CN109856492B - 电液伺服阀断线检测电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供电液伺服阀断线检测电路，其包括驱动电路和输出断线检测电路；驱动电路包括第一运算放大器、第一电阻和乙类推挽功率放大电路；第一运算放大器的同相输入端连接端子，第一运算放大器的反相输入端与第一电阻的一端相连接，运算放大器的输出端与乙类推挽功率放大电路的输入端相连接；所述断线检测电路包括运算放大器、第四电阻、第五电阻和第六电阻组成；第四电阻的一端连接端子和乙类推挽功率放大电路的输出端，第四电阻的另一端连接第二运算放大器的同相输入端，第二运算放大器的反相输入端通过第五电阻接地。本发明能完整检测断线故障；能够实时在线检测，并对原电路的正常工作基本不影响；判断及时，可靠性高。

Description

电液伺服阀断线检测电路
技术领域
本发明属于航空发动机伺服控制技术，涉及一种电液伺服阀断线检测电路。
背景技术
电液伺服阀是航空发动机系统中的一种十分重要的执行机构，常用于发动机油路、导叶、喷口等重要部件的控制，这些控制信号能否正常工作直接影响到航空发动机的性能和安全性。如果电液伺服阀出现断线故障，必须进行快速准确的检测，才能使控制系统对故障进行及时有效的处理。因此，电液伺服阀的断线检测有着非常重要的意义。
发明内容
为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种电液伺服阀断线检测电路，所述电液伺服阀断线检测电路能够有效地检测线路故障。
根据本发明提供的技术方案，一种电液伺服阀断线检测电路，包括驱动电路和输出断线检测电路；
所述驱动电路包括第一运算放大器U1、第一电阻R1和乙类推挽功率放大电路；所述第一运算放大器U1的同相输入端连接端子A，第一运算放大器U1的反相输入端与第一电阻R1的一端相连接，第一电阻R1的一端引出端子C，第一电阻R1的另一端接地，第一运算放大器U1的输出端与乙类推挽功率放大电路的输入端相连接；所述第一电阻R1为采样电阻；
所述断线检测电路包括运算放大器U2、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6组成；第四电阻R4的一端连接端子B和乙类推挽功率放大电路的输出端，第四电阻R4的另一端连接第二运算放大器U2的同相输入端，第二运算放大器U2的反相输入端通过第五电阻R5接地，第二运算放大器U2的反相输入端同时通过第六电阻R6连接第二运算放大器U2的输出端，运算放大器U2的输出端同时连接端子D。
进一步地，所述乙类推挽功率放大电路包括第二电阻R2、第三电阻R3、NPN三极管V1、PNP三极管V2；第一运算放大器U1的输出端连接第二电阻R2的第一端；第二电阻R2的第二端连接NPN三极管V1的基极、PNP三极管V2的基极和第三电阻R3的第一端，NPN三极管V1的集电极连接电源VDD，NPN三极管V1的发射极连接第三电阻R3的第二端和PNP三极管V2的发射极，PNP三极管V2的集电极连接电源VEE。
进一步地，所述第二电阻R2的第一端为乙类推挽功率放大电路的输入端，所述第三电阻R3的第二端为乙类推挽功率放大电路的输出端。
从以上所述可以看出，本发明提供的电液伺服阀断线检测电路，与现有技术相比具备以下优点：第一、完整检测断线故障；第二、能够实时在线检测，并对原电路的正常工作基本不影响；第三、判断及时，可靠性高。
附图说明
图1为本发明的电路图。
1. 驱动电路，2. 输出断线检测电路。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向。使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
本发明提供一种电液伺服阀断线检测电路，如图1所示，所示电液伺服阀断线检测电路包括驱动电路1和输出断线检测电路2；
所述驱动电路1包括第一运算放大器U1、第一电阻R1和乙类推挽功率放大电路；
所述第一运算放大器U1的同相输入端连接端子A，第一运算放大器U1的反相输入端与第一电阻R1的一端相连接，第一电阻R1的一端引出端子C，第一电阻R1的另一端接地，第一运算放大器U1的输出端与乙类推挽功率放大电路的输入端相连接；所述第一电阻R1为采样电阻；
所述断线检测电路2包括运算放大器U2、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6组成；第四电阻R4的一端连接端子B和乙类推挽功率放大电路的输出端，第四电阻R4的另一端连接第二运算放大器U2的同相输入端，第二运算放大器U2的反相输入端通过第五电阻R5接地，第二运算放大器U2的反相输入端同时通过第六电阻R6连接第二运算放大器U2的输出端，运算放大器U2的输出端同时连接端子D。
所述乙类推挽功率放大电路包括第二电阻R2、第三电阻R3、NPN三极管V1、PNP三极管V2；第一运算放大器U1的输出端连接第二电阻R2的第一端；第二电阻R2的第二端连接NPN三极管V1的基极、PNP三极管V2的基极和第三电阻R3的第一端，NPN三极管V1的集电极连接电源VDD，NPN三极管V1的发射极连接第三电阻R3的第二端和PNP三极管V2的发射极，PNP三极管V2的集电极连接电源VEE。
所述第二电阻R2的第一端为乙类推挽功率放大电路的输入端，所述第三电阻R3的第二端为乙类推挽功率放大电路的输出端。
本发明使用简单，可根据以下步骤进行电液伺服阀驱动故障检测：
1. 通过端子B和C加电液伺服阀负载；
2. 通过端子A给定基准电压Vref；
3. 测试端子D上的电压VBIT。
判断方法：
a.当Vmin<VBIT<Vmax时，为电液伺服阀驱动电路工作正常；
b.当VBIT>Vmax或VBIT<Vmin时，电液伺服阀驱动电路断线。
Vmax可设定为(VDD-V)*(R5+R6)/R5，Vmin可设定为(VEE+V)*(R5+R6)/R5，其中V为电液伺服阀驱动电路预留的电压空间。电路设计时，应保证电液伺服阀驱动电路正常工作时，端子B的输出电压范围在(VEE+V)和(VDD-V)之间。
本发明的工作原理是：未发生故障的情况下，通过端子B和C加电液伺服阀负载，给定端子A参考电压Vref，输出电流通过所述第一电阻R1进行转化为电压，并通过第一运算放大器U1构成闭环，闭环电流为I;则VBIT=I*(R1+R)*(R5+R6)/R5,其中R为负载电液伺服阀的阻抗，该电压值应该在Vmin和Vmax的范围内；当端子B和C与电液伺服阀负载断开时，给定端子A的参考电压Vref无法通过采样电阻R1和第一运算放大器U1构成闭环，根据运算放大器的开环特性，当给定端子A参考电压Vref>0时，VBIT将约等于VDD*(R5+R6)/R5即VBIT>Vmax或VBIT<Vmin，当给定端子A参考电压Vref<0时，VBIT将约等于VEE*(R5+R6)/R5即VBIT<Vmin。
本发明的一个实施例，第一电阻R1的阻值为2Ω，第二电阻R2的阻值为4.3kΩ，第三电阻R3的阻值为20kΩ，第一运算放大器U1和第二运算放大器U2均采用OP200，第四电阻R4的阻值为100kΩ，第五电阻R5和第六电阻R6的阻值相等且均为10kΩ，正电压电源VDD=8.5V，负电压电源VEE=-8.5V,预留的电压空间V=0.5V，电液伺服阀驱动电路正常工作时，端子B的输出电压范围在-8V和8V之间。负载电液伺服阀阻抗为15Ω，经计算Vmax=16V，Vmin=-16V。在端子A加基准电压Vref=0.4V,正常工作时, 闭环电流I=200mA，端子D采集的电压为VBIT=6.8V，Vmin<VBIT<Vmax；在端子A加基准电压Vref=0.4V,当端子B或者C与电液伺服阀断开时，VBIT=17V，VBIT>Vmax；在端子A加基准电压Vref=-0.4V,正常工作时, 闭环电流I=-200mA，端子D采集的电压为VBIT=-6.8V，Vmin<VBIT<Vmax；在端子A加基准电压Vref=-0.4V,当端子B或者C与电液伺服阀断开时，VBIT=-17V，VBIT<Vmin。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的主旨之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电液伺服阀断线检测电路，其特征在于，包括驱动电路（1）和输出断线检测电路（2）；
所述驱动电路（1）包括第一运算放大器U1、第一电阻R1和乙类推挽功率放大电路；所述第一运算放大器U1的同相输入端连接端子A，第一运算放大器U1的反相输入端与第一电阻R1的一端相连接，第一电阻R1的一端引出端子C，第一电阻R1的另一端接地，第一运算放大器U1的输出端与乙类推挽功率放大电路的输入端相连接；所述第一电阻R1为采样电阻；
所述输出断线检测电路（2）包括第二运算放大器U2、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6组成；第四电阻R4的一端连接端子B和乙类推挽功率放大电路的输出端，第四电阻R4的另一端连接第二运算放大器U2的同相输入端，第二运算放大器U2的反相输入端通过第五电阻R5接地，第二运算放大器U2的反相输入端同时通过第六电阻R6连接第二运算放大器U2的输出端，运算放大器U2的输出端同时连接端子D。
2.如权利要求1所述的一种电液伺服阀断线检测电路，其特征在于，
所述乙类推挽功率放大电路包括第二电阻R2、第三电阻R3、NPN三极管V1、PNP三极管V2；第一运算放大器U1的输出端连接第二电阻R2的第一端；第二电阻R2的第二端连接NPN三极管V1的基极、PNP三极管V2的基极和第三电阻R3的第一端，NPN三极管V1的集电极连接电源VDD，NPN三极管V1的发射极连接第三电阻R3的第二端和PNP三极管V2的发射极，PNP三极管V2的集电极连接电源VEE。
3.如权利要求2所述的一种电液伺服阀断线检测电路，其特征在于，所述第二电阻R2的第一端为乙类推挽功率放大电路的输入端，所述第三电阻R3的第二端为乙类推挽功率放大电路的输出端。
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