[發明專利]一種比例電磁閥的驅動方法

有效

• 申請號: 202110068958.4
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112803926B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 張琳;張善睿;鄧波;李小鵬;劉濤
• 申請（專利權）人: 北谷電子有限公司;北谷電子有限公司上海分公司
• 主分類號: H03K3/02
• 分類號: H03K3/02;H03K7/08;F16K31/06
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發明提供了一種比例電磁閥的驅動方法，分為瞬態模式和穩態模式，首先進入瞬態模式，確定其驅動頻率F以及F對應的驅動周期T、目標電流，計算PWM占空比D并輸出PWM驅動信號，使得實測電流逼近目標電流，然后進入穩態模式，具體將F進行2N倍分頻，得到震顫頻率F1以及其對應的震顫周期T1，再將一T1內的前N個T的PWM占空比設為D1，后N個T的PWM占空比設為D2，并分別計算D1和D2，使得一個T1內的平均電流與目標電流相等，最后生成PWM驅動震顫信號，并利用PWM驅動震顫信號驅動比例電磁閥。本發明中，在瞬態模式和穩態模式的配合作用下，可加快目標電流的調節速度，同時可有效改善比例電磁閥響應的滯后性，提升了比例電磁閥的響應速度和靈敏度。

技術領域

本發明涉及比例電磁閥驅動技術領域，特別涉及一種比例電磁閥的驅動方法。

背景技術

電磁閥是工業設備中用于電磁控制的不可或缺的物品，電磁閥在配合不同的電路來使用時作用極大，而且具備一定靈敏性，能夠靈活應對一些突發情況。在一般的液壓控制系統中電磁閥的應用極其廣泛，電磁閥分為開關電磁閥和比例電磁閥兩種。

在控制要求和機械平順性要求較高的應用場景中，比例電磁閥較開關電磁閥更具有優勢，因此應用更為廣泛。比例電磁閥一般是通過PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調制)調節電壓占空比實現對目標電流的控制，進而實現對比例電磁閥開度的控制。

目前大多采用無震顫的閉環脈沖寬度調制信號驅動比例電磁閥，但是這種驅動方式適合驅動頻率要求較低(一般不超過200hz)的比例電磁閥。當目標電流固定時，比例電磁閥的閥芯依靠PWM的頻率進行震顫，但是由于PWM的頻率較低，因此在PWM的頻率改變時，目標電流的調整過程比較長(例如PWM 頻率為100Hz時，目標電流的調整時間一般為400ms左右)，降低了比例電磁閥的響應速度和靈敏度，因此這種驅動方式不適用于驅動頻率要求較高(超過 200Hz)的比例電磁閥，要不然會導致比例電磁閥的響應滯后性較大且響應速度和靈敏度不夠的問題。另外，目前市面上還沒有帶震顫功能的控制器出售，控制器輸出PWM震顫波形要靠專用的芯片來實現，但其價格往往較高且還需要配合外圍電路使用，增加了驅動頻率要求較高的比例電磁閥的驅動物料成本和設計復雜度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種比例電磁閥的驅動方法，以解決現有技術中驅動頻率要求較高的比例電磁閥驅動響應滯后性大、響應速度和靈敏度低且驅動成本大的問題。具體技術方案如下：

本發明提供一種比例電磁閥的驅動方法，包括：

確定比例電磁閥的PWM驅動頻率F以及所述PWM驅動頻率F對應的驅動周期T、目標電流I_target、穩定域值Th；

瞬態模式下驅動：計算PWM占空比D并輸出PWM驅動信號，使得實測電流I_sense與所述目標電流I_target的差值滿足：|I_target-I_sense|≤Th；

穩態模式下驅動：將所述PWM驅動頻率F進行2N倍分頻，得到震顫頻率 F1以及所述震顫頻率F1對應的震顫周期T1，一個所述震顫周期T1內包含2N 個所述驅動周期T，其中，N為不小于1的整數；

按照時間前后順序，將一個所述震顫周期T1內的前N個所述驅動周期T 的PWM占空比設為D1，后N個所述驅動周期T的PWM占空比設為D2；

根據震顫幅度分別計算D1和D2，使得一個所述震顫周期T1內的平均電流I_avg與所述目標電流I_target相等；

生成PWM驅動震顫信號，并利用所述PWM驅動震顫信號驅動所述比例電磁閥。

可選的，所述比例電磁閥的PWM驅動頻率F滿足：F＞200Hz。

可選的，所述D1與D2滿足 D1D2 。

可選的，所述D1＝D+Ds，所述D2＝D-Ds，Ds滿足：Ds＜D。