一种基于比例阀恒流控制的高边电流采样电路及系统的制作方法

  本发明属于比例阀控制，尤其涉及一种基于比例阀恒流控制的高边电流采样电路及系统。

  1、针对于比例阀的监测和控制目标是保持比例阀的等效工作电流恒定。但是比例阀属于感性负载，对需要高频通断的控制场景，在电路关断之后，电路中还存在一定的续流电流，目前的现存技术中，往往是依据电路中电信号参数在后续的软件中进行预设的补偿，来还原比例阀回路中的实际等效工作电流，以此来实现电流的采样及控制。但是，如果通断控制的频率发生明显的变化，那么软件的补偿则相应的需要做调整。因此，不利于工程上的应用。

  1、为解决以上问题，本发明的目的是提供一种基于比例阀恒流控制的高边电流采样电路及系统，该基于比例阀恒流控制的高边电流采样电路及系统可以在一定程度上完成比例阀全流程电流采样。

  2、为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种基于比例阀恒流控制的高边电流采样电路，包括：电源模块、比例阀控制模块、电流采样模块、信号放大和整流模块和基准电压源模块，所述电源模块与所述比例阀控制模块、所述信号放大和整流模块电连接以提供电源；所述比例阀控制模块的受控端与比例阀控制管理系统的处理器信号连接以接收控制信号，所述比例阀控制模块通过电流采样模块与比例阀电连接，所述比例阀控制模块基于所述控制信号控制比例阀工作回路的通断；所述信号放大和整流模块与所述电流采样模块电连接以对电流采样模块采样到的电流信号进行放大、转换成电压信号并将所述电压信号发送给所述处理器，所述基准电压源模块与所述信号放大和整流模块电连接以提供精准偏置电压。

  3、在本发明的一个优选实施例中，所述电源模块为24v电源vdd，所述比例阀控制模块为功率pmos管，所述功率pmos管的受控端连接所述处理器、源极和漏极分别连接所述电源模块和所述电流采样模块，所述功率pmos管基于所述处理器发送的控制信号控制比例阀回路的通断。

  4、在本发明的一个优选实施例中，所述电流采样模块包括连接所述功率pmos管和比例阀的采样电阻和续流二极管，所述续流二极管的第一端连接比例阀的第二端，所述续流二极管的第二端连接采样电阻的第一端。

  5、在本发明的一个优选实施例中，所述信号放大和整流模块包括电压信号放大单元和电压信号整流单元；所述信号放大单元包括第二电阻，第三电阻，第四电阻，第五电阻和运算放大器，所述运算放大器的同相输入端通过所述第二电阻与所述采样电阻的第一端连接，所述运算放大器的反相输入端通过所述第三电阻与所述采样电阻的第二端连接，所述第四电阻两头连接所述运算放大器的反相输入端和输出端，所述运算放大器的同相输入端通过所述第五电阻连接所述基准电压源模块；所述电压信号整流单元包括与所述运算放大器输出端连接的第六电阻和与所述运算放大器的电源负极输入端连接的第一电容，所述第六电阻和所述第一电容的另一端连接后与所述处理器信号连接。

  6、在本发明的一个优选实施例中，所述基准电压源模块提供基准电压vref，所述基准电压vref为所述运算放大器提供偏置输入电压以避免小信号放大失真和当输入共模信号低于地信号时采集不到。

  7、在本发明的一个优选实施例中，所述第二电阻的阻值与所述第三电阻的阻值相等，所述第四电阻的阻值与所述第五电阻的阻值相等。

  8、在本发明的一个优选实施例中，所述运算放大器的型号为htc8198，所述运算放大器的电源vs+45v，共模输入电压vcm＝-0.3v～vs+。

  9、在本发明的一个优选实施例中，所述运算放大器的工作电压宽度和共模输入电压看宽度大于所述电源模块的电压。

  10、在本发明的一个优选实施例中，所述电压信号放大单元的输出v1＝(r4/r3)*(vp-vn)+vref，其中vp-vn表示采样电阻的电压值，vref所述基准电压源模块提供基准电压vref，电压信号整流单元将所述电压信号放大单元输出的交流电压v1整流成直流信号vo＝(r4/r3)*(vp-vn)+vref。

  11、基于相同的构思，本发明还提供一种基于比例阀恒流控制的高边电流采样系统，其特征是，包括处理器和上述任意一项所述的高边电流采样电路。

  12、本发明由于采用以上技术方案，使其与现存技术相比具有以下的优点和积极效果：

  13、1、本发明基于比例阀恒流控制的高边电流采样电路中将采样电阻设置在续流回路中，既采集通电状态比例阀电流，也采集断电状态比例阀续流电流，即能够采集比例阀工作的全流程电流。

  14、2、本发明中采用高边采样的方式，在工程应用中，处理器只一定要通过一条电缆连接至比例阀控制模块的受控端，比低边采样的方式能节约一条电缆，因此，从工程应用上能够降低材料成本、简化施工流程。

  15、3、本发明的基于比例阀恒流控制的高边电流采样电路在硬件采样电路上做到了采集比例阀的全流程电流，采样精度高，无需后续的软件上的补偿来还原真实电流，在后续工程进行例如通断频率等方面的调整的时候，无需进行软件上的调整，提高通用性，降低开发和运维成本。

  2.根据权利要求1所述的基于比例阀恒流控制的高边电流采样电路，其特征是，所述电源模块为24v电源vdd，所述比例阀控制模块为功率pmos管，所述功率pmos管的受控端连接所述处理器、源极和漏极分别连接所述电源模块和所述电流采样模块，所述功率pmos管基于所述处理器发送的控制信号控制比例阀回路的通断。

  3.根据权利要求2所述的基于比例阀恒流控制的高边电流采样电路，其特征是，所述电流采样模块包括连接所述功率pmos管和比例阀的采样电阻和续流二极管，所述续流二极管的第一端连接比例阀的第二端，所述续流二极管的第二端连接采样电阻的第一端。

  4.根据权利要求3所述的基于比例阀恒流控制的高边电流采样电路，其特征是，所述信号放大和整流模块包括电压信号放大单元和电压信号整流单元；

  5.根据权利要求4所述的基于比例阀恒流控制的高边电流采样电路，其特征是，所述基准电压源模块提供基准电压vref，所述基准电压vref为所述运算放大器提供偏置输入电压以避免小信号放大失真和当输入共模信号低于地信号时采集不到。

  6.根据权利要求4所述的基于比例阀恒流控制的高边电流采样电路，其特征是，所述第二电阻的阻值与所述第三电阻的阻值相等，所述第四电阻的阻值与所述第五电阻的阻值相等。

  7.根据权利要求4所述的基于比例阀恒流控制的高边电流采样电路，其特征是，所述运算放大器的型号为htc8198，所述运算放大器的电源vs+45v，共模输入电压vcm＝-0.3v～vs+。

  8.根据权利要求4所述的基于比例阀恒流控制的高边电流采样电路，其特征是，所述运算放大器的工作电压宽度和共模输入电压看宽度大于所述电源模块的电压。

  9.根据权利要求4所述的基于比例阀恒流控制的高边电流采样电路，其特征是，所述电压信号放大单元的输出v1＝(r4/r3)*(vp-vn)+vref，其中vp-vn表示采样电阻的电压值，vref所述基准电压源模块提供基准电压vref，电压信号整流单元将所述电压信号放大单元输出的交流电压v1整流成直流信号vo＝(r4/r3)*(vp-vn)+vref。

  10.一种基于比例阀恒流控制的高边电流采样系统，其特征是，包括处理器和权利要求1至权利要求9任意一项所述的高边电流采样电路。

  本发明公开一种基于比例阀恒流控制的高边电流采样电路，包括：电源模块、比例阀控制模块、电流采样模块、信号放大和整流模块和基准电压源模块，所述电源模块与所述比例阀控制模块、所述信号放大和整流模块电连接以提供电源；所述比例阀控制模块的受控端与比例阀控制管理系统的处理器信号连接以接收控制信号，所述比例阀控制模块通过电流采样模块与比例阀电连接，所述比例阀控制模块基于所述控制信号控制比例阀工作回路的通断；所述信号放大和整流模块对电流采样模块采样到的电流信号进行放大、转换成电压信号并将所述电压信号发送给处理器，所述基准电压源模块与所述信号放大和整流模块电连接以提供精准偏置电压。可以在一定程度上完成比例阀全流程电流采样。

  如您需求助技术专家，请点此查看客服电线.生物医学材料及器械 3.声发射检测技术。

  1.数字信号处理 2.传感器技术及应用 3.机电一体化产品开发 4.机械工程测试技术 5.逆向工程技术探讨研究