CN209233545U - 一种电动执行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动执行器，包括：储能电池、充放电控制电路和主控板；其中所述充放电控制电路适于对储能电池充电，并在外部电源断电时，控制所述储能电池放电，以对主控板供电；本实用新型的电动执行器通过内设储能电池和充放电控制电路，能够在外部电源异常断电后，对主控板供电，使操作人员能够记录下电动执行器当前的状态参数，从而在外部电源重新正常供电后，不影响电动执行器的后续运行；同时本实用新型通过第一放电电路和第二放电电路同时导通时，所述储能电池才能放电对主控板进行供电，避免了储能电池在操作人员到达前就已放电完成，而使操作人员无法及时记录下相应的状态参数的问题。

Description

一种电动执行器

技术领域

本实用新型涉及电动执行器智能控制技术领域，具体涉及一种电动执行器。

背景技术

电动执行器用于把阀门驱动至全开或全关的位置，能够精确的使阀门走到任何位置。尽管大部分执行机构都是用于开关阀门，但是如今的执行机构的设计远远超出了简单的开关功能，它们包含了位置感应装置，力矩感应装置，电极保护装置，逻辑控制装置，数字通讯模块及PID控制模块等，而这些装置全部安装在一个紧凑的外壳内。

因为越来越多的工厂采用了自动化控制，人工操作被机械或自动化设备所替代，人们要求执行机构能够起到控制系统与阀门机械运动之间的界面作用，更要求执行机构增强工作安全性能和环境保护性能。

运行过程中，电动执行器的人机界面会实时显示当前的运行参数以及阀门开度等信息，一旦遇到外部电源异常断电时，操作人员将无法知晓当前电动执行器的运行参数，即无法知晓当前阀门的状态，本实用新型特设计一种电动执行器，其内置有储能电池，从而实现在外部电源断电的时候，能够通过储能电池为主控板供电，从而点亮人机界面，让工作人员能够记录下当前电动执行器的运行参数和阀门所处状态，以便于工作人员能够采取相应的应对措施。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电动执行器，通过在电动执行器内设置储能电池和充放电控制电路，以实现在外部电源断电的时候，通过储能电池为主控板供电。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电动执行器，包括：储能电池、充放电控制电路和主控板；其中所述充放电控制电路适于对储能电池充电，并在外部电源断电时，控制所述储能电池放电，以对主控板供电。

进一步，所述充放电控制电路包括：充电管理芯片U10、第一放电电路和第二放电电路；所述充电管理芯片U10的电压输入端与外部电源相连，其电池电压检测端与所述储能电池相连；所述充电管理芯片U10的电源切换控制端与所述第二放电电路的输入端相连；所述第二放电电路的输出端经第一放电电路与所述储能电池相连；所述第一放电电路由一手轮开关控制通断；在外部电源断电时，所述充电管理芯片适于控制第二放电电路导通；以及闭合手轮开关，以触发第一放电电路导通，使所述储能电池放电。

进一步，所述第一放电电路包括：三极管Q2和MOS管Q3；其中所述三极管Q2的基极分别与所述手轮开关的第一端、第二端相连，其集电极经保护电阻R7与MOS管Q3的栅极相连；所述三极管Q2的集电极还经电阻R5与MOS管Q3的源极相连；所述MOS管Q3的源极还与所述储能电池相连，其漏极与第二放电电路的输出端相连；当手轮开关断开，即第一端与第二端未连接时，所述三极管Q2的基极为低电平，使三极管Q2截止、MOS管Q3不导通，从而使储能电池不放电；以及当手轮开关闭合，即第一端与第二端连接时，所述三极管Q2的基极为高电平，使三极管Q2导通、MOS管Q3导通。

进一步，所述第二放电电路包括：三极管Q1和MOS管Q4；其中所述三极管Q1的基极与所述充电管理芯片U10的电源切换控制端相连，其集电极经保护电阻R1与MOS管Q4的栅极相连；所述三极管Q1的集电极还经电阻R2与MOS管Q4的源极相连；所述MOS管Q4的源极还与外部电源相连，其漏极与所述MOS管Q3的漏极相连；当手轮开关闭合，且外部电源正常供电时，MOS管Q4截止，所述储能电池不放电；以及当手轮开关闭合且外部电源断电时，所述充电管理芯片U10的电源切换控制端为高电平，使三极管Q1导通、MOS管Q4导通，从而使所述储能电池放电。

进一步，所述电动执行器还包括DC-DC芯片U1；外部电源经DC-DC芯片U1稳压后对所述充电管理芯片U10供电。

进一步，所述充电管理芯片U10为TP5100芯片；所述DC-DC芯片U1为XL1509芯片。

本实用新型的有益效果是，本实用新型的电动执行器通过内设储能电池和充放电控制电路，能够在外部电源异常断电后，对主控板供电，使操作人员能够记录下电动执行器当前的状态参数，从而在外部电源重新正常供电后，不影响电动执行器的后续运行；同时本实用新型通过第一放电电路和第二放电电路同时导通时，所述储能电池才能放电对主控板进行供电，避免了储能电池在操作人员到达前就已放电完成，而使操作人员无法及时记录下相应的状态参数的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的电动执行器中的充电管理芯片U10电路图；

图2是本实用新型的电动执行器中的第一、第二放电电路的电路图；

图3是本实用新型的电动执行器中的DC-DC芯片U1电路图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

实施例

如图1至图3所示，本实施例提供了一种电动执行器，包括：储能电池、充放电控制电路和主控板；其中所述充放电控制电路适于对储能电池充电，并在外部电源断电时，控制所述储能电池放电，以对主控板供电。

具体的，所述储能电池例如但不限于采用锂电池；在外部电源对主控板正常供电的同时，所述充放电控制电路能够对储能电池进行充电，一旦外部电源异常断电，所述充放电控制电路能够控制储能电池进行放电，以对主控板供电，本实施例的电动执行器通过储能电池和充放电控制电路在外部电源异常断电后，依然能够对主控板进行一段时间的供电，使操作人员能够记录下电动执行器当前的状态参数，在外部电源重新正常供电后，将电动执行器的运行调整至异常断电时记录下的运行状态，从而不影响电动执行器的后续运行。

所述充放电控制电路包括：充电管理芯片U10、第一放电电路和第二放电电路；所述充电管理芯片U10的电压输入端与外部电源相连，其电池电压检测端与所述储能电池相连；所述充电管理芯片U10的电源切换控制端与所述第二放电电路的输入端相连；所述第二放电电路的输出端经第一放电电路与所述储能电池相连；所述第一放电电路由一手轮开关控制通断；在外部电源断电时，所述充电管理芯片U10适于控制第二放电电路导通；以及闭合手轮开关，以触发第一放电电路导通，使所述储能电池放电。

具体的，所述充电管理芯片U10的电压输入端VIN引脚与外部电源相连，其电池电压检测端BAT引脚与所述储能电池相连，外部电源正常供电时，所述充电管理芯片U10对储能电池进行充电；所述充电管理芯片U10的电源切换控制端POWER_ON引脚与所述第二放电电路的输入端相连，以在外部电源断电时，控制所述第二放电电路导通；在第二放电电路导通后，再通过所述手轮开关控制所述第一放电电路导通后，所述储能电池开始放电，从而对所述主控板进行供电。

具体的，由于在外部电源异常断电时，操作人员不会刚好在电动执行器的工作现场，这样等发现外部电源异常断电时，操作人员需要一定的时间才能到达电动执行器的工作现场，为了避免所述储能电池在操作人员到达前就已放电完成，而使操作人员无法及时记录下相应的状态参数的问题，本实施例通过第一放电电路和第二放电电路使得储能电池放电需要两个条件，即第一放电电路和第二放电电路同时导通时，所述储能电池才能放电对主控板进行供电，而且第一放电电路通过手轮开关控制导通，当外部电源异常断电后，第二放电电路由所述充电管理芯片U10控制导通，等待操作人员到达电动执行器的工作现场后，闭合所述手轮开关，从而控制第一放电电路导通，使储能电池对主控板进行供电，进而点亮与主控板上的人机界面，便于操作人员记录人机界面上显示的状态参数数据。

所述第一放电电路包括：三极管Q2和MOS管Q3；其中所述三极管Q2的基极分别与所述手轮开关的第一端、第二端相连，其集电极经保护电阻R7与MOS管Q3的栅极相连；所述三极管Q2的集电极还经电阻R5与MOS管Q3的源极相连；所述MOS管Q3的源极还与所述储能电池相连，其漏极与第二放电电路的输出端相连；当手轮开关断开，即第一端与第二端未连接时，所述三极管Q2的基极为低电平，使三极管Q2截止、MOS管Q3不导通，从而使储能电池不放电；以及当手轮开关闭合，即第一端与第二端连接时，所述三极管Q2的基极为高电平，使三极管Q2导通、MOS管Q3导通。

具体的，所述手轮开关的开闭由位于电动执行器上的手轮控制；所述手轮开关的第一端P_HL、第二端M_IN通过一插座端子焊接在印有主控板电路的PCB板上，所述手轮与与插座端子相匹配的插头端子相连，未按下手轮时，插头端子与插座端子分开，即第一端P_HL和第二端M_IN未连接，此时手轮开关处于断开状态，使所述三极管Q2的基极为低电平，三极管Q2截止，因此MOS管Q3也不导通；按下手轮，将插头端子推入插座端子内，使第一端P_HL和第二端M_IN电气连接，从而使手轮开关闭合，此时所述三极管Q2的基极为高电平，使三极管Q2导通、MOS管Q3导通。

具体的，在储能电池放电对主控板供电的过程中，所述主控板的一控制输出端适于将第一端P_HL置高在高电平，并延时一段时间（比如40s-60s），以便松开手轮后，确保储能电池能够继续放电对主控板供电；延时时间结束后，再将第一端P_HL置低，使三极管Q2截止、MOS管Q3不导通，此时储能电池停止放电。

所述第二放电电路包括：三极管Q1和MOS管Q4；其中所述三极管Q1的基极与所述充电管理芯片U10的电源切换控制端相连，其集电极经保护电阻R1与MOS管Q4的栅极相连；所述三极管Q1的集电极还经电阻R2与MOS管Q4的源极相连；所述MOS管Q4的源极还与外部电源相连，其漏极与所述MOS管Q3的漏极相连；当手轮开关闭合，且外部电源正常供电时，MOS管Q4截止，所述储能电池不放电；以及当手轮开关闭合且外部电源断电时，所述充电管理芯片U10的电源切换控制端为高电平，使三极管Q1导通、MOS管Q4导通，从而使所述储能电池放电。

具体的，外部电源正常供电时，所述充电管理芯片U10的电源切换控制端为低电平，三极管Q1不导通，MOS管Q4的源极电压高于其漏极电压，而处于截止状态，此时无论手轮开关是否闭合，所述储能电池均无法放电；外部电源异常断电时，所述充电管理芯片U10的电源切换控制端为高电平，三极管Q1导通，MOS管Q4的源极电压低于其漏极电压，而处于导通状态，此时若手轮开关闭合，则所述储能电池开始放电。

所述电动执行器还包括DC-DC芯片U1；外部电源经DC-DC芯片U1稳压后对所述充电管理芯片U10供电。

具体的，通过所述DC-DC芯片U1，能够将来自一变压器的18-30V用于主控板的供电电压稳压成12V电压，该12 V电压作为所述充电管理芯片U10的供电电压。

所述充电管理芯片U10为TP5100芯片；所述DC-DC芯片U1为XL1509芯片。

综上所述，本实施例的电动执行器通过内设储能电池和充放电控制电路，能够在外部电源异常断电后，对主控板供电，使操作人员能够记录下电动执行器当前的状态参数，从而在外部电源重新正常供电后，不影响电动执行器的后续运行；同时本实施例通过第一放电电路和第二放电电路同时导通时，所述储能电池才能放电对主控板进行供电，避免了储能电池在操作人员到达前就已放电完成，而使操作人员无法及时记录下相应的状态参数的问题。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种电动执行器，其特征在于，包括：

储能电池、充放电控制电路和主控板；其中

所述充放电控制电路适于对储能电池充电，并在外部电源断电时，控制所述储能电池放电，以对主控板供电。

2.根据权利要求1所述的电动执行器，其特征在于，

所述充放电控制电路包括：

充电管理芯片U10、第一放电电路和第二放电电路；

所述充电管理芯片U10的电压输入端与外部电源相连，其电池电压检测端与所述储能电池相连；

所述充电管理芯片U10的电源切换控制端与所述第二放电电路的输入端相连；

所述第二放电电路的输出端经第一放电电路与所述储能电池相连；

所述第一放电电路由一手轮开关控制通断；

在外部电源断电时，所述充电管理芯片适于控制第二放电电路导通；以及

闭合手轮开关，以触发第一放电电路导通，使所述储能电池放电。

3.根据权利要求2所述的电动执行器，其特征在于，

所述第一放电电路包括：三极管Q2和MOS管Q3；其中

所述三极管Q2的基极分别与所述手轮开关的第一端、第二端相连，其集电极经保护电阻R7与MOS管Q3的栅极相连；

所述三极管Q2的集电极还经电阻R5与MOS管Q3的源极相连；

所述MOS管Q3的源极还与所述储能电池相连，其漏极与第二放电电路的输出端相连；

当手轮开关断开，即第一端与第二端未连接时，所述三极管Q2的基极为低电平，使三极管Q2截止、MOS管Q3不导通，从而使储能电池不放电；以及

当手轮开关闭合，即第一端与第二端连接时，所述三极管Q2的基极为高电平，使三极管Q2导通、MOS管Q3导通。

4.根据权利要求3所述的电动执行器，其特征在于，

所述第二放电电路包括：三极管Q1和MOS管Q4；其中

所述三极管Q1的基极与所述充电管理芯片U10的电源切换控制端相连，其集电极经保护电阻R1与MOS管Q4的栅极相连；

所述三极管Q1的集电极还经电阻R2与MOS管Q4的源极相连；

所述MOS管Q4的源极还与外部电源相连，其漏极与所述MOS管Q3的漏极相连；

当手轮开关闭合，且外部电源正常供电时，MOS管Q4截止，所述储能电池不放电；以及

当手轮开关闭合且外部电源断电时，所述充电管理芯片U10的电源切换控制端为高电平，使三极管Q1导通、MOS管Q4导通，从而使所述储能电池放电。

5.根据权利要求4所述的电动执行器，其特征在于，

所述电动执行器还包括DC-DC芯片U1；

外部电源经DC-DC芯片U1稳压后对所述充电管理芯片U10供电。

6.根据权利要求5所述的电动执行器，其特征在于，

所述充电管理芯片U10为TP5100芯片；

所述DC-DC芯片U1为XL1509芯片。