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驱动器提供比例电磁控制没有PLC或µC的解决方案

来源:analog 发布时间:2023-09-06

摘要: 32分接数字电位器(MAX5474)和内置PWM调光控制(MAX16804)的350mA HB LED驱动器一起为螺线管提供比例控制(将柱塞移动到任意位置并留在那里)。

一个32分接的线性锥度数字电位器作为分压器中的可变电阻,连接到LED驱动器的DIM输入(作为螺线管的PWM驱动器)。电路驱动螺线管范围从6V DC到40V DC,仅使用螺线管的6V到40V DC源。

这篇文章的类似版本出现在2008年8月14日的《电子设计》杂志上。

在一些工业液压系统中发现的比例控制螺线管通常由微控制器或可编程逻辑控制器(plc)驱动。这种复杂的驱动器通常需要几个不同的电源电压用于逻辑和控制。(比例控制的目的是将电磁阀柱塞移动到任意位置并留在那里。)然而,设置和离开电磁驱动器不应该需要昂贵的PLC或µC的处理能力。理想情况下,它应该从电磁阀自己的电源电压操作。

图1的电路满足这些要求,同时只占用很小的表面贴装面积。U2是一个内置和PWM调光控制(MAX16804)的350mA驱动器,通常用于驱动高亮度led。在这种应用中,它的漏开输出(OUT)和电流检测终端(CS+)直接连接到螺线管端子。最大螺线管电流由R6设定。电路驱动螺线管范围从6V DC到40V DC,仅使用螺线管的6V到40V DC源。测试使用LEDex 24V牵引螺线管,额定电流高达290mA。

图1所示、这个小的,表面安装,数字驱动电路为螺线管提供比例驱动

U1 (MAX5474)是一个32抽头,非易失性,线性锥度数字电位器。作为可变电阻连接,其内部100k欧姆可变电阻与R5形成分压器,在U2的DIM输入端产生0v至3.17 v电压。在通过按下SW1激活电位器并使用SW2设置变化方向(打开为上,关闭为下)后,您可以通过每次切换SW3 (SW1关闭)来增加该电压。有32个步骤可用,因此SW3的32个按压和释放周期遍历从0V到3.17V的范围。式1给出了根据雨刷位置在DIM处的近似电压(VDIM):

V(dim)≈5v ((n - 1)3225.8欧姆)/((n - 1)3225.8欧姆 + r5)

式中R5 = 56.2k欧姆, N为第N步(0≤N≤32)。R3, R4和C2释放增加/减少雨刷的SW3脉冲。同样,按SW1可以改变雨刷,按SW2(或不按)可以控制雨刷的方向。U2以200Hz的频率开关螺线管,具有可变的PWM占空比,其值取决于DIM引脚的电压。

U2由电磁阀的电源供电(在本例中为24V)。U1由U2的V5引脚供电,这是一个5V的电源,可以提供高达2mA的电源。电容器C1、C4和C5在各自的IC引脚旁旁路电源电压。如果电路位于距离直流电源一定距离的地方,则可能需要一个可选的大容量保持电容(C3)。

为了适应U2施加的PWM动作,自由旋转二极管D1允许电流在每次电源关闭时通过电磁线圈循环(每秒200次)。U2提供间接短路和热保护,以保护其输出免受由有缺陷的螺线管或短路引线造成的过流和短路情况。跳线JU1通过将其EN输入(引脚19)连接到V(IN)(使能)或GND(禁用)来控制U2。表1总结了图1中电磁阀各个位置的电路条件。

表1、电磁驱动器电路数据
V   (V (RMS))电磁阀行程(英寸)DIM管脚电压(VDC)电磁阀拉入电流(mA(RMS))占空比(%)电磁阀拉出电流(mA(RMS))
24.000.43752.75224590.422.2
24.000.31252.42422176.110.6
24.000.251.99114364.310.3
24.000.18751.657104.152.610.2
24.000.1251.39279.143.6410.2
24.000.06251.08348.632.810.2
24.000.03120.90939.226.910.2

图2显示了当电路工作在26%占空比时产生的螺线管驱动电压和电流脉冲。该占空比表示螺线管电压和32.4mA(RMS)电流,使螺线管线圈通电并将螺线管柱塞拉入0.0312英寸的距离。

图2、这些电压和电流波形从图1螺线管产生的柱塞距离0.0312英寸占空比为26%,0.3215英寸占空比为76%

图3显示了当电路工作在76%占空比时产生的螺线管驱动电压和电流脉冲。该占空比表示螺线管电压和211mA(RMS)电流,使螺线管线圈通电,并将螺线管柱塞拉入0.312英寸的距离。

图3、这些电磁电压和电流波形从图1电路产生的柱塞距离为0.31英寸



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