[发明专利]一种恒开度控制的比例阀开度调节控制电路

说明书

本发明公开了一种恒开度控制的比例阀开度调节控制电路，包括分压电路、比较电路、控制信号生成电路、电压转电流电路以及比例阀电流采样电路，单片机发送PWM控制信号经过分压电路分压后输出至比较电路的同向端，比较电路的反向端与比例阀电流采样电路连接，比较电路输出直流电压至控制信号生成电路，控制信号生成电路的另外一输入端输入锯齿波信号，控制信号生成电路输出方波信号至电压转电流电路进行放大，放大后的控制电压加载在比例阀上。本发明的比例阀开度调节控制电路，PWM控制信号与比例阀的电流呈线性关系，PWM控制信号控制比例阀电流的精度提高，并且在一定程度上消除了比例阀的迟滞效应，可以在电流一定的情况下，维持比例阀开度恒定。

技术领域

本发明涉及一种阀调节技术领域，具体地说，是涉及一种恒开度控制的比例阀开度调节控制电路。

背景技术

现有的燃气热水器，比例阀如图1所示，由开关装置、比例调节系统、稳压系统三大部分组成，图1中：1、通断形电磁阀；2、球阀组件；3、铝阀体；4、分段电磁阀；5、膜片；6、导管；7、动磁芯；8线圈；9、弹簧；10、调节罗塞。

（1）、开关装置：它是由一个通断形电磁阀1和二个分段通断形电磁阀4构成，根据控制器的电信号来打开或关闭阀口。

（2）、比例调节系统：主要由电磁系统、动磁芯、球阀等组件构成。

当线圈8得到控制器的控制电流时，产生相应的电磁场，在电磁力的作用下，动磁芯7在导管6内向上移动，推动球阀组件2上移，与阀口之间形成相应的开度。电流增加时电磁力增加，推开球阀组件的力增大，阀口开度增大；电流减小时电磁力减小，推开球阀组件的力减小，阀口开度减小；这样控制器便可根据水温反馈信号自动调节电流来自动控制燃气流量，从而达到调控水温、稳定水温的目的。

（3）、稳压系统：当控制电流按设定温度值确定后，电磁场力可视为一个恒定作用力。当输入压力升高，膜片5受力增大向下位移，使阀口开度减小；反之，当输入压力下降，膜片5受力减小向上位移，使阀口开度增大；这样一来保证了输出压力的稳定，使燃烧工况始终保持所需状态。

因此，比例阀开度调节的大小由控制电流直接决定，比例阀流量特性(I-P2特性)曲线图如图2所示，在电流变小和电流变大的两个方向上，同一个电流值，对应的开度不同，也即具有一定的迟滞效应，目前对比例阀的PWM驱动大多采用的是比较简易的开关型控制模式，其硬件电路结构比较简单，几乎都只是完全以PWM 信号来直接控制比例阀驱动三极管的开关状态来实现对比例阀工作电压的调制。这种PWM 调制控制大多完全依靠软件来实现，而且对比例阀电压的监控也是对比例阀电压进行AD 采样后再通过软件进行负反馈比较计算后对PWM 信号进行修正处理。然而，在系统的恒温控制算法中，对PWM 信号的修正调整往往又受到来自于温差乃至于温度变化的微分、积分等算法结果的输出作用影响，因而对比例阀的PWM 调制调节控制不仅过程复杂，而且控制速度和控制精度均大打折扣。最理想的办法是将系统PWM 信号输出到比例阀驱动电路后依托一个独立的运行模块来实施对比例阀的驱动，该模块可单独直接完成对比例阀驱动，而且通过其独立的负反馈系统实现快速自整定，以保证比例阀快速、精确、稳定地随目标PWM 信号进行其工作电压调整。

现有的电路提供的是一个电压值，得到的电流值，在迟滞效应上修正作用有限，在保持比例阀的开度上作用也有限。此外，控制器输出PWM 信号进行控制，需要进行运放转换等一系列处理后产生驱动信号用于驱动比例阀，为了实现控制精度，最理想的状况是使得PWM信号与控制电流信号呈线性关系，目前的电路由于涉及的元器件较多，因此，PWM信号与控制电流信号能否呈线性关系受到的影响因素多，相应很难实现两者保持线性关系，进而影响了控制精度。

发明内容

本发明为了解决现有比例阀的PWM 调制调节控制不仅过程复杂，而且控制速度和控制精度差，无法解决比例阀迟滞效应的问题，提出了一种恒开度控制的比例阀开度调节控制电路，可以解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：