阅读说明：本技术 一种带过热过流保护功能的比例阀驱动电路 (A kind of ratio valve-driving circuit of band overheat overcurrent protection function ) 是由 裴彦明 张辰玮 于 2019-09-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种带过热过流保护功能的比例阀驱动电路,包括：控制信号整定电路；三角波发生电路；比例阀开向线圈驱动电路；所述比例阀开向线圈驱动电路包括依次电连接的：用于将第一比较电路输出信号与三角波发生电路输出的信号进行比较的第三比较器、隔离用的第一光耦、第一达林顿管；比例阀关向线圈驱动电路。所述比例阀关向线圈驱动电路包括依次电连接的：用于将第二比较电路输出信号与三角波发生电路输出的信号进行比较的第四比较器、隔离用的第二光耦、第二达林顿管,温度测量电路,所述温度测量电路的热敏元件为贴装在比例阀线圈上的热敏电阻,所述温度测量电路的输出端分别与第三比较器和第四比较器的输入端子电连接。(The invention discloses a kind of ratio valve-driving circuits of band overheat overcurrent protection function, comprising: control signal adjusts circuit；Triangle wave generating circuit；Proportioning valve is opened to coil driver；It includes being sequentially connected electrically that the proportioning valve, which is opened to coil driver: third comparator for the first comparison circuit output signal to be compared with the signal that triangle wave generating circuit exports, the first optocoupler, the first Darlington transistor being isolated；Proportioning valve is closed to coil driver.It includes being sequentially connected electrically to coil driver that the proportioning valve, which is closed: the 4th comparator for the second comparison circuit output signal to be compared with the signal that triangle wave generating circuit exports, the second optocoupler, the second Darlington transistor being isolated, temperature measuring circuit, the temperature-sensitive element of the temperature measuring circuit is the thermistor being mounted on ratio valve coil, and the output end of the temperature measuring circuit is electrically connected with the input terminal of third comparator and the 4th comparator respectively.)

一种带过热过流保护功能的比例阀驱动电路

技术领域

本发明属于驱动电路技术领域，特别是涉及一种带过热过流保护功能的比例阀驱动电路。

背景技术

高油压比例阀水轮机调速器以其元件标准化、模块化、结构简单紧凑、调节性能优异、性价比高等优点，已经逐渐被市场认可，大有取代传统油压调速器之趋势。高油压调速器的核心电液转换器件为比例阀，其控制驱动在整个调速系统中占有举足轻重的作用。一般比例阀厂家均有自己配套的驱动模块，并与比例阀一起售卖。但是该比例阀驱动模块售价很高，而且由于是通用产品，无法很好满足水轮机调速领域的特殊需求。更重要的是，厂家自带的驱动模块也缺少必要的保护功能，这对于水电站这种对可靠性要求很高的场合显然不太合适。同时，该驱动模块对控制信号和比例阀驱动电源没有很好地隔离，比例阀线圈为感性负载，动作瞬间的反电动势对高精度的控制信号势必会造成影响，严重时可能会损坏调速器控制单元(如PLC，DSP等)DA模块的内部电路。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种带过热过流保护功能的比例阀驱动电路，该带过热过流保护功能的比例阀驱动电路接收PLC输出的-10V～+10V控制信号，采用PWM方式驱动比例阀电磁铁线圈，并带有过热和过流保护功能，可广泛应用于PLC比例阀型水轮机调速器上。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种带过热过流保护功能的比例阀驱动电路，至少包括：

控制信号整定电路；所述控制信号整定电路包括依次电连接的π型滤波电路、由第一运放组成的反相比例放大电路、第一比较电路、第二比较电路；所述π型滤波电路的输入端子用于与PLC输出的正负电压控制信号端子电连接；所述第一比较电路和第二比较电路的输出端子为控制信号整定电路的两个输出端子；

三角波发生电路；

比例阀开向线圈驱动电路；所述比例阀开向线圈驱动电路包括依次电连接的：用于将第一比较电路输出信号与三角波发生电路输出的信号进行比较的第三比较器、隔离用的第一光耦、第一达林顿管；

比例阀关向线圈驱动电路。所述比例阀关向线圈驱动电路包括依次电连接的：用于将第二比较电路输出信号与三角波发生电路输出的信号进行比较的第四比较器、隔离用的第二光耦、第二达林顿管；

温度测量电路，所述温度测量电路的热敏元件为贴装在比例阀线圈上的热敏电阻，所述温度测量电路的输出端分别与第三比较器和第四比较器的输入端子电连接。

进一步：所述三角波发生电路包括三角波生成电路和精密整流电路。

进一步：还包括限流电路，所述限流电路包括串接在比例阀线圈回路中的采样电阻和控制光耦状态的三极管。

本专利具有的优点和积极效果为：

通过采用上述技术方案，本发明具有如下技术特点：

1、控制信号为正负电压信号，范围可调，最大为±10V。

2、比例阀驱动电源为DC24V，且与控制电源完全隔离。

3、比例阀驱动采用脉宽调制PWM方式，驱动平缓，高效，无电噪音。

4、采用NTC热敏电阻采样比例阀线圈温度，温度升高，减小PWM占空比。

5、限流保护电路，电流超限，立即关断输出。

附图说明

图1是本发明的控制信号整定电路原理图；

图2是本发明的三角波发生电路原理图；

图3是本发明比例阀开向线圈驱动电路原理图；

图4是本发明比例阀关向线圈驱动电路原理图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1至图4，一种带过热过流保护功能的比例阀驱动电路，接收PLC输出的-10V～+10V控制信号，采用PWM方式驱动比例阀电磁铁线圈，并带有过热和过流保护功能，可广泛应用于PLC比例阀型水轮机调速器上

请参阅图1：控制信号整定电路；所述控制信号整定电路包括依次电连接的π型滤波电路、由第一运放N1A组成的反相比例放大电路、第一比较电路、第二比较电路；所述π型滤波电路的输入端子用于与PLC输出的正负电压控制信号端子电连接；所述第一比较电路和第二比较电路的输出端子为控制信号整定电路的两个输出端子；SWITCH1和SWITCH2；

控制信号整定电路的工作原理为：PLC输出的正负电压控制信号经过π型滤波电路，进入运放N1A组成的反相比例放大电路，调节RP1将该控制信号调整为标准±10V信号(DA)。同时DA信号通过N1的比较电路判断正负，即如果DA信号为正，则SWITCH1为负电平，SWITCH2为正电平，反之亦然。保证某一时刻，只能有一个方向比例阀电路投入动作。

请参阅图2：三角波发生电路的结构为：运放N2A和运放N2B组成三角波发生电路，幅值为正负。通过运放N3A和运放N3B组成的精密整流电路，将三角波负半周翻转到正半周，得到后续电路所需的正三角波WAVE。

请参阅图3：比例阀开向线圈驱动电路；所述比例阀开向线圈驱动电路包括依次电连接的：用于将第一比较电路输出信号与三角波发生电路输出的信号进行比较的第三比较器、隔离用的第一光耦、第一达林顿管；

比例阀开向线圈驱动电路的工作原理为：-10V～+10V电压信号(DA)与三角波(WAVE)进入N4A的比较器，比较器输出PWM信号，DA电压越高，PWM占空比越大。PWM信号经光耦BO1隔离后，输出给达林顿管Q1，最终驱动比例阀线圈。VD7为续流二极管，LED1为动作指示灯。

此时SWITCH1为高电平，DA信号可以完整加到N4A比较器输入端。而关向电路由于SWITCH2为低电平，DA信号被强制拉低，导致无PWM输出，即无驱动输出。

N4B为温度测量电路。NTC1为热敏电阻，贴装在比例阀线圈上。温度升高，N4B输出将变低，从而拉低DA信号，减小PWM输出。

采样电阻RS1串接在比例阀线圈回路中，检测电流。电流大于整定值时，Q3动作，BO2导通，从而拉低DA信号，减小PWM输出。

请参阅图4：比例阀关向线圈驱动电路。所述比例阀关向线圈驱动电路包括依次电连接的：用于将第二比较电路输出信号与三角波发生电路输出的信号进行比较的第四比较器、隔离用的第二光耦、第二达林顿管；

比例阀关向线圈驱动电路和比例阀开向线圈驱动电路的工作原理相同，因此此处不再赘述。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。