[實用新型]單路數字比例閥放大器

有效

• 申請號: 201220126145.2
• 申請日: 2012-03-29
• 公開（公告）號: CN202521031U
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 崔劍;陳飛飛;張策
• 申請（專利權）人: 寧波華液機器制造有限公司
• 主分類號: F16K31/06
• 分類號: F16K31/06;F16K37/00
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 姚娟英;鄧青玲

技術領域

本實用新型涉及一種單路數字比例閥放大器。

背景技術

電液比例控制技術是在以開環傳動為主要特征的傳統液壓傳動技術和以閉環控制為特征的電液伺服控制技術基礎上，為適應一般工程系統對傳動與控制特性提出的更高的要求，從上個世紀六七十年代開始逐步發展起來的流體傳動與控制領域中一個具有旺盛生命力的新分支。現今，電液比例技術已經成為了工業機械、工程建設機械及國防尖端產品不可或缺的重要手段，得到了相關工業界、技術界的格外重視。

電液比例閥(簡稱比例閥)，是電液比例控制技術的核心和主要功率放大元件。比例閥一般以比例電磁鐵作為驅動裝置的電-液信號轉換元件，根據輸入的電壓信號產生相應動作，使工作閥閥芯產生位移，閥口尺寸發生改變并以此完成與輸入電壓成比例的壓力、流量輸出的元件。閥芯位移也可以以機械、液壓或電的形式進行反饋。比例閥放大器作為電液比例集成控制裝置的一個重要組成元件，對于推動電液比例集成控制裝置的技術進步舉足輕重。目前比例閥放大器均采用大量的模擬電路實現各種功能控制，由于放大器需要調整參數較多，調整過程也比較繁瑣，因此需要用到的模擬功能電路非常繁雜，控制精度不高，而成本卻非常高昂。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種控制精度高、成本低、結構簡單的單路數字比例閥放大器。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為：該單路數字比例閥放大器，其特征在于：包括

輸入接口電路，用于將輸入的電流和/或電壓信號轉換為適用于信號處理電路所需的電壓信號，然后再送給信號處理電路中的A/D轉換器進行模數轉換；

信號處理電路，輸入接口電路的輸出端與信號處理電路的輸入端相連，該信號處理電路由ARM控制器實現，其包括斜坡發生器、階躍發生器、顫振信號和線性度控制器，參數輸入接口與上位機相連；

功率放大驅動電路，輸入端與信號處理電路的輸出端相連，輸出端與比例閥相連，用于控制比例閥的電磁鐵；

電源電路，為信號處理電路、輸入接口電路和功率放大驅動電路提供所需的穩定電源；

電流測量反饋電路，用于測量比例閥線圈電路，輸入端與比例閥線圈相連，輸出端與信號處理電路相連。

為滿足信號處理電路中ARM控制器控制程序存儲數據的需要，本實用新型提供的單路數字比例閥放大器還包括外部存儲器擴展電路，外擴的存儲器方便存儲比例放大器的各種參數，并且使比例放大器的運行狀態在掉電后也能有效保存。

為了與上位機進行通信，本實用新型提供的單路數字比例閥放大器還包括串口通信電路和USB通信電路和CAN總線接口電路，ARM控制器芯片可以通過RS232串口通信接口與上位機進行通信，不僅可以將上位機界面設置的參數發送到ARM主控制芯片中，同時也能將當前的電磁鐵運行各參數顯示在上位機界面上，給工作人員了解比例閥運行狀況、調試設備等帶來極大的方便，此外，USB通信模塊和CAN總線接口模塊，以方便將來放大器功能升級和聯機調試。

較好的，所述輸入接口電路包括模擬量接口電路和數字量接口電路，模擬量接口電路可以接受4～20mA電流或者-10～+10V電壓的模擬輸入。由于ARM控制器芯片自帶的A/D轉換器只能輸入較小電壓，因此需要把輸入4～20mA的電流信號轉換為較小電壓信號輸入，然后再送給ARM控芯片的A/D轉換器進行模數轉換。同理，-10～+10V電壓模擬量輸入也需要先轉換為較小電壓信號輸入，然后再送給ARM主控芯片的A/D轉換器進行模數轉換；數字量接口電路四路接口一共對應16種工作狀態，四路數字量輸入接口均采用+12V電壓輸入；當其中任意一位接+12V電壓時，則該路被選通。選通路的設定值輸入信號由變阻器調節得到。

再改進，所述功率放大驅動電路采用反接卸荷式功率驅動電路，反接卸荷式功率驅動電路代替傳統的功率放大驅動電路，在未對供電電源、大功率整流元件及大功率功放管提出特殊要求的前提下，能顯著提高比例電磁鐵線圈電流的衰減速度，從而提高了比例電磁鐵的動態頻寬。

與現有技術相比，本實用新型的優點在于：采用ARM為主控制器，將斜坡、階躍、線性度、顫振信號等環節通過ARM控制器來實現，其參數可以通過上位機軟件來設定，同時部分參數也可以通過電位器來調節，不僅可以有效的解決上述傳統模擬式比例放大器的弊端，而且經濟性更高，可靠性更好，操作靈活簡單，使用維護簡捷方便，具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例中單路數字比例閥放大器的結構框圖。