【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及阀体类智能驱动，尤其涉及一种比例电磁阀的驱动控制电路与控制策略。
技术介绍
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技术介绍
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1、在工业生产生活中，大量使用各类阀门，而电磁阀在其中占有很大比例，通过控制电磁线圈的激磁电流，进而产生磁场，推动阀芯运动，实现对阀芯的控制。普通阀门一般只有常开常闭两种状态，阀门开度不能灵活调节，对于介质流量无法实现灵活控制。因而电磁阀在需要对传输介质流量进行定量控制的应用中十分重要，而与其对应的控制策略与驱动系统具有重大意义。
2、对于较大功率的应用场合，一般使用mos作为开关管，通过对mos的开关周期及其占空比的控制，可实现负载回路电流的控制。电流作用于驱动线圈，线圈通过磁场作用于阀门阀芯，实现对阀位的控制。该方案应用方便，原理简单，但其控制策略设计难度较大，且由于功率较大，采用开关式方案，噪声较大，为保证稳定性，需要注意硬件上的隔离设计和控制策略的优化。
3、因此，针对于上述问题，需要一种性价比高、驱动简单、性能稳定可靠的比例电磁阀驱动控制系统。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、本专利技术提供了一种开关式高端采样的比例电磁阀驱动控制系统，可针对不同功率实现灵活设计，具有高稳定性和可靠性。整个系统使用全隔离设计，输出回路基于高端采样，可以准确的检测回路电流，反馈到电流环供控制器控制，通过外置阀芯位置外环实现精确的阀门开度闭环控制。该系统具体包括开关管驱动部分、比例电磁阀驱动部分、输出回路电流采集部分、通讯模块、电源模
2、开关管驱动部分根据控制器模块输出的控制信号驱动开关管的开通关断，用于实现对比例电磁阀驱动部分的控制，并通过隔离模块实现前后级电气隔离设计；比例电磁阀驱动部分根据开关管驱动部分输出的驱动信号对输出回路电流采集部分进行直接控制，通过调节供电电源的开通与关断从而控制输出电流；输出回路电流采集部分采集输出回路流经电磁驱动线圈的电流，为系统中的电流内环控制提供电流反馈信号，使用隔离模块实现功率回路和控制部分的电气隔离；
3、控制器模块由核心控制器及其外围电路组成，核心控制器通过对输出电流进行采样，将采样得到的电流与预设电流进行比较，使得输出的电流逐步稳定于预设电流；同时用于实现对系统的各个功能的控制和对上层的数据通讯；阀位反馈模块通过位置传感器反馈阀芯所处位置；
4、该系统为比例电磁阀的位置-电流双闭环串级控制系统，内环电流环控制负载回路电流，根据输出回路电流采集部分将采集的电流作为电流环的反馈用于实现对于电流的控制；外环为最终控制目标，即阀芯的位置环，根据阀位反馈模块将阀芯的位置反馈到整个系统的最外环，用于控制阀芯快速的稳定到设定的目标阀芯位置。
5、进一步地，所述的开关管驱动部分的输入端、输出端分别连接控制器模块的输出端和比例电磁阀驱动部分的输入端，开关管驱动部分对控制器模块的输出信号进行功率放大以增强开关管驱动部分的驱动能力，实现对比例电磁阀驱动部分的控制。
6、进一步地，所述的比例电磁阀驱动部分包括开关管q、续流二极管d1、比例电磁阀电磁线圈l和采样电阻rs，比例电磁阀电磁线圈l和采样电阻rs串联在驱动电源和开关管q的d级之间，并在其两端反向并联续流二极管d1，开关管q的s极连接到驱动电源负极。
7、进一步地，所述的输出回路电流采集部分包括采样电阻rs、模拟信号处理部分，将最终采集的信号反馈到控制器模块；rs串联在输出回路中，将流经电磁线圈的电流转换为电压信号后经模拟信号处理部分将其滤波隔离放大后供控制器模块采样处理。
8、进一步地，控制器模块采用独立数字芯片控制，包括mcu、dsp、fpga。
9、进一步地，阀位反馈模块阀位上集成有位置传感器，用于将阀门开度或阀芯位置转换为电信号，便于控制器模块获得阀门的阀芯位置。
10、进一步地，所述的通讯模块用于实现比例电磁阀控制驱动板与上位机的通讯，包括各类通讯隔离phy芯片、数字隔离器及其外围器件，通讯协议采用工业通讯总线，上位机用于与系统进行数据交互，系统根据协议回复对应的状态数据或响应信息给上位机，且支持上位机通过通讯模块进行下位机程序升级。
11、进一步地，所述隔离模块括数字隔离器、隔离运放，用于实现电气隔离；对于数字信号使用数字隔离器实现电气隔离和电平转换，对于模拟信号通过隔离运放实现采样部分和控制部分的隔离。
12、本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：该系统结构简单、应用方便、可靠性高、使用场合广、控制效果更好、可维护性强。对于用户来说，只需要在上位机进行简单设置就可以使用和操作设备。从原理上来说，在常用的开关式驱动方案基础上，本专利技术采用全隔离设计，适用不同功率下的应用场合，且硬件设计上考虑了抗干扰和工作稳定性，且支持数字通讯，可远程控制，或多节点安装，通过上位机软件实行完全控制；在控制策略上，也可以根据实际场合优化控制策略和算法，根据上位机可方便的进行程序升级和维护。使用分立式器件构成功率部分，在不同的功率情况下，可灵活的选型，适用面更广，支持更大功率。
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1.一种开关式高端采样的比例电磁阀驱动控制系统，其特征主要在于：包括开关管驱动部分、比例电磁阀驱动部分、输出回路电流采集部分、通讯模块、电源模块、控制器模块、阀位反馈模块，开关管驱动部分包括隔离模块和栅极驱动电路；
2.根据权利要求1所述的开关式高端采样的比例电磁阀驱动控制系统，其特征在于：所述的开关管驱动部分的输入端、输出端分别连接控制器模块的输出端和比例电磁阀驱动部分的输入端，开关管驱动部分对控制器模块的输出信号进行功率放大以增强开关管驱动部分的驱动能力，实现对比例电磁阀驱动部分的控制。
3.根据权利要求1所述的开关式高端采样的比例电磁阀驱动控制系统，其特征在于：所述的比例电磁阀驱动部分包括开关管Q、续流二极管D1、比例电磁阀电磁线圈L和采样电阻RS，比例电磁阀电磁线圈L和采样电阻RS串联在驱动电源和开关管Q的D级之间，并在其两端反向并联续流二极管D1，开关管Q的S极连接到驱动电源负极，用于实现对于输出回路的电流控制。
4.根据权利要求1所述的开关式高端采样的比例电磁阀驱动控制系统，其特征在于：所述的输出回路电流采集部分包括采样电阻RS、模
5.根据权利要求1所述的开关式高端采样的比例电磁阀驱动控制系统，其特征在于：控制器模块采用独立数字芯片控制，包括MCU、DSP、FPGA。
6.根据权利要求1所述的阀位反馈模块，其特征在于：阀位反馈模块阀位上集成有位置传感器，用于将阀门开度或阀芯位置转换为电信号，便于控制器模块获得阀门的阀芯位置。
7.根据权利要求1所述的开关式高端采样的比例电磁阀驱动控制系统，其特征在于：所述的通讯模块用于实现系统与上位机的通讯，包括各类通讯隔离PHY芯片、数字隔离器及其外围器件，通讯协议采用工业通讯总线，上位机用于与系统进行数据交互，系统根据协议回复对应的状态数据或响应信息给上位机，且支持上位机通过通讯模块进行下位机程序升级。
8.根据权利要求1所述的开关式高端采样的比例电磁阀驱动控制系统，其特征在于：所述隔离模块括数字隔离器、隔离运放，用于实现电气隔离；对于数字信号使用数字隔离器实现电气隔离和电平转换，对于模拟信号通过隔离运放实现采样部分和控制部分的隔离。
...【技术特征摘要】
1.一种开关式高端采样的比例电磁阀驱动控制系统，其特征主要在于：包括开关管驱动部分、比例电磁阀驱动部分、输出回路电流采集部分、通讯模块、电源模块、控制器模块、阀位反馈模块，开关管驱动部分包括隔离模块和栅极驱动电路；
2.根据权利要求1所述的开关式高端采样的比例电磁阀驱动控制系统，其特征在于：所述的开关管驱动部分的输入端、输出端分别连接控制器模块的输出端和比例电磁阀驱动部分的输入端，开关管驱动部分对控制器模块的输出信号进行功率放大以增强开关管驱动部分的驱动能力，实现对比例电磁阀驱动部分的控制。
3.根据权利要求1所述的开关式高端采样的比例电磁阀驱动控制系统，其特征在于：所述的比例电磁阀驱动部分包括开关管q、续流二极管d1、比例电磁阀电磁线圈l和采样电阻rs，比例电磁阀电磁线圈l和采样电阻rs串联在驱动电源和开关管q的d级之间，并在其两端反向并联续流二极管d1，开关管q的s极连接到驱动电源负极，用于实现对于输出回路的电流控制。
4.根据权利要求1所述的开关式高端采样的比例电磁阀驱动控制系统，其特征在于：所述的输出回路电流采集部分包括采样电阻rs、模拟信号处理部分，将最终采集的信号反馈到控...
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