电液比例伺服驱动器的驱动电路的制作方法

1.本发明涉及液压传动技术领域，具体涉及一种电液比例伺服驱动器的驱动电路。


背景技术：

2.在工程机械、农业机械、行走机械等重型装备中，液压传动及控制技术被广泛应用。其中，液压多路阀的应用尤为广泛，传统的液压多路阀采用手动和电比例减压阀先导驱动两种控制方式，手动驱动只有开和关两种工作状态，无法对输出流量进行精确化调节，而且采用人力换向，费时费力，降低了工作效率。
3.先导驱动可以通过调节电压大小继而控制多路阀的输出流量，但该种方式无法根据输出自动调节输出流量，进而无法保证输出流量的控制精度。


技术实现要素：

4.本发明为解决上述技术问题，提供了一种电液比例伺服驱动器的驱动电路，能够稳定线圈的输出电流和功率，进而可以精确控制伺服驱动器开关阀的开关频率，保证输出流量的控制精度。
5.本发明采用的技术方案如下：
6.一种电液比例伺服驱动器的驱动电路，包括：第一载波单元，所述第一载波单元用于输出第一pwm信号；第二载波单元，所述第二载波单元用于输出第二pwm信号，所述第一pwm信号与所述第二pwm信号为幅值相同频率不同的方波；第一比较单元，所述第一比较单元的第一输入端与所述第一载波单元相连，所述第一比较单元的第二输入端与所述第二载波单元相连，所述第一比较单元用于根据所述第一pwm信号和所述第二pwm信号输出第一比较信号；第二比较单元，所述第二比较单元的第一输入端与第一预设电源相连，所述第二比较单元的第二输入端与所述第一比较单元的输出端相连，所述第二比较单元用于根据所述第一比较信号输出第二比较信号；开关单元，所述开关单元的第一端与所述第二比较单元相连，所述开关单元的第二端与通过输出接口与所述电液比例伺服驱动器的线圈相连，所述开关单元用于根据所述第二比较信号输出开关信号至所述线圈，以控制所述伺服驱动器的开关阀的开关频率；反馈单元，所述反馈单元连接在所述第一比较单元的第一输入端与所述开关单元的第三端之间，反馈单元用于根据所述开关单元输出的开关信号对输入至所述第一比较单元的第一输入端的电压进行反馈调节。
7.本发明上述的电液比例伺服驱动器的驱动电路还具有如下附加技术特征：
8.根据本发明的一个实施例，所述第一比较单元包括：反馈单元，所述反馈单元连接在所述第一比较单元的第二输入端与第一比较单元的输出端之间。
9.根据本发明的一个实施例，上述的电液比例伺服驱动器的驱动电路还包括：第一滤波电路，所述第一滤波电路连接在所述第一载波单元和所述第一比较单元的第一输入端之间。
10.根据本发明的一个实施例，上述的电液比例伺服驱动器的驱动电路还包括：分压
滤波单元，所述分压滤波单元连接在所述第二载波单元和所述第一比较单元的第二输入端之间。
11.根据本发明的一个实施例，上述的电液比例伺服驱动器的驱动电路还包括：滤波稳压单元，所述滤波稳压单元连接在所述第一预设电源和所述第二比较单元的第一输入端之间。
12.根据本发明的一个实施例，所述开关单元包括：三极管，所述三极管的基极与所述第二比较单元的输出端相连，所述三极管的集电极与所述输出接口相连，所述三极管的发射极接地；二极管，所述二极管的阳极与所述三极管的集电极相连，所述二极管的阴极与第二预设电源相连。
13.根据本发明的一个实施例，所述反馈单元包括：第一电阻，所述第一电阻的一端与所述三极管的发射极相连，所述第一电阻的另一端接地；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一比较单元的第一输入端相连，所述第二电阻的另一端与所述第一电阻的一端相连。
14.本发明的有益效果：
15.本发明通过颤振叠加和负反馈调节的方式，能够稳定线圈的输出电流和功率，进而可以精确控制伺服驱动器开关阀的开关频率，保证输出流量的控制精度。
附图说明
16.图1是根据本发明一个电液比例伺服驱动器的驱动电路的方框示意图；
17.图2是根据本发明一个电液比例伺服驱动器的驱动电路的电路拓扑示意图。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.图1是根据本发明一个实施例的电液比例伺服驱动器的驱动电路的方框示意图。如图1所示，该驱动电路包括：第一载波单元1、第二载波单元2、第一比较单元3、第二比较单元4、开关单元5和反馈单元6。
20.其中，第一载波单元1用于输出第一pwm信号pwm1；第二载波单元2用于输出第二pwm信号pwm2，第一pwm信号pwm1与第二pwm信号pwm2为幅值相同频率不同的方波；第一比较单元3的第一输入端与第一载波单元相连，第一比较单元3的第二输入端与第二载波单元相连，第一比较单元3用于根据第一pwm信号pwm1和第二pwm信号pwm2输出第一比较信号；第二比较单元4的第一输入端与第一预设电源vcc相连，第二比较单元的第二输入端与第一比较单元的输出端相连，第二比较单元4用于根据第一比较信号输出第二比较信号；开关单元5的第一端与第二比较单元4的输出端相连，开关单元5的第二端与通过输出接口j4与电液比例伺服驱动器的线圈相连，开关单元5用于根据第二比较信号输出开关信号至线圈，以控制伺服驱动器的开关阀的开关频率；反馈单元6连接在第一比较单元3的第一输入端与开关单元5的第三端之间，反馈单元6用于根据开关单元5输出的开关信号对输入至第一比较单元3
的第一输入端的电压进行负反馈调节。
21.具体地，第一pwm信号pwm1与第二pwm信号pwm2为幅值相同频率不同的方波，例如，pwm1为30khz方波，幅值为5v；pwm2为50hz方波，幅值为5v。第一pwm信号pwm1可以作为调制波，第二pwm信号pwm2可以作为载波，通过第一pwm信号pwm1信号和第二pwm信号pwm2调节第一比较信号，进而调节第二比较信号，从而可以改变开关信号，实现开关阀的驱动，例如，第一pwm信号pwm1连接第一比较单元3的负极，第二pwm信号pwm2连接第一比较单元3的正极，如果pwm1电压大于pwm2电压，则第一比较单元3输出的第一比较信号为低电平信号，此时第二比较单元输出低电平信号，开关单元5不导通，线圈失电，开关阀停止输出；反之，如果pwm1电压小于pwm2电压，则第一比较单元3输出的第一比较信号为高电平信号，此时第二比较单元输出高电平信号，开关单元5导通，线圈得电，开关阀开始输出；由此，第一pwm信号与第二pwm信号为方波信号，根据方波信号的特性实现线圈的驱动。另外，由于反馈单元6的存在，如果线圈的输出电流或者功率过大或者过小，即j4的电流或者功率过大或者过小，开关单元5输出的开关信号会发生变化，反馈单元6可以根据开关信号对输入至第一比较单元3的第一输入端的电压进行负反馈调节，以稳定开关单元5的输出电流和功率，提高了线圈对外输出的稳定性。由此，本发明通过颤振叠加和负反馈调节的方式，能够稳定线圈的输出电流和功率，进而可以精确控制伺服驱动器开关阀的开关频率，保证输出流量的控制精度。
22.根据本发明的一个实施例，如图2所示，开关单元5包括：三极管q1和二极管d1，三极管q1的基极与第二比较单元4的输出端相连，三极管q1的集电极与输出接口j4相连，三极管q1的发射极接地；二极管d1的阳极与三极管q1的集电极相连，二极管d1的阴极与第二预设电源vdd相连。
23.根据本发明的一个实施例，如图2所示，反馈单元6包括：第一电阻r1和第二电阻r2。其中，第一电阻r1的一端与三极管q1的发射极相连，第一电阻r1的另一端接地；第二电阻r2的一端与第一比较单元3的第一输入端相连，第二电阻r2的另一端与第一电阻r1的一端相连。
24.根据本发明的一个实施例，如图2所示，上述的电液比例伺服驱动器的驱动电路还包括：第一滤波电路7，第一滤波电路7连接在第一载波单元1和第一比较单元3的第一输入端之间。
25.具体地，如图2所示，第一滤波电路7可以包括第三电阻r3、第四电阻r4、第一电容c1和第二电容c2，具体连接方式参照图2所示，本发明不再赘述，第一滤波电路7可以实现pwm1的滤波。
26.根据本发明的一个实施例，如图2所示，上述的电液比例伺服驱动器的驱动电路还包括：分压滤波单元8，分压滤波单元8连接在第二载波单元2和第一比较单元3的第二输入端之间。
27.具体地，如图2所示，分压滤波单元8可以包括：第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7和第三电容c3，具体连接方式参照图2所示，本发明不再赘述，分压滤波单元8可以实现pwm2的滤波和实现输入至第一比较单元3的信号的分压。
28.根据本发明的一个实施例，如图2所示，上述的电液比例伺服驱动器的驱动电路还包括：滤波稳压单元9，滤波稳压单元9连接在第一预设电源vcc和第二比较单元4的第一输入端之间。
29.具体地，如图2所示，滤波稳压单元9包括：第八电阻r8、第九电阻r9、第四电容c4和稳压器q8，体连接方式参照图2所示，本发明不再赘述，滤波稳压单元9用于实现对输入至第二比较器4的第一输入端输入信号进行滤波和稳压。
30.具体地，如图2所示，第一比较单元3包括第一比较器，第二比较单元4包括第二比较器，pwm1为30khz方波，幅值为5v；pwm2为50hz方波，幅值为5v。经过电阻分压，pwm1在第一比较单元3的负极处振幅为0.370v，pwm2在第一比较单元3的正极处振幅为0.365v，根据方波的特性，第一比较单元3正极处的电压u7的取值为0或者0.365v，当u7等于0时，第一比较单元3正极电压小于负极电压，第一比较单元3输出低电平0.3v，同理第二比较单元4输出低电平0.3v，此q1基极电压为0.3v，小于导通电压0.7v，所以q1截止，j4停止输出。当u7输出等于0.365v时，若第一比较单元3的负极处的电压u6等于0，则u7大于u6，此时第一比较单元3输出电压为5v，即第二比较单元4的正极处电压u5等于5v，又第二比较单元4的负极处的电压u4等于2.5v，所以u5大于u4，第二比较单元4输出高电平5v，此时q1导通，j4输出24v电压。若u6等于0.37v，则u7小于u6，此时第一比较单元3的输出电压为0.3v，第二比较单元4输出电压也为0.3v，q1截止，j4停止输出。
31.同时第一比较单元3的负极还有负反馈的作用，当j4输出电流较大时，作用在r1两端的电压也会增大，此时u6也会增大，作用在第一比较单元3负极的pwm波产生偏置，当偏移量大于0.365v时，u6恒大于u7，此时，比较器1的输出恒为0.3v，第二比较单元4的输出也为0.3v，q1不导通，j4停止输出，当j4电流减小后，q1又恢复输出，j4对外输出24v，该反馈单元能够稳定j4的输出电流和功率，提高了线圈对外输出的稳定性，进而提高电磁阀的运动的速度和频率的稳定性。
32.在本发明中，第一比较单元3还包括相关外围电路，例如图2中的第五电容c5、第六电容c6和第十电阻r10。
33.综上，根据本发明实施例的电液比例伺服驱动器的驱动电路，通过颤振叠加和负反馈调节的方式，能够稳定线圈的输出电流和功率，进而可以精确控制伺服驱动器开关阀的开关频率，保证输出流量的控制精度。
34.在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
35.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
38.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。