CN116015027A - 一种阀门调压方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于节水、控水技术领域，具体涉及一种阀门调压方法及装置，包括：1)在阀门工作过程中，检测阀门电压；2)判断阀门电压是否处于阀门工作电压范围内，若阀门电压不在阀门工作电压范围内，则调整一个周期内功率开关的导通时间以使阀门电压处于工作电压范围内；所述功率开关设置于电源与阀门之间；所述功率开关每次断开的时间小于等于自身的关断时间参数；若阀门电压在阀门工作电压范围内，则保持周期内功率开关的导通时间。由此，本发明解决现有技术中电压不稳定，导致电磁阀可靠性低的问题。
Description
技术领域
本发明属于节水、控水技术领域，具体涉及一种阀门调压方法及装置。
背景技术
在节水、控水领域，都会用到电磁阀，电磁阀的电压范围比较小。如果采用集中供电，由于线路存在压降，最前端设备和最末端设备会存在很大压降，对电源电压的要求比较高，且限制了带载数量，如果电压存在波动，若超过电磁阀电压则会烧坏电磁阀，若低于电磁阀电压则阀门不能启动。现有技术中，直流输入电压VIN，不是稳定的电压值，会在较大范围内波动；电磁阀(F1)的工作电压范围较小，超过工作电压会导致损坏，低于工作电压不能正常打开。
总之，电压波动会影响电磁阀工作，影响电磁阀性能，导致电磁阀可靠性降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阀门调压方法及装置，用以解决现有技术中电压不稳定，导致电磁阀可靠性低的问题。
为解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案以及技术方案对应的有益效果如下：
本发明的一种阀门调压方法，包括以下步骤：
1)在阀门工作过程中，检测阀门电压；
2)判断阀门电压是否处于阀门工作电压范围内，若阀门电压不在阀门工作电压范围内，则调整一个周期内功率开关的导通时间以使阀门电压处于工作电压范围内；所述功率开关设置于电源与阀门之间；所述功率开关每次断开的时间小于等于自身的关断时间参数；若阀门电压在阀门工作电压范围内，则保持周期内功率开关的导通时间。
上述技术方案的有益效果为：本发明实现了在阀门两端电压波动的情况下，根据检测到的阀门电压的及时反馈，通过控制功率开关的导通时间，实现了调整阀门两端电压的大小，即利用脉冲宽度调制原理改变加在阀门两端电压的占空比，实现电压幅度的调整，由此使阀门电压处于阀门工作电压范围内，通过调整电压使电压趋于稳定，由此提高了阀门的可靠性。
进一步地，步骤2)中，若阀门电压大于阀门工作电压范围，则减小一个周期内功率开关的导通时间；若阀门电压小于阀门工作电压范围，则增大一个周内功率开关的导通时间。
本发明的一种阀门调压装置，该装置包括电源、微控制器和控制开关，电源供电连接微控制器和控制开关，微控制器用于控制控制开关的开断；控制开关用于控制阀门所在的回路的通断；其特征在于：该装置包括检测模块，所述检测模块用于检测阀门两端的电压，记作阀门电压，并将阀门电压传送至微控制器；
微控制器用于判断阀门电压是否处于阀门工作电压范围内，若阀门电压不在阀门工作电压范围内，则调整一个周期内控制开关的导通时间以使阀门电压处于工作电压范围内；所述控制开关每次断开的时间小于等于自身的关断时间参数；若阀门电压在阀门工作电压范围内，则保持周期内控制开关的导通时间。
上述技术方案的有益效果为：本发明微控制器在阀门工作时，通过检测模块及时采集阀门两端的电压，与阀门的工作电压进行比较，实时调整功率MOS管的导通时间，达到调整阀门两端电压的目的，通过不断反馈及调整，使阀门工作在正常电压范围之内。本发明装置实现了在阀门供电电压变化或波动的情况下，根据阀门电压的及时反馈，来调整控制开关的导通时间，进而确保阀门在正常的工作电压范围之内，该装置保证电压的稳定性，提高了阀门的可靠性。
进一步地，为了提高装置的可靠性，所述控制开关为功率MOS管。
进一步地，所述微控制器为数字芯片，所述检测模块包括ADC模数转换单元。
进一步地，所述电源通过降压芯片供电连接微控制器。
进一步地，为了进一步提高阀门稳定性，该装置还包括用于与阀门并联的二极管，且所述二极管接入方向与阀门正常工作时电流方向相反。
进一步地，为了快速度地向控制开关发送信息，所述微控制器通过UART串口模块控制控制开关。
附图说明
图1是本发明的一种阀门调压装置的电路连接示意图。
具体实施方式
本发明旨在提供一种阀门调压方法及装置，本发明在阀门工作过程中，检测阀门电压；然后判断阀门电压是否处于阀门工作电压范围内，若阀门电压不在阀门工作电压范围内，则调整一个周期内功率开关的导通时间以使阀门电压处于工作电压范围内；所述功率开关设置于电源与阀门之间；所述功率开关每次断开的时间小于等于其自身的关断时间参数；若阀门电压在阀门工作电压范围内，则保持周期内功率开关的导通时间。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
装置实施例：
本发明的一种阀门调压装置实施例，如图1所示，该装置包括电源、降压芯片U1、微控制器U2和控制开关，电源供电连接控制开关，电源通过降压芯片供电连接微控制器，微控制器用于控制控制开关的开断；控制开关用于控制阀门所在的回路的通断。其中，微控制器通过UART串口模块与控制开关连接。优选地，UART串口模集成与微控制器内，即本发明微控制器U2具有UART(通用异步串行数据收发器)数据发送功能，且具备普通数字输出端口的复用功能，可以独立输出高电平和底电平。此外，该装置还包括用于与阀门并联的二极管，且所述二极管接入方向与阀门正常工作时电流方向相反。本实施例中，控制开关为功率MOS管，阀门为电磁阀门，其他实施例中，控制开关也可以是其他可控开关器件，比如机械开关等。
具体地，电源的直流电压输入VIN，通过降压芯片U1，给微控制器U2供电，微控制器U2通过UART-TX发送数字信号，控制功率MOS管Q1的通断，从而控制电磁阀F1的打开或者关闭，电磁阀F1两端并联二极管D1，其中二极管D1的作用是在电磁阀关闭瞬间的反向电压提供通路，防止烧坏电磁阀；ADC模数转换单元U3采集电磁阀FA、FB两端的电压转换成数字信号传递给微控制器U2。
该装置具体工作过程为：微控制器的UART(通用异步串行收发器)端口，可以连续发送二进制数据序列，在不发送数据时UART-TX输出为持续高电平，同时微控制器的UART端口可以配置为普通数字输出端口，也可以持续输出低电平。在UART-TX输出高电平时，功率MOS管Q1完全打开，这时施加在电磁阀F1上的电压是直流输入电压VIN，在UART-TX输出低电平时，功率MOS管Q1关闭，此时阀门关闭。需要指出的是，串行数据端口UART的串行数据发送波特率，应在115200bps或以上，如果波特率过低或者连续多个低电平，会导致功率MOS管关闭时间过长，导致电磁阀在工作过程中不停地开关，不能正常工作，其中，功率MOS管最长关闭时间不能大于MOS管自身的关断时间参数，MOS管关断时间跟具体型号有关，一般在10-100ns之间。
需要打开电磁阀F1时，微控制器U2的UART-TX端口输出高电平，打开功率MOS管Q1，同时通过ADC模数转换单元U3检测电磁阀FA、FB两端的电压，并传输至微控制器。微控制器将电磁阀电压与电磁阀工作电压相比较，当施加在电磁阀F1两端的电压高于其工作电压时，通过实时调整微控制器U2的UART-TX端口输出串行数据，降低功率MOS管的导通时间，反之，则调整UART-TX的输出数据，增加功率MOS管的导通时间，从而达到自动调整施加在电磁阀F1上的电压的目的。
下面对本发明调控过程进行举例说明：
若直流输入电压VIN是15V，电磁阀F1的工作电压是12-13V；此时，微控制器在需要打开阀门时，首件将UART-TX端口切换为串行通讯模式，TX在空闲状态下输出高电平，此时电磁阀F1打开，施加在电磁阀F1两端的电压是15V，ADC模数转换模块采集到的电磁阀FA、FB的电压后传输给微控制器，微控制器根据计算，应该降低电磁阀F1两端的电压，此时在UART-TX端口连续输出二进制序列(0111111111111111)，减少功率MOS管的导通时间，如果监视到的电磁阀F1电压仍然高于13V，则继续减少串口二进制序列中1的个数，直至电池阀达到12-13V区间。相反地，如果此时电压波动，直流输入电压VIN变成10V(电源电压是不能低于阀门工作电压)，微控制器应增加串口发送的二进制序列中1的个数，提高电磁阀F1两端的电压直至到达12-13V之间，如此达到动态平衡。其中，微控制器通过修改UART-TX串口的输出数据，控制二进制序列中1的个数，1相当于打开MOS管，0相当于关闭MOS管；通过修改输出的数据来调整MOS管导通时间，从而调整电压。控制规则为连续出现0的对应的时间不能大于MOS管自身的关断时间参数。
综上所述，本发明实现了在电磁阀阀门供电电压变化或波动的情况下，根据阀门电压的及时反馈和调整UART发送数据的二进制序列，可以自动保持电磁阀在正常的工作电压范围之内，保证设备的稳定性，提高了设备的可靠性。
方法实施例：
本发明的一种阀门调压方法的实施例，该方法在阀门工作过程中，检测阀门电压；然后判断阀门电压是否处于阀门工作电压范围内，若阀门电压不在阀门工作电压范围内，则调整一个周期内功率开关的导通时间以使阀门电压处于工作电压范围内；所述功率开关设置于电源与阀门之间；所述功率开关每次断开的时间小于等于自身的关断时间参数；若阀门电压在阀门工作电压范围内，则保持周期内功率开关的导通时间。该方法和装置实施例中装置的具体工作过程调压方式一致，已在装置实施例中具体介绍，故此处不再赘述。
Claims (8)
1.一种阀门调压方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)在阀门工作过程中，检测阀门电压；
2)判断阀门电压是否处于阀门工作电压范围内，若阀门电压不在阀门工作电压范围内，则调整一个周期内功率开关的导通时间以使阀门电压处于工作电压范围内；所述功率开关设置于电源与阀门之间；所述功率开关每次断开的时间小于等于自身的关断时间参数；若阀门电压在阀门工作电压范围内，则保持周期内功率开关的导通时间。
2.根据权利要求1所述的阀门调压方法，其特征在于：步骤2)中，若阀门电压大于阀门工作电压范围，则减小一个周期内功率开关的导通时间；若阀门电压小于阀门工作电压范围，则增大一个周内功率开关的导通时间。
3.一种阀门调压装置，该装置包括电源、微控制器和控制开关，电源供电连接微控制器和控制开关，微控制器用于控制开关的开断；控制开关用于控制阀门所在的回路的通断；其特征在于：该装置包括检测模块，所述检测模块用于检测阀门两端的电压，记作阀门电压，并将阀门电压传送至微控制器；
微控制器用于判断阀门电压是否处于阀门工作电压范围内，若阀门电压不在阀门工作电压范围内，则调整一个周期内控制开关的导通时间以使阀门电压处于工作电压范围内；所述控制开关每次断开的时间小于等于自身的关断时间参数；若阀门电压在阀门工作电压范围内，则保持周期内控制开关的导通时间。
4.根据权利要求3所述的阀门调压装置，其特征在于：所述控制开关为功率MOS管。
5.根据权利要求3所述的阀门调压装置，其特征在于：所述微控制器为数字芯片，所述检测模块包括ADC模数转换单元。
6.根据权利要求5所述的阀门调压装置，其特征在于：所述电源通过降压芯片供电连接微控制器。
7.根据权利要求3所述的阀门调压装置，其特征在于：该装置还包括用于与阀门并联的二极管，且所述二极管接入方向与阀门正常工作时电流方向相反。
8.根据权利要求3至7任一项所述的阀门调压装置，其特征在于：所述微控制器通过UART串口模块控制控制开关。
Priority Applications (1)
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| CN202310040040.8A CN116015027A (zh) | 2023-01-11 | 2023-01-11 | 一种阀门调压方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN116015027A true CN116015027A (zh) | 2023-04-25 |
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| CN202310040040.8A Pending CN116015027A (zh) | 2023-01-11 | 2023-01-11 | 一种阀门调压方法及装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN116015027A (zh) |
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2023
- 2023-01-11 CN CN202310040040.8A patent/CN116015027A/zh active Pending
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