专利名称：电子膨胀阀驱动系统及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及驱动器及其驱动方法，尤其是指膨胀阀驱动系统及其驱动方法。
背景技术：
随着空调和制冷行业对膨胀阀要求越来越高的能效比、精确的温度控制和宽广的 操作范围以及要求整合诸如远程控制、故障诊断等新功能，电子膨胀阀凭借其动作迅速灵 敏、调节精密、调节范围大和稳定可靠的优点成为了符合现代空调和制冷行业要求的新型 膨胀阀，电子膨胀阀作为一种新型节流装置，由微处理器进行控制，分为步进电机型和电磁 线圈型两种结构形式。通常所说的电子膨胀阀指的都是步进电机型的，它通常由阀体、阀 芯、波纹管、传动机构和脉冲步进电机等组成。其中脉冲步进电机是驱动器。电子膨胀阀有一个重要的参量，就是开度，开度是指电子膨胀阀随着开启，关闭或 者改变其开启或关闭间隙的大小，开度可用于控制制冷剂的流量，开启间隙越小，制冷剂流 量越小，开启间隙越大，制冷剂流量越大。电子膨胀阀作为空调用于节流的重要原件，其开 度直接决定制冷剂流量大小。但是目前由于电子膨胀阀的阀芯是封闭体，因此无法观察电 子膨胀阀的当前开度，因此电子膨胀阀驱动器很难准确的控制电子膨胀阀的开度。且由于目前生产膨胀阀的多个生产厂家，由于各个厂家生产的膨胀阀驱动器使用 的参数不同，控制方式也不同，使得各个厂家生产的驱动器都只能用于厂家自己生产的匹 配的电子膨胀阀，因此使用不同型号的电子膨胀阀时，必须更改对应的驱动器，使用上极不 方便，不具有通用性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可准确控制电子膨胀阀开度，且具有通用性的电子膨 胀驱动系统及其驱动方法。本发明提供的一种电子膨胀阀驱动系统，包括单片机、驱动模块、通讯模块、电流 /电压检测模块、及切换模块；所述通讯模块、所述切换模块及所述电流/电压检测模块分 别与所述单片机的输入端连接，所述驱动模块连接于所述单片机的输出端与所述电子膨胀 阀输入端之间；所述单片机存储多种型号的电子膨胀阀参数；所述切换模块接收第一用户指令， 所述第一用户指令包括当前使用的电子膨胀阀型号，将所述电子膨胀阀型号发送至所述单 片机，所述单片机根据所述电子膨胀阀型号确定相应的电子膨胀阀参数；所述切换模块接 收第二用户指令并发送至所述单片机，所述第二用户指令包括控制方式，所述控制方式包 括电压控制、电流控制和通讯控制，当所述控制方式为电压控制时，所述单片机从所述电流 /电压检测模块获取电压值；根据所确定的相应的电子膨胀阀参数将所述电压值转换成脉 冲序列并发送至所述驱动模块；所述控制方式为电流控制时，所述单片机从所述电流/电 压检测模块获取电流值；根据所确定的相应的电子膨胀阀参数将所述电流值转换成脉冲序 列并发送至所述驱动模块；当所述控制方式为通讯控制时，所述单片机从所述通讯模块获取开度千分比值；根据所确定的相应的电子膨胀阀参数将所述开度千分比值转换成脉冲序 列并发送至所述驱动模块；所述驱动模块根据所述脉冲序列控制所述电子膨胀阀。本发明电子膨胀阀驱动系统，由于在单片机中预先存入多种型号的电子膨胀阀的 参数，因此在使用这些预先存入的型号的电子膨胀阀时，不需再更换驱动器，而只需通过切 换模块将该电子膨胀阀的型号选定，单片机便能使用与该型号对应的电子膨胀阀的参数， 并将电流值或电压值或开度千分比值转换成可控制电子膨胀阀的脉冲序列。因此本发明能 适用于不同型号的电子膨胀阀，不需更换驱动器，而只需要通过使用切换模块更改选定的 型号。所述电流值或电压值以及开度千分比值可根据需求的开度而定，因此只需要调整电 流值或电压值或开度千分比值便能准确控制电子膨胀阀的开度。本发明提供的一种电子膨胀阀的驱动方法，包括预先存储多种型号的电子膨胀阀参数；根据第一用户指令，所述第一用户指令包括当前使用的电子膨胀阀型号，在存储 的多种型号的电子膨胀阀参数中确定相应的电子膨胀阀参数；根据第二用户指令确定控制方式，所述控制方式包括电压控制、电流控制和通讯 控制，当所述控制方式为电压控制或电流控制时，根据输入的电压信号或电流信号获取电 压值或电流值，并根据所确定的相应的电子膨胀阀参数将所述电压值或电流值转换成可控 制所述电子膨胀阀的脉冲序列；当所述控制方式为通讯控制值时，根据所确定的相应的电 子膨胀阀参数将输入的开度千分比值转化成可控制所述电子膨胀阀的脉冲序列；根据所述脉冲序列控制所述电子膨胀阀。本发明提供的电子膨胀阀驱动方法，通过预先存储电子膨胀阀的参数，使得本发 明可使用于不同型号的电子膨胀阀，即具有通用性，且预存的电子膨胀阀的参数还可根据 需求的开度进行相应的设定，以及根据需求的开度设定开度控制参数，从而可以达到控制 开度的功能。综上所述，本发明提供的电子膨胀阀驱动系统及其驱动方法不仅仅适用于多种型 号的电子膨胀阀，还可以准确控制电子膨胀阀的开度，极大的方便了用户的使用。
附图1是本发明电子膨胀阀驱动系统的逻辑框图；附图2是本发明电子膨胀阀的驱动方法的流程图。
具体实施例方式常用的电子膨胀阀驱动器由于不能准确控制开度，且修改不易，给实验带来极大 的不便，且各个厂家生产电子膨胀阀驱动器都只能与自家生产的电子膨胀阀匹配使用，使 得驱动器使用上不具有通用性，本发明的申请人通过细心研究后，找到了通过预先存储多 种型号的电子膨胀阀参数，再根据所使用的电子膨胀阀型号确定出对应的型号的参数；同 时再通过确定的驱动器的控制方式及控制参数，获得可准确控制的电子膨胀阀开度的脉冲 序列，使得本发明不仅能适用于多种型号的电子膨胀阀，同时还可以准确的控制电子膨胀阀的开度。请参见附图1，为本发明电子膨胀阀驱动系统的逻辑框图，本发明电子膨胀阀驱动系统包括单片机、驱动模块、通讯模块、电流/电压检测模块、切换模块；其中所述电源模 块、所述通讯模块、所述切换模块及所述电流/电压检测模块分别与所述单片机的输入端 连接，所述驱动模块连接于所述单片机的输出端与所述电子膨胀阀输入端之间。 首先需要说明的是，本发明电子膨胀阀驱动系统可用于控制电子膨胀阀开度，一 般的控制电子膨胀阀开度都是用开度百分比表示，并通过控制开度步数实现，如将电子膨 胀阀全关时的开度百分比定位0%，全开时的开度百分比为100%，该电子膨胀阀的最大开 度步数为100步，则对应的全关时与全开时的开度步数为0步和100步，当需要将开度开到 20%时，以全关时为基点，则说明需要开20步才能达到开度为20% ；其中开度百分比为一 个比值，可以是多种数值的比值，但均是可以用来表示开度的大小。优选的，用户可在所述单片机中预先存储多种型号的电子膨胀阀的参数，因此当 使用其中的某一个型号的电子膨胀阀时，可直接使用对应的电子膨胀阀的参数，所述参数 包括最大步数、加关步数、运行频率、运行电流及保持电流等；其中最大步数对于不同厂家 生产的电子膨胀阀可能都不同，而加关步数则由用户根据需要选择加关多少步，此加关步 数常用在关闭或复位电子膨胀阀时，用以确保电子膨胀阀已完全关闭或开度回归到零步； 运行频率与运行电流是保证驱动模块正常工作的基本条件，同样都随不同厂家生产的电子 膨胀阀驱动器的不同而不同，保持电流则可用来锁定电子膨胀阀的转子，当电子膨胀阀的 开度已经开到需要的位置后，为了防止因管路振动、冷媒冲击等造成膨胀阀转子移位，导致 电子膨胀阀的开度产生偏差，因此使用保持电流，将电子膨胀阀的转子锁定。优选的，所述通讯模块与所述单片机输入端相连，可将用户端输入的信息传输至 所述单片机，同时还能将单片机返回的信息传回至用户端。优选的，所述切换模块是可供用户手动操作的元件，比如可以是开关，或者是按钮 等。在本发明中，切换模块为四个开关组，第一开关组可用作选择地址，第二开关组可用作 选择膨胀阀型号，第三开关组可用作选择参数模式，第四开关组可用作选择控制方式；具体 的，第一开关组用作选择地址时，是根据单片机所接驱动模块的数量而定，当单片机所接的 驱动模块大于或等于两个以上时，需要通过使用第一开关组通知所述单片机，其中的驱动 模块分别与哪条线路对应第二开关组需要在第三开关组的选定下才能有效的作用，具体的，第三开关组用 作选择参数模式时，主要根据第一用户指令进行选择，而用户则需要根据所使用的电子膨 胀阀进行选择，因为在单片机中存储了多种型号的电子膨胀阀参数，因此当所使用的电子 膨胀阀属于多种型号的电子膨胀阀中的一种时，用户可通过使用第三开关组选择使用已存 入的电子膨胀阀参数，再通过使用第二开关组确定出所使用的电子膨胀阀的型号，并将使 用的电子膨胀阀的型号发送至单片机。第四开关组用作选择控制方式时，通过给用户提供三种选择控制驱动模块控制方 式，控制方式包括电压控制、电流控制和通讯控制三种方式，其中电压控制与电流控制方式 对应的控制参数的输入端口为为电流/电压检测模块、通讯方式对应的控制参数的输入端 口为通讯模块，控制参数是指对应的电压值、电流值以及开度千分比值；用户需要通过电压 控制驱动模块时，则可将第四开关组选择为电压控制，则所述电流/电压检测模块将把用 户设定的电压信号传输至所述单片机，由于电压信号可能出现意外情况而使得电压信号的 不稳定，因此优选的，电流/电压检测模块在此情况下将根据一般工业控制接口的要求，将可能出现偏差的电压信号调整到符合工业控制接口的电压值要求范围内中，此要求范围根 据具体情况而定，本发明中将此要求范围定位O 10V，因此当电压信号的值小于OV或大于 IOV时，电压检测模块将先把该电压信号的值调整为OV或者10V，再传输至单片机。同样的，当用户需要通过电流控制驱动模块时，则可将第四开关组选择为电流控 制，则所述电流/电压检测模块将把用户设定的电流信号传输至所述单片机，由于电流信 号也可能出现意外情况而使得电流信号的不稳定，因此优选的，电流/电压检测模块在此 情况下也将根据一般工业控制接口的要求，将可能出现偏差的电流信号调整到符合工业控 制接口的电流值要求范围内中，此要求范围需根据具体情况而定，本发明中将此要求范围 定位4 16mA，因此当电流信号的值小于4mA或大于16mA时，电流/电压检测模块将先把 该电流信号的值调整为4mA或者16mA，再传输至单片机。同样的，当用户需要通过通讯控制驱动模块时，则可将第四开关组选择为通讯控 制，则所述通讯模块将把用户设定的开度千分比值传输至所述单片机。所述切换模块的各个开关组在系统启用之前就可以由用户先选择将开关选择至 对应的位置，而在系统启用之后，单片机就可以通过读取各个开关组来获取相应的信息。为了便于理解本发明的技术方案，下面将具体介绍本发明电子膨胀阀驱动系统的 工作过程单片机预先存储多种型号的电子膨胀阀参数，用户根据所使用的电子膨胀，通过 使用切换模块，在存储的多种型号的电子膨胀阀中选出所使用的电子膨胀阀的型号；同时 通过使用切换模块选择一种控制方式；电子膨胀阀驱动系统工作启动后，单片机将同时读 取切换模块的四个开关组，并根据当前使用的电子膨胀阀型号确定出相应的电子膨胀阀参 数。同时单片机还将根据还将根据确定的控制方式，选择从不同的输入端口获取数 据；当控制方式选择为电压控制时，单片机从电压检测模块输出端口采样电压值，并 根据以下公式计算出目标开度步数
权利要求
一种电子膨胀阀驱动系统，其特征在于，包括单片机、驱动模块、通讯模块、电流/电压检测模块、及切换模块；所述通讯模块、所述切换模块及所述电流/电压检测模块分别与所述单片机的输入端连接，所述驱动模块连接于所述单片机的输出端与所述电子膨胀阀输入端之间；所述单片机存储多种型号的电子膨胀阀参数；所述切换模块接收第一用户指令，所述第一用户指令包括当前使用的电子膨胀阀型号，将所述电子膨胀阀型号发送至所述单片机，所述单片机根据所述电子膨胀阀型号确定相应的电子膨胀阀参数；当接收到所述切换模块发送的第二用户指令时，所述第二用户指令包括控制方式，所述控制方式包括电压控制、电流控制和通讯控制，当所述控制方式为电压控制时，所述单片机从所述电流/电压检测模块获取电压值；根据所确定的相应的电子膨胀阀参数将所述电压值转换成脉冲序列并发送至所述驱动模块；所述控制方式为电流控制时，所述单片机从所述电流/电压检测模块获取电流值；根据所确定的相应的电子膨胀阀参数将所述电流值转换成脉冲序列并发送至所述驱动模块；当所述控制方式为通讯控制时，所述单片机从所述通讯模块获取开度千分比值；根据所确定的相应的电子膨胀阀参数将所述开度千分比值转换成脉冲序列并发送至所述驱动模块；所述驱动模块根据所述脉冲序列控制所述电子膨胀阀。
2.如权利要求1所述的电子膨胀阀驱动系统，其特征在于还包括按键模块，所述切换 模块接收第三用户指令并根据第三用户指令触发所述按键模块，所述按键模块接收用户输 入的电子膨胀阀参数，并发送至所述单片机，所述单片机将用户所输入的电子膨胀阀参数 进行存储。
3.如权利要求2所述的电子膨胀阀驱动系统，其特征在于所述按键模块还用于根据 用户的第四指令控制所述电子膨胀阀，所述用户的第四指令包括预设的开度百分比，并发 送所述预设的开度百分比至所述单片机，所述单片机根据所确定的相应的电子膨胀阀参数 将所述开度百分比转换成脉冲序列并发送至所述驱动模块；所述驱动模块根据所述脉冲序 列控制所述电子膨胀阀；且根据用户第四指令控制所述电子膨胀阀优先于根据所述电流值 或所述电压值或所述开度千分比值转换成脉冲序列控制所述电子膨胀阀。
4.如权利要求1所述的电子膨胀阀驱动系统，其特征在于所述电子膨胀阀参数包括 保持电流，所述驱动模块从所述单片机获取所述保持电流，根据所述保护电流锁定所述电 子膨胀阀的转子。
5.如权利要求1所述的电子膨胀阀驱动系统，其特征在于还包括显示模块，所述显示 模块连接于所述单片机的输出端，用于显示所述电子膨胀阀开度的相关参数及所述控制方 式状态。
6.如权利要求1所述的电子膨胀阀驱动系统，其特征在于，所述电子膨胀阀驱动系统 还包括感温包检测模块，所述感温包检测模块连接于所述单片机及所述驱动模块之间，用 于检测驱动模块自带的感温包温度值，并将所述温度值传输至所述单片机；所述通讯模块 接收所述单片机传入的所述温度值，并将所述温度值传输至用户端。
7.一种电子膨胀阀的驱动方法，其特征在于，包括预先存储多种型号的电子膨胀阀参数；根据第一用户指令，所述第一用户指令包括当前使用的电子膨胀阀型号，在存储的多 种型号的电子膨胀阀参数中确定相应的电子膨胀阀参数；根据第二用户指令确定控制方式，所述控制方式包括电压控制、电流控制和通讯控制， 当所述控制方式为电压控制或电流控制时，根据输入的电压信号或电流信号获取电压值或 电流值，并根据所确定的相应的电子膨胀阀参数将所述电压值或电流值转换成可控制所述 电子膨胀阀的脉冲序列；当所述控制方式为通讯控制值时，根据所确定的相应的电子膨胀 阀参数将输入的开度千分比值转化成可控制所述电子膨胀阀的脉冲序列；根据所述脉冲序列控制所述电子膨胀阀。
8.如权利要求7所述的电子膨胀阀驱动方法，其特征在于当前使用的电子膨胀阀型 号不属于存储的多种的型号电子膨胀阀中的一种时；接收用户输入的电子膨胀阀参数，并 将所述用户输入的电子膨胀阀参数进行存储。
9.如权利要求7所述的电子膨胀阀驱动方法，其特征在于，在根据第二用户指令确定 控制方式之前，还包括步骤判断是否接收到第四指令，所述第四指令包括预设的开度百分 比；若接收到第四指令，则优先执行第四指令，根据所确定的相应的电子膨胀阀参数将所述 预设的开度百分比转换成可控制所述电子膨胀阀的脉冲序列。
全文摘要
本发明提供电子膨胀阀的驱动方法，包括预先存储多种型号的电子膨胀阀参数；根据第一用户指令，所述第一用户指令包括当前使用的电子膨胀阀型号，在存储的多种型号的电子膨胀阀参数中确定相应的电子膨胀阀参数；根据第二用户指令确定控制方式，所述控制方式包括电压控制、电流控制和通讯控制，当所述控制方式为电压控制或电流控制时，根据输入的电压信号或电流信号获取电压值或电流值，并根据所确定的相应的电子膨胀阀参数将所述电压值或电流值转换成可控制所述电子膨胀阀的脉冲序列；当所述控制方式为通讯控制值时，根据所确定的相应的电子膨胀阀参数将输入的开度千分比值转化成可控制所述电子膨胀阀的脉冲序列；根据所述脉冲序列控制所述电子膨胀阀。通过预先存有电子膨胀阀的参数，使得本发明可使用于不同型号的电子膨胀阀，即具有通用性，且预存的电子膨胀阀的参数还可根据需求的开度进行相应的设定，以及根据需求的开度设定开度控制参数，从而可以达到控制开度的功能。
文档编号F16K31/64GK101989077SQ20091004160
公开日2011年3月23日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者冯宇杰, 吕向前, 庞维容, 谭建明, 金国华, 陈东亮 申请人:珠海格力电器股份有限公司