一种气体流量的比例阀可控电流源驱动系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及气体流量控制领域，尤其是设及一种气体流量的比例阀驱动系 统。
【背景技术】
[0002] 气体流量的控制通常是利用调节比例阀两端的电压值来控制输出的气体流量，但 是一般情况下，比例阀的驱动电流较大，于是电源电压稳定性变差，因而比例阀两端的电压 受电源电压的波动影响较大，最终输出气体流量的精度受到供电电源稳定性的限制。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，为了提高输出气体流量的精度，提 供一种气体流量的比例阀可控电流源驱动系统。
[0004] 为达到上述实用新型目的，提供一种气体流量的比例阀可控电流源驱动系统，包 括四级电路结构，
[0005] 第一级为模拟信号电路，主控器化通过第一连接器Ji连接数模转换器化产生模拟 控制信号；
[0006] 第二级为恒流源电路，采用负反馈放大电路产生恒流源，第一级输出的模拟信号 输送到第二级电路输出数控恒流源；
[0007] 第=级为输出电路，包括比例阀化，第二级输出的恒定电流驱动比例阀输出固定 气体流量；
[000引第四级为气体流量采集电路，由流量传感器化和模数转换器化组成，采集第=级比 例阀实际输出的气体的流量，并将采集到的流量信号反馈给主控器化，主控器U4将实际输出 流量与预设流量进行比较，进而调整数字信号值输出来调整恒流源值。
[0009] 优选的，所述的第一级中，主控器化WSPI接口形式通过第一连接器Ji和数模转换 器化输出模拟信号到第二级；
[0010] 所述的第二级中，由第一集成运算放大器化A、场效应功率管化及第一电阻Ri、第二 电阻1?2、第；电阻R3、第四电阻R4、第九电容C9、第十二电容Cl2和第十S电容Cl3组成，其中第 一电阻Ri、第二电阻化、第=电阻R3及场效应管化组成负反馈支路；
[OOW 所述的第立级中，第S连接器J癌接比例阀化，场效应功率管Qi输出恒定电流驱动 比例阀输出固定气体流量；
[0012]所述的第四级中，第四连接器J4连接流量传感器化，流量传感器Us输出信号经模数 转换器化WSPI接口形式通过第一连接器Jl馈送到主控器U4。
[001引优选的，所述的数模转换器Ui为12位数模转换器。
[0014] 优选的，所述的模数转换器化为12位模数转换器。
[0015] 本实用新型的气体流量的比例阀可控电流源驱动系统，采用数字信号控制产生精 密电流源来驱动比例阀输出气体固定流量值。第一级输入端采用12位数模转换器产生模拟 控制信号，第二级采用集成运算放大器和场效应功率管为主要元件组成的负反馈放大器产 生恒流源，第=级采用恒流源驱动比例阀输出固定气体流量，第四级采用流量传感器和12 位模数转换器组成的气体流量采集电路，采集比例阀输出气体的实际流量值并馈送到主控 器，主控器将气体流量的实际值与设定值进行比较，经PID数字算法及时调整数字信号值， 进而调整恒流源值，最终使气体流量实际值与气体流量设定值相同。
[0016] 所述比例阀驱动电路采用数控恒流源结构。
[0017] 如果仪器设备中含有多路气体流量控制，其每路气体流量控制部分均采用类似比 例阀可控电流源驱动系统。
[0018] 本实用新型的有益效果是通过负反馈形成精密恒流源驱动比例阀输出固定的气 体流量，再经气体流量采集电路将采集到的气体实际流量值馈送到主控器，主控器把流量 实际值与设定值进行比较，经PID数字算法及时调整数字输出信号来稳定输出气体流量，输 出的气体流量具有精度可调，调整速度快等优点。
【附图说明】
[0019] 图1为【背景技术】中传统的气体流量的比例阀电压源驱动部分结构示意图；
[0020] 图2为一种气体流量的比例阀可控电流源驱动系统结构示意图；
[0021] 图3为PID控制系统原理结构示意图；
[0022] 图4为气体流量的比例阀可控电流源驱动系统的PCB线路板顶层结构示意图；
【具体实施方式】
[0023] W下结合附图和具体实施例，对本实用新型做进一步说明。
[0024] 根据图2至图4所示的气体流量的比例阀可控电流源驱动系统，包括四级电路结 构，第一级为模拟信号电路，主控器化通过连接数模转换器化产生模拟控制信号;第二级为 恒流源电路，采用负反馈放大电路产生恒流源，第一级输出的模拟信号输送到第二级电路 输出数控恒流源;第立级为输出电路，包括比例阀化，第二级输出的恒流源驱动比例阀化输 出固定气体流量;第四级为气体流量采集电路，由流量传感器化和模数转换器化组成，采集 第=级比例阀化实际输出的气体的流量，并将采集到的流量信号反馈给主控器山，主控器U4 将实际输出流量与预设流量进行比较，进而调整数字输出信号值来调整恒流源值。
[0025] 比例阀驱动电路采用数控恒流源结构，第一级采用12位数模转换器化产生模拟控 制信号，第二级采用集成运算放大器和场效应功率管为主要元件组成的负反馈放大器产生 恒流源，第=级采用恒流源驱动比例阀化输出固定气体流量，第四级采用流量传感器化和12 位模数转换器化组成的气体流量采集电路，采集比例阀输出气体的实际流量值并馈送到主 控器化，主控器U4将气体流量的实际值与设定值进行比较，经PID数字算法及时调整数字信 号值，进而调整恒流源值，最终使得气体流量实际值与设定值相同。
[0026] 参见图2,本部分为气体流量的比例阀可控电流源驱动电路，电路原理分析如下：
[0027] 在第一级(输入端），主控器U4WSPI接口形式通过第一连接器Ji和数模转换器化输 出模拟信号Uda送到恒流源电路。
[00%]下面分析一下如何实现恒流源：
[0029]在第二级，第一集成放大器化A、第一电阻Ri、第二电阻R2、第S电阻R3、第四电阻R4 及场效应管化(NMOS: 30N02)组成恒流源，第一电阻化、第二电阻R2、第S电阻R3及场效应管化 组成负反馈支路，W稳定恒流源，恒流源电流IcDnstant = U