一種比例電磁鐵控制電路的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及電磁鐵控制領域，具體說是一種比例電磁鐵控制電路。
【背景技術】
[0002]比例電磁鐵結(jié)構簡單，控制方便，容易維修，是應用非常廣泛的電-機械轉(zhuǎn)換器，其力能特性和工作可靠性對整個控制系統(tǒng)有十分重要的影響。比例電磁鐵在額定行程范圍內(nèi)的推力與線圈上的電流大小成正比，通常用作液壓元件比例閥的執(zhí)行元件，用于將比例控制放大器輸出的電流信號變化轉(zhuǎn)換成相應的位移或力信號變化，適用于DC24V的比例控制放大器控制系統(tǒng)。比例電磁鐵作為比例閥的執(zhí)行元件，其力能特性的好壞直接關系到比例閥的性能輸出，因此，有必要設計一種控制電路，使比例電磁鐵的輸出性能滿足比例閥的實際工作要求?；诖?，現(xiàn)研宄一直采用AT89S51單片機設計而成的一種比例電磁鐵控制電路。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種比例電磁鐵控制電路，其可以實現(xiàn)通過AT89S51輸出的PWM信號來控制比例電磁鐵動作，使其達到理想的力能輸出特性。
[0004]本實用新型通過以下技術方案來實現(xiàn)上述目的:一種比例電磁鐵控制電路，包括AD轉(zhuǎn)換模塊、主控制器、功率轉(zhuǎn)換模塊和執(zhí)行器件，所述AD轉(zhuǎn)換模塊通過A/D轉(zhuǎn)換接口與主控制器相連，所述主控制器通過輸出PWM信號與功率轉(zhuǎn)換模塊相通訊連接，所述功率轉(zhuǎn)換模塊通過輸出電流控制執(zhí)行器件，所述執(zhí)行器件為比例電磁鐵。
[0005]進一步的，所述主控制器為AT89S51型單片機，所述AT89S51型單片機具有32個可編程1 口、2個16位定時/計數(shù)器、6個中斷源，具有低功耗空閑和掉電模式。
[0006]進一步的，所述AD轉(zhuǎn)換模塊的觸發(fā)器SN74AS74提供AD轉(zhuǎn)換電路的時鐘與頻率信號，用來保證轉(zhuǎn)換的順利進行。
[0007]進一步的，所述功率轉(zhuǎn)換模塊采用IR公司生產(chǎn)的IR640系列MOSFET管，驅(qū)動芯片采用IR2110。IR2110兼有光耦隔離(體積小)和電磁隔離(速度快)的優(yōu)點，是中小功率變換裝置中驅(qū)動器件的首選。
[0008]本實用新型的有益效果在于:本實用新型的AD轉(zhuǎn)換模塊用于接收外界輸入的模擬信號，輸出可供主控制器接收的標準信號；主控制器模塊以AT89S51為核心，輸出PWM信號來控制功率轉(zhuǎn)換模塊中的開關器件，達到調(diào)整輸出電流的目的，調(diào)整后的電流信號進入執(zhí)行器件，使其輸出預期的位移與力信號。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型的結(jié)構原理示意圖。
[0010]圖2是本實用新型所述的AD轉(zhuǎn)換模塊的電路圖。
[0011]圖3為本實用新型所述的功率轉(zhuǎn)換模塊的電路圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0013]如圖1所示，本實用新型的一種比例電磁鐵控制電路，包括AD轉(zhuǎn)換模塊、主控制器、功率轉(zhuǎn)換模塊和執(zhí)行器件，AD轉(zhuǎn)換模塊通過A/D轉(zhuǎn)換接口與主控制器相連，主控制器通過輸出PWM信號與功率轉(zhuǎn)換模塊相通訊連接，功率轉(zhuǎn)換模塊通過輸出電流控制執(zhí)行器件，執(zhí)行器件為比例電磁鐵，主控制器為AT89S51型單片機，AT89S51型單片機具有32個可編程1 口、2個16位定時/計數(shù)器、6個中斷源，具有低功耗空閑和掉電模式，AD轉(zhuǎn)換模塊的觸發(fā)器SN74AS74提供AD轉(zhuǎn)換電路的時鐘與頻率信號，用來保證轉(zhuǎn)換的順利進行，功率轉(zhuǎn)換模塊采用IR公司生產(chǎn)的IR640系列MOSFET管，驅(qū)動芯片采用IR2110。IR2110兼有光耦隔離(體積小)和電磁隔離(速度快)的優(yōu)點，是中小功率變換裝置中驅(qū)動器件的首選。
[0014]如圖2所示，比例電磁鐵控制電路的主控制器選用ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗、高性能CM0S8位單片機AT89S51，其片內(nèi)含4KB系統(tǒng)可編程FLASH，采用高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準8051指令系統(tǒng)及引腳，可靈活應用于各種控制領域。AT89S51具有32個可編程1 口、2個16位定時/計數(shù)器、6個中斷源，具有低功耗空閑和掉電模式。其全靜態(tài)工作模式為O?33MHz，工作電壓范圍為4.0?5.5V。主控制器電路采用AT89S51最小控制系統(tǒng)。AT89S51作為控制信號發(fā)生源，要不斷接收外界信號采集與轉(zhuǎn)換元件(即壓力傳感器)傳輸與反饋的信號，同時根據(jù)內(nèi)置的PID控制算法輸出相應的控制信號來控制比例電磁鐵動作。由于外界信號大多為模擬信號，不能直接被AT89S51接收，需要設計AD轉(zhuǎn)換模塊將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。觸發(fā)器SN74AS74提供AD轉(zhuǎn)換電路的時鐘與頻率信號，用來保證轉(zhuǎn)換的順利進行。SN74LS373作為地址鎖存器控制不同的輸入端口地址，以保證輸入的有序進行。ADC0809芯片接收外界壓力傳感器的電壓等模擬量，通過不同的端口地址將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后輸入AT89S51。
[0015]如圖3所示，由于比例電磁鐵的運動特性是靠電流的變化做往返直線運動，所以控制電路的功率轉(zhuǎn)換模塊采用H型橋式功率電路，通過電流方向的變化實現(xiàn)比例電磁鐵運動方向的變化。功率開關器件采用IR公司生產(chǎn)的IR640系列MOSFET管，驅(qū)動芯片采用IR2110。IR2110兼有光耦隔離(體積小)和電磁隔離(速度快)的優(yōu)點，是中小功率變換裝置中驅(qū)動器件的首選。IR2110為雙通道驅(qū)動器，由AT89S51輸出的PWM信號經(jīng)過隔離放大后輸入IR2110的HIN和LIN端口，經(jīng)過處理后由HO和LO端口輸出，以驅(qū)動IR640。為了保證電路的穩(wěn)定性與信號響應的精度，在IR640兩端加上穩(wěn)壓二極管與大電阻，以起到降低振蕩和減少電流的作用。由于IR640內(nèi)部的續(xù)流二極管在高頻開關動作下恢復時間不理想，故在IR640的漏源兩端加上一個快速恢復二極管。
[0016]本實用新型的工作原理:將比例電磁鐵控制電路分為AD轉(zhuǎn)換模塊、主控制器、功率轉(zhuǎn)換模塊和執(zhí)行器件這4個功能模塊。其中AD轉(zhuǎn)換模塊用于接收外界輸入的模擬信號，輸出可供主控制器接收的標準信號；主控制器模塊以AT89S51為核心，輸出PWM信號來控制功率轉(zhuǎn)換模塊中的開關器件，達到調(diào)整輸出電流的目的，調(diào)整后的電流信號進入執(zhí)行器件。
[0017]上述實施例只是本實用新型的較佳實施例，并不是對本實用新型技術方案的限制，只要是不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動即可在上述實施例的基礎上實現(xiàn)的技術方案，均應視為落入本實用新型專利的權利保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種比例電磁鐵控制電路，其特征在于，包括AD轉(zhuǎn)換模塊、主控制器、功率轉(zhuǎn)換模塊和執(zhí)行器件，所述AD轉(zhuǎn)換模塊通過A/D轉(zhuǎn)換接口與主控制器相連，所述主控制器通過輸出PWM信號與功率轉(zhuǎn)換模塊相通訊連接，所述功率轉(zhuǎn)換模塊通過輸出電流控制執(zhí)行器件，所述執(zhí)行器件為比例電磁鐵。
2.根據(jù)權利要求1所述的比例電磁鐵控制電路，其特征在于，所述主控制器為AT89S51型單片機，所述AT89S51型單片機具有32個可編程1 口、2個16位定時/計數(shù)器、6個中斷源。
3.根據(jù)權利要求1所述的比例電磁鐵控制電路，其特征在于:所述AD轉(zhuǎn)換模塊的觸發(fā)器SN74AS74提供AD轉(zhuǎn)換電路的時鐘與頻率信號。
4.根據(jù)權利要求1所述的比例電磁鐵控制電路，其特征在于:所述功率轉(zhuǎn)換模塊采用IR公司生產(chǎn)的IR640系列MOSFET管，驅(qū)動芯片采用IR2110。
【專利摘要】本實用新型公開了一種比例電磁鐵控制電路，包括AD轉(zhuǎn)換模塊、主控制器、功率轉(zhuǎn)換模塊和執(zhí)行器件，所述AD轉(zhuǎn)換模塊通過A/D轉(zhuǎn)換接口與主控制器相連，所述主控制器通過輸出PWM信號與功率轉(zhuǎn)換模塊相通訊連接，所述功率轉(zhuǎn)換模塊通過輸出電流控制執(zhí)行器件，所述執(zhí)行器件為比例電磁鐵。本實用新型的AD轉(zhuǎn)換模塊用于接收外界輸入的模擬信號，輸出可供主控制器接收的標準信號；主控制器模塊以AT89S51為核心，輸出PWM信號來控制功率轉(zhuǎn)換模塊中的開關器件，達到調(diào)整輸出電流的目的，調(diào)整后的電流信號進入執(zhí)行器件，使其輸出預期的位移與力信號。
【IPC分類】H01F7-18
【公開號】CN204332578
【申請?zhí)枴緾N201420808881
【發(fā)明人】邱建成
【申請人】贛州天文磁業(yè)有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月18日