CN114046375B - 一种电磁阀供电电路及其调节方法 - Google Patents

一种电磁阀供电电路及其调节方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114046375B
CN114046375B CN202111301512.8A CN202111301512A CN114046375B CN 114046375 B CN114046375 B CN 114046375B CN 202111301512 A CN202111301512 A CN 202111301512A CN 114046375 B CN114046375 B CN 114046375B
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
module
circuit
voltage
constant current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111301512.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114046375A (zh
CN114046375A8 (zh
Inventor
朱玉颖
朱玉玉
李佳鑫
康玉宽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest University of Science and Technology
Original Assignee
Southwest University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest University of Science and Technology filed Critical Southwest University of Science and Technology
Priority to CN202111301512.8A priority Critical patent/CN114046375B/zh
Priority claimed from CN202010280713.3A external-priority patent/CN111459220B/zh
Publication of CN114046375A publication Critical patent/CN114046375A/zh
Publication of CN114046375A8 publication Critical patent/CN114046375A8/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114046375B publication Critical patent/CN114046375B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0675—Electromagnet aspects, e.g. electric supply therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电磁阀供电电路及其调节方法，属于电源控制技术领域，方法具体包括根据电磁阀恒流驱动电路参数信息对所述电磁阀恒流驱动电路的输出电压进行实时调节、对所述电磁阀恒流驱动电路的输出电流进行细化处理，能够快速细化输出稳定恒流，电流调节精度高，电磁阀产生的反向电压小，延长了电子器件的使用寿命；还能够最大情况地减小系统损耗，增大传输效率。

Description

一种电磁阀供电电路及其调节方法
技术领域
本发明涉及电源控制技术领域，尤其涉及一种电磁阀供电电路及其调节方法。
背景技术
电磁阀作为一种自动化基础元件，广泛应用于各种工业场景中，如在核反应堆中，通过控制电磁阀调整控制棒棒位来实现反应堆的启动、停堆、功率调节和事故反插等操作。电磁阀通电时，其线圈产生电磁力将关闭件从阀座上提起以打开阀门，当阀门开启后衔铁持续吸附，行程间距减到最小，电磁力达到最大，衔铁保持状态下，额外的功率通过线圈电阻转换为热能，热能的长时间累积不仅使电磁阀发烫，降低了电磁阀的寿命,同时也浪费了宝贵的电能资源。进一步地，高感量电磁阀阻抗差异较大，若高电量电磁阀电流瞬间改变，负载回路会产生较大的反向电压，引起电路震荡，损坏电器元件,如何动态调节回路的电流、电压值成为了当前亟需解决的问题。更进一步地，传统的可动线圈电磁铁驱动机构大多采用基于IGBT和可编程控制器PLC控制台等方式实现，其具有良好的运行可靠性、动作响应迅速，但其控制方法存在动态调节能力不强，控制精度不高，开发成本高的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有电磁阀驱动电路反向电压大、动态调节能力不强、控制精度不高的问题，提供一种电磁阀供电电路及其调节方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种电磁阀供电电路，其包括电压变换模块、电磁阀、隔离驱动模块、控制模块、转换模块、恒流电路模块、反馈模块、输入模块、显示模块、热插拔电路模块和辅助电源电路模块；
电压变换模块、电磁阀、恒流电路模块、反馈模块、控制模块顺次连接；控制模块输出端经隔离驱动模块连接至电压变换模块，同时控制模块输出端经转换模块连接至恒流电路模块，且输入模块输出端连接至控制模块，控制模块输出端连接至显示模块；热插拔电路模块经辅助电源电路模块分别连接至隔离驱动模块、转换模块、输入模块、控制模块、显示模块、反馈模块和恒流电路模块；
所述电磁阀供电电路的调节方法具体包括：
根据电磁阀恒流驱动电路参数信息对所述电磁阀恒流驱动电路的输出电流进行细化处理，以避免产生大的反向电压；
对所述电磁阀恒流驱动电路的输出电流进行细化处理具体包括：
计算所述电磁阀恒流驱动电路中参考电流和反馈电流的电流差值；
根据所述电流差值判断所述电磁阀恒流驱动电路是否处于当前电流阶段的电流参数条件，若否，根据反馈电流和电磁阀恒流驱动电路内部的电压环中调整管的漏源极电压控制电流环的启停状态；若是，进入下一电流建立阶段；
所述电流阶段依次包括恒流建立阶段、最大电流维持阶段、微调阶段、常态阶段；
所述电磁阀恒流驱动电路在进入恒流建立阶段时包括：
根据当前电磁阀恒流驱动电路的电路参数信息控制电压环工作以对电磁阀恒流驱动电路的输出电压进行实时调节；
计算第一参考电流与反馈电流的第一电流差值Ei1，所述第一参考电流等于最大输出电流；
判断所述第一电流差值Ei1是否连续多次满足第一电流精度值，若不满足，根据反馈电流和电磁阀恒流驱动电路内部的电压环中调整管的漏源极电压控制电流环的启停状态；若满足，进入最大电流维持阶段。
在一示例中，所述控制模块包括第一控制单元和第二控制单元；
第一控制单元包括依次连接的PID控制器和PWM细化输出器，PWM细化输出器输出端与经隔离驱动模块与电压变换模块连接，电压变换模块与PID控制器连接，构成电压环回路；
第二控制单元包括依次连接的PI控制器和WCC细化输出器，WCC细化输出器输出端经转换模块与恒流电路模块连接，恒流电路模块经反馈模块与PI控制连接，构成电流环回路。
在一示例中，所述电压变换模块包括顺次连接的全桥电路单元、变压电路单元和整流滤波电路单元。
在一示例中，所述恒流电路模块包括电压跟随单元、积分电路单元、第一反馈单元和调整管；
电压跟随单元为电压跟随器A1，积分电路单元为积分电路A2，第一反馈单元包括采样电阻Rs和仪表放大器M1；电压跟随器A1输出端连接至积分电路A2同向输入端，积分电路单元输出端与调整管栅极连接，调整管源极与采样电阻a端连接，采样电阻Rs两端分别连接至仪表放大器的两个输入端，仪表放大器输出端连接至积分电路单元反向输入端；调整管漏极与电磁阀连接，且调整管的漏极连接有一滤波电容，滤波电容另一端接地。
在一示例中，所述反馈模块包括第二反馈单元和第三反馈单元，两个反馈单元均包括采样电路和ADC电路；第二反馈单元连接至调整管漏极，用于采集调整管漏源极电压；第三反馈单元连接至采样电阻Rs，用于采集输出电流的电压信号，作为电流闭环的反馈环节，以对输出电流进行细化调节。
与现有技术相比，本发明有益效果是：
(1)本发明根据电磁阀恒流驱动电路参数信息对所述电磁阀恒流驱动电路的输出电压进行实时调节、对所述电磁阀恒流驱动电路的输出电流进行细化处理，避免输出电压、电流在短时间内变化过大产生大的反向电压进而损坏电磁阀，延长了电子器件的使用寿命。
(2)本发明采用PWM法调节电磁阀恒流驱动电路中电压环的输出电压值，即使负载改变或输入电压产生波动，驱动电源都能快速调节，使输出电压稳定，输出纹波小，动态调节能力强、稳定性高，可最大情况地减小系统损耗，增大传输效率。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图中：
图1为本发明实施例1的电磁阀恒流驱动电路的框图；
图2为本发明实施例1的电磁阀恒流驱动电路电压环、电流环示意图；
图3为本发明实施例1的电压变换模块示意图；
图4为本发明实施例1的恒流电路模块示意图；
图5为本发明实施例2的方法流程图；
图6为本发明实施例2的电压包络电流波形图；
图7为本发明实施例2的恒流驱动电路电流建立阶段示意图；
图8为本发明实施例2的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“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发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
为便于理解本发明方法，以图1的电磁阀驱动电路为例，对电磁阀驱动电路结构及工作原路进行阐述，提供了一种高感量的电磁阀供电电路及其调节方法，驱动电路具体包括电压变换模块、隔离驱动模块、控制模块、转换模块、恒流电路模块、反馈模块、输入模块、显示模块、热插拔电路模块和辅助电源电路模块。输入模块具体为按键，用于设置恒流电路模块输出电流期望值，动态调节驱动电源。转换模块具体为DA转换器，用于将控制模块输出的数字参考信号转换为模拟参考信号。显示模块具体为LCD显示器，用于显示当前驱动电源的电流电压参数。更为具体地，本发明驱动电源通过输入模块按键设置恒流电路模块输出电流期望值，控制模块根据反馈模块采集的电压变换模块的电压信息输出PWM信号经PWM细化输出器、隔离驱动模块放大后驱动电压变换模块细化输出合适的驱动电压。进一步地，控制模块根据反馈模块采集的恒流电路模块电路参数信息产生PI控制信号，该控制信号经WCC细化输出器、转换模块对恒流电路模块进行细化处理，递增输出电流期望值，避免电磁阀产生的反向电压过大。其中，该WCC细化输出器能够根据输出电流期望值先求循环次数平均值，再进行多次循环，一点一点递增输出，单位时间内输出电流变化小，电磁阀产生的反向电压小。
进一步地，如图2所示，控制模块包括第一控制单元和第二控制单元；第一控制单元包括依次连接的PID控制器和PWM细化输出器，PWM细化输出器输出端与经隔离驱动模块与电压变换模块连接，电压变换模块与PID控制器连接，构成电压环回路，实现了对电压变换模块进行细化输出处理，以递增输出电压值；第二控制单元包括依次连接的PI控制器和WCC细化输出器，WCC细化输出器输出端经转换模块与恒流电路模块连接，恒流电路模块经反馈模块与PI控制连接，构成电流环回路，实现了对恒流电路模块进行细化输出处理，以递增输出稳定直流。
进一步地，如图3所示，电压变换模块包括全桥电路单元、变压电路单元和整流滤波电路单元，用于根据控制模块输出的PWM信号将输入的350V直流电压转换为合适的驱动电压。全桥电路单元由4个NMOS管Q1、Q2、Q3和Q4构成，4个NMOS管源漏极间连接一无极性电容，4个NMOS管的栅极均与ARM控制电路输出端连接，NMOS管Q1源极与NMOS管Q3漏极连接，NMOS管Q1漏极连接至滤波电容Cin一端，NMOS管Q3源极连接至电容Cin另一端，滤波电容Cin用于减小输入电压纹波；NMOS管Q1漏极与NMOS管Q2漏极连接，NMOS管Q1源极与NMOS管Q3漏极连接，NMOS管Q2源极与NMOS管Q4漏极连接，Q1、Q4和Q2、Q3互补导通。变压电压单元具体为变压器，变压器原边一端连接至NMOS管Q1源极、NMOS管Q3漏极之间，变压器原边另一端连接至NMOS管Q2源极、NMOS管Q4漏极之间，变压器副边分别连接至整流滤波电路中的二极管D1、D2的阳极，两个二极管D1、D2的阴极均连接至电感L1的一端，电感L1另一端连接电容Cout一端，电容Cout另一端连接至变压器副边中心抽头，输出驱动电压以使电磁阀正常工作。
进一步地，如图4所示，恒流电路模块包括电压跟随单元、积分电路单元、第一反馈单元和调整管，根据控制模块输出的参考电压Vref对调整管进行电流控制。电压跟随单元具体为电压跟随器A1，用于提高稳定性；积分电路单元具体为积分电路A2，用于减小输出电流与期望输出电流值的静态误差，提高恒流输出精度。第一反馈单元包括采样电阻Rs和仪表放大器M1，用于将积分电路A2输出电压放大后反馈至积分电路反向输入端，构成反馈回路，改变采样电阻阻值或仪用放大器的放大倍数可实现大电流稳定输出。具体地，电压跟随器输出端连接至积分电路A2同向输入端，积分电路A2同向输入端电压Vp2、电压跟随器输出端V02与参考电压相等。积分电路单元输出端与调整管栅极连接，调整管源极与采样电阻a端连接，采样电阻Rs两端分别连接至仪表放大器的两个输入端，仪表放大器输出端连接至积分电路单元反向输入端；调整管漏极与电磁阀连接，且调整管的漏极连接有一滤波电容，滤波电容另一端接地。更为具体地，恒流电路模块积分输出电压Vo2表达式为：
上式中，Vref为参考电压，Vs为仪表放大器输出端的反馈电压，当参考电压Vref与反馈电压Vs相等停止积分，输出电流稳定后，参考电压Vref与输出电流Iout的关系式如下：
上式中，AMv为仪表放大器M1的固定增益。根据输出电流Iout进一步推导得到驱动电压Vout具体为：
Vout＝Iout*R+Vds
上式中，R为电磁阀等效阻值，Vds为调整管源漏极电压。
进一步地，反馈模块包括第二反馈单元和第三反馈单元，两个反馈单元均包括采样电路和ADC电路，其中，第二反馈单元连接至调整管漏极，用于采集调整管漏源极电压Vds；第三反馈单元连接至采样电阻Rs，用于采集输出电流的电压信号，作为电流闭环的反馈环节，以对输出电流进行细化调节。
进一步地，热插板电路模块具体为热插拔芯片LM5069-2，用于将外部输入的+24V电源进行热插拔处理，具有浪涌电流抑制、过压和过流保护功能。辅助电源电路模块输出端与隔离驱动模块、输入模块、显示模块、反馈模块、恒流电路模块、转换模块、控制模块连接，提供工作电压。
实施例2
如图5所示，本发明的目的在于克服现有电磁阀驱动电路反向电压大、动态调节能力不强、控制精度不高的问题，提供一种电磁阀恒流调节方法，根据电磁阀恒流驱动电路参数信息对电磁阀恒流驱动电路的输出电流进行细化处理，避免产生大的反向电压，动态调节能力强，控制精度高。其中，电路参数信息包括反馈电流、电磁阀恒流驱动电路内部的电压环中调整管的漏源极电压信息。更为具体地，如图6所示，本发明方法基于电压包络电流技术实现，图中标识1为电磁驱动电路输出电压波形，标识2为电磁驱动电路输出电流波形，可最大情况地减小系统损耗，增大传输效率。
进一步地，本发明方法具体包括以下步骤：
S01：计算电磁阀恒流驱动电路中参考电流和反馈电流的电流差值；
S02：根据参考电流和反馈电流的电流差值判断电磁阀恒流驱动电路是否满足恒流建立阶段的条件，若不满足，根据反馈电流和电磁阀恒流驱动电路内部的电压环中调整管的漏源极电压控制电流环的启停状态；若满足，进入最大电流维持阶段；
S03：根据参考电流和反馈电流的电流差值判断电磁阀恒流驱动电路是否满足最大电流维持阶段的条件，若不满足，根据反馈电流和电磁阀恒流驱动电路内部的电压环中调整管的漏源极电压控制电流环的启停状态；若满足，进入微调阶段；
S04：根据参考电流和反馈电流的电流差值判断电磁阀恒流驱动电路是否满足微调阶段的条件，若不满足，根据反馈电流和电磁阀恒流驱动电路内部的电压环中调整管的漏源极电压控制电流环的启停状态；
S05：若满足，电磁阀恒流驱动电进入常态阶段，并保持电磁阀恒流驱动电路当前的电路参数信息。
进一步地，本发明输出电流时序如图7所示，Imax表示输出最大值,其调节范围为200～300mA，设置步进为10mA；Imin表示输出最小值，调节范围为100～200mA,设置步进为10mA；t1～t2表示恒流建立阶段，时间为t1～t2≤100ms；t2～t3表示最大电流维持阶段，时间为200ms≤t2～t3≤600ms，设置步进为10ms；t3～t4表示恒流再调节阶段，时间为t3～t4≤50ms；t4以后表示恒流输出常态阶段。
更进一步地，以实施例1电磁阀驱动电路为例，令高感电磁阀可等效为23H的电感和680Ω电阻，采样电阻Rs＝0.1Ω，仪表放大器M1的增益A_Mv＝100，则稳流电路中恒流参考电压Vref和输出电流关系式：I_out＝0.1V_ref，当恒流参考电压Vref＝1V时，输出电流Iout＝100mA。通过按键设置期望输出电流Iout为300mA(对应的恒流参考电压Vref为3V),恒流电路模块工作，PID处理器通过PID算法输出PWM信号，通过PWM细化输出器、隔离驱动电路控制电压变换模块细化输出驱动电压Vout＝R*Iout+Vds；其中Vds为调整管漏源极电压，工作范围为3～8V时调整管工作在饱和区，设Vds＝5V。当第二反馈单元获取到调整管的漏源极电压大于5V时，PI处理控制DA转换器输出恒流参考电压从0开始细化输出(对3V求平均值，在一点一点递增输出)，在细化输出过程中，输出电流Iout慢慢变大，调整管的漏源极电压Vds降低，PID处理器会控制电压变换模块提高驱动电压Vout,使调整管漏源极电压始终保持在5V附近波动，最终通过一段时间调节(40～80ms),PI处理器控制DA转换器输出恒流参考电压到3V,即恒流电路模块的输出电流Iout＝300mA，驱动电压Vout＝300mA*650Ω+5V＝209V。在整个调节过程中，根据反向电压计算公式：可知，本发明输出电流Iout是逐渐递增输出，电流调节单位时间内变化小，则产生的反向电压V反小，能够防止调整管损毁，延长了调整管的使用寿命。进一步地，在负载回路中反向电压V反对驱动电压Vout影响也会减小，调整管漏源极电压可稳定保持在3～8V范围内，从而始终工作在饱和区，保证调整管不会发烫甚至损毁。同时，负载回路中的电流交流信号经电解电容C2滤除，负载回路中的电流交流信号信号小，采样电阻Rs将电流交流信号转换为电压交流信号，通过第一反馈单元的负反馈调节，作用于积分电路的影响也小，最终恒流电路模块可实现100～300mA恒定电流稳定输出。
更进一步地，如图8所示，步骤S02判断电磁阀恒流驱动电路是否满足恒流建立阶段的条件具体包括：
S021：根据当前电磁阀恒流驱动电路的电路参数信息控制电压环工作以对电磁阀恒流驱动电路的输出电压进行调节；
S022：计算第一参考电流与反馈电流的第一电流差值Ei1，第一参考电流等于最大输出电流；
S023：判断第一电流差值Ei1是否连续5次满足第一电流精度值，即小于1mA，若不满足，判断电压环中调整管漏源极电压是否处于恒流建立阶段下的电压安全区，即大于10V，若是，PI控制器控制启动器打开，采用PI算法控制电流环工作对输出电流进行细化输出处理；
S024：若第一电流差值Ei1连续5次满足第一电流精度值，表示电磁阀驱动电路已经进入最大电流维持阶段。
更进一步地，步骤S03中判断电磁阀恒流驱动电路是否满足最大电流维持阶段的条件具体包括：
S031：根据当前电磁阀恒流驱动电路参数信息控制电压环工作以对电磁阀恒流驱动电路的输出电压进行调节；
S032：计算第一参考电流与反馈电流的第一电流差值Ei1；
S033：判断第一电流差值Ei1是否能够维持自定义的第一时间，若不能，判断电压环中调整管漏源极电压是否处于最大电流维持阶段下的电压安全区，即处于4V至8V之间，若是，判断第二电流差值是否满足当前电流精度要求，即是否大于0.3mA；若第二电流差值小于0.3mA，不采取任何措施，继续对电流差值进行监测；反之，PI控制器控制启动器打开，采用PI算法控制电流环工作对输出电流进行细化输出处理，调节电磁阀驱动电路当前电流；
S035：若第一电流差值Ei1能够维持自定义的第一时间，进入微调阶段。
进一步地，步骤S04中判断电磁阀恒流驱动电路是否满足微调阶段具体包括：
S041：根据当前电磁阀恒流驱动电路的电路参数信息控制电压环工作以对电磁阀恒流驱动电路的输出电压进行调节；
S042：计算第二参考电流与反馈电流的第二电流差值Ei2，第一参考电流等于最小输出电流；
S043：判断第二电流差值Ei2是否连续5次满足第一电流精度值，即小于1mA，若不满足，判断电压环中调整管漏源极电压是否处于微调阶段下的电压安全区，即大于3V，若否，不采取任何措施，继续对电流差值进行监测；若是，PI控制器控制启动器打开，采用PI算法控制电流环工作对输出电流进行细化输出处理，调节电磁阀驱动电路的输出电流；
S044：若满足，表示电磁阀驱动电路已经进入常态阶段。
更进一步地，步骤S05中电磁阀恒流驱动电进入常态阶段还包括：
S051：根据当前电磁阀恒流驱动电路参数信息控制电压环工作以对电磁阀恒流驱动电路的输出电压进行调节；
S052：计算第二参考电流与反馈电流的第二电流差值Ei2；
S053：判断第二电流差值Ei2是否能够维持自定义的第二时间，即至少大于5min，表示当前电磁阀驱动电路的输出电压值、电流值稳定，可以关闭电压环、电流环的调节工作；若不能，判断电压环中调整管漏源极电压是否处于常态阶段下的电压安全区，即处于3V至7V之间，若否，不采取任何措施，继续对电流差值进行监测，若是，判断第二电流差值是否满足当前电流精度要求，即是否大于0.3mA；
S054：若第二电流差值小于0.3mA，不采取任何措施，继续对电流差值进行监测；反之，PI控制器控制启动器打开，采用PI算法控制电流环工作对输出电流进行细化输出处理，避免输出电流在短时间内变化过大产生大的反向电压进而损坏电磁阀，延长了电子器件的使用寿命。
更进一步地，本发明方法根据当前电磁阀恒流驱动电路第一参数信息控制电压环工作以对电磁阀恒流驱动电路的输出电压进行调节具体包括：
S11：计算电磁阀驱动电路内部的电压环中调整管漏源极电压；
S12：根据调整管漏源极电压控制电磁阀恒流驱动电路内部的电压环工作，以调节当前电磁阀驱动电路的输出电压。其中，电磁阀恒流驱动电路第一参数信息包括但不限于电磁阀驱动电路的的负载信息和电磁阀驱动电路的的输入电压信息。
需要进一步说明的是，当电磁阀驱动电路的的负载改变时，以电磁阀驱动电路的的负载变大为例，根据电磁阀驱动电路的输出电压的计算公式Vout＝R*Iout+Vds可知，当电磁阀驱动电路的的负载R变大，电磁阀驱动电路的负载电压变大，且电磁阀输出电压不变(所处控制阶段周期短，在下一控制周期才会调节电磁阀驱动电路的输出电压)，则此时电磁阀驱动电路的电压环中的调整管的漏源极电压(差)变小，则通过计算电磁阀驱动电路内部的电压环中调整管漏源极电压值，以调整当前电磁阀驱动电路的输出电压。
当电磁阀驱动电路的的输入电压改变时，以电磁阀驱动电路的的输入电压变小为例，当电磁阀驱动电路的的输入电压变小，电磁阀驱动电路的输出电压变小，根据电磁阀驱动电路的输出电压的计算公式Vout＝R*Iout+Vds可知，此时输出电流Iout、负载电阻R不变，则电磁阀驱动电路的电压环中的调整管漏源极电压Vds对应变小，则通过计算电磁阀驱动电路内部的电压环中调整管漏源极电压值，以调整当前电磁阀驱动电路的输出电压。
更进一步地，本发明电压变换模块与恒流电路模块协同工作，实现了双闭环控制，使调整管漏源极电压在允许范围内(3～8V),使其始终工作在饱和区。即使负载改变或输入电压Vin产生波动，控制模块都能快速调节使恒流电路模块输出稳定电压，动态调节能力强，可最大情况地减小系统损耗，增大传输效率。
以上具体实施方式是对本发明的详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替代，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种电磁阀供电电路，其特征在于：其包括电压变换模块、电磁阀、隔离驱动模块、控制模块、转换模块、恒流电路模块、反馈模块、输入模块、显示模块、热插拔电路模块和辅助电源电路模块；
电压变换模块、电磁阀、恒流电路模块、反馈模块、控制模块顺次连接；控制模块输出端经隔离驱动模块连接至电压变换模块，同时控制模块输出端经转换模块连接至恒流电路模块，且输入模块输出端连接至控制模块，控制模块输出端连接至显示模块；热插拔电路模块经辅助电源电路模块分别连接至隔离驱动模块、转换模块、输入模块、控制模块、显示模块、反馈模块和恒流电路模块；
所述电磁阀供电电路的调节方法具体包括：
根据电磁阀恒流驱动电路参数信息对所述电磁阀恒流驱动电路的输出电流进行细化处理，以避免产生大的反向电压；
对所述电磁阀恒流驱动电路的输出电流进行细化处理具体包括：
计算所述电磁阀恒流驱动电路中参考电流和反馈电流的电流差值；
根据所述电流差值判断所述电磁阀恒流驱动电路是否处于当前电流阶段的电流参数条件，若否，根据反馈电流和电磁阀恒流驱动电路内部的电压环中调整管的漏源极电压控制电流环的启停状态；若是，进入下一电流建立阶段；
所述电流阶段依次包括恒流建立阶段、最大电流维持阶段、微调阶段、常态阶段；
所述电磁阀恒流驱动电路在进入恒流建立阶段时包括：
根据当前电磁阀恒流驱动电路的电路参数信息控制电压环工作以对电磁阀恒流驱动电路的输出电压进行实时调节；
计算第一参考电流与反馈电流的第一电流差值Ei1，所述第一参考电流等于最大输出电流；
判断所述第一电流差值Ei1是否连续多次满足第一电流精度值，若不满足，根据反馈电流和电磁阀恒流驱动电路内部的电压环中调整管的漏源极电压控制电流环的启停状态；若满足，进入最大电流维持阶段。
2.根据权利要求1所述电磁阀供电电路，其特征在于：所述控制模块包括第一控制单元和第二控制单元；
第一控制单元包括依次连接的PID控制器和PWM细化输出器，PWM细化输出器输出端与经隔离驱动模块与电压变换模块连接，电压变换模块与PID控制器连接，构成电压环回路；
第二控制单元包括依次连接的PI控制器和WCC细化输出器，WCC细化输出器输出端经转换模块与恒流电路模块连接，恒流电路模块经反馈模块与PI控制连接，构成电流环回路。
3.根据权利要求1所述电磁阀供电电路，其特征在于：所述电压变换模块包括顺次连接的全桥电路单元、变压电路单元和整流滤波电路单元。
4.根据权利要求1所述电磁阀供电电路，其特征在于：所述恒流电路模块包括电压跟随单元、积分电路单元、第一反馈单元和调整管；
电压跟随单元为电压跟随器A1，积分电路单元为积分电路A2，第一反馈单元包括采样电阻Rs和仪表放大器M1；电压跟随器A1输出端连接至积分电路A2同向输入端，积分电路单元输出端与调整管栅极连接，调整管源极与采样电阻a端连接，采样电阻Rs两端分别连接至仪表放大器的两个输入端，仪表放大器输出端连接至积分电路单元反向输入端；调整管漏极与电磁阀连接，且调整管的漏极连接有一滤波电容，滤波电容另一端接地。
5.根据权利要求4所述电磁阀供电电路，其特征在于：所述反馈模块包括第二反馈单元和第三反馈单元，两个反馈单元均包括采样电路和ADC电路；第二反馈单元连接至调整管漏极，用于采集调整管漏源极电压；第三反馈单元连接至采样电阻Rs，用于采集输出电流的电压信号，作为电流闭环的反馈环节，以对输出电流进行细化调节。
CN202111301512.8A 2020-04-10 2020-04-10 一种电磁阀供电电路及其调节方法 Active CN114046375B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111301512.8A CN114046375B (zh) 2020-04-10 2020-04-10 一种电磁阀供电电路及其调节方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010280713.3A CN111459220B (zh) 2020-04-10 2020-04-10 一种高感量的电磁阀恒流驱动控制方法
CN202111301512.8A CN114046375B (zh) 2020-04-10 2020-04-10 一种电磁阀供电电路及其调节方法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010280713.3A Division CN111459220B (zh) 2020-04-10 2020-04-10 一种高感量的电磁阀恒流驱动控制方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
CN114046375A CN114046375A (zh) 2022-02-15
CN114046375A8 CN114046375A8 (zh) 2023-06-20
CN114046375B true CN114046375B (zh) 2023-08-01

Family

ID=86763208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111301512.8A Active CN114046375B (zh) 2020-04-10 2020-04-10 一种电磁阀供电电路及其调节方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114046375B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114609900A (zh) * 2022-04-15 2022-06-10 中国兵器装备集团自动化研究所有限公司 一种基于pid控制的电磁阀驱动方法及驱动系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02254223A (ja) * 1989-03-28 1990-10-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電磁弁の吸着装置
CN102074971A (zh) * 2010-12-14 2011-05-25 东莞市冠佳电子设备有限公司 一种老化测试用回馈负载节能电路及控制方法
CN102679021A (zh) * 2012-05-12 2012-09-19 中国兵器工业集团第七0研究所 一种电磁阀驱动高效升压电路
KR20120110077A (ko) * 2012-09-18 2012-10-09 주식회사 샤플라이 출력가변형 전원공급장치 및 출력가변형전원공급장치의 전압/전류 설정방법
CN204119037U (zh) * 2014-07-17 2015-01-21 苏州华兴源创电子科技有限公司 一种多通道电压连续可调电源模块及连续可调电源系统

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009232666A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Panasonic Corp 逆起電力位相検出装置及び方法並びに励磁制御装置及び方法
JP2014206240A (ja) * 2013-04-15 2014-10-30 ワイ・エル・ビー株式会社 節電用の電磁弁制御回路
CN105443840B (zh) * 2016-01-08 2017-10-10 浙江大学 一种电磁阀智能控制系统及其方法
CN106208662B (zh) * 2016-07-20 2019-04-30 苏州博创集成电路设计有限公司 输出恒压补偿电路
CN111459220B (zh) * 2020-04-10 2021-12-28 西南科技大学 一种高感量的电磁阀恒流驱动控制方法
CN112594436B (zh) * 2020-12-22 2022-12-13 中国兵器装备集团自动化研究所有限公司 一种功率电磁阀快速启动电路及启动方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02254223A (ja) * 1989-03-28 1990-10-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電磁弁の吸着装置
CN102074971A (zh) * 2010-12-14 2011-05-25 东莞市冠佳电子设备有限公司 一种老化测试用回馈负载节能电路及控制方法
CN102679021A (zh) * 2012-05-12 2012-09-19 中国兵器工业集团第七0研究所 一种电磁阀驱动高效升压电路
KR20120110077A (ko) * 2012-09-18 2012-10-09 주식회사 샤플라이 출력가변형 전원공급장치 및 출력가변형전원공급장치의 전압/전류 설정방법
CN204119037U (zh) * 2014-07-17 2015-01-21 苏州华兴源创电子科技有限公司 一种多通道电压连续可调电源模块及连续可调电源系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN114046375A (zh) 2022-02-15
CN114046375A8 (zh) 2023-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111459220B (zh) 一种高感量的电磁阀恒流驱动控制方法
EP2301149B1 (en) Method and apparatus for power converter for class d audio power amplifiers
US8488351B2 (en) Non-isolated DC-DC converter for solar power plant
CN103607111B (zh) 提高功率因数校正电路中的效率的方法和装置
EP2548295B1 (de) Led-betriebsschaltung mit adaptivem isolierenden dc/dc-wandler
CN102224665B (zh) 开关电源装置
DE102008044662A1 (de) Schaltnetzteil mit selbst optimierendem Wirkungsgrad
CN108616210A (zh) 开关变换器的驱动电路、控制电路及自举电压刷新方法
CN114046375B (zh) 一种电磁阀供电电路及其调节方法
KR20030064005A (ko) 플라이백 컨버터
CN110677043B (zh) 一种输出电压自适应调节的多相dcdc电源控制电路
CN103314514B (zh) 切换模式电力供应器中的效率最优化、经校准无传感器的电力/能量转换
CN110231846A (zh) 一种具有恒流和恒压双功能的电源模块反馈控制电路
CN104052252A (zh) 一种电子束加速电源装置及控制方法
CN102969902A (zh) 低交叉调整率的多路输出模块电源分组控制方法
CN202818112U (zh) 数字可调双极性高压电源
CN112087137A (zh) 一种适用于低压buck的环路快速响应电路及实现方法
CN111277137A (zh) 一种dcdc变换器
CN113169673A (zh) Dc-dc转换器
US11050337B1 (en) Voltage regulation control system and control method thereof
CN220797839U (zh) 直流电源控制电路及太阳能板充电器
CN215682119U (zh) 负载端空载情况下保持控制端电压不变的电源装置
CN115313863B (zh) 基于输出需求调节pfc和llc拓扑输出电压的电路和方法
CN111913421B (zh) 一种电源舱芯片内部性能调整结构及调整方法
CN215452809U (zh) 一种宽输入电压范围的高压电源

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CI02 Correction of invention patent application
CI02 Correction of invention patent application

Correction item: Application Date|Original application data

Correct: 2020.04.10|202010280713.3 2020.04.10

False: November 4th, 2021|None

Number: 07-01

Page: The title page

Volume: 38

Correction item: Application Date|Original application data

Correct: 2020.04.10|202010280713.3 2020.04.10

False: November 4th, 2021|None

Number: 07-01

Volume: 38

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant