基于mosfet的电磁换向阀节能驱动电路

文档序号:31949 发布日期:2021-09-24 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 基于mosfet的电磁换向阀节能驱动电路 (Energy-saving drive circuit of electromagnetic directional valve based on MOSFET ) 是由 刘任豪 苏世彬 蔡宁 王关志 张敏 江涵 刘畅 李光琛 尤栋 邵婷 王晋安 王 于 2021-06-10 设计创作,主要内容包括:本发明属于节能驱动技术领域,具体涉及一种基于MOSFET的电磁换向阀节能驱动电路,包括电源模块、占空比设置模块、信号给定模块、延时模块、MOSFET驱动模块、状态反馈模块、保护电路模块、PWM控制芯片UC2843B、控制器W77E58以及上位机。该驱动电路可以有效降低电磁换向阀的功率损耗,达到节能目的;采用W77E58控制器,极大地降低了电能消耗,提高了其与上位机之间的数据传输速度;采用UC2843B作为电路的PWM控制芯片,可以实现精准的占空比控制,并且有利于吸收高峰电流。(The invention belongs to the technical field of energy-saving driving, and particularly relates to an electromagnetic directional valve energy-saving driving circuit based on an MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor), which comprises a power supply module, a duty ratio setting module, a signal giving module, a time delay module, an MOSFET driving module, a state feedback module, a protection circuit module, a PWM (pulse-width modulation) control chip UC2843B, a controller W77E58 and an upper computer. The driving circuit can effectively reduce the power loss of the electromagnetic directional valve and achieve the aim of energy conservation; the W77E58 controller is adopted, so that the power consumption is greatly reduced, and the data transmission speed between the controller and the upper computer is improved; adopt UC2843B as the PWM control chip of circuit, can realize accurate duty cycle control to be favorable to absorbing peak current.)

基于MOSFET的电磁换向阀节能驱动电路

技术领域

本发明属于节能驱动

技术领域

,具体涉及一种基于MOSFET的电磁换向阀节能驱动电路。

背景技术

电磁换向阀在液压系统中有着极为广泛的应用,电磁换向阀的可靠换向关系到液压油路的流动方向,从而影响液压系统的动作执行。电磁换向阀是利用电磁力改变阀芯位置来实现开阀、闭阀或油路换向功能的。电磁换向阀驱动电路主要用于对电磁换向阀的驱动,使电磁换向阀按照给定信号完成通断动作,保证液压系统的正常运行。

在很多大型液压设备中,电磁换向阀往往需要长时间满负荷工作,这就导致了大量的电能损耗,而且会一定程度上降低电磁换向阀中电磁铁的使用寿命,从而影响整个液压系统的可靠运行。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是:如何解决电磁换向阀在长时间工作过程中造成的电能损耗问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题,本发明提供一种基于MOSFET的电磁换向阀节能驱动电路,所述电磁换向阀节能驱动电路包括:电源模块、占空比设置模块、信号给定模块、延时模块、MOSFET驱动模块、状态反馈模块、保护电路模块、PWM控制芯片、控制器以及上位机;

所述电磁换向阀节能驱动电路的功能为:通过上位机给定控制器信号,实现电磁换向阀通断控制;通过PWM控制芯片控制阀用电磁铁输出功率,达到节能的目的;

所述电源模块用于将输入的交流电整流稳压为符合要求的直流电并输送给PWM控制芯片和阀用电磁铁;

所述占空比设置模块用于设置PWM控制芯片的输出占空比;

所述信号给定模块用于将控制器的开关指令传送到PWM控制芯片;

所述延时模块用于实现PWM控制芯片的延时改变占空比;

所述MOSFET驱动模块用于接收PWM控制芯片的PWM输出信号,实现阀用电磁铁两端有效电压的改变;

所述状态反馈模块用于将阀用电磁铁的开关状态反馈给上位机;

所述保护电路模块用于实现PWM控制芯片的过流保护功能。

其中,所述PWM控制芯片采用UC2843B芯片。

其中,所述控制器采用W77E58芯片。

其中,所述电源模块采用KBP208G整流器芯片。

其中,所述信号给定模块采用W77E58控制器。

其中,所述MOSFET驱动模块采用SPA02N80C3型MOSFET开关器件。

其中,该电路通过上位机给定控制器信号,实现电磁换向阀通断控制。

其中,该电路通过PWM控制芯片控制阀用电磁铁的输出功率,达到节能的目的。

其中,该电路采用W77E58控制器进行控制电路设计,极大地降低了电源消耗,并且提高了其与上位机之间的数据传输速度。

其中,该电路采用UC2843B作为电路的PWM控制芯片,可以实现精准的占空比控制,并且有利于吸收高峰电流。

(三)有益效果

本发明针对降低电磁换向阀电能损耗,提高液压系统的运行可靠性,提出了一种基于MOSFET的电磁换向阀节能驱动电路。

与现有技术相比较,本发明的驱动电路可以有效降低电磁换向阀的功率损耗,达到节能目的;采用W77E58控制器,极大地降低了电能消耗,提高了其与上位机之间的数据传输速度;采用UC2843B作为电路的PWM控制芯片,可以实现精准的占空比控制,并且有利于吸收高峰电流。

附图说明

图1为基于MOSFET的电磁换向阀节能驱动电路结构框图。

图2为延时电路图。

图3为振荡频率设置及电流反馈电路图。

图4为信号给定电路图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚,下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

为解决现有技术问题,本发明提供一种基于MOSFET的电磁换向阀节能驱动电路,如图1所示,所述电磁换向阀节能驱动电路包括:电源模块、占空比设置模块、信号给定模块、延时模块、MOSFET驱动模块、状态反馈模块、保护电路模块、PWM控制芯片UC2843B、控制器W77E58以及上位机;

所述电磁换向阀节能驱动电路的功能为:通过上位机给定控制器信号,实现电磁换向阀通断控制;通过PWM控制芯片控制阀用电磁铁输出功率,达到节能的目的;

所述电源模块采用KBP208G整流器芯片,用于将输入的交流电整流稳压为符合要求的直流电并输送给PWM控制芯片UC2843B和阀用电磁铁;

所述占空比设置模块用于设置PWM控制芯片UC2843B的输出占空比;

所述信号给定模块采用W77E58控制器,用于将控制器的开关指令传送到PWM控制芯片UC2843B;

所述延时模块用于实现PWM控制芯片UC2843B的延时改变占空比;

所述MOSFET驱动模块采用SPA02N80C3型MOSFET开关器件,用于接收PWM控制芯片UC2843B的PWM输出信号,实现阀用电磁铁两端有效电压的改变;

所述状态反馈模块用于将阀用电磁铁的开关状态反馈给上位机;

所述保护电路模块用于实现PWM控制芯片UC2843B的过流保护功能。

该电路采用W77E58控制器进行控制电路设计,极大地降低了电源消耗,并且提高了其与上位机之间的数据传输速度。该电路采用UC2843B作为电路的PWM控制芯片,可以实现精准的占空比控制,并且有利于吸收高峰电流。

实施例1

如图1所示,本实施例提供一种基于MOSFET的电磁换向阀节能驱动电路,其包括电源模块、占空比设置模块、信号给定模块、延时模块、MOSFET驱动模块、状态反馈模块、保护电路模块、PWM控制芯片UC2843B、控制器W77E58以及上位机。

所述电源模块采用KBP208G整流芯片,将输入的交流电整流稳压为符合要求的直流电并输送给PWM控制芯片UC2843B和阀用电磁铁。

所述占空比设置模块用来设置PWM控制芯片UC2843B的输出占空比。

所述信号给定模块采用W77E58控制器,将开关指令传送到PWM控制芯片。

所述延时模块实现控制芯片延时改变占空比。

所述MOSFET驱动模块采用SPA02N80C3型MOSFET接收PWM控制芯片的PWM输出信号,实现阀用电磁铁两端有效电压的改变。

所述状态反馈模块将阀用电磁铁的开关状态反馈给上位机。

所述保护电路模块实现PWM控制芯片UC2843B的过流保护功能。

参考图2延时电路图,阀用电磁铁在开启时需要较大的磁力吸合,开启动作完成后的保持阶段需要的电磁吸力会减少很多。所以设计延时电路,系统上电后的一小段时间不向控制芯片输入电压信号,电磁铁两边加有效值较大的开启电压,开启动作结束后延时电路向PWM控制芯片输出一电压信号,从而改变PWM输出波形占空比,达到改变电磁铁两端有效电压的目的。当5V电压加到电路中时,C14电解电容立即充电,此时三极管V4基极有电压加持,V4导通,R24、R25与GND连接,三极管V3基极电压为R25、R26并联分压,电压较小,V3不导通,Vfb输出电压为零。当电解电容C14充电完成,C14、R21与电源组成的通路被切断,三极管V4基极电压变为零,V4关断,此时R24、R26与电源组成的通路导通,三极管V3基极电压为R26分压,V3基极达到导通电压,V3导通,Vfb有电压输出。电阻R20、R21与二极管VD9组成的回路可加速电解电容放电。

参考图3振荡频率设置及电流反馈电路图,Ise连接驱动芯片电流反馈端口,RCt连接振荡频率设置端口,S端连接主回路MOSFET源极。R8、R9、C9组成振荡频率设置电路,通过设置这三个参数可自由改变UC2843B的振荡频率。

参考图4信号给定电路图,系统通过控制器给PWM控制芯片发送指令。主控单片机向电路输入电压信号In,光电隔离器TF1导通,+15V电压、R5通路导通,三极管V1基极电压加持,V1导通,Vcc输出+15V直流电压。电容C5、C6起到滤波的作用,发光二极管VD4为信号指示。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

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