CN115963744B - 一种大电流比例阀控制装置电路系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大电流比例阀控制电路系统,具有电流电压双输入、四组固定值输入及选择控制、双阀互补控制、阀电流输出、内部给定输出、阀控制曲线设定功能。其中,三种给定方式电流输入、电压输入、固定值输入,分别经过电压转电压电路、电流转电压电路和固定值给定优选电路将它们的信号送入加法电路,加法电路输出信号经过斜坡电路到达特性曲线发生电路,曲线发生电路输出信号一路经过内部给定输出电路后输出,另一路经过电流控制器后到达功率驱动电路驱动比例阀的电磁铁,方波发生器产生方波信号参与电流控制器的控制,功率驱动电路检测得到阀电流信号一分为二,一路参与电流控制器,另一路参与对实际电流输出电路控制和故障检测电路的监控。
Description
技术领域
本发明属于比例阀控制技术领域,具体涉及一种大电流比例阀控制装置电路系统。
背景技术
比例阀已经广泛地应用于自动控制系统的各个领域中,市场前景广阔,其主要作用是控制液体媒介(油、气、水等)的方向、流量、压力等。特点是控制结构简单、廉价、抗污染性能较好,能够连续的控制压力、流量、方向,不受负载变化的影响。但市场上大多此类控制器控制精度不高,控制简单,并且能够适应大电流、高压力的比例阀的控制器少之又少,为此设计了此大电流(3A)比例阀控制装置。此装置具有三种给定方式可任选其一、可任意调整特性曲线、具有给定和输出可监控的优点,使大电流比例阀控制更加精准,控制方式更加方便灵活,可对大电流控制的比例阀的高精度、高可靠性控制。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种大电流比例阀控制装置电路系统。具有结构简单、成本低廉、适应性强等优点。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种大电流比例阀控制电路系统,包括:
电压转电压电路:提供电压输入接口,实现电压输入给定方式;
电流转电压电路:提供电流输入接口,实现电流输入给定方式;
固定值给定及优先选择电路:提供第三种给定方式,用于提供4种可选的给定电压,其目的是控制比例阀为一给定的固定开度;
斜坡时间给定电路:提供给阀电流的斜坡时间,其有两种给定方式,一种是通过外部给定,一种是通过电位器设定,其内部有一取最大值电路,通过该最大值电路使两种给定的输出谁大谁为斜坡时间输出;
加法电路:用以累加所述电压转电压电路、电流转电压电路和固定值给定及优先选择电路输出的三种给定信号,加法电路的输出信号送给斜坡电路;
反向使能电路:当给定方式是电压信号且为负电压时,将此电路使能,将给定电压变为正电压,其目的是为了控制方便,不用更改接线;
设备允许电路:用于提供设备允许输出信号允许设备输出;
斜坡电路:用于控制比例阀电流输出斜坡曲线的生成,其输入是加法电路的输出,其控制端为斜坡时间给定电路的输出;
特性曲线发生电路:其由限幅器、4个电位器和累加器组成,用于生成特性曲线,通过调节4个电位器控制斜坡电路输出信号内部增加阶跃信号,当给定信号达到一定值时控制比例阀开度,其输出连接电流控制器和内部给定输出电路;
电流控制器:此电路接来自三个方向的信号,1是特性曲线发生电路的输出信号,2是由设备允许电路输出的设备允许输出信号和故障检测电路输出的故障诊断信号EN2相与后产生的使能信号EN1,3是来自方波发生器产生的方波信号,由他们共同作用生成电流控制信号,控制比例阀的电流;
内部给定输出电路:将特性曲线发生电路的输出信号转换为内部给定值输出;
方波发生器:用于产生可调的方波信号参与对电流控制器的控制;
实际电流输出电路:将特性曲线发生电路的输出信号转换为实际值输出;
功率驱动电路:来自电流控制器的信号驱动其内部的MOSDET组,进而控制电磁铁,同时采样流过电磁铁的电流,并将这一采样值反馈给电流控制器;
故障检测电路:将来自电流控制器内的转换后的电磁铁电流,判断系统故障,输出一开关量的故障诊断信号EN2。
在上述技术方案中,所述加法电路,其具有一个调零电位器,目的是给定为“0”时,内部给定值也为“0”,同时加法电路的内部有一由反向使能电路控制的反向器,还有一个由故障检测电路控制的开关,即有故障时使加法器输出为“0”。
在上述技术方案中,所述的电压转电压电路包括有:电阻R83、电阻R67、电阻R68、电阻R10、电阻R154、电阻R131、电阻R68、电阻R212、电容C24、电容C56和运算放大器U1D,其中,电阻R83的一端用于连接正输入电压InV+,电阻R83的另一端连接电容C56和电阻R67的一端,电容C56的另一端接地0V1;电阻R10的一端用于连接负输入电压InV-,电阻R10另一端连接电容C24和电阻R154的一端,电容C24的另一端接地0V1;电阻R154连接于运算放大器U1D的同相输入端和电阻R131的一端;电阻 R67的另一端连接运算放大器U1D的反向输入端和电阻R68的一端,电阻R68的另一端连接运算放大器U1D的输出端和电阻R212的一端上,电阻R212的另一端作为输出端 VinVo,通过该电压转电压电路实现±10V电压给定。
在上述技术方案中,所述的电流转电压电路包括有:电阻R63~电阻R66、电阻R155、电阻R156、电阻R162、电阻R163、电阻R211、电容C51、电容C53、电容C90~电容 C92、运算放大器U1C,其中,电容C51和电容C53串联后再和电阻R159、电阻R163 并联,它们的一端接电阻R66并用于连接输入电流InI+,另一端接电阻R162并用于连接输入电流InI-;电阻R66的另一端接电容C91、电容C90的一端和电阻R65的一端,电阻R162的另一端接电容C92的一端、电容C90的另一端和电阻R156的一端;运算放大器U1 C的反向输入端接电阻65的另一端和电阻R64的一端;运算放大器U1C的同相输入端接电阻R156的另一端和电阻R155的一端,电阻R64的另一端接电阻R63和电阻 R211的一端,电阻R63的另一端接运算放大器U1C的输出端,电阻R211的另一端最为输出端IinVo;电容C91、电容C92和电阻R155的另一端均接地M,通过该电流转电压电路实现4~20mA电流给定。
在上述技术方案中,固定值给定及优先选择电路,包括固定值给定电路和固定值优先选择电路;
固定值给定电路包括四组完全相同结构的电路,其中:
第一组固定值给定电路包括电阻R1、电容C16、电容C108、电位器P1、电阻R123、电容C71、电容C72、电阻R108、电阻R109、运算放大器U5A和模拟开关U6D,电阻 R1的一端用于连接外部固定值给定端COM-VAL1,电阻R1的另一端连接电容C16的一端、电容C108的一端和电位器P1的一端,电容C16另一端接地M0,电位器P1的另一端接地M0,电容C108的另一端接地M0,电位器P1的调节端经过电阻R123连接电容 C72的一端和电阻R108的一端,电容C72的另一端接地M0,电阻R108的另一端接运算放大器U5A的反向输入端,电阻R109和电容C71并联后接在运算放大器U5A的反向输入端和输出端之间,运算放大器U5A的同向输入端接地M0,运算放大器U5A的输出端连接模拟开关U6D的输入端;
第二组固定值给定电路包括电阻R2、电容C17、电容C109、电位器P2、电阻R217、电容C75、电容C113、电阻R114、电阻R115、运算放大器U5B和模拟开关U6C,电阻R2的一端用于连接外部固定值给定端COM-VAL2,电阻R2的另一端连接电容C17的一端、电容C109的一端和电位器P2的一端,电容C17另一端接地M0,电位器P2的另一端接地M0,电容C109的另一端接地M0,电位器P2的调节端经过电阻R217连接电容 C113的一端和电阻R114的一端,电容C113的另一端接地M0,电阻R114的另一端接运算放大器U5B的反向输入端,电阻R115和电容C75并联后接在运算放大器U5B的反向输入端和输出端之间,运算放大器U5B的同向输入端接地M0,运算放大器U5B的输出端连接模拟开关U6C的输入端;
第三组固定值给定电路包括电阻R3、电容C18、电容C110、电位器P3、电阻R105、电容C74、电容C114、电阻R219、电阻R113、运算放大器U5C和模拟开关U6A,电阻 R3的一端用于连接外部固定值给定端COM-VAL3,电阻R3的另一端连接电容C18的一端、电容C110的一端和电位器P3的一端,电容C18另一端接地M0,电位器P3的另一端接地M0,电容C110的另一端接地M0,电位器P3的调节端经过电阻R105连接电容 C114的一端和电阻R219的一端,电容C114的另一端接地M0,电阻R219的另一端接运算放大器U5C的反向输入端,电阻R113和电容C74并联后接在运算放大器U5C的反向输入端和输出端之间,运算放大器U5C的同向输入端接地M0,运算放大器U5C的输出端连接模拟开关U6A的输入端;
第四组固定值给定电路包括电阻R4、电容C19、电容C111、电位器P4、电阻R228、电容C73、电容C112、电阻R220、电阻R107、运算放大器U5D和模拟开关U6B,电阻 R4的一端用于连接外部固定值给定端COM-VAL4,电阻R4的另一端连接电容C19的一端、电容C111的一端和电位器P4的一端,电容C19另一端接地M0,电位器P4的另一端接地M0,电容C111的另一端接地M0,电位器P4的调节端经过电阻R228连接电容 C112的一端和电阻R220的一端,电容C112的另一端接地M0,电阻R220的另一端接运算放大器U5D的反向输入端,电阻R107和电容C73并联后接在运算放大器U5D的反向输入端和输出端之间,运算放大器U5D的同向输入端接地M0,运算放大器U5D的输出端连接模拟开关U6B的输入端;
所述模拟开关U6D的输出端、模拟开关U6C的输出端、模拟开关U6A的输出端和模拟开关U6B的输出端相连,作为固定值给定及优先选择电路的输出端CVin;
固定值优先选择电路包括四组完全相同结构的电路,其中:
第一组固定值优先选择电路包括电阻R5、电容C20、电阻R128、二极管D54、电阻R148、电阻R147、电容C80和运算放大器U12D,电阻R5的一端连接外部固定值给定选择输入端COM-Val-Cups1,电阻R5的另一端连接电容C20的一端和电阻R128的一端,电容C20的另一端接0V,电阻R128的另一端连接二极管D54的阳极、电阻R148的一端、电容C80的一端、以及运算放大器U12D的同相输入端,二极管D54的阴极接地,二极管D54的阴极还经过电阻R147连接电容C80的另一端,电阻R148的另一端接-7.5V,运算放大器U12D的反相输入端连接电阻R147和电容C80的另一端,运算放大器U12D 的输出端连接第一组固定值给定电路的模拟开关U6D的控制端;
第二组固定值优先选择电路包括电阻R126、电容C58、电阻R127、二极管D55、电阻R151、电阻R152、电容C67和运算放大器U12A,电阻R126的一端连接外部固定值给定选择输入端COM-Val-Cups2,电阻R126的另一端连接电容C58的一端和电阻R127 的一端,电容C58的另一端接0V,电阻R127的另一端连接二极管D55的阳极、电阻 R151的一端、电容C67的一端、以及运算放大器U12A的同相输入端,二极管D55的阴极接地,二极管D55的阴极还经过电阻R152连接电容C67的另一端,电阻R151的另一端接-7.5V,运算放大器U12A的反相输入端连接电阻R152和电容C67的另一端,运算放大器U12A的输出端连接第二组固定值给定电路的模拟开关U6C的控制端;
第三组固定值优先选择电路包括电阻R6、电容C57、电阻R125、二极管D56、电阻R150、电阻R153、电容C89和运算放大器U12B,电阻R6的一端连接外部固定值给定选择输入端COM-Val-Cups3,电阻R6的另一端连接电容C57的一端和电阻R125的一端,电容C57的另一端接0V,电阻R125的另一端连接二极管D56的阳极、电阻R150的一端、电容C89的一端、以及运算放大器U12B的同相输入端,二极管D56的阴极接地,二极管D56的阴极还经过电阻R153连接电容C89的另一端,电阻R150的另一端接-7.5V,运算放大器U12B的反相输入端连接电阻R153和电容C89的另一端,运算放大器U12B 的输出端连接第三组固定值给定电路的模拟开关U6A的控制端;
第四组固定值优先选择电路包括电阻R7、电容C21、电阻R8、二极管D57、电阻R149、电容C79和运算放大器U12C,电阻R7的一端连接外部固定值给定选择输入端 COM-Val-Cups4,电阻R7的另一端连接电容C21的一端和电阻R8的一端,电容C21的另一端接0V,电阻R8的另一端连接二极管D57的阳极、电阻R149的一端、电容C79 的一端、以及运算放大器U12C的同相输入端,二极管D57的阴极接地,二极管D57的阴极还连接电容C79的另一端,电阻R149的另一端接-7.5V,运算放大器U12C的反相输入端连接电容C79的另一端,运算放大器U12C的输出端连接第四组固定值给定电路的模拟开关U6B的控制端。
在上述技术方案中,斜坡时间给定电路包括:电阻R51、电阻R59~电阻R62、电阻R157、电阻R158、电阻R160、电阻R164、电阻R170、电阻R229、电阻R102、电容 C43、电容C44、电容C59、电容C93、电容C107、运算放大器U1A、运算放大器U16、二极管D18、二极管D22和电位器VR14,其中,所述电阻R164、电阻R165、电容C59 的一端接一起,用于连接外部斜坡给定差分信号正端Ext-Ramp-T+,所述电阻R160、电阻R161、电容C44的一端接一起,用于连接外部斜坡给定差分信号负端Ext-Ramp-T-;电阻R160的另一端接电阻R170、电阻R157和电容C93的一端,电容C93的另一端接参考地M,电阻R165的另一端接电阻R60、电阻R158和电容C43的一端,电容C43 的另一端接参考地M;电阻R157的另一端接运算放大器U1A的反向输入端和电阻R59 的一端,电阻R59的另一端接运算放大器U1A的输出端和电阻R62的一端;电阻R60 的另一端接运算放大器U1A的同相输入端和电阻R61的一端,电阻R61的另一端接参考地M;电阻R62的另一端接运算放大器U16B的同相输入端和电容C107的一端,电容C107的另一端接参考地M;电阻R229的一端连接-10V,电阻R229的另一端接电位器VR14,电位器VR14的调节端串联电阻R102后接运算放大器U16A的同相输入端;运算放大器U16A的输出端连接二极管D18的阳极,运算放大器U16B的输出端连接二极管D22的阳极,二极管D18的阴极和二极管D22的阴极连接在一起作为斜坡时间给定电路的输出端Fmax,并且二极管D18的阴极和二极管D22的阴极一起连接于运算放大器U16A的反向输入端和运算放大器U16B的反向输入端以及电阻R51的一端,电阻R51 的另一端连接+10V,通过斜坡时间给定电路将外部一模拟量通过差分斜坡给定端进入斜坡时间给定电路,经过转换生成一合适的模拟量,此模拟量和由电位器t产生的模拟量再经过取最大值电路Tmax,输出一它们的最大值到斜坡电路。
在上述技术方案中,所述加法电路包括:调零电位器Zw、运算放大器U7C、运算放大器U7D、模拟开关U8A和模拟开关U8D,调零电位器Zw的调节端连接电阻R210于运算放大器U7C的反向输入端,运算放大器U7C的反向输入端还分别连接电压转电压电路的输出端VinVo、电流转电压电路的输出端IinVo、以及固定值给定及优先选择电路的输出端CVin;电容C115和电阻R110并联后接于运算放大器U7C的反向输入端和输出端之间,运算放大器U7C的同相输入端接地M,运算放大器U7C的输出端经过电阻 R111连接运算放大器U7D的同相输入端,运算放大器U7D的同相输入端连接模拟开关 U8A的一端,运算放大器U7D的反向输入端经过电阻R215接地M,运算放大器U7D 的输出端连接电阻R213一端,电阻R213的另一端作为加法电路的最终输出端 CMD-Value,电阻R213的另一端还经过电阻R214连接运算放大器U7D的反向输入端,电阻R213的另一端还和模拟开关U8D的一端连接;模拟开关U8A的另一端和模拟开关 U8D的另一端接地M;模拟开关U8A的控制端连接反向使能电路的输出端INV-IN,模拟开关U8D的控制端连接故障检测电路的故障诊断信号EN2。
在上述技术方案中,反向使能电路包括运算放大器U13B和运算放大器U13A;运算放大器U13B的反向输入端接地M,运算放大器U13B的同相输入端连接反向使能输入控制信号Inv-Enable,运算放大器U13B的输出端连接运算放大器U13A的反向输入端,算放大器U13A的反向输入端和输出端之间还连接有电阻R177,算放大器U13A的同相输入端连接地M,算放大器U13A的输出端作为反向使能电路的输出端INV-IN,用于连接至加法电路。
在上述技术方案中,设备允许电路包括有:电阻R69、电阻R57、电阻R138、电容C38、运算放大器U19A和运算放大器U19C,其中,电阻R69的一端连接输入控制信号 Enable,电阻R69另一端接电阻R57的一端、电容C38的一端和运算放大器U19C的同相输入端;运算放大器U19C的输出端串联电阻R138后连接运算放大器U19A的同相输入端;运算放大器U19C的反向输入端和运算放大器U19A的反向输入端均接地M;运算放大器U19A的输出端输出允许信号。
在上述技术方案中,斜坡电路包括有:电位器RS4、电阻R251、电阻R252、电阻R254、电阻R258、电阻R259、电阻R116、电阻R117、电容C11、电容C101、电容C77、电容C129和运算放大器U11A和运算放大器U11B,其中,运算放大器U11B的同相输入端连接电阻R258一端和电阻R259一端,电阻R258另一端接地M,电阻R259另一端连接电位器RS4的调节端,电位器RS4的两端连接10V电压;运算放大器U11B的反向输入端接电容C129、电容C101和电阻R252一端,电容C129的另一端接运算放大器 U11A的输出端,电阻R252的另一端连接电阻R251一端,电阻R251的另一端接运算放大器U11A的输出端,电容C101的另一端连接电容C11一端,电容C11另一端连接电容C77一端,电容C77另一端接运算放大器U11A的输出端;电阻R254一端连接在电阻R251和电阻R252之间并且连接所述斜坡时间给定电路的输出端Fmax,电阻R254的另一端连接在电容C11和电容C77之间;运算放大器U11B的输出端连接和运算放大器 U11A的同相输入端,电阻R117连接在运算放大器U11A的反相输入端和运算放大器U11A的输出端之间;运算放大器U11A的反相输入端还经过电阻R116连接所述加法电路的输出端CMD-Value;运算放大器U11A的同相输入端作为斜坡电路的输出端Ramp,用于连接至所述特性曲线发生电路。
在上述技术方案中,特性曲线发生电路包括有:电阻R118、电阻R119、电阻R181~电阻R194、电阻R255~电阻R257、电容C130、二极管D42、二极管D43、运算放大器 U10A、运算放大器U10B、运算放大器U10C、运算放大器U10D、运算放大器U11D,电位器GU+、电位器G+、电位器GW+、电位器S+,其中,运算放大器U11D的反向输入端经过电阻R257连接斜坡电路的输出端Ramp,运算放大器U11D的同向输入端接地,运算放大器U11D的输出端经过电阻R255连接至运算放大器U10C的同相输入端,运算放大器U10C的反向输入端经过电阻R183接地M,运算放大器U10C的输出端连接电阻 R184的一端,电阻R184的另一端连接电阻R185、电阻R192、电阻R191、电阻R193、电阻R194的一端,电阻R185另一端连接运算放大器U10C的反向输入端,电阻R192 的另一端连接电位器G+的一端,电阻R191的另一端连接电位器G+的调节端,电阻R193 的另一端连接电位器S+的一端,电阻R194的另一端连接电位器S+的调节端;电位器 G+的另一端连接电位器GU+的调节端,电位器GU+的一端接地M,另一端经过电容C130 连接运算放大器U11D的反向输入端;电位器S+的另一端连接电位器GW+的调节端,电位器GW+的一端接地M,另一端也经过电容C130连接运算放大器U11D的反向输入端;电位器G+的调节端还经过电阻R189连接至运算放大器U10B的同相输入端;电位器S+的调节端还经过电阻R190连接至运算放大器U10A的同相输入端;运算放大器 U10B的反相输入端经过电阻R188连接运算放大器U10D的反相输入端,运算放大器 U10B的输出端依次经过电阻R118、二极管D43、电阻R188连接至运算放大器U10D的反相输入端;运算放大器U10D的同相输入端经过电阻R182接地;运算放大器U10A的反相输入端连接二极管D42阳极,运算放大器U10A的输出端经过电阻R119连接二极管D42阴极,二极管D42阳极连接电阻R186的一端,电阻R186的另一端连接运算放大器U10D的反相输入端和电阻R187的一端,电阻R187的另一端连接电阻R181的一端,电阻R181的另一端连接运算放大器U10D的输出端;运算放大器U10D的输出端经过所述电阻R181作为特性曲线发生电路的输出端Curve-out,用于连接至电流控制器11、内部给定输出电路和方波发生器。
在上述技术方案中,电流控制器包括有:电阻R139~电阻R143、电阻R85~电阻R89、电阻R144~电阻R146、电阻R96~电阻R99、电阻R179、电阻R180、二极管D32、二极管D33、双二极管阵列D17、电容C87、电容C88、电容C100、运算放大器U3A、运算放大器U3B、运算放大器U3C、运算放大器U3D、运算放大器U15C和电位器RS1,其中,运算放大器U3D的反向输入端经过电阻R139连接功率驱动电路的电流输出端Ia,运算放大器U3D的反向输入端经过电阻R141接地M0,运算放大器U3D的反向输入端经过并联的电阻R140和电容C87连接运算放大器U3D的输出端,运算放大器U3D的输出端会连接至实际电流输出电路;运算放大器U3D的同向输入端经过电阻R143连接功率驱动电路的电流输出端Ib,运算放大器U3D的同向输入端经过电阻R142接地M0,运算放大器U3D的反向输入端和同相输入端之间还连接有电容C88;运算放大器U3D 的输出端经过电阻R85连接至运算放大器U3A的反向输入端,运算放大器U3A的同向输入端经过电阻R88接地M0,运算放大器U3A的反向输入端还经过电阻R88接特性曲线发生电路的输出端Curve-out,运算放大器U3A的反向输入端还依次经过电阻R180、电容C100连接运算放大器U3A的输出端,运算放大器U3A的反向输入端和输出端之间还连接有阴极相对连接设置的二极管D32和二极管D33;运算放大器U3A的反向输入端和同相输入端之间还连接有电容C60;运算放大器U3A输出端分为两路输出,一路经过电阻R87连接运算放大器U3B的反向输入端,另一路经过电阻R97连接运算放大器U3C 的同向输入端,运算放大器U3B的同向输入端经过电阻R99、电位器RS1连接-10V电压,运算放大器U3C的反向输入端经过电阻R145连接+24V电压;所述运算放大器U15C 的同相输入端连接方波发生器13的输出端CLK,运算放大器U15C的反相输入端连接运算放大器U15C的输出端,运算放大器U15C的输出端经过电阻R178连接运算放大器U3B的同向输入端,运算放大器U15C的输出端经过电阻R146连接运算放大器U3C的反向输入端;双二极管阵列D17的其中一个阳极端连接接运算放大器U3B的同相输入端,另一个阳极端连接接运算放大器U3C的同相输入端,双二极管阵列D17的阴极均连接与门单元的使能信号EN1的输出端;运算放大器U3C的输出端经过电阻R98输出PWMA,用于连接功率驱动电路;运算放大器U3B的输出端经过电阻R179输出PWMB,用于连接功率驱动电路。
在上述技术方案中,内部给定输出电路包括有:电阻R174、电阻R175、电容C26、电容C42、电容C50、运算放大器U2A、双二极管阵列D13,其中,运算放大器U2A的同相输入端连接特性曲线发生电路的输出端Curve-out,运算放大器U2A的反相输入端经过电容C42连接运算放大器U2A的输出端,运算放大器U2A的输出端还连接电阻R175 的一端、双二极管阵列D13的中间端,(双二极管阵列D13是由两个二极管串联组成,双二极管阵列D13的两端分别连接供电电压,电阻R175的另一端作为内部给定输出电路的输出端并连接电容C26一端、电容C50一端,电容C26另一端接0V,电容C50另一端接地M。
在上述技术方案中,方波发生器13包括有:电阻R43~电阻R47、电容C106和运算放大器U15B、电位器VR15,其中,运算放大器U15B的反向输入端经过电容C106接地M,运算放大器U15B的反向输入端连接电流控制器11的运算放大器U15C的同相输入端,运算放大器U15B的反向输入端经过串联的电阻R43和电阻R44连接运算放大器 U15B的输出端,运算放大器U15B的反向输入端还连接电位器VR15的一端和调节端,电位器VR15的另一端经过电阻R45连接在电阻R43和电阻R44之间;运算放大器U15B 的同向输入端连接电阻R47一端和电阻R46一端,电阻R47的另一端接地M,电阻R46 另一端连接运算放大器U15B的输出端。
在上述技术方案中,实际电流输出电路包括有:电阻R172、电阻R173、电阻R250、电容C27、电容C116和运算放大器U2B,双二极管阵列D38,其中,运算放大器U2B 的反向输入端经过电阻R250连接电流控制器11的运算放大器U3D的输出端,运算放大器U2B的同向输入端接地M,运算放大器U2B的输出端连接电阻R173一端、以及双二极管阵列D38的中间端,双二极管阵列D38是由两个二极管串联组成,双二极管阵列 D38的两端分别连接供电电压,电阻R173的另一端作为实际电流输出电路的输出端Actual-I-V并且连接电容C27一端、电容C116一端、以及电阻R172一端,电容C27另一端接0V,电容C116另一端接地M,电阻R172另一端连接运算放大器U2B的反向输入端。
在上述技术方案中,功率驱动电路包括有:电阻R21、电阻R31、电阻R12~电阻R14、电阻R37~电阻R39、电阻R129、电阻R130、电容C33~电容C35、电容C85、二极管 D3、二极管D8~二极管D10、三极管Q6、三极管Q7和MOS管Q1~MOS管Q4,其中,三极管Q7的发射极连接二极管D9的阳极、电阻R39一端和电容C35一端,电阻R39 的另一端和电容C35的另一端相连,二极管D9的阴极连接三极管Q7的基极,三极管 Q7的基极连接电流控制器11的PWMB输出端,三极管Q7的集电极连接MOS管Q3的门极和电阻R129的一端,电阻R129的另一端接MOS管Q3的源极;三极管Q6的发射极连接二极管D3的阳极、电阻R14一端和电容C34一端,电阻R14的另一端和电容C34 的另一端相连,二极管D3的阴极连接三极管Q6的基极,三极管Q6的基极连接电流控制器11的PWMA输出端,三极管Q6的集电极连接MOS管Q2的门极和电阻R130的一端,电阻R130的另一端接MOS管Q2的源极;MOS管Q3的漏极连接电阻R37一端和电阻R38一端,电阻R37另一端连接电容C33一端,电容C33另一端连接电阻R38 另一端、以及MOS管Q4的门极和二极管D10的阴极;MOS管Q2的漏极连接电阻R12 一端和电阻R13一端,电阻R12的另一端连接电容C85一端,电容C85的另一端连接电阻R13的另一端、以及MOS管Q1的门极和二极管D8的阴极;MOS管Q4的源极和二极管D10的阳极连接并经过电阻R21接地0V;MOS管Q1的源极和二极管D8的阳极连接并经过电阻R31接地0V。
在上述技术方案中,故障检测电路包括有:电阻R40~电阻R42、电阻R53~电阻R56、电容C36、电容C37和运算放大器U19D、三极管Q8、三极管Q12、三极管Q13,其中三极管Q12的基极连接电阻R136一端、电阻R135一端,电阻R136另一端连接功率驱动电路的MOS管Q4的源极,电阻R135另一端连接三极管Q12的发射极并接0V;三极管Q13的基极连接电阻R134一端、电阻R133一端,电阻R134另一端连接功率驱动电路的MOS管Q1的源极,电阻R133另一端连接三极管Q13的发射极并接0V;三极管 Q12的集电极和三极管Q13的集电极相连并连接至电阻R40和电阻R41之间,电阻R40 和电阻R41串联,电阻R40的另一端连接+24V,电阻R41的另一端连接电阻R42一端、电容C37一端、以及三极管Q8的基极,电阻R42另一端连接O24V,电容C37另一端连接三极管Q8的发射极并连接24V,三极管Q8的集电极接电容C36一端和电阻R54 的一端,电阻R54的另一端接电阻R56和运算放大器U19D的反向输入端,电容C36另一端和电阻R54的另一端相连;运算放大器U19D的同向输入端连接电阻R55一端、电阻R53一端,电阻R55另一端连接地M0,电阻R53另一端连接运算放大器U19D的输出端,运算放大器U19D的输出端输出故障诊断信号EN2,连接至加法电路的模拟开关 U8D的控制端。
本发明的优点和有益效果为:
本发明的大电流(3A)比例阀控制电路,具有三种给定方式,即±10V电压给定、4~20mA电流给定、四个不同的固定值给定,同时具备给定调零功能,这样可使本设备给定方式灵活,满足用户不同给定方式的选择;具有两个斜坡时间给定方式,即通过的输入口给定和电位器给定,同时具备斜坡时间允许功能,这样使比例阀的动作快慢可控;具有特性曲线控制功能,通过四个电位器控制比例阀一三象限的输出特性,使输出控制更加精准,控制精度更高,满足不同场合的应用;具有设备允许输入和输出功能,消除控制全过程的误动作;具有内部给定和实际电流输出功能,可以随时监测控制过程,以达到精准控制的目的;具有故障检测功能,对比例阀过流有很好的保护功能;具有双阀互补控制,很好控制压力传输介质的流向。
附图说明
图1是本发明的大电流比例阀控制电路系统整体结构图;
图2.1-2.5是电源转换电路的电路图;
图3是电压转电压电路的电路图;
图4电流转电压电路的电路图;
图5.1是固定值给定优选电路的电路图;
图5.2是固定值给定优选电路的局部放大图;
图5.3是固定值给定优选电路的局部放大图;
图6是斜坡时间给定电路电路图;
图7是加法电路的电路图;
图8是反向使能电路的电路图;
图9是设备允许电路的电路图;
图10是斜坡电路的电路图;
图11是特性曲线发生电路的电路图;
图12是电流控制器电路的电路图;
图13是内部给定输出电路的电路图;
图14是方波发生器的电路图;
图15是实际电流输出电路的电路图;
图16是功率驱动电路的电路图;
图17是故障检测电路的电路图。
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,可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
一种大电流比例阀控制电路系统,包括:
电源转换电路1:采用隔离DC/DC电源,用于为本电路系统提供内部所需供电电源;
电压转电压电路2:提供电压输入接口,实现电压输入给定方式;
电流转电压电路3:提供电流输入接口,实现电流输入给定方式;
固定值给定及优先选择电路4:提供第三种给定方式,用于提供4种可选的给定电压,其目的是控制比例阀为一给定的固定开度;
斜坡时间给定电路5:提供给阀电流的斜坡时间,其有两种给定方式,一种是通过外部给定,一种是通过电位器设定,其内部有一取最大值电路,通过该最大值电路使两种给定的输出谁大谁为斜坡时间输出;
加法电路6:用以累加所述电压转电压电路2、电流转电压电路3和固定值给定及优先选择电路4输出的三种给定信号,其具有一个调零电位器R0,目的是给定为“0”时,内部给定值也为“0”,同时加法电路的内部有一由反向使能电路7控制的反向器,还有一个由故障检测电路16控制的开关,即有故障时使加法器输出为“0”;加法电路的输出信号送给斜坡电路9;
反向使能电路7:当给定方式是电压信号且为负电压时,将此电路使能,将给定电压变为正电压,其目的是为了控制方便,不用更改接线;
设备允许电路8:用于提供设备允许输出信号允许设备输出;
斜坡电路9:用于控制比例阀电流输出斜坡曲线的生成,其输入是加法电路6的输出,其控制端为斜坡时间给定电路5的输出;
特性曲线发生电路10:其由限幅器、4个电位器和累加器组成,用于生成特性曲线,通过调节4个电位器控制斜坡电路9输出信号内部增加阶跃信号,当给定信号达到一定值时控制比例阀开度,其输出连接电流控制器11和内部给定输出电路12;
电流控制器11:此电路接来自三个方向的信号,1是特性曲线发生电路10的输出信号,2是由设备允许电路输出的设备允许输出信号和故障检测电路16输出的故障诊断信号EN2相与后产生的使能信号EN1,3是来自方波发生器13产生的方波信号,由他们共同作用生成电流控制信号,控制比例阀的电流;
内部给定输出电路12:将特性曲线发生电路10的输出信号转换为内部给定值输出;
方波发生器13:用于产生可调的方波信号参与对电流控制器11的控制;
实际电流输出电路14:将特性曲线发生电路10的输出信号转换为实际值输出;
功率驱动电路15:来自电流控制器11的信号驱动其内部的MOSDET组,进而控制电磁铁,同时采样流过电磁铁的电流,并将这一采样值反馈给电流控制器11;
故障检测电路16:将来自电流控制器11内的转换后的电磁铁电流,判断系统故障,输出一开关量的故障诊断信号EN2。
实施例二
下面结合附图具体说明以上各电路模块的电路结构:
参见附图2.1-2.5,所述的电源转换电路1包括有:保险管F1、电源模块P1、运放U4、精密电源U17、三极管Q11、三极管Q19、稳压管Z2、稳压管Z3、二极管D36、瞬态抑制器D12,电位器RS3、电容C28、电容C29、电容C30、电容C48、电容C5、电容C125、电容C126、电容C10、电容C7、电容C8、电容C84、电容C97、电容C98、电容C14、电容C15、电容C117、电容C122、电容C123、电容C13、电容C121、电容 C120、电容C12、电容C83、电阻R71~电阻R76、电阻R79、电阻R242~电阻R246,其中:
参见附图2.1,电容C30和电容C84并联后和电容C29串联,然后再和电容C28并联,电容C5和瞬态抑制器D12并联,保险管F1的输入端连接电容C29并且连接24V 输入电压,保险管F1的输出端连接电容C5,作为+24V电压输出端。
参见附图2.2,电源模块P1的2脚为电压输入脚,连接二极管D36的阴极,二极管D36的阳极连接保险管F1的输出端的+24V电压,电容C126和电容C10并联后接在电源模块P1的1脚和2脚之间,电容C125的一端连接二极管D36的阳极,电容C125的另一端连接电源模块P1的1脚,电源模块P1的1脚接0V,电源模块P1的6脚悬空,电源模块P1的3脚和5脚分别输出+15V和-15V电压,电源模块P1的4脚接地,电容 C7接在电源模块P1的4脚和5脚之间,电容C8接在电源模块P1的4脚和3脚之间,电容C97和电容C98串联后接在电源模块P1的3脚和5脚之间。
参见附图2.3,电阻R79的一端接电容C117和稳压管Z2并联后的一端并接于三极管Q11的基极,电阻R79的另一端接三极管Q11的集电极和+15V电压,电容C117和稳压管Z2并联后的另一端和电容C15一端接地M0,电容C15的另一端接三极管Q11 的发射极,三极管Q11的发射极输出+7.5V电压;电阻R246的一端接电容C122和稳压管Z3并联后的一端并接于三极管Q19的基极,电阻R246的另一端接三极管Q19的集电极和-15V电压,电容C122和稳压管Z3并联后的另一端和电容C14一端接地M0,电容 C14的另一端接三极管Q19的发射极,三极管Q19的发射极输出-7.5V电压。
参见附图2.4-2.5,电源转换电路1还包括精密电源U17和运算放大器U4C、运算放大器U4D,精密电源U17的GND脚和Vout脚之间接电容C83,输出5.0V电压,电位器RS3串联电阻R75接运算放大器U4D的反向输入端,运算放大器U4D的同相输入端串联电阻R74后接地M,电阻R76、电阻R243、电阻R244的一脚和电容C123的一脚一起连接于运算放大器U4D的反向输入端,电容C123的另一脚连接运算放大器U4D的输出端,运算放大器U4D的输出端串联电阻R245后连接于电阻R243和电阻R244的另一端、电容C13和电容C121并联后的一端、电阻R242的一端,电容C13和电容C121 并联后的另一端接地M;运算放大器U4C的反向输入端连接电阻R242的另一端和电阻 R72的一端,电阻R72的另一端连接运算放大器U4C的输出端串联电阻R71后的另一端、电容C120、电容C12的一端,电容C120和电容C12的另一端接地M;运算放大器U4C 的同向输入端经过电阻R73接地M。
参见附图3,所述的电压转电压电路2包括有:电阻R83、电阻R67、电阻R68、电阻R10、电阻R154、电阻R131、电阻R68、电阻R212、电容C24、电容C56和运算放大器U1D,其中,电阻R83的一端用于连接正输入电压InV+,电阻R83的另一端连接电容C56和电阻R67的一端,电容C56的另一端接地0V1;电阻R10的一端用于连接负输入电压InV-,电阻R10另一端连接电容C24和电阻R154的一端,电容C24的另一端接地0V1;电阻R154连接于运算放大器U1D的同相输入端和电阻R131的一端;电阻 R67的另一端连接运算放大器U1D的反向输入端和电阻R68的一端,电阻R68的另一端连接运算放大器U1D的输出端和电阻R212的一端上,电阻R212的另一端作为输出端 VinVo。通过该电压转电压电路实现±10V电压给定。
参见附图4,所述的电流转电压电路3包括有:电阻R63~电阻R66、电阻R155、电阻R156、电阻R162、电阻R163、电阻R211、电容C51、电容C53、电容C90~电容C92、运算放大器U1C,其中,电容C51和电容C53串联后再和电阻R159、电阻R163并联,它们的一端接电阻R66并用于连接输入电流InI+,另一端接电阻R162并用于连接输入电流InI-;电阻R66的另一端接电容C91、电容C90的一端和电阻R65的一端,电阻R162 的另一端接电容C92的一端、电容C90的另一端和电阻R156的一端;运算放大器U1 C 的反向输入端接电阻65的另一端和电阻R64的一端;运算放大器U1C的同相输入端接电阻R156的另一端和电阻R155的一端,电阻R64的另一端接电阻R63和电阻R211的一端,电阻R63的另一端接运算放大器U1C的输出端,电阻R211的另一端最为输出端 IinVo;电容C91、电容C92和电阻R155的另一端均接地M。通过该电流转电压电路实现4~20mA电流给定。
参见附图5.1-5.3,固定值给定及优先选择电路4,包括固定值给定电路和固定值优先选择电路。
固定值给定电路包括四组完全相同结构的电路(图5.2),其中:
第一组固定值给定电路包括电阻R1、电容C16、电容C108、电位器P1、电阻R123、电容C71、电容C72、电阻R108、电阻R109、运算放大器U5A和模拟开关U6D,电阻 R1的一端用于连接外部固定值给定端(COM-VAL1),电阻R1的另一端连接电容C16 的一端、电容C108的一端和电位器P1的一端,电容C16另一端接地M0,电位器P1的另一端接地M0,电容C108的另一端接地M0,电位器P1的调节端经过电阻R123连接电容C72的一端和电阻R108的一端,电容C72的另一端接地M0,电阻R108的另一端接运算放大器U5A的反向输入端,电阻R109和电容C71并联后接在运算放大器U5A的反向输入端和输出端之间,运算放大器U5A的同向输入端接地M0,运算放大器U5A的输出端连接模拟开关U6D的输入端。
第二组固定值给定电路包括电阻R2、电容C17、电容C109、电位器P2、电阻R217、电容C75、电容C113、电阻R114、电阻R115、运算放大器U5B和模拟开关U6C,电阻 R2的一端用于连接外部固定值给定端(COM-VAL2),电阻R2的另一端连接电容C17 的一端、电容C109的一端和电位器P2的一端,电容C17另一端接地M0,电位器P2的另一端接地M0,电容C109的另一端接地M0,电位器P2的调节端经过电阻R217连接电容C113的一端和电阻R114的一端,电容C113的另一端接地M0,电阻R114的另一端接运算放大器U5B的反向输入端,电阻R115和电容C75并联后接在运算放大器U5B 的反向输入端和输出端之间,运算放大器U5B的同向输入端接地M0,运算放大器U5B 的输出端连接模拟开关U6C的输入端。
第三组固定值给定电路包括电阻R3、电容C18、电容C110、电位器P3、电阻R105、电容C74、电容C114、电阻R219、电阻R113、运算放大器U5C和模拟开关U6A,电阻 R3的一端用于连接外部固定值给定端(COM-VAL3),电阻R3的另一端连接电容C18 的一端、电容C110的一端和电位器P3的一端,电容C18另一端接地M0,电位器P3的另一端接地M0,电容C110的另一端接地M0,电位器P3的调节端经过电阻R105连接电容C114的一端和电阻R219的一端,电容C114的另一端接地M0,电阻R219的另一端接运算放大器U5C的反向输入端,电阻R113和电容C74并联后接在运算放大器U5C 的反向输入端和输出端之间,运算放大器U5C的同向输入端接地M0,运算放大器U5C 的输出端连接模拟开关U6A的输入端。
第四组固定值给定电路包括电阻R4、电容C19、电容C111、电位器P4、电阻R228、电容C73、电容C112、电阻R220、电阻R107、运算放大器U5D和模拟开关U6B,电阻R4的一端用于连接外部固定值给定端(COM-VAL4),电阻R4的另一端连接电容C19 的一端、电容C111的一端和电位器P4的一端,电容C19另一端接地M0,电位器P4的另一端接地M0,电容C111的另一端接地M0,电位器P4的调节端经过电阻R228连接电容C112的一端和电阻R220的一端,电容C112的另一端接地M0,电阻R220的另一端接运算放大器U5D的反向输入端,电阻R107和电容C73并联后接在运算放大器U5D 的反向输入端和输出端之间,运算放大器U5D的同向输入端接地M0,运算放大器U5D 的输出端连接模拟开关U6B的输入端。
所述模拟开关U6D的输出端、模拟开关U6C的输出端、模拟开关U6A的输出端和模拟开关U6B的输出端相连,作为固定值给定及优先选择电路4的输出端CVin。
固定值优先选择电路包括四组完全相同结构的电路(图5.3),其中:
第一组固定值优先选择电路包括电阻R5、电容C20、电阻R128、二极管D54、电阻R148、电阻R147、电容C80和运算放大器U12D,电阻R5的一端连接外部固定值给定选择输入端(COM-Val-Cups1),电阻R5的另一端连接电容C20的一端和电阻R128的一端,电容C20的另一端接0V,电阻R128的另一端连接二极管D54的阳极、电阻R148 的一端、电容C80的一端、以及运算放大器U12D的同相输入端,二极管D54的阴极接地,二极管D54的阴极还经过电阻R147连接电容C80的另一端,电阻R148的另一端接 -7.5V,运算放大器U12D的反相输入端连接电阻R147和电容C80的另一端,运算放大器U12D的输出端连接第一组固定值给定电路的模拟开关U6D的控制端。
第二组固定值优先选择电路包括电阻R126、电容C58、电阻R127、二极管D55、电阻R151、电阻R152、电容C67和运算放大器U12A,电阻R126的一端连接外部固定值给定选择输入端(COM-Val-Cups2),电阻R126的另一端连接电容C58的一端和电阻 R127的一端,电容C58的另一端接0V,电阻R127的另一端连接二极管D55的阳极、电阻R151的一端、电容C67的一端、以及运算放大器U12A的同相输入端,二极管D55 的阴极接地,二极管D55的阴极还经过电阻R152连接电容C67的另一端,电阻R151 的另一端接-7.5V,运算放大器U12A的反相输入端连接电阻R152和电容C67的另一端,运算放大器U12A的输出端连接第二组固定值给定电路的模拟开关U6C的控制端。
第三组固定值优先选择电路包括电阻R6、电容C57、电阻R125、二极管D56、电阻R150、电阻R153、电容C89和运算放大器U12B,电阻R6的一端连接外部固定值给定选择输入端(COM-Val-Cups3),电阻R6的另一端连接电容C57的一端和电阻R125的一端,电容C57的另一端接0V,电阻R125的另一端连接二极管D56的阳极、电阻R150 的一端、电容C89的一端、以及运算放大器U12B的同相输入端,二极管D56的阴极接地,二极管D56的阴极还经过电阻R153连接电容C89的另一端,电阻R150的另一端接 -7.5V,运算放大器U12B的反相输入端连接电阻R153和电容C89的另一端,运算放大器U12B的输出端连接第三组固定值给定电路的模拟开关U6A的控制端。
第四组固定值优先选择电路包括电阻R7、电容C21、电阻R8、二极管D57、电阻R149、电容C79和运算放大器U12C,电阻R7的一端连接外部固定值给定选择输入端 (COM-Val-Cups4),电阻R7的另一端连接电容C21的一端和电阻R8的一端,电容 C21的另一端接0V,电阻R8的另一端连接二极管D57的阳极、电阻R149的一端、电容C79的一端、以及运算放大器U12C的同相输入端,二极管D57的阴极接地,二极管 D57的阴极还连接电容C79的另一端,电阻R149的另一端接-7.5V,运算放大器U12C 的反相输入端连接电容C79的另一端,运算放大器U12C的输出端连接第四组固定值给定电路的模拟开关U6B的控制端。
参见附图6,斜坡时间给定电路5包括:电阻R51、电阻R59~电阻R62、电阻R157、电阻R158、电阻R160、电阻R164、电阻R170、电阻R229、电阻R102、电容C43、电容C44、电容C59、电容C93、电容C107、运算放大器U1A、运算放大器U16、二极管 D18、二极管D22和电位器VR14,其中,所述电阻R164、电阻R165、电容C59的一端接一起,用于连接外部斜坡给定差分信号正端(Ext-Ramp-T+),所述电阻R160、电阻 R161、电容C44的一端接一起,用于连接外部斜坡给定差分信号负端(Ext-Ramp-T-);电阻R160的另一端接电阻R170、电阻R157和电容C93的一端,电容C93的另一端接参考地M,电阻R165的另一端接电阻R60、电阻R158和电容C43的一端,电容C43 的另一端接参考地M;电阻R157的另一端接运算放大器U1A的反向输入端和电阻R59 的一端,电阻R59的另一端接运算放大器U1A的输出端和电阻R62的一端;电阻R60 的另一端接运算放大器U1A的同相输入端和电阻R61的一端,电阻R61的另一端接参考地M;电阻R62的另一端接运算放大器U16B的同相输入端和电容C107的一端,电容C107的另一端接参考地M;电阻R229的一端连接-10V,电阻R229的另一端接电位器VR14,电位器VR14的调节端串联电阻R102后接运算放大器U16A的同相输入端;运算放大器U16A的输出端连接二极管D18的阳极,运算放大器U16B的输出端连接二极管D22的阳极,二极管D18的阴极和二极管D22的阴极连接在一起作为斜坡时间给定电路的输出端Fmax,并且二极管D18的阴极和二极管D22的阴极一起连接于运算放大器U16A的反向输入端和运算放大器U16B的反向输入端以及电阻R51的一端,电阻R51 的另一端连接+10V。通过斜坡时间给定电路5将外部一模拟量通过差分斜坡给定端进入斜坡时间给定电路,经过转换生成一合适的模拟量,此模拟量和由电位器t产生的模拟量再经过取最大值电路Tmax,输出一它们的最大值到斜坡电路9。
参见附图7,所述加法电路6包括:调零电位器Zw、运算放大器U7C、运算放大器U7D、模拟开关U8A和模拟开关U8D,调零电位器Zw的调节端连接电阻R210于运算放大器U7C的反向输入端,运算放大器U7C的反向输入端还分别连接电压转电压电路2 的输出端VinVo、电流转电压电路3的输出端IinVo、以及固定值给定及优先选择电路4 的输出端CVin;电容C115和电阻R110并联后接于运算放大器U7C的反向输入端和输出端之间,运算放大器U7C的同相输入端接地M,运算放大器U7C的输出端经过电阻 R111连接运算放大器U7D的同相输入端,运算放大器U7D的同相输入端连接模拟开关 U8A的一端,运算放大器U7D的反向输入端经过电阻R215接地M,运算放大器U7D 的输出端连接电阻R213一端,电阻R213的另一端作为加法电路的最终输出端 CMD-Value,电阻R213的另一端还经过电阻R214连接运算放大器U7D的反向输入端,电阻R213的另一端还和模拟开关U8D的一端连接;模拟开关U8A的另一端和模拟开关 U8D的另一端接地M;模拟开关U8A的控制端连接反向使能电路7的输出端INV-IN(图 8的INV-IN端),模拟开关U8D的控制端连接故障检测电路16的故障诊断信号EN2。
参见附图8,反向使能电路7包括运算放大器U13B和运算放大器U13A;运算放大器U13B的反向输入端接地M,运算放大器U13B的同相输入端连接反向使能输入控制信号Inv-Enable,运算放大器U13B的输出端连接运算放大器U13A的反向输入端,算放大器U13A的反向输入端和输出端之间还连接有电阻R177,算放大器U13A的同相输入端连接地M,算放大器U13A的输出端作为反向使能电路的输出端INV-IN,用于连接至加法电路6。
参见附图9,设备允许电路8包括有:电阻R69、电阻R57、电阻R138、电容C38、运算放大器U19A和运算放大器U19C,其中,电阻R69的一端连接输入控制信号Enable,电阻R69另一端接电阻R57的一端、电容C38的一端和运算放大器U19C的同相输入端;运算放大器U19C的输出端串联电阻R138后连接运算放大器U19A的同相输入端;运算放大器U19C的反向输入端和运算放大器U19A的反向输入端均接地M;运算放大器 U19A的输出端输出允许信号EN。
参见附图10,斜坡电路9包括有:电位器RS4、电阻R251、电阻R252、电阻R254、电阻R258、电阻R259、电阻R116、电阻R117、电容C11、电容C101、电容C77、电容C129和运算放大器U11A和运算放大器U11B,其中,运算放大器U11B的同相输入端连接电阻R258一端和电阻R259一端,电阻R258另一端接地M,电阻R259另一端连接电位器RS4的调节端,电位器RS4的两端连接10V电压;运算放大器U11B的反向输入端接电容C129、电容C101和电阻R252一端,电容C129的另一端接运算放大器 U11A的输出端,电阻R252的另一端连接电阻R251一端,电阻R251的另一端接运算放大器U11A的输出端,电容C101的另一端连接电容C11一端,电容C11另一端连接电容C77一端,电容C77另一端接运算放大器U11A的输出端;电阻R254一端连接在电阻R251和电阻R252之间并且连接所述斜坡时间给定电路5的输出端Fmax,电阻R254的另一端连接在电容C11和电容C77之间;运算放大器U11B的输出端连接和运算放大器U11A的同相输入端,电阻R117连接在运算放大器U11A的反相输入端和运算放大器 U11A的输出端之间;运算放大器U11A的反相输入端还经过电阻R116连接所述加法电路6的输出端CMD-Value;运算放大器U11A的同相输入端作为斜坡电路9的输出端 Ramp,用于连接至所述特性曲线发生电路10。
参见附图11,特性曲线发生电路10包括有:电阻R118、电阻R119、电阻R181~电阻R194、电阻R255~电阻R257、电容C130、二极管D42、二极管D43、运算放大器 U10A、运算放大器U10B、运算放大器U10C、运算放大器U10D、运算放大器U11D,电位器GU+、电位器G+、电位器GW+、电位器S+,其中,运算放大器U11D的反向输入端经过电阻R257连接斜坡电路9的输出端Ramp,运算放大器U11D的同向输入端接地,运算放大器U11D的输出端经过电阻R255连接至运算放大器U10C的同相输入端,运算放大器U10C的反向输入端经过电阻R183接地M,运算放大器U10C的输出端连接电阻R184的一端,电阻R184的另一端连接电阻R185、电阻R192、电阻R191、电阻 R193、电阻R194的一端,电阻R185另一端连接运算放大器U10C的反向输入端,电阻R192的另一端连接电位器G+的一端,电阻R191的另一端连接电位器G+的调节端,电阻R193的另一端连接电位器S+的一端,电阻R194的另一端连接电位器S+的调节端;电位器G+的另一端连接电位器GU+的调节端,电位器GU+的一端接地M,另一端经过电容C130连接运算放大器U11D的反向输入端;电位器S+的另一端连接电位器GW+的调节端,电位器GW+的一端接地M,另一端也经过电容C130连接运算放大器U11D的反向输入端;电位器G+的调节端还经过电阻R189连接至运算放大器U10B的同相输入端;电位器S+的调节端还经过电阻R190连接至运算放大器U10A的同相输入端;运算放大器U10B的反相输入端经过电阻R188连接运算放大器U10D的反相输入端,运算放大器U10B的输出端依次经过电阻R118、二极管D43、电阻R188连接至运算放大器U10D 的反相输入端;运算放大器U10D的同相输入端经过电阻R182接地;运算放大器U10A 的反相输入端连接二极管D42阳极,运算放大器U10A的输出端经过电阻R119连接二极管D42阴极,二极管D42阳极连接电阻R186的一端,电阻R186的另一端连接运算放大器U10D的反相输入端和电阻R187的一端,电阻R187的另一端连接电阻R181的一端,电阻R181的另一端连接运算放大器U10D的输出端;运算放大器U10D的输出端经过所述电阻R181作为特性曲线发生电路10的输出端Curve-out,用于连接至电流控制器11、内部给定输出电路12和方波发生器13。
参见附图12,电流控制器11包括有:电阻R139~电阻R143、电阻R85~电阻R89、电阻R144~电阻R146、电阻R96~电阻R99、电阻R179、电阻R180、二极管D32、二极管D33、双二极管阵列D17、电容C87、电容C88、电容C100、运算放大器U3A、运算放大器U3B、运算放大器U3C、运算放大器U3D、运算放大器U15C和电位器RS1,其中,运算放大器U3D的反向输入端经过电阻R139连接功率驱动电路15的电流输出端Ia,运算放大器U3D的反向输入端经过电阻R141接地M0,运算放大器U3D的反向输入端经过并联的电阻R140和电容C87连接运算放大器U3D的输出端,运算放大器U3D的输出端会连接至实际电流输出电路14;运算放大器U3D的同向输入端经过电阻R143连接功率驱动电路15的电流输出端Ib,运算放大器U3D的同向输入端经过电阻R142接地 M0,运算放大器U3D的反向输入端和同相输入端之间还连接有电容C88;运算放大器 U3D的输出端经过电阻R85连接至运算放大器U3A的反向输入端,运算放大器U3A的同向输入端经过电阻R88接地M0,运算放大器U3A的反向输入端还经过电阻R88接特性曲线发生电路10的输出端Curve-out,运算放大器U3A的反向输入端还依次经过电阻R180、电容C100连接运算放大器U3A的输出端,运算放大器U3A的反向输入端和输出端之间还连接有阴极相对连接设置的二极管D32和二极管D33;运算放大器U3A的反向输入端和同相输入端之间还连接有电容C60;运算放大器U3A输出端分为两路输出,一路经过电阻R87连接运算放大器U3B的反向输入端,另一路经过电阻R97连接运算放大器U3C的同向输入端,运算放大器U3B的同向输入端经过电阻R99、电位器RS1连接-10V 电压,运算放大器U3C的反向输入端经过电阻R145连接+24V电压;所述运算放大器 U15C的同相输入端连接方波发生器13的输出端CLK,运算放大器U15C的反相输入端连接运算放大器U15C的输出端,运算放大器U15C的输出端经过电阻R178连接运算放大器U3B的同向输入端,运算放大器U15C的输出端经过电阻R146连接运算放大器U3C 的反向输入端;双二极管阵列D17的其中一个阳极端连接接运算放大器U3B的同相输入端,另一个阳极端连接接运算放大器U3C的同相输入端,双二极管阵列D17的阴极均连接与门单元的信号EN1的输出端(该与门单元输出的信号EN1,是由故障检测电路16 输出的故障诊断信号EN2和设备允许电路8输出的允许信号EN相与得到的);运算放大器U3C的输出端经过电阻R98输出PWMA,用于连接功率驱动电路15;运算放大器 U3B的输出端经过电阻R179输出PWMB,用于连接功率驱动电路15。
参见附图13,内部给定输出电路12包括有:电阻R174、电阻R175、电容C26、电容C42、电容C50、运算放大器U2A、双二极管阵列D13,其中,运算放大器U2A的同相输入端连接特性曲线发生电路10的输出端Curve-out,运算放大器U2A的反相输入端经过电容C42连接运算放大器U2A的输出端,运算放大器U2A的输出端还连接电阻R175 的一端、双二极管阵列D13的中间端(双二极管阵列D13是由两个二极管串联组成),双二极管阵列D13的两端分别连接供电电压,电阻R175的另一端作为内部给定输出电路的输出端并连接电容C26一端、电容C50一端,电容C26另一端接0V,电容C50另一端接地M。
参见附图14,方波发生器13包括有:电阻R43~电阻R47、电容C106和运算放大器U15B、电位器VR15,其中,运算放大器U15B的反向输入端经过电容C106接地M,运算放大器U15B的反向输入端连接电流控制器11的运算放大器U15C的同相输入端,运算放大器U15B的反向输入端经过串联的电阻R43和电阻R44连接运算放大器U15B 的输出端,运算放大器U15B的反向输入端还连接电位器VR15的一端和调节端,电位器VR15的另一端经过电阻R45连接在电阻R43和电阻R44之间;运算放大器U15B的同向输入端连接电阻R47一端和电阻R46一端,电阻R47的另一端接地M,电阻R46 另一端连接运算放大器U15B的输出端。
参见附图15,实际电流输出电路14包括有:电阻R172、电阻R173、电阻R250、电容C27、电容C116和运算放大器U2B,双二极管阵列D38,其中,运算放大器U2B 的反向输入端经过电阻R250连接电流控制器11的运算放大器U3D的输出端,运算放大器U2B的同向输入端接地M,运算放大器U2B的输出端连接电阻R173一端、以及双二极管阵列D38的中间端(双二极管阵列D38是由两个二极管串联组成),双二极管阵列 D38的两端分别连接供电电压,电阻R173的另一端作为实际电流输出电路14的输出端 Actual-I-V并且连接电容C27一端、电容C116一端、以及电阻R172一端,电容C27另一端接0V,电容C116另一端接地M,电阻R172另一端连接运算放大器U2B的反向输入端。
参见附图16,功率驱动电路15包括有:电阻R21、电阻R31、电阻R12~电阻R14、电阻R37~电阻R39、电阻R129、电阻R130、电容C33~电容C35、电容C85、二极管 D3、二极管D8~二极管D10、三极管Q6、三极管Q7和MOS管Q1~MOS管Q4,其中,三极管Q7的发射极连接二极管D9的阳极、电阻R39一端和电容C35一端,电阻R39 的另一端和电容C35的另一端相连,二极管D9的阴极连接三极管Q7的基极,三极管 Q7的基极连接电流控制器11的PWMB输出端,三极管Q7的集电极连接MOS管Q3的门极和电阻R129的一端,电阻R129的另一端接MOS管Q3的源极;三极管Q6的发射极连接二极管D3的阳极、电阻R14一端和电容C34一端,电阻R14的另一端和电容C34 的另一端相连,二极管D3的阴极连接三极管Q6的基极,三极管Q6的基极连接电流控制器11的PWMA输出端,三极管Q6的集电极连接MOS管Q2的门极和电阻R130的一端,电阻R130的另一端接MOS管Q2的源极;MOS管Q3的漏极连接电阻R37一端和电阻R38一端,电阻R37另一端连接电容C33一端,电容C33另一端连接电阻R38 另一端、以及MOS管Q4的门极和二极管D10的阴极;MOS管Q2的漏极连接电阻R12 一端和电阻R13一端,电阻R12的另一端连接电容C85一端,电容C85的另一端连接电阻R13的另一端、以及MOS管Q1的门极和二极管D8的阴极;MOS管Q4的源极和二极管D10的阳极连接并经过电阻R21接地0V;MOS管Q1的源极和二极管D8的阳极连接并经过电阻R31接地0V。
参见附图17,故障检测电路16包括有:电阻R40~电阻R42、电阻R53~电阻R56、电容C36、电容C37和运算放大器U19D、三极管Q8、三极管Q12、三极管Q13,其中三极管Q12的基极连接电阻R136一端、电阻R135一端,电阻R136另一端连接功率驱动电路15的MOS管Q4的源极,电阻R135另一端连接三极管Q12的发射极并接0V;三极管Q13的基极连接电阻R134一端、电阻R133一端,电阻R134另一端连接功率驱动电路15的MOS管Q1的源极,电阻R133另一端连接三极管Q13的发射极并接0V;三极管Q12的集电极和三极管Q13的集电极相连并连接至电阻R40和电阻R41之间,电阻R40和电阻R41串联,电阻R40的另一端连接+24V,电阻R41的另一端连接电阻 R42一端、电容C37一端、以及三极管Q8的基极,电阻R42另一端连接O24V,电容C37另一端连接三极管Q8的发射极并连接24V,三极管Q8的集电极接电容C36一端和电阻R54的一端,电阻R54的另一端接电阻R56和运算放大器U19D的反向输入端,电容C36另一端和电阻R54的另一端相连;运算放大器U19D的同向输入端连接电阻R55 一端、电阻R53一端,电阻R55另一端连接地M0,电阻R53另一端连接运算放大器U19D 的输出端,运算放大器U19D的输出端输出故障诊断信号EN2,连接至加法电路6的模拟开关U8D的控制端。
此外,故障检测电路16的故障诊断信号EN2端输出和设备允许电路8的允许信号EN输出端连接一与门单元,与门单元的输出端连接一CMOS管(参见图1),经过与门单元将故障诊断信号EN2和允许信号EN相与后输出信号EN1,信号EN1控制CMOS 管的关断状态,从而为用户提供一设备允许输出端。
以上对本发明做了示例性的描述,应该说明的是,在不脱离本发明的核心的情况下,任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种大电流比例阀控制电路系统,其特征在于:包括:
电压转电压电路:提供电压输入接口,实现电压输入给定方式;
电流转电压电路:提供电流输入接口,实现电流输入给定方式;
固定值给定及优先选择电路:提供第三种给定方式,用于提供4种可选的给定电压,其目的是控制比例阀为一给定的固定开度;
斜坡时间给定电路:提供给阀电流的斜坡时间,其有两种给定方式,一种是通过外部给定,一种是通过电位器设定,其内部有一取最大值电路,通过该最大值电路使两种给定的输出谁大谁为斜坡时间输出;
加法电路:用以累加所述电压转电压电路、电流转电压电路和固定值给定及优先选择电路输出的三种给定信号,加法电路的输出信号送给斜坡电路;
反向使能电路:当给定方式是电压信号且为负电压时,将此电路使能,将给定电压变为正电压,其目的是为了控制方便,不用更改接线;
设备允许电路:用于提供设备允许输出信号允许设备输出;
斜坡电路:用于控制比例阀电流输出斜坡曲线的生成,其输入是加法电路的输出,其控制端为斜坡时间给定电路的输出;
特性曲线发生电路:其由限幅器、4个电位器和累加器组成,用于生成特性曲线,通过调节4个电位器控制斜坡电路输出信号内部增加阶跃信号,当给定信号达到一定值时控制比例阀开度,其输出连接电流控制器和内部给定输出电路;
电流控制器:此电路接来自三个方向的信号,1是特性曲线发生电路的输出信号,2是由设备允许电路输出的设备允许输出信号和故障检测电路输出的故障诊断信号EN2相与后产生的使能信号EN1,3是来自方波发生器产生的方波信号,由它们共同作用生成电流控制信号,控制比例阀的电流;
内部给定输出电路:将特性曲线发生电路的输出信号转换为内部给定值输出;
方波发生器:用于产生可调的方波信号参与对电流控制器的控制;
实际电流输出电路:将特性曲线发生电路的输出信号转换为实际值输出;
功率驱动电路:来自电流控制器的信号驱动其内部的MOSDET组,进而控制电磁铁,同时采样流过电磁铁的电流,并将这一采样值反馈给电流控制器;
故障检测电路:将来自电流控制器内的转换后的电磁铁电流,判断系统故障,输出一开关量的故障诊断信号EN2。
2.根据权利要求1所述的大电流比例阀控制电路系统,其特征在于:固定值给定及优先选择电路,包括固定值给定电路和固定值优先选择电路;
固定值给定电路包括四组完全相同结构的电路,其中:
第一组固定值给定电路包括电阻R1、电容C16、电容C108、电位器P1、电阻R123、电容C71、电容C72、电阻R108、电阻R109、运算放大器U5A和模拟开关U6D,电阻R1的一端用于连接外部固定值给定端COM-VAL1,电阻R1的另一端连接电容C16的一端、电容C108的一端和电位器P1的一端,电容C16另一端接地M0,电位器P1的另一端接地M0,电容C108的另一端接地M0,电位器P1的调节端经过电阻R123连接电容C72的一端和电阻R108的一端,电容C72的另一端接地M0,电阻R108的另一端接运算放大器U5A的反向输入端,电阻R109和电容C71并联后接在运算放大器U5A的反向输入端和输出端之间,运算放大器U5A的同向输入端接地M0,运算放大器U5A的输出端连接模拟开关U6D的输入端;
第二组固定值给定电路包括电阻R2、电容C17、电容C109、电位器P2、电阻R217、电容C75、电容C113、电阻R114、电阻R115、运算放大器U5B和模拟开关U6C,电阻R2的一端用于连接外部固定值给定端COM-VAL2,电阻R2的另一端连接电容C17的一端、电容C109的一端和电位器P2的一端,电容C17另一端接地M0,电位器P2的另一端接地M0,电容C109的另一端接地M0,电位器P2的调节端经过电阻R217连接电容C113的一端和电阻R114的一端,电容C113的另一端接地M0,电阻R114的另一端接运算放大器U5B的反向输入端,电阻R115和电容C75并联后接在运算放大器U5B的反向输入端和输出端之间,运算放大器U5B的同向输入端接地M0,运算放大器U5B的输出端连接模拟开关U6C的输入端;
第三组固定值给定电路包括电阻R3、电容C18、电容C110、电位器P3、电阻R105、电容C74、电容C114、电阻R219、电阻R113、运算放大器U5C和模拟开关U6A,电阻R3的一端用于连接外部固定值给定端COM-VAL3,电阻R3的另一端连接电容C18的一端、电容C110的一端和电位器P3的一端,电容C18另一端接地M0,电位器P3的另一端接地M0,电容C110的另一端接地M0,电位器P3的调节端经过电阻R105连接电容C114的一端和电阻R219的一端,电容C114的另一端接地M0,电阻R219的另一端接运算放大器U5C的反向输入端,电阻R113和电容C74并联后接在运算放大器U5C的反向输入端和输出端之间,运算放大器U5C的同向输入端接地M0,运算放大器U5C的输出端连接模拟开关U6A的输入端;
第四组固定值给定电路包括电阻R4、电容C19、电容C111、电位器P4、电阻R228、电容C73、电容C112、电阻R220、电阻R107、运算放大器U5D和模拟开关U6B,电阻R4的一端用于连接外部固定值给定端COM-VAL4,电阻R4的另一端连接电容C19的一端、电容C111的一端和电位器P4的一端,电容C19另一端接地M0,电位器P4的另一端接地M0,电容C111的另一端接地M0,电位器P4的调节端经过电阻R228连接电容C112的一端和电阻R220的一端,电容C112的另一端接地M0,电阻R220的另一端接运算放大器U5D的反向输入端,电阻R107和电容C73并联后接在运算放大器U5D的反向输入端和输出端之间,运算放大器U5D的同向输入端接地M0,运算放大器U5D的输出端连接模拟开关U6B的输入端;
所述模拟开关U6D的输出端、模拟开关U6C的输出端、模拟开关U6A的输出端和模拟开关U6B的输出端相连,作为固定值给定及优先选择电路的输出端CVin;
固定值优先选择电路包括四组完全相同结构的电路,其中:
第一组固定值优先选择电路包括电阻R5、电容C20、电阻R128、二极管D54、电阻R148、电阻R147、电容C80和运算放大器U12D,电阻R5的一端连接外部固定值给定选择输入端COM-Val-Cups1,电阻R5的另一端连接电容C20的一端和电阻R128的一端,电容C20的另一端接0V,电阻R128的另一端连接二极管D54的阳极、电阻R148的一端、电容C80的一端、以及运算放大器U12D的同相输入端,二极管D54的阴极接地,二极管D54的阴极还经过电阻R147连接电容C80的另一端,电阻R148的另一端接-7.5V,运算放大器U12D的反相输入端连接电阻R147和电容C80的另一端,运算放大器U12D的输出端连接第一组固定值给定电路的模拟开关U6D的控制端;
第二组固定值优先选择电路包括电阻R126、电容C58、电阻R127、二极管D55、电阻R151、电阻R152、电容C67和运算放大器U12A,电阻R126的一端连接外部固定值给定选择输入端COM-Val-Cups2,电阻R126的另一端连接电容C58的一端和电阻R127的一端,电容C58的另一端接0V,电阻R127的另一端连接二极管D55的阳极、电阻R151的一端、电容C67的一端、以及运算放大器U12A的同相输入端,二极管D55的阴极接地,二极管D55的阴极还经过电阻R152连接电容C67的另一端,电阻R151的另一端接-7.5V,运算放大器U12A的反相输入端连接电阻R152和电容C67的另一端,运算放大器U12A的输出端连接第二组固定值给定电路的模拟开关U6C的控制端;
第三组固定值优先选择电路包括电阻R6、电容C57、电阻R125、二极管D56、电阻R150、电阻R153、电容C89和运算放大器U12B,电阻R6的一端连接外部固定值给定选择输入端COM-Val-Cups3,电阻R6的另一端连接电容C57的一端和电阻R125的一端,电容C57的另一端接0V,电阻R125的另一端连接二极管D56的阳极、电阻R150的一端、电容C89的一端、以及运算放大器U12B的同相输入端,二极管D56的阴极接地,二极管D56的阴极还经过电阻R153连接电容C89的另一端,电阻R150的另一端接-7.5V,运算放大器U12B的反相输入端连接电阻R153和电容C89的另一端,运算放大器U12B的输出端连接第三组固定值给定电路的模拟开关U6A的控制端;
第四组固定值优先选择电路包括电阻R7、电容C21、电阻R8、二极管D57、电阻R149、电容C79和运算放大器U12C,电阻R7的一端连接外部固定值给定选择输入端COM-Val-Cups4,电阻R7的另一端连接电容C21的一端和电阻R8的一端,电容C21的另一端接0V,电阻R8的另一端连接二极管D57的阳极、电阻R149的一端、电容C79的一端、以及运算放大器U12C的同相输入端,二极管D57的阴极接地,二极管D57的阴极还连接电容C79的另一端,电阻R149的另一端接-7.5V,运算放大器U12C的反相输入端连接电容C79的另一端,运算放大器U12C的输出端连接第四组固定值给定电路的模拟开关U6B的控制端。
3.根据权利要求2所述的大电流比例阀控制电路系统,其特征在于:斜坡时间给定电路包括:电阻R51、电阻R59~电阻R62、电阻R157、电阻R158、电阻R160、电阻R164、电阻R170、电阻R229、电阻R102、电容C43、电容C44、电容C59、电容C93、电容C107、运算放大器U1A、运算放大器U16、二极管D18、二极管D22和电位器VR14,其中,所述电阻R164、电阻R165、电容C59的一端接一起,用于连接外部斜坡给定差分信号正端Ext-Ramp-T+,所述电阻R160、电阻R161、电容C44的一端接一起,用于连接外部斜坡给定差分信号负端Ext-Ramp-T-;电阻R160的另一端接电阻R170、电阻R157和电容C93的一端,电容C93的另一端接参考地M,电阻R165的另一端接电阻R60、电阻R158和电容C43的一端,电容C43的另一端接参考地M;电阻R157的另一端接运算放大器U1A的反向输入端和电阻R59的一端,电阻R59的另一端接运算放大器U1A的输出端和电阻R62的一端;电阻R60的另一端接运算放大器U1A的同相输入端和电阻R61的一端,电阻R61的另一端接参考地M;电阻R62的另一端接运算放大器U16B的同相输入端和电容C107的一端,电容C107的另一端接参考地M;电阻R229的一端连接-10V,电阻R229的另一端接电位器VR14,电位器VR14的调节端串联电阻R102后接运算放大器U16A的同相输入端;运算放大器U16A的输出端连接二极管D18的阳极,运算放大器U16B的输出端连接二极管D22的阳极,二极管D18的阴极和二极管D22的阴极连接在一起作为斜坡时间给定电路的输出端Fmax,并且二极管D18的阴极和二极管D22的阴极一起连接于运算放大器U16A的反向输入端和运算放大器U16B的反向输入端以及电阻R51的一端,电阻R51的另一端连接+10V,通过斜坡时间给定电路将外部一模拟量通过差分斜坡给定端进入斜坡时间给定电路,经过转换生成一合适的模拟量,此模拟量和由电位器t产生的模拟量再经过取最大值电路Tmax,输出一它们的最大值到斜坡电路。
4.根据权利要求3所述的大电流比例阀控制电路系统,其特征在于:所述加法电路包括:调零电位器Zw、运算放大器U7C、运算放大器U7D、模拟开关U8A和模拟开关U8D,调零电位器Zw的调节端连接电阻R210于运算放大器U7C的反向输入端,运算放大器U7C的反向输入端还分别连接电压转电压电路的输出端VinVo、电流转电压电路的输出端IinVo、以及固定值给定及优先选择电路的输出端CVin;电容C115和电阻R110并联后接于运算放大器U7C的反向输入端和输出端之间,运算放大器U7C的同相输入端接地M,运算放大器U7C的输出端经过电阻R111连接运算放大器U7D的同相输入端,运算放大器U7D的同相输入端连接模拟开关U8A的一端,运算放大器U7D的反向输入端经过电阻R215接地M,运算放大器U7D的输出端连接电阻R213一端,电阻R213的另一端作为加法电路的最终输出端CMD-Value,电阻R213的另一端还经过电阻R214连接运算放大器U7D的反向输入端,电阻R213的另一端还和模拟开关U8D的一端连接;模拟开关U8A的另一端和模拟开关U8D的另一端接地M;模拟开关U8A的控制端连接反向使能电路的输出端INV-IN,模拟开关U8D的控制端连接故障检测电路的故障诊断信号EN2。
5.根据权利要求4所述的大电流比例阀控制电路系统,其特征在于:反向使能电路包括运算放大器U13B和运算放大器U13A;运算放大器U13B的反向输入端接地M,运算放大器U13B的同相输入端连接反向使能输入控制信号Inv-Enable,运算放大器U13B的输出端连接运算放大器U13A的反向输入端,算放大器U13A的反向输入端和输出端之间还连接有电阻R177,算放大器U13A的同相输入端连接地M,算放大器U13A的输出端作为反向使能电路的输出端INV-IN,用于连接至加法电路。
6.根据权利要求5所述的大电流比例阀控制电路系统,其特征在于:斜坡电路包括有:电位器RS4、电阻R251、电阻R252、电阻R254、电阻R258、电阻R259、电阻R116、电阻R117、电容C11、电容C101、电容C77、电容C129和运算放大器U11A和运算放大器U11B,其中,运算放大器U11B的同相输入端连接电阻R258一端和电阻R259一端,电阻R258另一端接地M,电阻R259另一端连接电位器RS4的调节端,电位器RS4的两端连接10V电压;运算放大器U11B的反向输入端接电容C129、电容C101和电阻R252一端,电容C129的另一端接运算放大器U11A的输出端,电阻R252的另一端连接电阻R251一端,电阻R251的另一端接运算放大器U11A的输出端,电容C101的另一端连接电容C11一端,电容C11另一端连接电容C77一端,电容C77另一端接运算放大器U11A的输出端;电阻R254一端连接在电阻R251和电阻R252之间并且连接所述斜坡时间给定电路的输出端Fmax,电阻R254的另一端连接在电容C11和电容C77之间;运算放大器U11B的输出端连接和运算放大器U11A的同相输入端,电阻R117连接在运算放大器U11A的反相输入端和运算放大器U11A的输出端之间;运算放大器U11A的反相输入端还经过电阻R116连接所述加法电路的输出端CMD-Value;运算放大器U11A的同相输入端作为斜坡电路的输出端Ramp,用于连接至所述特性曲线发生电路。
7.根据权利要求6所述的大电流比例阀控制电路系统,其特征在于:特性曲线发生电路包括有:电阻R118、电阻R119、电阻R181~电阻R194、电阻R255~电阻R257、电容C130、二极管D42、二极管D43、运算放大器U10A、运算放大器U10B、运算放大器U10C、运算放大器U10D、运算放大器U11D,电位器GU+、电位器G+、电位器GW+、电位器S+,其中,运算放大器U11D的反向输入端经过电阻R257连接斜坡电路的输出端Ramp,运算放大器U11D的同向输入端接地,运算放大器U11D的输出端经过电阻R255连接至运算放大器U10C的同相输入端,运算放大器U10C的反向输入端经过电阻R183接地M,运算放大器U10C的输出端连接电阻R184的一端,电阻R184的另一端连接电阻R185、电阻R192、电阻R191、电阻R193、电阻R194的一端,电阻R185另一端连接运算放大器U10C的反向输入端,电阻R192的另一端连接电位器G+的一端,电阻R191的另一端连接电位器G+的调节端,电阻R193的另一端连接电位器S+的一端,电阻R194的另一端连接电位器S+的调节端;电位器G+的另一端连接电位器GU+的调节端,电位器GU+的一端接地M,另一端经过电容C130连接运算放大器U11D的反向输入端;电位器S+的另一端连接电位器GW+的调节端,电位器GW+的一端接地M,另一端也经过电容C130连接运算放大器U11D的反向输入端;电位器G+的调节端还经过电阻R189连接至运算放大器U10B的同相输入端;电位器S+的调节端还经过电阻R190连接至运算放大器U10A的同相输入端;运算放大器U10B的反相输入端经过电阻R188连接运算放大器U10D的反相输入端,运算放大器U10B的输出端依次经过电阻R118、二极管D43、电阻R188连接至运算放大器U10D的反相输入端;运算放大器U10D的同相输入端经过电阻R182接地;运算放大器U10A的反相输入端连接二极管D42阳极,运算放大器U10A的输出端经过电阻R119连接二极管D42阴极,二极管D42阳极连接电阻R186的一端,电阻R186的另一端连接运算放大器U10D的反相输入端和电阻R187的一端,电阻R187的另一端连接电阻R181的一端,电阻R181的另一端连接运算放大器U10D的输出端;运算放大器U10D的输出端经过所述电阻R181作为特性曲线发生电路的输出端Curve-out,用于连接至电流控制器11、内部给定输出电路和方波发生器。
8.根据权利要求7所述的大电流比例阀控制电路系统,其特征在于:电流控制器包括有:电阻R139~电阻R143、电阻R85~电阻R89、电阻R144~电阻R146、电阻R96~电阻R99、电阻R179、电阻R180、二极管D32、二极管D33、双二极管阵列D17、电容C87、电容C88、电容C100、运算放大器U3A、运算放大器U3B、运算放大器U3C、运算放大器U3D、运算放大器U15C和电位器RS1,其中,运算放大器U3D的反向输入端经过电阻R139连接功率驱动电路的电流输出端Ia,运算放大器U3D的反向输入端经过电阻R141接地M0,运算放大器U3D的反向输入端经过并联的电阻R140和电容C87连接运算放大器U3D的输出端,运算放大器U3D的输出端会连接至实际电流输出电路;运算放大器U3D的同向输入端经过电阻R143连接功率驱动电路的电流输出端Ib,运算放大器U3D的同向输入端经过电阻R142接地M0,运算放大器U3D的反向输入端和同相输入端之间还连接有电容C88;运算放大器U3D的输出端经过电阻R85连接至运算放大器U3A的反向输入端,运算放大器U3A的同向输入端经过电阻R88接地M0,运算放大器U3A的反向输入端还经过电阻R88接特性曲线发生电路的输出端Curve-out,运算放大器U3A的反向输入端还依次经过电阻R180、电容C100连接运算放大器U3A的输出端,运算放大器U3A的反向输入端和输出端之间还连接有阴极相对连接设置的二极管D32和二极管D33;运算放大器U3A的反向输入端和同相输入端之间还连接有电容C60;运算放大器U3A输出端分为两路输出,一路经过电阻R87连接运算放大器U3B的反向输入端,另一路经过电阻R97连接运算放大器U3C的同向输入端,运算放大器U3B的同向输入端经过电阻R99、电位器RS1连接-10V电压,运算放大器U3C的反向输入端经过电阻R145连接+24V电压;所述运算放大器U15C的同相输入端连接方波发生器13的输出端CLK,运算放大器U15C的反相输入端连接运算放大器U15C的输出端,运算放大器U15C的输出端经过电阻R178连接运算放大器U3B的同向输入端,运算放大器U15C的输出端经过电阻R146连接运算放大器U3C的反向输入端;双二极管阵列D17的其中一个阳极端连接接运算放大器U3B的同相输入端,另一个阳极端连接接运算放大器U3C的同相输入端,双二极管阵列D17的阴极均连接与门单元的使能信号EN1的输出端;运算放大器U3C的输出端经过电阻R98输出PWMA,用于连接功率驱动电路;运算放大器U3B的输出端经过电阻R179输出PWMB,用于连接功率驱动电路。
9.根据权利要求8所述的大电流比例阀控制电路系统,其特征在于:内部给定输出电路包括有:电阻R174、电阻R175、电容C26、电容C42、电容C50、运算放大器U2A、双二极管阵列D13,其中,运算放大器U2A的同相输入端连接特性曲线发生电路的输出端Curve-out,运算放大器U2A的反相输入端经过电容C42连接运算放大器U2A的输出端,运算放大器U2A的输出端还连接电阻R175的一端、双二极管阵列D13的中间端,双二极管阵列D13是由两个二极管串联组成,双二极管阵列D13的两端分别连接供电电压,电阻R175的另一端作为内部给定输出电路的输出端并连接电容C26一端、电容C50一端,电容C26另一端接0V,电容C50另一端接地M。
10.根据权利要求9所述的大电流比例阀控制电路系统,其特征在于:方波发生器13包括有:电阻R43~电阻R47、电容C106和运算放大器U15B、电位器VR15,其中,运算放大器U15B的反向输入端经过电容C106接地M,运算放大器U15B的反向输入端连接电流控制器11的运算放大器U15C的同相输入端,运算放大器U15B的反向输入端经过串联的电阻R43和电阻R44连接运算放大器U15B的输出端,运算放大器U15B的反向输入端还连接电位器VR15的一端和调节端,电位器VR15的另一端经过电阻R45连接在电阻R43和电阻R44之间;运算放大器U15B的同向输入端连接电阻R47一端和电阻R46一端,电阻R47的另一端接地M,电阻R46另一端连接运算放大器U15B的输出端;
功率驱动电路包括有:电阻R21、电阻R31、电阻R12~电阻R14、电阻R37~电阻R39、电阻R129、电阻R130、电容C33~电容C35、电容C85、二极管D3、二极管D8~二极管D10、三极管Q6、三极管Q7和MOS管Q1~MOS管Q4,其中,三极管Q7的发射极连接二极管D9的阳极、电阻R39一端和电容C35一端,电阻R39的另一端和电容C35的另一端相连,二极管D9的阴极连接三极管Q7的基极,三极管Q7的基极连接电流控制器11的PWMB输出端,三极管Q7的集电极连接MOS管Q3的门极和电阻R129的一端,电阻R129的另一端接MOS管Q3的源极;三极管Q6的发射极连接二极管D3的阳极、电阻R14一端和电容C34一端,电阻R14的另一端和电容C34的另一端相连,二极管D3的阴极连接三极管Q6的基极,三极管Q6的基极连接电流控制器11的PWMA输出端,三极管Q6的集电极连接MOS管Q2的门极和电阻R130的一端,电阻R130的另一端接MOS管Q2的源极;MOS管Q3的漏极连接电阻R37一端和电阻R38一端,电阻R37另一端连接电容C33一端,电容C33另一端连接电阻R38另一端、以及MOS管Q4的门极和二极管D10的阴极;MOS管Q2的漏极连接电阻R12一端和电阻R13一端,电阻R12的另一端连接电容C85一端,电容C85的另一端连接电阻R13的另一端、以及MOS管Q1的门极和二极管D8的阴极;MOS管Q4的源极和二极管D10的阳极连接并经过电阻R21接地0V;MOS管Q1的源极和二极管D8的阳极连接并经过电阻R31接地0V。
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