专利名称：燃气热水器用比例阀控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃气热水器用比例阀控制电路。
背景技术：
目前燃气热水器行业比例阀控制电路多为CPU端口输出PWM信号，经过放大模块处理后驱动控制三极管实现比例阀电流的调节。这样的电路模型一般存在如下缺陷①批量比例阀特性存在差异时，固定的PWM信号难以满足全部比例阀的燃烧特性要求；②在做气源整合过程中，基板输出的电流必须重新调整，才能使比例阀特性满足不同的气源要求； ③比例阀的磁滞效应无法消除。
发明内容为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种燃气热水器用比例阀控制电路，该比例阀控制电路安全可靠，电流控制精确，气源置换简单。本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是一种燃气热水器用比例阀控制电路，包括同相电压跟随电路小号调节电路、同相电压跟随电路大号调节电路、放大电路、驱动电路、比例阀和CPU，CPU具有RIP输出端、PWM输出端、WSl输出端、WS2输出端、WS3 输出端和WS4输出端，所述RIP输出端依次电连接同相电压跟随电路小号调节电路和驱动电路的一端，所述PWM输出端、WSl输出端、WS2输出端、WS3输出端和WS4输出端并接于所述同相电压跟随电路大号调节电路一端，所述同相电压跟随电路大号调节电路另一端依次电连接所述放大电路和驱动电路的一端，所述驱动电路的另一端电连接所述比例阀。当调节比例阀最小号电流时，CPU输出端输出固定频率和占空比的方波，通过同相电压跟随电路小号调节电路的调节到驱动电路再到比例阀，此时的CPU的PWM输出端为零；当调节比例阀最大号电流时，CPU的PWM输出端为最大，通过同相电压跟随电路大号调节电路，再通过放大电路叠加到驱动电路上，调节到最大号电流，此时的CPU的RIP输出端始终保持不变。这样，在完成最大最小电流设定后，控制电路即可根据实际的运行调节PWM的占空比，实现燃气的调节。在需要进行气源切换时，CPU在接受气源切换指令后，WSl输出端、WS2输出端、 WS3输出端和WS4输出端根据需要进行不同的高低电平输出来满足不同气源的电流输出配比，从而满足在切换不同气源时无需再调节大小号电流，或调节比例阀螺杆了。作为本实用新型的进一步改进，所述同相电压跟随电路小号调节电路由三极管 Q2、电容Cl、运算放大器U1A、电阻R15、电阻R16、电阻R17和可变电阻器VR2组成，所述CPU 的RIP输出端连接三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极分别连接电阻R15和电阻R16的一端，所述电阻R15的另一端接5V电源，所述电阻R16 的另一端接运算放大器UlA的同相输入端；所述电容Cl 一端接于所述电阻R16和运算放大器UlA的同相输入端之间，所述电容C I另一端接地；所述运算放大器UlA上接16V电源， 且其反相输入端连接其输出端，该运算放大器UlA的输出端连接电阻R17 —端；电阻R17的另一端接可变电阻器VR2—端。这样，CPU的RIP输出端连接到三极管Q2的基极，经Q2集电极和电阻R15上拉到5V，通过R16输入到运算放大器UlA的同相输入端，运算放大器UlA 的反相输入端连接其输出端构成同相电源跟随器，再连接到电阻R17和VR2上，调节小号电流时，RIP输出端输出固定波形，调节VR2即可进行小号电路调整。作为本实用新型的进一步改进，所述同相电压跟随电路大号调节电路由电阻R1、 电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容E1、运算放大器UlD和可变电阻器VRl组成，所述PWM输出端、WSl输出端、WS2输出端、WS3输出端和WS4输出端分别串接电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5再分别连接所述运算放大器UlD的同相输入端，所述电容El —端接于所述运算放大器UlD的同相输入端另一端接地；所述运算放大器UlD的反相输入端连接其输出端并连接并接的电阻R7和可变电阻器VRl —端，电阻 R7 一端连接于电阻R6和可变电阻器VRl之间另一端接地，电阻R8 —端连接于可变电阻器 VRl的滑动端另一端接地。PWM输出端频率固定，占空比可调的脉冲波形，用于比例阀控制过程中调节电流大小。PWM输出端通过电阻Rl连接到运算放大器UlD的同相输入端上，运算放大器UlD的反相输入端和输出端连接形成同相电压跟随电路，再连接到R6、VR1、R7、R8 构成的分压网络，当PWM输出最大时，调节VRl可调节最大号比例阀电路值，整个调节过程中，RIP输出端输出信号始终保持不变。在进行气源切换时，WS1-WS4输出端口根据配比分别输出高电位和低电位，使电阻R2-R5有效并联后和Rl进行分压，共可输出16种组合，满足不同气源的需求。作为本实用新型的进一步改进，所述放大电路由运算放大器U1B、电阻R9、电阻 R10、电阻Rll和电阻R12组成，所述同相电压跟随电路大号调节电路连接所述运算放大器 UlB的同相输入端，该运算放大器UlB的输出端分别连接电阻Rll和电阻R9的一端，电阻 R9的另一端分别连接运算放大器UlB的反相输入端和电阻RlO —端，电阻RlO的另一端接地，电阻R12 —端接地另一端接电阻Rll另一端并接驱动电路一端。同相电压跟随电路大号调节电路信号输出后，输入放大电路的UlB同相输入端，经电阻R9、RlO进行放大信号的比例调节。作为本实用新型的进一步改进，所述驱动电路由运算放大器U1C、电容C2、电阻 R18、电阻R19、电阻R20和三极管Ql组成，所述同相电压跟随电路小号调节电路连接所述运算放大器UlC的同相输入端，所述运算放大器UlC的反相输入端通过电容C2连接运算放大器UlC的输出端，电阻R18 —端连接于运算放大器UlC的输出端和电容C2之间，电阻R18 另一端连接三极管Ql的基极，电阻R19 —端连接于运算放大器UlC的反相输入端和电容C2 之间，电阻R19另一端连接三极管Ql的反射极，电阻R20 —端连接于电阻R19和三极管Ql 的反射极之间，电阻R20另一端接地，三极管Ql的集电极连接比例阀。同相电压跟随电路小号调节电路输出叠加放大电路的信号，输入到驱动电路的UlC同相输入端，UlC输出端串联电阻R18驱动三极管Ql基极，三极管Ql发射极串联电阻R20接地，集电极串联比例阀， 比例阀另一端连接比例阀电源，电阻R19连接三极管Ql发射极，取该节点电压反馈输入到 UlC的反相输入端，从而完成比例阀的反馈驱动工作。本实用新型的有益效果是该比例阀控制电路安全可靠，电流控制精确，气源置换简单。
[0010]图I为本实用新型电路原理结构示意图；图2为本实用新型电路示意图。
具体实施方式
一种燃气热水器用比例阀控制电路，包括同相电压跟随电路小号调节电路I、同相电压跟随电路大号调节电路2、放大电路3、驱动电路4、比例阀5和CPU，CPU具有RIP输出端、PWM输出端、WSl输出端、WS2输出端、WS3输出端和WS4输出端，所述RIP输出端依次电连接同相电压跟随电路小号调节电路和驱动电路的一端，所述P丽输出端、WSl输出端、WS2 输出端、WS3输出端和WS4输出端并接于所述同相电压跟随电路大号调节电路一端，所述同相电压跟随电路大号调节电路另一端依次电连接所述放大电路和驱动电路的一端，所述驱动电路的另一端电连接所述比例阀。当调节比例阀最小号电流时，CPU输出端输出固定频率和占空比的方波，通过同相电压跟随电路小号调节电路的调节到驱动电路再到比例阀，此时的CPU的PWM输出端为零；当调节比例阀最大号电流时，CPU的PWM输出端为最大，通过同相电压跟随电路大号调节电路，再通过放大电路叠加到驱动电路上，调节到最大号电流， 此时的CPU的RIP输出端始终保持不变。这样，在完成最大最小电流设定后，控制电路即可根据实际的运行调节PWM的占空比，实现燃气的调节。在需要进行气源切换时，CPU在接受气源切换指令后，WSI输出端、WS2输出端、WS3输出端和WS4输出端根据需要进行不同的高低电平输出来满足不同气源的电流输出配比，从而满足在切换不同气源时无需再调节大小号电流，或调节比例阀螺杆了。优选的，上述同相电压跟随电路小号调节电路由三极管Q2、电容Cl、运算放大器 U1A、电阻R15、电阻R16、电阻R17和可变电阻器VR2组成，所述CPU的RIP输出端连接三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极分别连接电阻R15和电阻R16的一端，所述电阻R15的另一端接5V电源，所述电阻R16的另一端接运算放大器UlA 的同相输入端(图中3脚)；所述电容Cl 一端接于所述电阻R16和运算放大器UlA的同相输入端之间，所述电容Cl另一端接地；所述运算放大器UlA上接16V电源，且其反相输入端 (图中2脚)连接其输出端(图中I脚)，该运算放大器UlA的输出端连接电阻R17 —端； 电阻R17的另一端接可变电阻器VR2 —端。这样，CPU的RIP输出端连接到三极管Q2的基极，经Q2集电极和电阻R15上拉到5V，通过R16输入到运算放大器UlA的同相输入端，运算放大器UlA的反相输入端连接其输出端构成同相电源跟随器，再连接到电阻R17和VR2上， 调节小号电流时，RIP输出端输出固定波形，调节VR2即可进行小号电路调整。优选的，上述同相电压跟随电路大号调节电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻 R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容E1、运算放大器UlD和可变电阻器VRl组成，所述PWM输出端、WSl输出端、WS2输出端、WS3输出端和WS4输出端分别串接电阻R1、电阻R2、 电阻R3、电阻R4和电阻R5再分别连接所述运算放大器UlD的同相输入端(图中12脚)， 所述电容El —端接于所述运算放大器UlD的同相输入端另一端接地；所述运算放大器UlD 的反相输入端(图中13脚)连接其输出端(图中14脚)并连接并接的电阻R7和可变电阻器VRl —端，电阻R7 —端连接于电阻R6和可变电阻器VRl之间另一端接地，电阻R8 — 端连接于可变电阻器VRl的滑动端另一端接地。PWM输出端频率固定，占空比可调的脉冲波形，用于比例阀控制过程中调节电流大小。PWM输出端通过电阻Rl连接到运算放大器UlD的同相输入端上，运算放大器UlD的反相输入端和输出端连接形成同相电压跟随电路，再连接到R6、VR1、R7、R8构成的分压网络，当PWM输出最大时，调节VRl可调节最大号比例阀电路值，整个调节过程中，RIP输出端输出信号始终保持不变。在进行气源切换时，WS1-WS4 输出端口根据配比分别输出高电位和低电位，使电阻R2-R5有效并联后和Rl进行分压，共可输出16种组合，满足不同气源的需求。优选的，上述放大电路由运算放大器U1B、电阻R9、电阻R10、电阻Rll和电阻R12 组成，所述同相电压跟随电路大号调节电路连接所述运算放大器UlB的同相输入端(图中 5脚)，该运算放大器UlB的输出端分别连接电阻Rll和电阻R9的一端，电阻R9的另一端分别连接运算放大器UlB的反相输入端和电阻RlO —端，电阻RlO的另一端接地，电阻R12 一端接地另一端接电阻Rll另一端并接驱动电路一端。同相电压跟随电路大号调节电路信号输出后，输入放大电路的UlB同相输入端，经电阻R9、RlO进行放大信号的比例调节。优选的，上述驱动电路由运算放大器U1C、电容C2、电阻R18、电阻R19、电阻R20和三极管Ql组成，所述同相电压跟随电路小号调节电路连接所述运算放大器UlC的同相输入端，所述运算放大器UlC的反相输入端通过电容C2连接运算放大器UlC的输出端，电阻R18 一端连接于运算放大器UlC的输出端和电容C2之间，电阻R18另一端连接三极管Ql的基极，电阻R19 —端连接于运算放大器UlC的反相输入端和电容C2之间，电阻R19另一端连接三极管Ql的反射极，电阻R20 —端连接于电阻R19和三极管Ql的反射极之间，电阻R20 另一端接地，三极管Ql的集电极连接比例阀。同相电压跟随电路小号调节电路输出叠加放大电路的信号，输入到驱动电路的UlC同相输入端，UlC输出端串联电阻R18驱动三极管Ql 基极，三极管Ql发射极串联电阻R20接地，集电极串联比例阀，比例阀另一端连接比例阀电源，电阻R19连接三极管Ql发射极，取该节点电压反馈输入到UlC的反相输入端，从而完成比例阀的反馈驱动工作。
权利要求1.一种燃气热水器用比例阀控制电路，其特征在于其包括同相电压跟随电路小号调节电路(I)、同相电压跟随电路大号调节电路(2)、放大电路(3)、驱动电路(4)、比例阀(5) 和CPU，CPU具有RIP输出端、PWM输出端、WSl输出端、WS2输出端、WS3输出端和WS4输出端，所述RIP输出端依次电连接同相电压跟随电路小号调节电路和驱动电路的一端，所述 PWM输出端、WSl输出端、WS2输出端、WS3输出端和WS4输出端并接于所述同相电压跟随电路大号调节电路一端，所述同相电压跟随电路大号调节电路另一端依次电连接所述放大电路和驱动电路的一端，所述驱动电路的另一端电连接所述比例阀。
2.根据权利要求I所述的燃气热水器用比例阀控制电路，其特征在于所述同相电压跟随电路小号调节电路由三极管Q2、电容Cl、运算放大器U1A、电阻R15、电阻R16、电阻R17 和可变电阻器VR2组成，所述CPU的RIP输出端连接三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极分别连接电阻R15和电阻R16的一端，所述电阻R15的另一端接5V电源，所述电阻R16的另一端接运算放大器UlA的同相输入端；所述电容Cl 一端接于所述电阻R16和运算放大器UlA的同相输入端之间，所述电容Cl另一端接地；所述运算放大器UlA上接16V电源，且其反相输入端连接其输出端，该运算放大器UlA的输出端连接电阻R17—端；电阻R17的另一端接可变电阻器VR2 —端。
3.根据权利要求I所述的燃气热水器用比例阀控制电路，其特征在于所述同相电压跟随电路大号调节电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容E1、运算放大器UlD和可变电阻器VRl组成，所述PWM输出端、WSl输出端、WS2 输出端、WS3输出端和WS4输出端分别串接电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5再分别连接所述运算放大器UlD的同相输入端，所述电容El —端接于所述运算放大器UlD的同相输入端另一端接地；所述运算放大器UlD的反相输入端连接其输出端并连接并接的电阻R7和可变电阻器VRl —端，电阻R7 —端连接于电阻R6和可变电阻器VRl之间另一端接地，电阻R8 —端连接于可变电阻器VRl的滑动端另一端接地。
4.根据权利要求I所述的燃气热水器用比例阀控制电路，其特征在于所述放大电路由运算放大器U1B、电阻R9、电阻R10、电阻Rll和电阻R12组成，所述同相电压跟随电路大号调节电路连接所述运算放大器UlB的同相输入端，该运算放大器UlB的输出端分别连接电阻Rll和电阻R9的一端，电阻R9的另一端分别连接运算放大器UlB的反相输入端和电阻RlO —端，电阻RlO的另一端接地，电阻R12 —端接地另一端接电阻Rll另一端并接驱动电路一端。
5.根据权利要求I所述的燃气热水器用比例阀控制电路，其特征在于所述驱动电路由运算放大器U1C、电容C2、电阻R18、电阻R19、电阻R20和三极管Ql组成，所述同相电压跟随电路小号调节电路连接所述运算放大器UlC的同相输入端，所述运算放大器UlC的反相输入端通过电容C2连接运算放大器UlC的输出端，电阻R18 —端连接于运算放大器UlC的输出端和电容C2之间，电阻R18另一端连接三极管Ql的基极，电阻R19 —端连接于运算放大器UlC的反相输入端和电容C2之间，电阻R19另一端连接三极管Ql的反射极，电阻R20 一端连接于电阻R19和三极管Q I的反射极之间，电阻R20另一端接地，三极管Ql的集电极连接比例阀。
专利摘要本实用新型公开了一种燃气热水器用比例阀控制电路，包括同相电压跟随电路小号调节电路、同相电压跟随电路大号调节电路、放大电路、驱动电路、比例阀和CPU，CPU具有RIP输出端、PWM输出端、WS1输出端、WS2输出端、WS3输出端和WS4输出端，所述RIP输出端依次电连接同相电压跟随电路小号调节电路和驱动电路的一端，所述PWM输出端、WS1输出端、WS2输出端、WS3输出端和WS4输出端并接于所述同相电压跟随电路大号调节电路一端，所述同相电压跟随电路大号调节电路另一端依次电连接所述放大电路和驱动电路的一端，所述驱动电路的另一端电连接所述比例阀。该比例阀控制电路安全可靠，电流控制精确，气源置换简单。
文档编号F16K31/02GK202349346SQ20112045608
公开日2012年7月25日 申请日期2011年11月17日 优先权日2011年11月17日
发明者廖金柱 申请人:樱花卫厨(中国)股份有限公司