一种驱动放大电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种驱动放大电路，包括：绝缘栅场效应管；用于输出设定频率的脉冲控制信号的控制器；一端连接所述绝缘栅场效应管栅极、另一端连接所述控制器的第一电阻；一端连接所述绝缘栅场效应管栅极、另一端连接所述绝缘栅场效应管源极的第二电阻；正极通过所述比例电磁阀与所述绝缘栅场效应管漏极连接、负极与所述绝缘栅场效应管源极连接的直流电源；阳极与所述电磁阀漏极连接、阴极与所述直流电源正极连接的二极管。所述驱动放大电路可用于驱动比例电磁阀，能够精确控制流体的流量大小。
【专利说明】—种驱动放大电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及比例电磁阀控制【技术领域】，更具体地说，涉及一种驱动放大电路。【背景技术】
[0002]在生产工业产品的生产线中，需要使用具有比例电磁阀的变量泵来供给生产用流体，通过比例电磁阀来控制流体的流速和压力。比例电磁阀控制的流体包括诸如空气、惰性气体以及水蒸气等气体，以及诸如水、化学试剂以及油等液体。
[0003]在进行流体流量控制时，通过控制信号调节比例电磁阀的电流大小，进而控制流经变量泵的流体流量大小。而一般的控制信号带负载能力较差，无法直接用于比例电磁阀的驱动。所以，要通过驱动放大电路对控制信号进行放大后再驱动比例电磁阀。因此，设计一种用于控制比例电磁阀的驱动放大电路是当前亟待解决的问题。
实用新型内容
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种驱动放大电路，所述驱动放大电路可用于驱动比例电磁阀。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0006]一种驱动放大电路，用于驱动比例电磁阀，该驱动放大电路包括:
[0007]绝缘栅场效应管；
[0008]用于输出设定频率的脉冲控制信号的控制器；
[0009]一端连接所述绝缘栅场效应管栅极、另一端连接所述控制器的第一电阻；
[0010]一端连接所述绝缘栅场效应管栅极、另一端连接所述绝缘栅场效应管源极的第二电阻；
[0011]正极通过所述比例电磁阀与所述绝缘栅场效应管漏极连接、负极与所述绝缘栅场效应管源极连接的直流电源；
[0012]阳极与所述电磁阀漏极连接、阴极与所述直流电源正极连接的二极管。
[0013]优选的，上述驱动放大电路中，所述控制器为能够输出脉冲宽度调制信号的可编程逻辑控制器。
[0014]优选的，上述驱动放大电路中，所述脉冲控制信号的频率范围为100Hz-400Hz，包
括端点值。
[0015]优选的，上述驱动放大电路中，所述第一电阻与第二电阻的阻值比不大于3。
[0016]优选的，上述驱动放大电路中，所述第一电阻的阻值范围为IK Ω -50K Ω，包括端点值。
[0017]优选的，上述驱动放大电路中，所述第二电阻的阻值范围为IK Ω -50K Ω，包括端点值。
[0018]从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的驱动放大电路通过设置所述脉冲控制信号峰值电压、直流电源的电压以及第一电阻与第二电阻的阻值，可使得所述绝缘栅场效应管的栅源电压为设定振幅，且所述绝缘栅场效应管的栅源电压为频率与所述脉冲控制信号频率相同的脉冲信号。当所述栅源电压为高电平时，所述绝缘栅场效应管的源极与漏极导通，此时，所述比例电磁阀两端电压为直流电源的电压，其电流为所述电压除以其自身阻值。当所述栅源电压为低电平时，所述绝缘栅场效应管的源极与漏极夹断，所述比例电磁阀的电流为O。因此，通过控制所述脉冲控制信号脉冲的占空比即可控制所述电流的平均值大小，可精确控制流经流量泵的流体的流量大小。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本实用新型实施例提供的一种驱动放大电路的结构示意图；
[0021]图2为本实用新型实施例提供的一种PWM控制信号的波形图；
[0022]图3为图1所示驱动放大电路中绝缘栅场效应管的栅极电压的波形图；
[0023]图4为图1所示驱动放大电路中比例电磁阀的电流的波形图。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0025]普通三极管，如高速开关管以及达林顿管等，一般为驱动放大电路的常用器件，用于放大控制信号。但是，由于普通三极管对温度和电磁辐射的适应性较差，而工程机械的变量泵大都是室外作业，作业环境温度和电磁辐射变化较大，不适合普通三极管的使用。且普通三极管输入阻抗小，对前级放大电路影响大。同时，普通三极管的噪声系数大，容易导致放大后的信号失真。
[0026]鉴于上述原因，本申请实施例提供了一种采用绝缘栅场效应管的驱动放大电路，用于比例电磁阀的控制。绝缘栅场效应管的耐候性较强，对温度以及电磁辐射的适应性较强。且输入阻抗适中，对前级放大电路的影响较小。同时，噪声系数较小，放大后的信号不易失真。故本实施例提供的驱动放大电路的控制精确度较高，能够精确控制流体的流量大小。
[0027]参考图1，图1为本申请实施例提供的一种用于驱动比例电磁阀的驱动放大电路的结构示意图，该驱动放大电路包括:绝缘栅场效应管VT、控制器M、第一电阻R1、第二电阻R2、直流电源DC、二极管Vl以及比例电磁阀DTl。
[0028]所述控制器M用于输出设定频率的脉冲控制信号，其信号输出端Q0.1与第一电阻Rl连接。所述脉冲控制信号为振幅与所述直流电源DC的电压值相同的电压信号。为了避免比例电磁阀的阀芯颤震卡死，本实施例所述脉冲控制信号的频率范围为100Hz-400Hz，包括端点值。本实施例采用PLC (可编程逻辑控制器)作为生成信号的控制器，PLC可生成PWM信号(脉冲宽度调制信号)。通过PLC可直接设定、调节控制信号占空比。
[0029]所述第一电阻Rl —端与所述控制器M连接，另一端与所述绝缘栅场效应管VT的栅极G连接。所述第二电阻R2 —端与所述绝缘栅场效应管VT的栅极G连接，另一端接地同时与所述绝缘栅场效应管VT的源极S连接。
[0030]所述第一电阻Rl与所述第二电阻R2为分压电阻，通过控制二者的阻值大小，能够控制绝缘栅场效应管VT的栅源电压(GS电压)。为了避免电路中电流过大导致电子元件的损坏，所述第一电阻Rl与所述第二电阻R2的阻值范围均为1ΚΩ-50ΚΩ，包括端点值。
[0031]在控制信号的振幅一定的情况下，所述绝缘栅场效应管VT的栅源电压取决于所述第一电阻Rl与所述第二电阻R2的阻值比。为了使得所述绝缘栅场效应管VT的栅源电压足够大，从而保证所述绝缘栅场效应管VT的漏源间的导电沟道导通，所述第一电阻Rl与第二电阻R2的阻值比不大于3。本实施例中，第一电阻Rl的阻值为30ΚΩ，第二电阻R2的阻值为IOK Ω。
[0032]所述直流电源DC的负极连接所述绝缘栅场效应管VT的源极S，其正极通过所述比例电磁阀DTl与所述绝缘栅场效应管VT的漏极D连接。本实施例中，所述直流电源DC为输出电压为24V的恒压电源。
[0033]由于比例电磁阀DTl内部线圈在突然断电会产生反电动势，其电动势过高会导致所述绝缘栅场效应管VT被击穿。为了避免该问题的发生，设置一个与所述比例电磁阀DTl并联的二极管Vl实现对所述绝缘栅场效应管VT的保护。
[0034]所述二极管Vl的阴极与所述直流电源DC的正极连接，所述二极管Vl的阳极与所述绝缘栅场效应管VT的漏极连接。
[0035]在正常工作时，所述二极管Vl反向截止，到所述绝缘栅场效应管VT源漏导通时，电流从直流电源DC正极，依次经过比例电磁阀DTl以及绝缘栅场效应管VT后，流回直流电源DC负极。而当突然断电，导致比例电磁阀DTl内部线圈产生反电动势时，此时，所述反向电动势使得所述二极管Vl正向导通，比例电磁阀DTl与二极管Vl形成回路，将电流释放。
[0036]下面结合具体的数据对本实施例所述驱动放大电路的工作原理进行说明:
[0037]采用24V的恒压电源作为所述直流电源DC。所述第一电阻的阻值为30ΚΩ，所述第二电阻的阻值为IOK Ω。
[0038]采用PLC作为信号发生装置。通过PLC编程，控制信号输出端Q0.1输出振幅为24V、固定频率的PWM控制信号。所述PWM控制信号的波形图如图2所示，横轴表示时间，纵轴表示振幅强度。所述PWM控制信号的频率f=l/T，其中，T为周期。
[0039]由于所述第一电阻Rl以及第二电阻R2的分压作用，所述绝缘栅场效应管VT的栅极电压为振幅是6V、频率与所述PWM控制信号频率相同的脉冲信号，如图3所示，且其占空比与所述PWM控制信号的占空比相同。
[0040]当栅极G的脉冲信号处于高电平6V时，栅极G与源极S之间产生电场，从而使得源极S与漏极D导电沟道导通，忽略源极S与漏极D之间的电阻，此时，比例电磁阀DTl的电压为直流电源DC的电源电压24V，其电流值为24/RDT1。当栅极G的脉冲信号处于低电平OV时，栅极G与源极S之间的导电沟道夹断，源极S与漏极D将不会导通，此时，比例电磁阀DTl的电流值O。
[0041]整个过程中，流经所述比例电磁阀DTl的电流的波形图如图4所示，频率与所述PWM控制信号的频率相同，且其占空比与所述PWM控制信号的占空比相同。所以，可以通过调节所述PWM控制信号的占空比，进而改变所述电流的占空比，即改变所述电流高电平占整个周期的时间比。通过调节所述电流的占空比，可以调节流经所述比例电磁阀DTl的电流的平均值。当所述比例电磁阀DTl应用于变量泵时，进而可实现对流体流量的控制。
[0042]通过上述描述可知，本实施例所述驱动放大电路，可用于驱动比例电磁阀。绝缘栅场效应管的耐候性较强，对温度以及电磁辐射的适应性较强。且输入阻抗适中，对前级放大电路的影响较小。同时，噪声系数较小，放大后的信号不易失真。故本实施例提供的驱动放大电路的控制精确度较高。
[0043]而且，在进行驱动放大时，只需通过调节所述控制信号的占空比，即可控制比例电磁阀的开启程度，进而可精确控制流经比例阀所在流量本流体的流量大小。
[0044]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种驱动放大电路，用于驱动比例电磁阀，其特征在于，包括: 绝缘栅场效应管； 用于输出设定频率的脉冲控制信号的控制器； 一端连接所述绝缘栅场效应管栅极、另一端连接所述控制器的第一电阻； 一端连接所述绝缘栅场效应管栅极、另一端连接所述绝缘栅场效应管源极的第二电阻； 正极通过所述比例电磁阀与所述绝缘栅场效应管漏极连接、负极与所述绝缘栅场效应管源极连接的直流电源； 阳极与所述电磁阀漏极连接、阴极与所述直流电源正极连接的二极管。
2.根据权利要求1所述的驱动放大电路，其特征在于，所述控制器为能够输出脉冲宽度调制信号的可编程逻辑控制器。
3.根据权利要求2所述的驱动放大电路，其特征在于，所述脉冲控制信号的频率范围为100Hz-400Hz，包括端点值。
4.根据权利要求3所述的驱动放大电路，其特征在于，所述第一电阻与第二电阻的阻值比不大于3。
5.根据权利要求4所述的驱动放大电路，其特征在于，所述第一电阻的阻值范围为1ΚΩ-50ΚΩ，包括端点值。
6.根据权利要求4所述的驱动放大电路，其特征在于，所述第二电阻的阻值范围为1ΚΩ-50ΚΩ，包括端点值。
【文档编号】G05D7/06GK203444345SQ201320475298
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年8月5日 优先权日:2013年8月5日
【发明者】邵恩奇 申请人:华菱星马汽车（集团）股份有限公司