转换成数字量的电压信号，将该数字量的电压信号与前一时刻的数字量的电压信号进行比较，并根据比较结果对应输出增大阀门开度信号或缩小阀门开度信号，而电子膨胀阀驱动单元则根据增大阀门开度信号或缩小阀门开度信号对应的驱动电子膨胀阀增大阀门开度或缩小阀门开度，从而提供了一种结构简单、性能稳定的电子膨胀阀驱动器，并且本发明的电子膨胀阀驱动器对所有输入为4～20mA的模拟量的阀门控制电流信号均适用，从而提高了电子膨胀阀驱动器的兼容性。
附图说明
图1为本发明的电子膨胀阀驱动器的电路原理框图；
图2为本发明的电子膨胀阀驱动器中主控单元部分的电路原理图；
图3为本发明的电子膨胀阀驱动器中电源单元部分的电路原理图；
图4为本发明的电子膨胀阀驱动器中模拟量采集单元部分的电路原理图；
图5为本发明的电子膨胀阀驱动器中报警输出单元部分的电路原理图；
图6为本发明的电子膨胀阀驱动器中电子膨胀阀驱动单元部分的电路原理图；
图7为本发明的电子膨胀阀驱动器中输出指示单元部分的电路原理图；
图8为本发明的电子膨胀阀驱动器中开关设定单元部分的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述：
参考图1所示，本实施例的电子膨胀阀驱动器包括主控单元1、开关设定单元2、电源单元3、模拟量采集单元4、报警输出单元5、电子膨胀阀驱动单元6和输出指示单元7。其中，模拟量采集单元4用于采集当前4～20mA的模拟量的阀门控制电流信号并将其转换成对应的模拟量的电压信号然后进行放大输出。主控单元1用于将模拟量采集单元4输出的模拟的电压信号对应转换成数字量的电压信号，将数字量的电压信号与前一时刻的数字量的电压信号进行比较，并根据比较结果对应输出增大阀门开度信号或缩小阀门开度信号。电子膨胀阀驱动单元6用于根据增大阀门开度信号或缩小阀门开度信号对应的驱动电子膨胀阀增大阀门开度或缩小阀门开度。输出指示单元7用于接收主控单元1当前输出的电子膨胀阀的状态信号，并根据状态信号指示电子膨胀阀的当前状态。报警输出单元5与主控单元1相连，用于实现断线报警。开关设定单元2与主控单元1相连，用于参数设定。
结合图2所示，主控单元1包括型号为STC12C2052AD的单片机及其外围电路。
结合图3所示，电源单元3包括依次相连的基于型号为LM2575S-5.0的开关电源稳压器构成的滤波稳压电路和基于ZY0505的DC/DC变换器。
结合图4所示，模拟量采集单元4包括型号为AD623的仪表放大器。仪表放大器的第1和第8引脚之间通过电阻R13相连；仪表放大器的第2和第3引脚作为模拟量的阀门控制电流信号的输入端，其之间接有相互并联的电阻R8、电容C13、电容C14和电容C15，电容C13、电容C14和电容C15构成滤波电路，电阻R8用于将电流信号变电压信号；仪表放大器的第7引脚接5V，仪表放大器的第4和第5引脚接地，仪表放大器的第6引脚接5V作为输出端与单片机的第12引脚相连。
结合图5所示，报警输出单元5包括以继电器K1、二极管D3、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R38、压敏电阻ZNR1、第一三极管N1、第二三极管N2和电子蜂鸣器BB1。第一三极管N1的基极与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端与电阻R38的一端相连后与单片机的第9引脚相连；电阻R38的另一端、二极管D3的输出端以及继电器K1的线圈的一端接5V，二极管D3的输入端以及继电器K1的线圈的另一端均与第一三极管N1的集电极相连；第一三极管N1的发射极接地；继电器K1的动触点与其常开触点之间通过压敏电阻ZNR1相连；第二三极管N2的基极与电阻R3的一端相连，第二三极管N2的基极与电阻R3的一端相连，第二三极管N2的发射极接5V，电阻R2的一端与第二三极管N2的发射极相连，电阻R3的另一端与电阻R2的另一端相连后与单片机的第8引脚相连；第二三极管N2的集电极与电子蜂鸣器BB1相连。
结合图6所示，电子膨胀阀驱动单元6包括型号为A3979的步进电机驱动器及其外围电路、型号为TLP114的第一光耦、型号为PS2801的第二光耦和型号为CD40106的六斯密特触发器。第一光耦的第1引脚接5V，第一光耦的第3引脚通过电阻R12与单片机的第17引脚相连，第一光耦的第6引脚接5V，第一光耦的第5和第6引脚之间通过电阻R17相连，第一光耦的第4引脚接地，第一光耦的第4和第5引脚之间通过电容C16相连，第一光耦的第5引脚与六斯密特触发器的第3引脚相连；第二光耦的第1引脚接5V，第二光耦的第2引脚通过电阻R9与单片机的第19引脚相连，第二光耦的第3引脚接地，第二光耦的第4引脚通过电阻14接5V，第二光耦的第4引脚与六斯密特触发器的第1引脚相连；六斯密特触发器的第4引脚与电阻R25的一端相连，电阻R25的另一端分别与六斯密特触发器的第9引脚以及电容C25的一端相连，电容C25的另一端接地，六斯密特触发器的第8引脚与步进电机驱动器的第19引脚相连；六斯密特触发器的第2引脚与电阻R26的一端相连，电阻R26的另一端分别与六斯密特触发器的第5引脚以及电容C26的一端相连，电容C26的另一端接地，六斯密特触发器的第6引脚与步进电机驱动器的第3引脚相连；步进电机驱动器的第4、第11、第18和第25引脚与电子膨胀阀相连。
结合图8所示，开关设定单元2包括两个型号均为PS2801的第三光耦和第四光耦、八位拨码开关和型号为LM358的运算放大器。八位拨码开关第1至第6引脚接地，八位拨码开关第9和第10引脚与单片机的第3和第2引脚一一对应相连，八位拨码开关第11、第12和第13引脚分别对应通过电阻R31、电阻R30和电阻R29与单片机的第16、第15和第14引脚一一对应相连，八位拨码开关第14、第15和第16引脚分别对应通过电阻R32、电阻R28和电阻R27与运算放大器的第3引脚相连；运算放大器的第1引脚分别与其自身的第2引脚以及步进电机驱动器第8引脚相连，运算放大器的第3引脚通过由电容C24和电阻R33并联构成的滤波器接地；运算放大器的第3引脚通过电阻R36与其自身的第6引脚相连，运算放大器的第7引脚与其自身的第6引脚相连，运算放大器的第5引脚通过电容C27接地；第三光耦的第1引脚接5V，第三光耦的第2引脚通过电阻R10与单片机的第18引脚相连，第三光耦的第3引脚接地，第三光耦的第4引脚通过电阻R15接5V，第三光耦的第4引脚通过电阻R35与运算放大器的第5引脚相连；第四光耦的第1引脚接5V，第四光耦的第2引脚通过电阻R11与单片机的第11引脚相连，第四光耦的第3引脚接地，第四光耦的第4引脚通过电阻R16接5V，第四光耦的第4引脚通过电阻R34与运算放大器的第5引脚相连。
结合图7所示，输出指示单元7包括第一发光二极管DS2、第二发光二极管DS3和第三发光二极管DS4。第一发光二极管DS2的输入端、第二发光二极管DS3的输入端和第三发光二极管DS4的输入端分别对应通过电阻R5、电阻R6和电阻R7接5V，第一发光二极管DS2的输出端与单片机的第7引脚相连，第二发光二极管DS3的输出端与八位拨码开关的第7引脚相连，第三发光二极管DS4的输出端与八位拨码开关的第8引脚相连。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种电子膨胀阀驱动器，其特征在于，包括：
模拟量采集单元，用于采集当前4～20mA的模拟量的阀门控制电流信号并将其转换成对应的模拟量的电压信号然后进行放大输出；
主控单元，用于将所述模拟量采集单元输出的模拟的电压信号对应转换成数字量的电压信号，将所述数字量的电压信号与前一时刻的数字量的电压信号进行比较，并根据比较结果对应输出增大阀门开度信号或缩小阀门开度信号；
电子膨胀阀驱动单元，用于根据所述增大阀门开度信号或所述缩小阀门开度信号对应的驱动电子膨胀阀增大阀门开度或缩小阀门开度；
输出指示单元，用于接收所述主控单元当前输出的所述电子膨胀阀的状态信号，并根据所述状态信号指示所述电子膨胀阀的当前状态；
报警输出单元，其与所述主控单元相连，用于实现断线报警；
开关设定单元，其与所述主控单元相连，用于参数设定。
2.根据权利要求1所述的电子膨胀阀驱动器，其特征在于，所述主控单元包括型号为STC12C2052AD的单片机及其外围电路。
3.根据权利要求2所述的电子膨胀阀驱动器，其特征在于，所述模拟量采集单元包括型号为AD623的仪表放大器；所述仪表放大器的第1和第8引脚之间通过电阻R13相连；所述仪表放大器的第2和第3引脚作为所述模拟量的阀门控制电流信号的输入端，其之间接有相互并联的电阻R8、电容C13、电容C14和电容C15，电容C13、电容C14和电容C15构成滤波电路，电阻R8用于将电流信号变电压信号；所述仪表放大器的第7引脚接5V，所述仪表放大器的第4和第5引脚接地，所述仪表放大器的第6引脚接5V作为输出端与所述单片机的第12引脚相连。
4.根据权利要求3所述的电子膨胀阀驱动器，其特征在于，所述报警输出单元包括以继电器（K1）、二极管D3、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R38、压敏电阻（ZNR1）、第一三极管（N1）、第二三极管（N2）和电子蜂鸣器（BB1）；第一三极管（N1）的基极与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端与电阻R38的一端相连后与所述单片机的第9引脚相连；电阻R38的另一端、二极管D3的输出端以及继电器（K1）的线圈的一端接5V，二极管D3的输入端以及继电器（K1）的线圈的另一端均与第一三极管（N1）的集电极相连；第一三极管（N1）的发射极接地；继电器（K1）的动触点与其常开触点之间通过压敏电阻（ZNR1）相连；第二三极管（N2）的基极与电阻R3的一端相连，第二三极管（N2）的基极与电阻R3的一端相连，第二三极管（N2）的发射极接5V，电阻R2的一端与第二三极管（N2）的发射极相连，电阻R3的另一端与电阻R2的另一端相连后与所述单片机的第8引脚相连；第二三极管（N2）的集电极与电子蜂鸣器（BB1）相连。
5.根据权利要求4所述的电子膨胀阀驱动器，其特征在于，所述电子膨胀阀驱动单元包括型号为A3979的步进电机驱动器及其外围电路、型号为TLP114的第一光耦、型号为PS2801的第二光耦和型号为CD40106的所述六斯密特触发器；第一光耦的第1引脚接5V，第一光耦的第3引脚通过电阻R12与所述单片机的第17引脚相连，第一光耦的第6引脚接5V，第一光耦的第5和第6引脚之间通过电阻R17相连，第一光耦的第4引脚接地，第一光耦的第4和第5引脚之间通过电容C16相连，第一光耦的第5引脚与所述六斯密特触发器的第3引脚相连；第二光耦的第1引脚接5V，第二光耦的第2引脚通过电阻R9与所述单片机的第19引脚相连，第二光耦的第3引脚接地，第二光耦的第4引脚通过电阻14接5V，第二光耦的第4引脚与所述六斯密特触发器的第1引脚相连；所述六斯密特触发器的第4引脚与电阻R25的一端相连，电阻R25的另一端分别与所述六斯密特触发器的第9引脚以及电容C25的一端相连，电容C25的另一端接地，所述六斯密特触发器的第8引脚与所述步进电机驱动器的第19引脚相连；所述六斯密特触发器的第2引脚与电阻R26的一端相连，电阻R26的另一端分别与所述六斯密特触发器的第5引脚以及电容C26的一端相连，电容C26的另一端接地，所述六斯密特触发器的第6引脚与所述步进电机驱动器的第3引脚相连；所述步进电机驱动器的第4、第11、第18和第25引脚与所述电子膨胀阀相连。
6.根据权利要求5所述的电子膨胀阀驱动器，其特征在于，所述开关设定单元包括两个型号均为PS2801的第三光耦和第四光耦、八位拨码开关和型号为LM358的运算放大器；所述八位拨码开关第1至第6引脚接地，所述八位拨码开关第9和第10引脚与所述单片机的第3和第2引脚一一对应相连，所述八位拨码开关第11、第12和第13引脚分别对应通过电阻R31、电阻R30和电阻R29与所述单片机的第16、第15和第14引脚一一对应相连，所述八位拨码开关第14、第15和第16引脚分别对应通过电阻R32、电阻R28和电阻R27与所述运算放大器的第3引脚相连；所述运算放大器的第1引脚分别与其自身的第2引脚以及所述步进电机驱动器第8引脚相连，所述运算放大器的第3引脚通过由电容C24和电阻R33并联构成的滤波器接地；所述运算放大器的第3引脚通过电阻R36与其自身的第6引脚相连，所述运算放大器的第7引脚与其自身的第6引脚相连，所述运算放大器的第5引脚通过电容C27接地；所述第三光耦的第1引脚接5V，所述第三光耦的第2引脚通过电阻R10与所述单片机的第18引脚相连，所述第三光耦的第3引脚接地，所述第三光耦的第4引脚通过电阻R15接5V，所述第三光耦的第4引脚通过电阻R35与所述运算放大器的第5引脚相连；所述第四光耦的第1引脚接5V，所述第四光耦的第2引脚通过电阻R11与所述单片机的第11引脚相连，所述第四光耦的第3引脚接地，所述第四光耦的第4引脚通过电阻R16接5V，所述第四光耦的第4引脚通过电阻R34与所述运算放大器的第5引脚相连。
7.根据权利要求6所述的电子膨胀阀驱动器，其特征在于，所述输出指示单元包括第一发光二极管（DS2）、第二发光二极管（DS3）和第三发光二极管（DS4），第一发光二极管（DS2）的输入端、第二发光二极管（DS3）的输入端和第三发光二极管（DS4）的输入端分别对应通过电阻R5、电阻R6和电阻R7接5V，第一发光二极管（DS2）的输出端与所述单片机的第7引脚相连，第二发光二极管（DS3）的输出端与所述八位拨码开关的第7引脚相连，第三发光二极管（DS4）的输出端与所述八位拨码开关的第8引脚相连。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Yongda road 265500 Shandong province Yantai Fushan hi tech Industrial Zone No. 720 Patentee after: EBARA REFRIGERATION EQUIPMENT & SYSTEMS (CHINA) Co.,Ltd. Address before: Yongda road 265500 Shandong province Yantai Fushan hi tech Industrial Zone No. 720 Patentee before: YANTAI EBARA AIR CONDITIONER Co.,Ltd. |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Electronic expansion valve driver Effective date of registration: 20230411 Granted publication date: 20141029 Pledgee: Mitsubishi UFJ Bank (China) Co.,Ltd. Qingdao Branch Pledgor: EBARA REFRIGERATION EQUIPMENT & SYSTEMS (CHINA) Co.,Ltd. Registration number: Y2023370010037 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231229 Granted publication date: 20141029 Pledgee: Mitsubishi UFJ Bank (China) Co.,Ltd. Qingdao Branch Pledgor: EBARA REFRIGERATION EQUIPMENT & SYSTEMS (CHINA) Co.,Ltd. Registration number: Y2023370010037 |