电控阀的控制电路和电控阀的制作方法

1.本实用新型涉及空调领域，特别是涉及电控阀的控制电路和电控阀。


背景技术：

2.空调系统包括压缩机、蒸发器、冷凝器以及节流元件，为了提高工作介质的流量控制精度，通常采用电控阀作为节流元件。电控阀的控制通过采集传感器模块的参数，通过采集到的参数作出相应的控制，相关技术中，电控阀在工作状态或休眠状态下，也需为传感器模块供电，导致电流消耗。
3.如何降低电控阀在休眠状态下的电流消耗，是一个待改善的技术问题。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种电控阀的控制电路和电控阀，用以降低电控阀在休眠状态下的电流消耗。
5.为实现上述目的，采用如下技术方案：
6.一种控制电路，用于控制电控阀，所述控制电路包括控制模块、电源模块、电压跟随器以及传感器模块，所述电压跟随器包括运算放大器、内部电源、第一开关管，所述内部电源分别与所述第一开关管和所述运算放大器连接，所述运算放大器与所述第一开关管连接，所述电源模块分别与所述控制模块和所述电压跟随器连接，所述控制模块分别与所述电压跟随器和所述传感器模块连接，所述传感器模块与所述电压跟随器连接，其中，所述电压跟随器模块用于为所述传感器模块供电；
7.所述控制模块获取电控阀的状态，若所述电控阀的状态为休眠状态，则所述控制模块发送第一信号至所述电压跟随器，所述电压跟随器进入休眠状态，所述电压跟随器停止为所述传感器模块供电，若所述若电控阀的状态为工作状态，则所述控制模块发送第二信号至所述电压跟随器，所述电压跟随器进入工作状态，所述电压跟随器为所述传感器模块供电。
8.一种电控阀，包括定子组件、转子组件、阀芯以及电路板，所述定子组件包括线圈，所述转子组件包括永磁体，所述线圈与所述电路板电连接，所述转子组件与所述阀芯传动连接，所述线圈通电后产生激励磁场，所述转子组件在所述激励磁场作用下转动带动所述阀芯运动，所述电路板集成有上述的电控阀的控制电路。本技术的控制电路包括控制模块、电源模块、电压跟随器和传感器模块，电压跟随器包括运算放大器、内部电源、第一开关管，内部电源分别与第一开关管和运算放大器连接，运算放大器与第一开关管连接，电源模块分别与控制模块和电压跟随器连接，控制模块分别与电压跟随器和传感器模块连接；控制模块获取电控阀的状态，若电控阀的状态为休眠状态，则控制模块发送第一信号至电压跟随器，电压跟随器进入休眠状态，电压跟随器停止为传感器模块供电，若电控阀的状态为工作状态，则控制模块发送第二信号至电压跟随器，电压跟随器进入工作状态，电压跟随器为传感器模块供电，通过判断电控阀的状态，进而控制电压跟随器的状态，当电压跟随器进入
休眠状态时，不再为电控阀内的传感器模块供电，减小了电压跟随器和传感器模块的电流消耗，降低了电控阀休眠状态下的功耗。
附图说明
9.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
10.图1是本技术实施例的电控阀的控制电路的结构示意图；
11.图2是本技术实施例的电压跟随器的结构示意图；
12.图3是根据本技术实施例的电压跟随器模块的一种可行的结构示意图；
13.图4是本技术实施例的电源模块的结构示意图；
14.图5是本技术实施例的电源模块的一种具体电路结构示意图；
15.图6是本技术实施例的另一种电控阀的控制电路的结构示意图；
16.图7是本技术实施例的霍尔传感器模块的一种可行的结构示意图。
具体实施方式
17.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。基于本技术提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本技术揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本技术公开的内容不充分。
18.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本技术所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
19.除非另作定义，本技术所涉及的技术术语或者科学术语应当为本技术所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本技术所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本技术所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本技术所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。本技术所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
20.本实施例提供了一种电控阀的控制电路，图1是本技术实施例的电控阀的控制电
路的结构示意图，该控制电路可以应用于电控阀的控制中，例如电子膨胀阀、水阀、球阀等中。如图1、2所示，控制电路包括控制模块12、电源模块11、电压跟随器u4和传感器模块14，电压跟随器u4包括运算放大器amp、内部电源prereg、第一开关管，内部电源prereg分别与第一开关管和运算放大器amp连接，运算放大器amp与第一开关管连接，电源模块11分别与控制模块12和电压跟随器u4连接，控制模块12分别与电压跟随器u4和传感器模块14连接，传感器模块14与电压跟随器u4连接，其中，电压跟随器u4用于为传感器模块14供电；
21.控制模块12获取电控阀的状态，若电控阀的状态为休眠状态，则控制模块12发送第一信号至电压跟随器13，电压跟随器13进入休眠状态，电压跟随器13停止为传感器模块14供电，若电控阀的状态为工作状态，则控制模块12发送第二信号至电压跟随器13，电压跟随器13进入工作状态，电压跟随器13为传感器模块14供电，本实施例中，通过判断电控阀的状态，进而控制电压跟随器13的状态，当电压跟随器13进入休眠状态时，不再为传感器模块14供电，降低了电控阀休眠状态下的电流消耗。
22.在一些实施例中，图2是本技术实施例的电压跟随器的结构示意图，如图2所示，电压跟随器u4包括运算放大器amp、内部电源prereg、过热保护模块tsd、过流保护模块ocp和第一开关管，电压跟随器u4具有第一引脚1pin、第二引脚2pin、第三引脚3pin、第四引脚4pin、第五引脚5pin，第一开关管的源极分别与内部电源prereg的第一端、过流保护模块ocp的第一端、电压跟随器u4的第三引脚和运算放大器amp的正极连接，第一开关管的漏极分别与过流保护模块ocp的第二端、过热保护模块tsd的第二端和运算放大器amp的输出端连接，第一开关管的栅极分别与运算放大器amp的同相端和电压跟随器u4的第四引脚连接，运算放大器amp的反相端和电压跟随器u4的第一引脚连接；内部电源prereg的第二端和过热保护模块tsd的第一端连接，内部电源prereg的第三端、过热保护模块tsd的第三端、过流保护模块ocp的第三端、运算放大器amp的负极、电压跟随器u4的第二引脚和电压跟随器u4的第五引脚均接地。
23.内部电源prereg用于为过热保护模块tsd、过流保护模块ocp、第一开关管和运算放大器amp以及传感器模块14供电，过流保护模块ocp和过热保护模块tsd在电压跟随器u4电路过流或过热时，断开电路连接；在需要控制模块12工作而不需要传感器模块14工作的情况下，控制模块12发送第一信号至电压跟随器u4的第一引脚，电压跟随器u4进入休眠状态，电压跟随器u4停止为传感器模块14供电，减小了电压跟随器u4和传感器模块14的电流消耗，减小了控制电路的功耗，且电压跟随器u4自带稳压功能，电压跟随器u4的输入电压可以直接取电池电压，电压跟随器u4的输出电压完全和输入电压一致，没有压差，各种传感器都可以适用，使用电压跟随器替代低压差线性稳压器(ldo)给传感器模块14供电，降低成本的同时保证了电控阀休眠状态下的电流消耗，经过发明人实验可由ma级降低到符合客户需求的小于0.125ma。可以理解的是，图2为电压跟随器一种可行的连接电路，本技术电压跟随器并不仅限于图2所示的实现方式。
24.在一些实施例中，控制电路还包括电压跟随器模块，图3是根据本技术实施例的电压跟随器模块的一种可行的结构示意图，如图3所示，电压跟随器模块包括电压跟随器u4、第二十四电容c24和第三十电容c30；
25.电压跟随器u4的第一引脚与控制模块12的输出端口vc5连接，电压跟随器u4的第三引脚分别与电源power和第二十四电容c24的第一端连接，电压跟随器u4的第四引脚分别
与第三十电容c30的第一端和霍尔传感器模块41连接，电压跟随器u4的第二引脚、电压跟随器u4的第五引脚、第二十四电容c24的第二端和第三十电容c30的第二段均接地，电控阀休眠时，控制模块12通过输出端口vc5将第一信号发送至电压跟随器u4时，电压跟随器u4进入休眠状态，电压跟随器u4的第四引脚不再为霍尔传感器模块41供电，降低电控阀休眠时的电流消耗，电控阀工作时，控制模块12通过输出端口vc5将第二信号发送至电压跟随器u4时，电压跟随器u4进入工作状态，使电控阀能够正常工作，第二十四电容c24用于对输入电压进行滤波，第三十电容c30用于对输出电压进行滤波。
26.在一些实施例中，图4是本技术实施例的电源模块的结构示意图，如图4所示，电源模块11包括过压保护模块110、防反模块111和滤波模块112，过压保护模块110与防反模块111连接，防反模块111与滤波模块112连接，其中，过压保护模块110用于过压保护，防反模块111用于防止电源的正负极接反时，对元器件造成损坏，滤波模块112用于将信号中特定波段频率滤除，抑制和防止干扰。
27.图5是本技术实施例的电源模块的一种具体电路结构示意图，如图5所示，过压保护模块110包括双向瞬态抑制二极管(双向tvs管)d2，防反模块111包括pmos管q1、第二电阻r2和稳压管d1，滤波模块112包括第二电容c2、第七电感l7、第四电容c4、第五电容c5和第七电容c7。
28.接口cn1的第一引脚接电源负极，接口cn1的第三引脚接电源正极vbat，接口cn1的第二引脚接控制模块12的通信端口lin_in，双向tvs管d2的第一端分别与电源正极vbat和pmos管q1的漏极连接，pmos管q1的栅极分别与第二电阻r2的第一端和稳压管d1的正极连接，pmos管q1的源极分别与稳压管d1的负极、第二电容c2的第一端和第七电感l7的第一端连接，第七电感l7的第二端分别与第四电容c4的第一端、第五电容c5的第一端、第七电容c7的第一端、控制模块12的power端口和电压跟随器模块13的第三引脚(power端口)连接，电源负极、双向tvs管d2的第二端、第二电阻r2的第二端、第二电容c2的第二端、第四电容c4的第二端、第五电容c5的第二端和第七电容c7的第二端均接地，电动阀工作时，电源模块11用于为控制模块12和电压跟随器模块13供电，电源模块11通过电压跟随器13为霍尔传感器模块41供电，电源模块11可以为外接电源也可以内置于电控阀。
29.第二电容c2、第七电感l7和第四电容c4组成clc滤波电路，当电源正接时，电源从接口cn1的第三引脚流入，流经过压保护模块后，经过防反pmos管q1的寄生二极管，稳压管d1被反向击穿，使稳压管d1两端的电压稳定在一定值，pmos管q1的栅极电压vg小于源极电压vs，pmos管导通，此时，电源流经clc滤波电路、滤波电容c5和滤波电容c7滤除高频成分，得到电源power，电源power用于为控制模块12和电压跟随器模块13供电，当电源反接时，电源从端口gnd进入，pmos管q1的栅极电压vg大于源极电压vs，pmos管q1截止，防止电源接反时损坏元器件；vgs为pmos管q1的最大栅源电压，即栅源两极间可以施加的最大电压，若vgs大于vgs，会使电压过高导致栅氧化层损伤，导致pmos管q1损坏，稳压管d1可使vgs保持在一定值内，防止vgs大于vgs，损伤栅氧化层，提高电路的可靠性；双向tvs管用于吸收浪涌功率，能在极短时间内承受反向电压冲击，使两极间的电压钳位于一个特定电压上，避免后面的电路受到冲击，用于过压保护；大电流注入法(bulk current injection，简称bci)属于emc测试，是机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法，二极管为单向导通，若使用二极管进行防反保护，进行多次大电流注入时，二极管负极端的电感和电容存储的
能量无法释放，电压会逐渐抬高，导致测试结果错误，pmos管替代二极管用于防反保护，可以避免压降损耗，且提升了bci抗干扰能力。
30.在一些实施例中，图6是本技术实施例的另一种电控阀的控制电路的结构示意图，如图6所示，传感器模块14包括霍尔传感器模块41，霍尔传感器模块41与控制模块12连接，霍尔传感器模块41通过磁珠b3与电压跟随器模块13的输出端连接，本实施例中，磁珠b3用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲的能力，电压跟随器模块13的输出端用于为霍尔传感器模块41提供电压，在霍尔传感器模块41和电压跟随器模块13的输出端之间增加磁珠b3，可提升电控阀对rs(射频电磁场辐射抗扰度试验)的耐受能力，经过发明人实验能够使产品雷达波频段抗扰能力由150v/m提升到600v/m。当然传感器模块14并不仅限于霍尔传感器模块，也可以是pt传感器模块等。
31.图7是本技术实施例的霍尔传感器模块的一种可行的结构示意图，如图7所示，霍尔传感器模块41包括霍尔传感器u2、磁珠b3、第十六电阻r16和第十七电阻r17，其中，霍尔传感器为mlx92211
‑
bu；
32.霍尔传感器u2的第一引脚接地，霍尔传感器u2的第二引脚与磁珠b3的第一端连接，磁珠b3的第二端与电压跟随器模块13的输出端vcc5连接，霍尔传感器u2的第三引脚与第十六电阻r16的第一端连接，第十六电阻r16的第二端分别与控制模块12的采集端口hall和第十七电阻r17的第一端连接，第十七电阻r17的第二端接地，电压跟随器模块13的输出端vcc5通过磁珠b3为霍尔传感器u2供电，在霍尔传感器的供电部分增加磁珠b3改善阻抗，提升产品对rs的耐受能力，使得产品雷达波频段抗扰能力由150v/m提升到600v/m，第十六电阻r16和第十七电阻r17用于分压，控制模块12的采集端口hall根据采集到的电压信号对电控阀进行控制。
33.在一些实施例中，控制电路还包括旁路接地模块，旁路接地模块通过导线分别连接电控阀的外壳和接地，旁路接地模块为静电能量的释放提供了低阻抗通路，使电控阀抗静电能力有了极大的提升，经过发明人实验能够从8kv复位提升到20kv不复位且不报错。
34.在一些实施例中，控制模块12包括hvc4223f芯片，hvc4223f芯片是一颗高集成度的车用步进电机控制sbc芯片，hvc4223f芯片包括通信模块、电机驱动模块和微控制单元，微控制单元分别与通信模块和电机驱动模块连接，其中，hvc4223f芯片内部集成串行通讯网络(local interconnect network，简称lin)、微控制单元(microcontroller unit，简称mcu)和步进电机驱动等模块，使用lin与汽车ecu通信，通过lin接受ecu指令，mcu根据指令完成电机驱动以及堵转检测等操作，采用hvc4223f芯片后，控制电路不再需要单独单片机、驱动芯片、通信芯片以及外围的电子器件，减低成本的同时还减小了印刷电路板(pcba)的体积。
35.本实施例还提供了一种电控阀，包括定子组件、转子组件、阀芯以及电路板，定子组件包括线圈，转子组件包括永磁体，定子组件位于转子组件的内周或者外周，线圈与电路板电连接，转子组件与阀芯传动连接，线圈通电后产生激励磁场，转子组件在激励磁场作用下转动带动阀芯运动，电路板集成以上技术方案所述的电控阀的控制电路。电控阀还包括外壳，定子组件、转子组件、阀芯以及电路板位于所述外壳内，旁路接地模块通过导线分别连接电控阀的外壳和接地。
36.本领域的技术人员应该明白，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组
合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
37.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。