CN106678412A - 一种流量仪表阀门控制电路及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种流量仪表阀门控制电路及其控制方法。该方法包括以下步骤：开阀时，先给阀门驱动电路的驱动电源端供电，控制阀门驱动电路驱动阀门打开，当阀门打开到位时，停止给阀门驱动电路的驱动电源端供电，保持阀门驱动电路与阀门构成的回路导通，N秒后将阀门驱动电路与阀门构成的回路断开；关阀时，先给阀门驱动电路的驱动电源端供电，控制阀门驱动电路驱动阀门关闭，当阀门关闭到位时，停止给阀门驱动电路的驱动电源端供电，保持阀门驱动电路与阀门构成的回路导通，M秒后将阀门驱动电路与阀门构成的回路断开。本发明通过开阀指令与阀门供电指令之间时序的合理搭配，抑制了阀门电机在停止时的反向电动势的产生。
Description
技术领域
本发明涉及阀门控制电路技术领域，尤其涉及一种流量仪表阀门控制电路及其控制方法。
背景技术
目前，在流量控制阀的应用中，一般采用在电路中增加钳位电路解决阀门电机的反向电动势对阀门驱动电路的影响。钳位电路的电路复杂，器件多，可靠性差。
另一方面，对于阀门在带流体压力关阀后不容易开阀的情况，一般采用双电压供电电路的方式，关阀时采用低电压供电，开阀时采用高电压供电，实现开阀力大于关阀力加以解决，但是双电压供电电路的电路复杂、可靠性相对低、成本高。
发明内容
本发明主要解决的是目前流量仪表阀门控制电路采用钳位电路解决阀门电机的反向电动势问题，钳位电路的电路复杂、可靠性差的技术问题，提供了一种流量仪表阀门控制电路及其控制方法，其通过开阀指令与阀门供电指令之间时序的合理搭配，降低或消除了阀门电机在停止的瞬间的反向电动势的产生，无需硬件电路解决反向电动势，也提高了产品的可靠性。
本发明同时解决目前采用双电压供电电路实现开阀力大于关阀力，双电压供电电路的电路复杂、可靠性相对低、成本高的技术问题，提供了一种流量仪表阀门控制电路及其控制方法，其通过开阀、关阀不同回路的选择实现开阀力大于关阀力，电路简单，可靠性高，成本低。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明提供了一种流量仪表阀门控制电路的控制方法，包括以下步骤：开阀时，先给阀门驱动电路的驱动电源端供电，控制阀门驱动电路驱动阀门打开，当阀门打开到位时，停止给阀门驱动电路的驱动电源端供电，保持阀门驱动电路与阀门构成的回路导通，N秒后将阀门驱动电路与阀门构成的回路断开；关阀时，先给阀门驱动电路的驱动电源端供电，控制阀门驱动电路驱动阀门关闭，当阀门关闭到位时，停止给阀门驱动电路的驱动电源端供电，保持阀门驱动电路与阀门构成的回路导通，M秒后将阀门驱动电路与阀门构成的回路断开。
在本技术方案中，开阀或关阀操作时，先控制阀门供电电路给阀门驱动电路的驱动电源端供电，控制阀门驱动电路驱动阀门动作，当阀门动作到位时，控制阀门供电电路停止供电，控制阀门驱动电路、和阀门串联成的回路仍然导通，由于阀门仍然有电流回路，阀门电机上电感线圈的磁能会逐渐被消耗掉，一段时间后，控制阀门驱动电路和阀门串联成的回路断开，完成一次降低或消除反向电动势的开阀或关阀操作。
本发明提供了一种流量仪表阀门控制电路，使用上述的一种流量仪表阀门控制电路的控制方法，包括控制器、阀门驱动电路和回路选择电路，所述控制器与阀门驱动电路的控制端电连接，所述阀门驱动电路、回路选择电路和阀门串联成一个回路，回路选择电路包括并联的开阀支路和关阀支路，开阀支路导通时的阻值小于关阀支路导通时的阻值，当阀门驱动电路驱动阀门打开时，开阀支路导通，当阀门驱动电路驱动阀门关闭时，开阀支路不导通、关阀支路导通。
在本技术方案中，开阀时，阀门驱动电路输出正向电压驱动阀门打开，此时开阀支路导通；关阀时，阀门驱动电路输出反向电压驱动阀门关闭，此时开阀支路不导通、关阀支路导通。由于开阀支路导通时的阻值小于关阀支路导通时的阻值，所以开阀时，阀门两端的输入电压较大，关阀时，阀门两端的输入电压较小，通过开阀、关阀不同回路的选择实现开阀力大于关阀力。
作为优选，所述开阀支路包括二极管D1，所述关阀支路包括电阻R4，阀门驱动电路的第一输出端与二极管D1阳极和电阻R4一端电连接，阀门的第一输入端与二极管D1阴极和电阻R4另一端电连接，阀门驱动电路的第二输出端与阀门的第二输入端电连接。开阀时，二极管D1导通，由于二极管D1导通时阻值很小，电流主要流经二极管D1，此时整个回路选择电路的阻值很小，阀门两端的输入电压较大；关阀时，二极管D1截止，没有电流通过，电流流经电阻R4形成回路，此时整个回路选择电路的阻值较大，阀门两端的输入电压较小。
作为优选，所述一种流量仪表阀门控制电路还包括阀门供电电路，所述阀门供电电路的输出端与阀门驱动电路的驱动电源端电连接，阀门供电电路的控制端与控制器电连接。控制器控制阀门驱动电路和阀门供电电路工作，阀门供电电路给阀门驱动电路的驱动电源端供电。
作为优选，所述阀门供电电路包括电源Vin1和开关模块，电源Vin1通过开关模块与阀门驱动电路的驱动电源端电连接，开关模块的控制端与控制器电连接。
作为优选，所述开关模块包括电阻R1、电阻R2、MOS管Q1和三极管Q2，电阻R2一端与控制器的第三输出端电连接，电阻R2另一端与三极管Q2基极电连接，三极管Q2发射极接地，三极管Q2集电极与电阻R1一端、MOS管Q1栅极电连接，MOS管Q1源极与电阻R1另一端、电源Vin1电连接，MOS管Q1漏极与阀门驱动电路的驱动电源端电连接。
作为优选，所述电源Vin1采用复合型锂离子电池，所述复合型锂离子电池的供电电压为3.6-3.9V。
作为优选，所述阀门驱动电路包括驱动芯片U1、电阻R3和二极管D2，驱动芯片U1的第一输出端为阀门驱动电路的第一输出端，驱动芯片U1的第二输出端为阀门驱动电路的第二输出端，驱动芯片U1的驱动电源端为阀门驱动电路的驱动电源端，驱动芯片U1的驱动电源端与电源Vout电连接，驱动芯片U1的接地端接地，驱动芯片U1的工作电源端与电源Vin2电连接，驱动芯片U1的第一输入端与电阻R3一端、控制器的第一输出端电连接，驱动芯片U1的第二输入端与二极管D2阳极、控制器的第二输出端电连接，驱动芯片U1的第三输入端与电阻R3另一端、二极管D2阴极电连接。
作为优选，所述阀门驱动电路还包括电容C1，电容C1一端与驱动芯片U1的工作电源端电连接，电容C1另一端接地。
作为优选，所述阀门驱动电路还包括电容C2，电容C2一端与驱动芯片U1的驱动电源端电连接，电容C2另一端接地。
本发明的有益效果是：（1）通过开阀指令与阀门供电指令之间时序的合理搭配，降低或消除了阀门电机在停止时的反向电动势的产生，无需硬件电路解决反向电动势，提高了产品的可靠性。（2）通过开阀、关阀不同回路的选择实现开阀力大于关阀力，电路简单，可靠性高，成本低。
附图说明
图1是本发明的一种电路原理图。
图中：1、阀门驱动电路，2、回路选择电路，3、阀门，4、阀门供电电路。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本实施例提供了一种流量仪表阀门控制电路的控制方法，包括以下步骤：开阀时，先给阀门驱动电路的驱动电源端供电，控制阀门驱动电路驱动阀门打开，当阀门打开到位时，停止给阀门驱动电路的驱动电源端供电，保持阀门驱动电路与阀门构成的回路导通，N秒后将阀门驱动电路与阀门构成的回路断开；关阀时，先给阀门驱动电路的驱动电源端供电，控制阀门驱动电路驱动阀门关闭，当阀门关闭到位时，停止给阀门驱动电路的驱动电源端供电，保持阀门驱动电路与阀门构成的回路导通，M秒后将阀门驱动电路与阀门构成的回路断开。
开阀或关阀操作时，先控制阀门供电电路给阀门驱动电路的驱动电源端供电，控制阀门驱动电路驱动阀门动作，当阀门动作到位时，控制阀门供电电路停止供电，控制阀门驱动电路、和阀门串联成的回路仍然导通，由于阀门仍然有电流回路，阀门电机上电感线圈的磁能会逐渐被消耗掉，一段时间后，控制阀门驱动电路和阀门串联成的回路断开，完成一次降低或消除反向电动势的开阀或关阀操作。
本实施例提供了一种流量仪表阀门控制电路，使用上述的一种流量仪表阀门控制电路的控制方法，如图1所示，包括控制器、阀门驱动电路1、回路选择电路2和阀门供电电路4，控制器与阀门驱动电路1的控制端电连接，阀门驱动电路1、回路选择电路2和阀门3串联成一个回路，阀门供电电路4的输出端与阀门驱动电路1的驱动电源端电连接，阀门供电电路4的控制端与控制器电连接；
回路选择电路2包括并联的开阀支路和关阀支路，开阀支路包括二极管D1，关阀支路包括电阻R4，阀门驱动电路1的第一输出端与二极管D1阳极和电阻R4一端电连接，阀门3的第一输入端与二极管D1阴极和电阻R4另一端电连接，阀门驱动电路1的第二输出端与阀门的第二输入端电连接；
阀门供电电路4包括电源Vin1和开关模块，电源Vin1采用复合型锂离子电池，复合型锂离子电池的供电电压为3.6-3.9V，开关模块包括电阻R1、电阻R2、MOS管Q1和三极管Q2，电阻R2一端与控制器的第三输出端电连接，电阻R2另一端与三极管Q2基极电连接，三极管Q2发射极接地，三极管Q2集电极与电阻R1一端、MOS管Q1栅极电连接，MOS管Q1源极与电阻R1另一端、电源Vin1电连接，MOS管Q1漏极与阀门驱动电路的驱动电源端电连接；
阀门驱动电路1包括DRV8837驱动芯片U1、电容C1、电容C2、电阻R3和二极管D2，DRV8837驱动芯片U1的3脚为阀门驱动电路的第一输出端，DRV8837驱动芯片U1的2脚为阀门驱动电路的第二输出端，DRV8837驱动芯片U1的1脚为阀门驱动电路的驱动电源端，DRV8837驱动芯片U1的1脚与电容C2一端电连接，电容C2另一端、DRV8837驱动芯片U1的0脚、4脚都接地，DRV8837驱动芯片U1的8脚与电源Vin2、电容C1一端电连接，电容C1另一端接地，DRV8837驱动芯片U1的6脚与电阻R3一端、控制器的第一输出端电连接，DRV8837驱动芯片U1的5脚与二极管D2阳极、控制器的第二输出端电连接，DRV8837驱动芯片U1的7脚与电阻R3另一端、二极管D2阴极电连接。
控制器控制阀门驱动电路工作，阀门供电电路给阀门驱动电路的驱动电源端供电。控制器的第一输出端用于输出开阀信号Valve_ON，控制器的第二输出端用于输出关阀信号Valve_OFF，控制器的第三输出端用于输出控制信号Power_ON控制三极管Q2的通断。
当阀门驱动电路需要工作时，Power_ON被置高电平，这时，三极管Q2处于饱和导通状态，三极管Q2的集电极被发射极拉到GND。同时，MOS管Q1的栅极被三极管Q2的集电极拉到GND，MOS管Q1的源极到漏极导通。此时，MOS管Q1的漏极为阀门驱动电路供电，阀门驱动电路开始工作。
开阀时，Power_ON置高电平，阀门供电电路导通，Valve_ON置高电平，Value_OFF置低电平，DRV8837驱动芯片U1的3脚连通电源Vin1，DRV8837驱动芯片U1的2脚连通GND，电流流经二极管D1、阀门到GND构成回路，阀门打开。当阀门打开到位时，将Power_ON先置低电平，而Value_ON和Value_OFF继续保持当前电平不变化，即先将阀门供电电路断开，由于目前阀门仍然有电流回路，阀门电机上电感线圈上的磁能会逐渐被消耗掉。一段时间后，将Value_ON置低电平，停止阀门动作逻辑，完成一次降低或消除反向电动势的开阀操作。
关阀时，Power_ON置高电平，阀门供电电路导通，Valve_ON置低电平，Value_OFF置高电平，DRV8837驱动芯片U1的3脚连通GND，DRV8837驱动芯片U1的2脚连通电源Vin1，电流流经电阻R4、阀门到GND构成回路，二极管D1反向不导通，没有电流通过，阀门关闭。当阀门关闭到位时，将Power_ON先置低电平，而Value_ON和Value_OFF继续保持当前电平不变化，即先将阀门供电电路断开，由于目前阀门仍然有电流回路，阀门电机上电感线圈上的磁能会逐渐被消耗掉。一段时间后，将Value_OFF置低电平，停止阀门动作逻辑，完成一次降低或消除反向电动势的关阀操作。
开阀时，电流流经二极管D1、阀门到GND构成回路。关阀时，电流流经电阻R4、阀门到GND构成回路，二极管D1没有电流通过。开阀时，电流流经二极管D1，阀门两端的电流相对关阀大，阀门两端的输入电压相对关阀较大；关阀时，电流流经电阻R4，二极管D1反向截止，电流小于开阀电流，阀门两端的输入电压相对开阀较小，通过开阀、关阀不同回路的选择实现开阀力大于关阀力。
Claims (10)
1.一种流量仪表阀门控制电路的控制方法，包括以下步骤：开阀时，先给阀门驱动电路的驱动电源端供电，控制阀门驱动电路驱动阀门打开，当阀门打开到位时，停止给阀门驱动电路的驱动电源端供电，保持阀门驱动电路与阀门构成的回路导通，N秒后将阀门驱动电路与阀门构成的回路断开；关阀时，先给阀门驱动电路的驱动电源端供电，控制阀门驱动电路驱动阀门关闭，当阀门关闭到位时，停止给阀门驱动电路的驱动电源端供电，保持阀门驱动电路与阀门构成的回路导通，M秒后将阀门驱动电路与阀门构成的回路断开。
2.一种流量仪表阀门控制电路，使用权利要求1所述的一种流量仪表阀门控制电路的控制方法，其特征在于：包括控制器、阀门驱动电路（1）和回路选择电路（2），所述控制器与阀门驱动电路（1）的控制端电连接，所述阀门驱动电路（1）、回路选择电路（2）和阀门（3）串联成一个回路，回路选择电路（2）包括并联的开阀支路和关阀支路，开阀支路导通时的阻值小于关阀支路导通时的阻值，当阀门驱动电路（1）驱动阀门（3）打开时，开阀支路导通，当阀门驱动电路（1）驱动阀门（3）关闭时，开阀支路不导通、关阀支路导通。
3.根据权利要求2所述的一种流量仪表阀门控制电路，其特征在于：所述开阀支路包括二极管D1，所述关阀支路包括电阻R4，阀门驱动电路（1）的第一输出端与二极管D1阳极和电阻R4一端电连接，阀门（3）的第一输入端与二极管D1阴极和电阻R4另一端电连接，阀门驱动电路（1）的第二输出端与阀门（3）的第二输入端电连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种流量仪表阀门控制电路，其特征在于：还包括阀门供电电路（4），所述阀门供电电路（4）的输出端与阀门驱动电路（1）的驱动电源端电连接，阀门供电电路（4）的控制端与控制器电连接。
5.根据权利要求4所述的一种流量仪表阀门控制电路，其特征在于：所述阀门供电电路（4）包括电源Vin1和开关模块，电源Vin1通过开关模块与阀门驱动电路（1）的驱动电源端电连接，开关模块的控制端与控制器电连接。
6.根据权利要求5所述的一种流量仪表阀门控制电路，其特征在于：所述开关模块包括电阻R1、电阻R2、MOS管Q1和三极管Q2，电阻R2一端与控制器的第三输出端电连接，电阻R2另一端与三极管Q2基极电连接，三极管Q2发射极接地，三极管Q2集电极与电阻R1一端、MOS管Q1栅极电连接，MOS管Q1源极与电阻R1另一端、电源Vin1电连接，MOS管Q1漏极与阀门驱动电路（1）的驱动电源端电连接。
7.根据权利要求5所述的一种流量仪表阀门控制电路，其特征在于：所述电源Vin1采用复合型锂离子电池，所述复合型锂离子电池的供电电压为3.6-3.9V。
8.根据权利要求2或3所述的一种流量仪表阀门控制电路，其特征在于：所述阀门驱动电路（1）包括驱动芯片U1、电阻R3和二极管D2，驱动芯片U1的第一输出端为阀门驱动电路（1）的第一输出端，驱动芯片U1的第二输出端为阀门驱动电路（1）的第二输出端，驱动芯片U1的驱动电源端为阀门驱动电路（1）的驱动电源端，驱动芯片U1的驱动电源端与电源Vout电连接，驱动芯片U1的接地端接地，驱动芯片U1的工作电源端与电源Vin2电连接，驱动芯片U1的第一输入端与电阻R3一端、控制器的第一输出端电连接，驱动芯片U1的第二输入端与二极管D2阳极、控制器的第二输出端电连接，驱动芯片U1的第三输入端与电阻R3另一端、二极管D2阴极电连接。
9.根据权利要求7所述的一种流量仪表阀门控制电路，其特征在于：所述阀门驱动电路（1）还包括电容C1，电容C1一端与驱动芯片U1的工作电源端电连接，电容C1另一端接地。
10.根据权利要求7所述的一种流量仪表阀门控制电路，其特征在于：所述阀门驱动电路（1）还包括电容C2，电容C2一端与驱动芯片U1的驱动电源端电连接，电容C2另一端接地。
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Effective date of registration: 20231110 Address after: Room 2-101, No. 158 Jinqiao Street, Jianggan District, Hangzhou City, Zhejiang Province, 310018 Patentee after: Jinka Water Technology Co.,Ltd. Patentee after: ZHEJIANG TANCY INSTRUMENT SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 310018 No. 158 Jinqiao street, Hangzhou Economic and Technological Development Zone, Zhejiang Province Patentee before: Jinka Water Technology Co.,Ltd. |
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