一种比例电磁铁控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及电磁铁控制领域，具体说是一种比例电磁铁控制电路。
【背景技术】
[0002]比例电磁铁结构简单，控制方便，容易维修，是应用非常广泛的电-机械转换器，其力能特性和工作可靠性对整个控制系统有十分重要的影响。比例电磁铁在额定行程范围内的推力与线圈上的电流大小成正比，通常用作液压元件比例阀的执行元件，用于将比例控制放大器输出的电流信号变化转换成相应的位移或力信号变化，适用于DC24V的比例控制放大器控制系统。比例电磁铁作为比例阀的执行元件，其力能特性的好坏直接关系到比例阀的性能输出，因此，有必要设计一种控制电路，使比例电磁铁的输出性能满足比例阀的实际工作要求。基于此，现研宄一直采用AT89S51单片机设计而成的一种比例电磁铁控制电路。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种比例电磁铁控制电路，其可以实现通过AT89S51输出的PWM信号来控制比例电磁铁动作，使其达到理想的力能输出特性。
[0004]本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的:一种比例电磁铁控制电路，包括AD转换模块、主控制器、功率转换模块和执行器件，所述AD转换模块通过A/D转换接口与主控制器相连，所述主控制器通过输出PWM信号与功率转换模块相通讯连接，所述功率转换模块通过输出电流控制执行器件，所述执行器件为比例电磁铁。
[0005]进一步的，所述主控制器为AT89S51型单片机，所述AT89S51型单片机具有32个可编程1 口、2个16位定时/计数器、6个中断源，具有低功耗空闲和掉电模式。
[0006]进一步的，所述AD转换模块的触发器SN74AS74提供AD转换电路的时钟与频率信号，用来保证转换的顺利进行。
[0007]进一步的，所述功率转换模块采用IR公司生产的IR640系列MOSFET管，驱动芯片采用IR2110。IR2110兼有光耦隔离(体积小)和电磁隔离(速度快)的优点，是中小功率变换装置中驱动器件的首选。
[0008]本实用新型的有益效果在于:本实用新型的AD转换模块用于接收外界输入的模拟信号，输出可供主控制器接收的标准信号；主控制器模块以AT89S51为核心，输出PWM信号来控制功率转换模块中的开关器件，达到调整输出电流的目的，调整后的电流信号进入执行器件，使其输出预期的位移与力信号。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的结构原理示意图。
[0010]图2是本实用新型所述的AD转换模块的电路图。
[0011]图3为本实用新型所述的功率转换模块的电路图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0013]如图1所示，本实用新型的一种比例电磁铁控制电路，包括AD转换模块、主控制器、功率转换模块和执行器件，AD转换模块通过A/D转换接口与主控制器相连，主控制器通过输出PWM信号与功率转换模块相通讯连接，功率转换模块通过输出电流控制执行器件，执行器件为比例电磁铁，主控制器为AT89S51型单片机，AT89S51型单片机具有32个可编程1 口、2个16位定时/计数器、6个中断源，具有低功耗空闲和掉电模式，AD转换模块的触发器SN74AS74提供AD转换电路的时钟与频率信号，用来保证转换的顺利进行，功率转换模块采用IR公司生产的IR640系列MOSFET管，驱动芯片采用IR2110。IR2110兼有光耦隔离(体积小)和电磁隔离(速度快)的优点，是中小功率变换装置中驱动器件的首选。
[0014]如图2所示，比例电磁铁控制电路的主控制器选用ATMEL公司生产的低功耗、高性能CM0S8位单片机AT89S51，其片内含4KB系统可编程FLASH，采用高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚，可灵活应用于各种控制领域。AT89S51具有32个可编程1 口、2个16位定时/计数器、6个中断源，具有低功耗空闲和掉电模式。其全静态工作模式为O?33MHz，工作电压范围为4.0?5.5V。主控制器电路采用AT89S51最小控制系统。AT89S51作为控制信号发生源，要不断接收外界信号采集与转换元件(即压力传感器)传输与反馈的信号，同时根据内置的PID控制算法输出相应的控制信号来控制比例电磁铁动作。由于外界信号大多为模拟信号，不能直接被AT89S51接收，需要设计AD转换模块将模拟量转换为数字信号。触发器SN74AS74提供AD转换电路的时钟与频率信号，用来保证转换的顺利进行。SN74LS373作为地址锁存器控制不同的输入端口地址，以保证输入的有序进行。ADC0809芯片接收外界压力传感器的电压等模拟量，通过不同的端口地址将模拟量转换为数字信号后输入AT89S51。
[0015]如图3所示，由于比例电磁铁的运动特性是靠电流的变化做往返直线运动，所以控制电路的功率转换模块采用H型桥式功率电路，通过电流方向的变化实现比例电磁铁运动方向的变化。功率开关器件采用IR公司生产的IR640系列MOSFET管，驱动芯片采用IR2110。IR2110兼有光耦隔离(体积小)和电磁隔离(速度快)的优点，是中小功率变换装置中驱动器件的首选。IR2110为双通道驱动器，由AT89S51输出的PWM信号经过隔离放大后输入IR2110的HIN和LIN端口，经过处理后由HO和LO端口输出，以驱动IR640。为了保证电路的稳定性与信号响应的精度，在IR640两端加上稳压二极管与大电阻，以起到降低振荡和减少电流的作用。由于IR640内部的续流二极管在高频开关动作下恢复时间不理想，故在IR640的漏源两端加上一个快速恢复二极管。
[0016]本实用新型的工作原理:将比例电磁铁控制电路分为AD转换模块、主控制器、功率转换模块和执行器件这4个功能模块。其中AD转换模块用于接收外界输入的模拟信号，输出可供主控制器接收的标准信号；主控制器模块以AT89S51为核心，输出PWM信号来控制功率转换模块中的开关器件，达到调整输出电流的目的，调整后的电流信号进入执行器件。
[0017]上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。
【主权项】
1.一种比例电磁铁控制电路，其特征在于，包括AD转换模块、主控制器、功率转换模块和执行器件，所述AD转换模块通过A/D转换接口与主控制器相连，所述主控制器通过输出PWM信号与功率转换模块相通讯连接，所述功率转换模块通过输出电流控制执行器件，所述执行器件为比例电磁铁。
2.根据权利要求1所述的比例电磁铁控制电路，其特征在于，所述主控制器为AT89S51型单片机，所述AT89S51型单片机具有32个可编程1 口、2个16位定时/计数器、6个中断源。
3.根据权利要求1所述的比例电磁铁控制电路，其特征在于:所述AD转换模块的触发器SN74AS74提供AD转换电路的时钟与频率信号。
4.根据权利要求1所述的比例电磁铁控制电路，其特征在于:所述功率转换模块采用IR公司生产的IR640系列MOSFET管，驱动芯片采用IR2110。
【专利摘要】本实用新型公开了一种比例电磁铁控制电路，包括AD转换模块、主控制器、功率转换模块和执行器件，所述AD转换模块通过A/D转换接口与主控制器相连，所述主控制器通过输出PWM信号与功率转换模块相通讯连接，所述功率转换模块通过输出电流控制执行器件，所述执行器件为比例电磁铁。本实用新型的AD转换模块用于接收外界输入的模拟信号，输出可供主控制器接收的标准信号；主控制器模块以AT89S51为核心，输出PWM信号来控制功率转换模块中的开关器件，达到调整输出电流的目的，调整后的电流信号进入执行器件，使其输出预期的位移与力信号。
【IPC分类】H01F7-18
【公开号】CN204332578
【申请号】CN201420808881
【发明人】邱建成
【申请人】赣州天文磁业有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月18日