请选择 进入手机版|继续访问电脑版
发新帖

什么是驱动高压电磁阀的最佳方法?

[复制链接]
187 0
  
  高压电磁阀是一种选择是电流调节驱动器,它有助于提高性能,同时显着降低能耗。


  在许多应用中使用螺线管以在机械系统中提供线性或旋转致动。尽管驱动螺线管可以像打开和关闭电流一样简单,但通常使用专用IC来驱动它们可以获得更好的性能。


  在本文中,我们将研究驱动电路如何影响螺线管的机电性能。将比较两种不同的驱动电路:简单的开关和电流调节驱动器。还将涵盖限制高压电磁阀功耗的节能技术。


  电磁基础知识


  在其最简单的形式中,螺线管是产生磁场的线圈。我们通常称为螺线管的装置是使用线圈和由铁或有时另外的磁性材料制成的移动芯的装置。向线圈施加电流导致芯相对于线圈被拉动或推动,从而引起用于致动机械系统中的某物的运动。典型的高压电磁阀如图1所示。


  典型的螺线管由一圈产生磁场的线圈组成。


  当致动螺线管时,将电压施加到绕组以产生磁场。由于绕组具有大的电感,因此电流需要一些时间来建立。螺线管芯上的力与电流成正比。为了产生最大的力来移动磁芯,必须向绕组施加高电压以快速建立电流。


  一旦运动完成,通常可以使用小得多的电流将磁芯保持在适当位置。如果电流没有减小,则绕组消耗相当大的功率,并且螺线管产生大量的热量。


  为了解决这些问题,可以使用恒流驱动器来驱动螺线管。可以随时间控制电流以提供理想的致动并限制耗散的功率以将螺线管保持在适当的位置。


  测试设置


  为了比较不同螺线管驱动方案的机电性能,使用连接到具有弯曲的螺线管的伺服电位计建立简单的测试设置,以测量螺线管的运动。使用示波器捕获运动以及电压和电流。MPS MPQ6610 IC用于驱动螺线管。


  2.测试设置包括一个伺服电位计,连接到带有弯曲的螺线管。


  简单的高压电磁阀驱动器


  驱动螺线管的最简单方法是打开和关闭电流。这通常通过低侧MOSFET开关和电流再循环二极管来完成(图3)。在该电路中,电流仅受螺线管的电源电压和直流电阻的限制。


  3.以最简单的形式驱动高压电磁阀是通过接通和断开电流的问题,通常使用低侧MOSFET开关和电流再循环二极管。


  简单驱动器的机电性能是有限的。由于在100%的时间内施加全电压和电流,因此吸合电流受到螺线管的连续功率消耗额定值的限制。线圈的大电感还限制了当螺线管首次被激活时电流增加的速度。


  在我们的测试中,测量了使用简单开关的螺线管的运动,电压和电流(图4)。在这种情况下,每当高压电磁阀启动时,高压电磁阀(15Ω,额定电压为12 V)需要30 ms才能启动并消耗10 W的功率。


  这些波形表示使用简单开关的螺线管的运动,电压和电流。


  如果您想知道电流波形中的“谷值”,那么电流的减少是由于螺线管的移动磁芯产生的反电动势。随着核心加速,反电动势增加,直到高压电磁阀触底并停止移动为止。


  高性能高压电磁阀驱动器


  在大多数应用中,仅需要初始电流来拉入螺线管。在运动完成后,可以降低螺线管中的电流水平,从而节省能量并且在线圈中产生的热量更少。这也允许使用更高的电源电压,这提供更高的吸合电流以使螺线管更快地致动并提供更大的力。


  5.显示的是MPQ6610减小的保持电流电路。


  一个MPS MPQ6610半桥驱动器,用很少的外部元件一起,可以完成这项任务。MPQ6610的额定电压最高可达60 V和3 A,采用小型TSOT和SOIC封装。


  得到的驱动波形如图6所示。黄色迹线是驱动螺线管的OUT信号,绿色迹线是螺线管电流。最初,驱动全电源电压(在这种情况下为24 V)以拉入高压电磁阀。在延迟之后,通过脉冲宽度调制输出来减小电流。引入时间减少到16 ms,保持功耗低得多(约600 mW而不是10 W)。


  6.这些是与MPQ6610相关的减小的保持电流波形。


  这个电路的工作原理如下:


  最初,输入信号很低。这使C1至D1放电,并通过Q1将ISET引脚保持为低电平。


  输入信号变为高电平,从而使MPQ6610能够将输出驱动为高电平,并将全电源电压施加到高压电磁阀上。C1开始通过R1充电。电流源自ISET引脚,与高压电磁阀中流动的电流成比例。当C1充电时,ISET引脚上的电压允许上升。


  假设高压电磁阀内有足够的电流,ISET引脚上的电压继续上升,直到达到其电流调节阈值(1.5 V)。此时,MPQ6610开始调节螺线管电流。调节的保持电流由R2的值设定。


  延迟时间(高压电磁阀以100%占空比驱动)由R1和C1的值设定。对于标准的3.3V逻辑电平,时间约为0.33×RC。对于上面的示例,R1=100kΩ,C1=2.2μF,0.33×RC=75 ms。


  以上就是驱动高压电磁阀的最佳方法,希望对大家有所帮助!

举报 使用道具

回复
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

客服中心

0311-80898902 周一至周日8:30-20:30 仅收市话费
快速回复 返回顶部 返回列表