模拟量型风阀执行器控制电路的制作方法

本实用新型属于风阀执行器技术领域，具体的实用新型专利涉及一种2Nm 24V的模拟量型风阀执行器控制电路。

背景技术：

风阀执行器应用很广泛，主要应用在暖通空调设备。但是在现有的模拟量型风阀执行器产品中很多产品的调节范围比较小，产品应用环境单一，在一些特殊要求的设备中应用受到限制，只能在设定死的工作行程内完成角度的运行，有待进一步改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种2Nm 24V模拟量型风阀执行器控制电路，通过增加自适应功能，可以根据不同应用需要，自动调节角行程角度，以满足客户的使用要求。

本实用新型的实施例提供了一种模拟量型风阀执行器控制电路，包括控制单元及电机驱动单元，控制单元连接有自适应按键单元，自适应按键单元用于通过接收触动信号，使控制单元控制电机驱动单元自动调节角行程角度，用以自行完成角度匹配。

进一步地，控制单元包括芯片U1，自适应按键单元包括自适应按钮S1及电阻R1，自适应按钮S1的一端连接直流地，另一端连接电阻R1的一端和芯片U1的引脚5，电阻R1的另一端与+5V连接。

进一步地，电机驱动单元包括三极管T1、三极管T2、三极管T3、三极管T4、电阻R13、电阻R14、电阻R16、电阻R17、电容C5、电机MG1，电阻R16的一端连接芯片U1的引脚3，电阻R16的另一端连接三级管T3的基极，三极管T3的集电极连接三极管T1的集电极、电容C5的一端、电阻R14的一端、电机MG1的正极，电阻R14的另一端连接三级管T2的基极，电阻R17的一端连接芯片U1的引脚2，另一端连接三极管T4的基极，三级管T4的集电极连接电阻R13的一端、电容C5的一端、三级管T2的集电极、电机MG1的负极，电阻R13的另一端连接三极管T1的基极。

进一步地，该风阀执行器控制电路还包括与控制单元连接的电流检测单元、A/D输入检测单元、正反向开关单元、电源单元、状态设置单元、位置反馈单元、D/A输出单元；电流检测单元、A/D输入检测单元、正反向开关单元、状态设置单元、电机驱动单元及自适应按键单元与电源单元连接；A/D输入检测单元、电流检测单元与电机驱动单元连接。

进一步地，控制单元还包括电容C1；电源单元包括整流二极管D2、电阻R19、电容C8、电源芯片U5、电源芯片U3、电源芯片U4、电阻R22、电阻R21、稳压二极管Z1、电解电容C13、电容C14、电解电容C6、电容C7、电容C15、电解电容C11；A/D输入检测单元包括TVS二级管D1、电阻R11、电阻R15、电容C4、电阻R7、芯片U2A、电容C3、电阻R9、电阻R12；D/A输出单元包括电阻R4、电容C2、电阻R5、电阻R8、芯片U2B、电阻R6、电阻R10；位置反馈单元包括电位器POT1、电阻R20、电容C10；状态设置单元包括拨码开关S2、电阻R2；正反向开关单元包括正反向开关S3、电阻R3；电流检测单元包括电阻R23、电容C12、三极管T5、电阻R18、电容C9。

芯片U1的引脚1连接+5V，芯片U1的引脚6连接电阻R2和拨码开关S2的一端，芯片U1的引脚7连接电阻R3和正反向开关S3的一端，芯片U1的引脚8连接电阻R20和电容C10的一端，芯片U1的引脚9连接电阻R9、R12和电容C3的一端，芯片U1的引脚10连接电阻R18、电容C9的一端和三极管T5的集电极，芯片U1的引脚11连接电阻R4的一端，芯片U1的引脚14连接直流地；

电源接口1连接直流地，电源接口2连接整流二极管D2的一端，整流二极管D2的另一端接电阻R19的一端，电阻R19的另一端连接电容C8的正极、电源芯片U5的引脚3、电源芯片U3的引脚1，电源芯片U5的引脚1连接电阻R22和稳压二极管Z1的一端，稳压二极管Z1的另一端连接直流地，电源芯片U5的引脚2连接电阻R21的一端，电阻R21的另一端连接电阻R22的一端、电容C14的一端、电解电容C13的正极、三级管T1和三极管T2的发射极，电源芯片U3的引脚3连接电解电容C6的正极、电容C7的一端、芯片U2A的引脚8、电源芯片U4的引脚1，电源芯片U4的引脚2连接电容C15的一端、电解电容C11的正极、电阻R1的一端、电阻R2的一端、电阻R3的一端、电阻R18的一端和芯片U1的引脚1，电源芯片U3的引脚2、电源芯片U4的引脚3、电解电容C6的负极、电容C7的另一端、电容C15的另一端、电解电容C11的负极连接直流地；

端口3连接电阻R15和电阻R11的一端，电阻R15的另一端连接直流地，端口4连接电阻R11的另一端、电阻R7的一端、电容C4的一端、TVS二级管D1的一端，电容C4的另一端、TVS二级管D1的另一端连接电路板的直流地，电阻R7的另一端连接芯片U2A的引脚3，芯片U2A的引脚8连接电解电容C6的正极、电容C7的一端、电源芯片U4的引脚1，芯片U2A的引脚2连接U2A的引脚1和电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接电阻R12的一端、电容C3的一端和芯片U1的引脚9；

电阻R4连接电容C2的正极和电阻R5的一端，电容C2的负极连接电直流地，电阻R5的另一端连接芯片U2B的引脚5，芯片U2B的引脚6连接电阻R8和电阻R10的一端，电阻R8的另一端连接直流地，电阻R10的另一端连接电阻R6的一端和端子5，电阻R6的另一端连接芯片U2B的引脚7；

电位器POT1一端接+5V，另一端连接直流地，电位器POT1的中心抽头连接电阻R20的一端，R20的另一端连接电容C10的一端和芯片U1的引脚8，电容C10的另一端连接直流地；

拨码开关S2的一端连接直流地，另一端连接电阻R2的一端和芯片U1的引脚6，电阻R2的另一端连接+5V；

正反向开关S3的一端连接直流地，另一端连接电阻R3的一端和芯片U1的引脚7，电阻R3的另一端连接+5V；

电阻R23的一端、电容C12的一端、三极管T5的基极连接三级管T3和三极管T4的发射极，电阻R18的一端连接+5V，电阻R18的另一端连接三级管T5的集电极、电容C9的一端、芯片U1的引脚10，电容C12的另一端、电阻R23的另一端、电容C9的另一端、三极管T5的发射极连接直流地。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：可以完成总行程在不超过90度，任意角度的设定，实现了自适应角度匹配。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的结构框图；

图2是本实用新型一实施例中控制单元的电路图；

图3是本实用新型一实施例中电源单元的电路图；

图4是本实用新型一实施例中电机驱动单元及电流检测单元的电路图；

图5是本实用新型一实施例中A/D输入检测单元的电路图；

图6是本实用新型一实施例中D/A输出单元的电路图；

图7是本实用新型一实施例中位置反馈单元的电路图；

图8是本实用新型一实施例中自适应按键单元的电路图；

图9是本实用新型一实施例中状态设置单元的电路图；

图10是本实用新型一实施例中正反向开关单元的电路图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

参图1所示，本实施例提供了一种2Nm 24V模拟量型风阀执行器控制电路，包括控制单元100及电机驱动单元30，控制单元100连接有自适应按键单元10，自适应按键单元10用于通过接收触动信号，使控制单元100控制电机驱动单元30自动调节角行程角度，用以自行完成角度匹配。

该风阀执行器控制电路还包括与控制单元100连接的电流检测单元40、A/D输入检测单元50、正反向开关单元60、电源单元20、状态设置单元70、位置反馈单元80、D/A输出单元90；电流检测单元40、A/D输入检测单元50、正反向开关单元60、状态设置单元70、电机驱动单元30及自适应按键单元10与电源单元20连接；A/D输入检测单元50、电流检测单元40与电机驱动单元30连接。

参图2至图10所示的各单元的电路图。

MCU电路(控制单元)包括：芯片U1、电容C1。

芯片U1的1脚接+5V，芯片U1的2脚接电阻R17的一端，芯片U1的3脚接电阻R16的一端，芯片U1的5脚接电阻R1和自适应按钮S1的一端，芯片U1的6脚接电阻R2和0-2切换(拨码开关)S2的一端，芯片U1的7脚接电阻R3和正反向开关(拨动开关)S3的一端，芯片U1的8脚接电阻R20和电容C10的一端，芯片U1的9脚接电阻R9、R12和电容C3的一端，芯片U1的10脚接电阻R18、电容C9的一端和三极管T5的集电极，芯片U1的11脚接电阻R4的一端，芯片U1的14脚接电路板的直流地。

MCU电路用于程序存储，通过编入的程序对电路进行控制。

电源电路(单元)：包括单整流二极管D2、电阻R19、电容C8、电源芯片U5、电源芯片U3、电源芯片U4、电阻R22、电阻R21、稳压二极管Z1、电容C13、电容C14、电容C6、电容C7、电容C15、电容C11。

电源接口1接电路板直流地，电源接口2接二极管D2的一端，二极管D2的另一端接电阻R19的一端，电阻R19的另一端接电容C8的正极、接电源芯片U5的3脚、接电源芯片U3的1脚，电源芯片U5的1脚接电阻R22和稳压二极管Z1的一端，稳压二极管Z1的另一端接电路板直流地，电源芯片U5的2脚接电阻R21的一端，电阻R21的另一端接电阻R22的一端、电容C14的一端、电解电容C13的正极、三级管T1和三极管T2的发射极。电源芯片U3的3脚接电解电容C6的正极、电容C7的一端、芯片U2A的8脚和电源芯片U4的1脚，电源芯片U4的2脚接电容C15的一端、电解电容C11的正极、电阻R1的一端、电阻R2的一端、电阻R3的一端、电阻R18的一端和芯片U1的1脚，电源芯片U3的2脚、电源芯片U4的3脚、电解电容C6的负极，电容C7的另一端、电容C15的另一端和电解电容C11的负极接电路板的直流地。

电源电路用于将交流24伏或直流24伏转换成直流12伏和直流5伏，给电机和芯片提供工作电压。

电机驱动电路(单元)：包括4个三级管T1-T4、电阻R13、电阻R14、电阻R16、电阻R17、电容C5、电机MG1。

电阻R16的一端接芯片U1的3脚，电阻R16的另一端接三级管T3的基极，三极管T3的集电极接三极管T1的集电极、电容C5的一端、电阻R14的一端、电机MG1的正极，电阻R14的另一端接三级管T2的基极，电阻R17的一端接芯片U1的2脚，另一端接三极管T4的基极，三级管T4的集电极接电阻R13的一端、电容C5的一端、三级管T2的集电极、电机MG1的负极，电阻R13的另一端接三极管T1的基极，三极管T3和T4的发射极接电容C12、电阻R23的一端和三极管T5的基极。

电机驱动电路用于驱动电机MG1转动，实现电机的正反转。

A/D输入检测电路(单元)：包括TVS管D1、电阻R11、电阻R15、电容C4、电阻R7、芯片U2A、电容C3、电阻R9、电阻R12。

端口3接电阻R15和电阻R11的一端，电阻R15的另一端接电路板的直流地，端口4接电阻R11的另一端和电阻R7的一端、电容C4的一端、TVS二级管D1的一端，电容C4的另一端、TVS二级管D1的另一端接电路板的直流地，电阻R7的另一端接芯片U2A的3脚，芯片U2A的8脚接电源芯片U3的3脚、电解电容C6的正极、电容C7的一端、电源芯片U4的1脚。芯片U2A的2脚接芯片U2A的1脚和电阻R9的一端，电阻R9的另一端接电阻R12的一端、电容C3的一端和芯片U1的9脚。

A/D输入检测电路用于将模拟电压信号0-10V或2-10V信号分压，并将信号输送给单片机(控制单元)的A/D转换接口，供单片机数据采集用，或将模电流拟信号0-20mA/4-20mA信号转换成电压信号和分压，并将信号输送给单片机的A/D转换接口，供单片机数据采集用。

D/A输出电路(单元)：包括电阻R4、电容C2、电阻R5、电阻R8、芯片U2B、电阻R6、电阻R10。

电阻R4连接电容C2的正极和电阻R5的一端，电容C2的负极接电路板直流地，电阻R5的另一端接芯片U2B的5脚，芯片U2B的6脚连接电阻R8和电阻R10的一端，电阻R8的另一端接电路板直流地，电阻R10的另一端接电阻R6的一端和端子5，电阻R6的另一端接芯片U2B的7脚。

D/A输出电路用于将单片机中产生的PWM信号转换成0-10V的直流电压信号输出给端子6，供外部设备使用。

位置反馈电路(单元)：包括电位器POT1、电阻R20、电容C10。

电位器POT1一端接+5V,另一端接电路板的直流地，中心抽头接电阻R20的一端，R20的另一端接电容C10的一端和芯片U1的8脚，电容C10的另一端接电路板的直流地。

位置反馈电路的功能：电位器旋杆与风阀执行器机械部分连接，当电机带动机械结构转动时，电位器也随之跟着转动，这时电位器中心抽头的电压值随之变化，并把变化的电压值输送给芯片U1的A/D转换口。

自适应按键电路(单元)：包括自适应按钮S1、电阻R1。

自适应按钮S1的一端与电路板的直流地连接，另一端与电阻R1和芯片U1的5脚连接，电阻R1的另一端与+5V连接。

自适应按键电路的功能：每次按一次按键，芯片U1的5脚的电压发生变化一次，芯片U1通过检测5脚的电压变化，来判断是否进入自适应。

状态设置电路(单元)：包括拨码开关S2、电阻R2。

拨码开关S2的一端接电路板直流地，拨码开关S2的另一端接电阻R2的一端和芯片U1的6脚，电阻R2的另一端接+5V。

状态设置电路的功能：通过调整拨动开关的位置状态，来设定电路的工作模式，实现电路输入0伏起点或2伏起点。

正反向电路(单元)：包括拨动开关(正反向开关)S3、电阻R3。

拨动开关S3的一端接电路板直流地，另一端接电阻R3的一端和芯片U1的7脚，电阻R3的另一端接+5V。

正反向电路的功能：通过调整正反向开关的位置状态，来设定电机的顺时针和逆势针转动，实现机械结构的正反向运行。

电流检测电路(单元)：包括电阻R23、电容C12、三极管T5、电阻R18、电容C9。

电阻R23的一端、电容C12的一端、三极管T5的基极接三级管T3和三极管T4的发射极，电阻R18一端接+5V，电阻R18的另一端接三级管T5的集电极、接电容C9的一端和芯片U1的10脚，电容C12的另一端、电阻R23的另一端、电容C9的另一端和三极管T5的发射极接电路板的直流地。

电流检测电路的功能：检查电机的工作电流，当电机的工作电流过大时，电路进入保护状态，电机停止转动。

本实用新型可以完成总行程在不超过90度，任意角度的设定。例如当用户需要行程的0度到50度的角度总行程需求时，可以通过触动电路上的自适应按键，使电路控制电机自行完成风阀执行器与其连接的产品的角度匹配。使风阀执行器的输入信号和风阀执行器的输出信号对应，即输入量(0—100％)等于输出量(0-100％)。本实用新型实现了模拟量型风阀执行器在实际应用中旋转角度的自由设定，且电路设计简单、功能强大、成本低廉。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。