一种比例阀多通道控制电路及控制器的制作方法

本技术涉及比例阀控制，尤其是涉及一种比例阀多通道控制电路及控制器。

背景技术：

1、比例阀，是一种可以用于调节和控制流量的液压元件，通过比例阀控制流量，具有控制精度高、节能减排、动态响应速度快、自动化控制程度较高等优点，广泛应用于各种工业控制和机械自动化领域。

2、但是，现有技术中对比例阀的控制，单个控制器通常只能控制两路或者四路比例阀，当需要对更多通路的比例阀进行控制时，就需要多个控制器合并使用，成本较高。

技术实现思路

1、为了避免对多路比例阀控制时，采用多个控制器并联导致成本较高的问题，本技术提供一种比例阀多通道控制电路及控制器。

2、第一方面，本技术提供一种比例阀多通道控制电路，采用如下的技术方案：

3、电路包括多路比例阀控制单元和mcu；各比例阀控制单元分别与对应比例阀和所述mcu连接；所述比例阀控制单元包括信号转换模块和电流控制模块；所述信号转换模块的输入端与外部比例阀开度调节手柄连接，所述信号转换模块的输出端与mcu的输入端连接；所述mcu的输出端与所述电流控制模块的输入端连接；所述电流控制模块的输出端与对应比例阀连接；

4、所述比例阀开度调节手柄，用于基于用户的开度调节操作，生成对应的第一电压信号并输出至信号转换模块；

5、所述信号转换模块，用于将所述第一电压信号转换为第二电压信号，并将所述第二电压信号输出至mcu；

6、所述mcu，用于基于所述第二电压信号，确定所述比例阀当前对应的目标开度，并基于所述目标开度生成对应的pwm控制信号，将所述pwm控制信号输出至所述电流控制模块；

7、所述电流控制模块，用于基于所述pwm控制信号，控制对应比例阀线圈的电流大小，使所述比例阀的开度达到所述目标开度。

8、通过采用上述技术方案，设计多路比例阀控制单元，可同时控制多路电磁阀，每一路比例阀控制单元都将获得的信息传送至mcu，由mcu执行统一分析和处理，当需要对更多通路的比例阀进行控制时，无需将多个控制器合并使用，大大降低了成本；另外，每一路的比例阀控制单元，都将外部的第一电压信号进行转换后，再输送至mcu，提高了信息传递的精度和对比例阀开度的控制精度，且响应速度较快。

9、在一个具体的可实施方案中，所述比例阀控制单元还包括电流采集及反馈模块；所述电流采集及反馈模块的输入端与所述电流控制模块连接、输出端与所述mcu的输入端连接；

10、所述电流采集及反馈模块，用于通过所述电流控制模块，采集所述比例阀线圈的实际电流，并基于所述实际电流生成对应的反馈信号，并将所述反馈信号输出至mcu；

11、所述mcu，用于基于所述反馈信号，判断所述电流控制模块对对应比例阀线圈电流的控制是否到位；若否，则所述mcu通过所述电流控制模块，持续调整对应比例阀的线圈电流。

12、通过采用上述技术方案，在对比例阀线圈电流进行调节之后，再通过电流采集及反馈模块，向mcu实时反馈当前电流控制的结果，由mcu持续调整，进一步提高对比例阀开度的控制精度。

13、在一个具体的可实施方案中，所述信号转换模块包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、运算放大器u1；

14、所述运算放大器u1的同相输入端分别与电阻r1的第一端和电阻r2的第一端连接；所述电阻r1的第二端与所述比例阀开度调节手柄的信号输出端连接；所述电阻r2的第二端连接电源电压vcc1；

15、所述运算放大器u1的反相输入端分别与电阻r3的第一端和电阻r4的第一端连接；所述电阻r3的第二端接地；

16、所述运算放大器u1的输出端分别与电阻r4的第二端和电阻r5的第一端连接；所述电阻r5的第二端分别与电阻r6的第一端和所述mcu的输入端连接；所述电阻r6的第二端接地。

17、通过采用上述技术方案，通过信号转换模块的具体电路设计，可以将输入进来的第一电压信号，由运算放大器u1搭建的加法电路，将第一电压信号进行放大处理后，传递至mcu。

18、在一个具体的可实施方案中，所述电流控制模块包括电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、三极管q1、三极管q2、mos管q3、tvs管d1；

19、所述三极管q1的基极分别与三极管q2的基极和电阻r7的第一端连接，所述电阻r7的第二端与所述mcu连接；所述三极管q1的集电极与电源电压vcc2连接，所述三极管q1的发射极分别与所述三极管q2的发射极和电阻r8的第一端连接；所述三极管q2的集电极接地；

20、所述mos管q3的栅极分别与电阻r8的第二端和电阻r9的第一端连接；所述mos管q3的漏极分别与所述tvs管d1的负极和所述比例阀连接；所述tvs管d1的正极接地；所述mos管q3的源极分别与电阻r9的第二端和电阻r10的第一端连接；所述电阻r10的第二端接地。

21、通过采用上述技术方案，通过电流控制模块的具体电路设计，mcu输出的pwm信号，经过三极管q1和三极管q2后，驱动mos管q3的通断，从而控制比例阀线圈电流的大小。

22、在一个具体的可实施方案中，所述电流采集及反馈模块包括电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15、运算放大器u2、电容c3、二极管d2和二极管d3；

23、所述运算放大器u2的同相输入端与所述电流控制模块连接；所述运算放大器u2的反相输入端分别与电阻r13的第一端和电阻r14的第一端连接；所述运算放大器u2的输出端分别与电阻r13的第二端、电容c3的第一端和电阻r15的第一端连接；所述电容c3的第二端与所述电阻r14的第二端连接，所述电容c3的第二端和所述电阻r14的第二端还接地；

24、所述电阻r15的第二端分别与二极管d2的负极、二极管d3的正极和所述mcu连接；所述二极管d2的正极接地；所述二极管d3的负极连接电源电压vdd。

25、通过采用上述技术方案，由于用于分压的电阻r10的阻值较小，电流采集及反馈模块输入端的电压值较小，因此通过运算放大器u2搭建的放大电路，将信号进行放大，例如放大10倍后，再反馈给mcu，由mcu自带的ad采集引脚接收反馈信号，并将接收的反馈信号转换为电流数据，判断对比例阀线圈电流的控制是否到位，形成闭环从而保证比例阀线圈电流的稳定。

26、在一个具体的可实施方案中，所述第一电压信号的范围为-5v~5v；所述第二电压信号的范围为0~2.5v。

27、通过采用上述技术方案，信号转换模块输入端为-5v~5v之间的电压，通过信号转换模块的转换，可以转换为0~2.5v之间的电压，以便mcu可以识别和判断。

28、在一个具体的可实施方案中，所述运算放大器u2的放大倍数g=(rr13+rr14)/rr14；

29、其中，rr13表示所述电阻r13的阻值，rr14表示所述电阻r14的阻值。

30、在一个具体的可实施方案中，所述mcu，用于基于所述电流采集及反馈模块输出端的电压值、所述电阻r14的阻值和所述运算放大器u2的放大倍数g，通过计算得到比例阀线圈的实际电流。

31、第二方面，本技术提供一种控制器，采用如下的技术方案：所述控制器包括第一方面或第一方面任一项可实施方案中的比例阀多通道控制电路。

32、综上所述，本技术的技术方案至少包括以下有益技术效果：

33、1、本技术通过设计多路比例阀控制单元，可同时控制多路电磁阀，每一路比例阀控制单元都将获得的信息传送至mcu，由mcu执行统一分析和处理，当需要对更多通路的比例阀进行控制时，无需将多个控制器合并使用，大大降低了成本；另外，每一路的比例阀控制单元，都将外部的第一电压信号进行转换后，再输送至mcu，提高了信息传递的精度和对比例阀开度的控制精度，且响应速度较快；

34、2、在对比例阀线圈电流进行调节之后，再通过电流采集及反馈模块，向mcu实时反馈当前电流控制的结果，由mcu持续调整，进一步提高对比例阀开度的控制精度。