專利名稱：電磁開關液壓多路閥控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電磁開關液壓閥的控制裝置，尤其是一種基于分 段電流負反饋原理的電磁開關液壓多路閥控制裝置，屬于液壓控制電 路才支術領域。
技術背景電磁開關液壓多路閥是液壓傳動與控制的基礎元件，廣泛應用于 各種行走液壓控制系統(tǒng)(如各種工程機械、工程車輛等)。傳統(tǒng)的電 磁開關液壓多路閥中各聯電磁開關閥、尤其是單聯電磁開關閥由于釆 用開關電路作為控制裝置，長期以來存在以下問題1、 工作可靠性、穩(wěn)定性較差；由于制造加工精度及對油液污染度的影響，電》茲開關液壓閥開啟 時所需克服的靜摩擦力較大，而開關電磁鐵的特性是剛開啟時工作 時氣隙大，因此電磁鐵的推力小，結果導致電磁閥剛開啟時容易出現 卡澀、卡死現象，影響系統(tǒng)工作的可靠性；在電^f茲閥完全打開進入保 持狀態(tài)后，只需較小的電磁推力就可以克服液動力等作用力的影響， 而此時由于電磁鐵工作氣隙小，所提供的電磁推力遠大于液動力，不 能合理利用電磁鐵的電磁性能；此外，由于電源電壓的波動及其它外 界因素的影響，開關電磁鐵的驅動電流易受到干擾，也容易造成開關 電磁鐵推力的不穩(wěn)定，影響系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。2、 電磁鐵功耗大，發(fā)熱嚴重。在現有的電;茲開關液壓多路閥中，各聯電石茲開關閥為了在閥開啟 時提供較大的推力，通常采用提高驅動電流的措施，而電磁閥在開啟、 完全打開、保持工況下采用相同大小的驅動電流。由于電石茲開關液壓閥在完全打開及保持工況下實際所需的驅動電流遠小于開啟時的驅 動電流，結果造成電磁閥的功耗大，發(fā)熱嚴重，直接影響開關電磁鐵 的使用壽命。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決技術問題是針對以上現有技術存在的缺點，提出 一種有助于提高液壓多路閥工作可靠性和穩(wěn)定性、且降低電磁鐵熱耗 延長其使用壽命的電磁開關液壓多路閥控制裝置。
為了解決以上技術問題，本發(fā)明的電磁開關液壓多路閥控制裝置 包括
分段電流發(fā)生電路，用以在多路閥開啟時，輸出大電流，而在多 路閥開啟完成后，輸出維持電流；
電流調節(jié)電路，用以將分段電流發(fā)生電路輸出的電流與負反饋 電路的反饋電流疊加后輸出；
脈寬調制電路，用以將電流調節(jié)電路輸出的電流信號轉換成對應 的脈寬調制信號；
功率驅動電路，用以將脈寬調制電路輸出的脈寬調制信號放大后 輸出控制液壓多路岡的電磁鐵；
電流負反饋電路，用以將控制液壓多路閥電磁鐵的回路電流反饋 到電流調節(jié)電路。
工作時，分段電流發(fā)生電路在輸入信號的控制下，首先產生電磁 鐵開啟所需的較大電流，通過后續(xù)電路的處理后，驅動液壓多路閥電 磁鐵在開啟瞬間產生較大推力，使其可靠開啟動作。在其完全開啟后， 分段電流發(fā)生電路產生維持電磁閥開啟所需要的較小電流，因此可以 降低功耗，減小溫升，提高開關電磁鐵的使用壽命。同時，脈寬調制 式功率放大使功放管始終工作在飽和區(qū)或截止區(qū)，進一步降低了功耗，不但提高了效率，也有助于提高了可靠性。而電流負反饋電路則 消除了電源電壓及其它外界因素對控制電流的干擾，避免了因此而導 致的閥芯顫動以及液壓油被攪動引起的溫升，從而使控制裝置運行穩(wěn) 定，并有效抑制了液壓油的溫升。
與現有技術相比，本發(fā)明采用分段電流控制，消除了電磁閥在剛
開啟時容易卡澀、卡死現象，保證了開啟的開靠性；利用脈寬調制使 功率放大電路始終工作在開關狀態(tài)，減少了電路的發(fā)熱量，有利于節(jié) 約能源，提高工作的穩(wěn)定性；而借助電流負反饋消除了閥芯的顫振， 則有效地降低了系統(tǒng)油液的溫度，實現了節(jié)能，提高了多路閥工作可
靠性。


下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
圖1為本發(fā)明一個實施例的電路框圖。
圖2是圖1實施例的分段電流發(fā)生電路原理圖。
圖3是圖1實施例的電流調節(jié)電路原理圖。
圖4是圖1實施例的脈寬調制電路原理圖。
圖5是圖1實施例的功率驅動電路原理圖。
圖6是圖1實施例的電流負反饋電路原理圖。
具體實施方式
實施例一
本實施例的電磁開關液壓多路閥控制裝置如圖1所示，主要由分 段電流發(fā)生電路2、電流調節(jié)電路3、脈寬調制電路4、功率驅動電 路5、電流負反饋電路7構成。圖中l(wèi)是控制信號，6是液壓多路閥 電磁鐵。
以上電路的基本連接關系為分段電流發(fā)生電路2接收輸入信號1,其輸出與電流調節(jié)電路器3的輸入相連。電流調節(jié)電路3將分段 電流發(fā)生電路2的輸出信號與電流負反饋電路7的反饋信號進行綜 合，傳輸給與^U目連的脈寬調制電路4。脈寬調制電路4把接收到的 輸入信號轉換成與之相關的脈寬調制信號輸出給與之相連的功率驅 動電路5。功率驅動電路5對輸入信號進行放大后驅動液壓多路閥電 磁鐵6工作，同時液壓多路閥電磁鐵的回路電流經負反饋電路7反饋 到電流調節(jié)電路器3。圖2所示為本實施例的分段電流發(fā)生電路，電源端VCC通過并聯 的第一和第二模擬開關電路后經加法器A3輸出，兩模擬開關電路分 別由可調電阻R1、 R2經電壓跟隨器A1、 A2后接模擬開關器件Kl、 K2構成，其中第一模擬開關電路中的模擬開關器件K1的控制端接控 制信號輸入I,第二模擬開關電路中的模擬開關器件K2的控制端接 控制信號輸入接控制信號經同或門(要求真值表為1，0—1 1, l—0 0， 0—0 )的輸出端。兩可調電阻調節(jié)后的輸入電壓經電壓跟隨器后輸入模擬開關，由 模擬開關控制其至加法器的通斷。模擬開關器件Kl的通斷直接由輸 入的控制信號控制，當該控制信號為高電平時模擬開關Kl導通。模 擬開關2由控制信號經同或門控制。當要求液壓多路閥開啟的信號到 來時，調節(jié)好可調電阻R1、 R2的大小，即可得到寬度合適的脈沖信 號，此脈沖信號的高電平控制模擬開關K2閉合，兩路電源同時作用， 經第一加法器A1相加后，產生較大的電流輸出。經過所需時間后， 模擬開關K2因輸入的控制信號變?yōu)榈碗娖蕉鴶嚅_，此時只有余下一 路電源作用，輸出電流變小，以此實現分段電流輸出控制。圖3所示的電流調節(jié)電路由輸入端(即A4的反相輸入端)分別 接分段電流發(fā)生電路輸出端和電流負反饋電路反饋端的第二加法器A4構成，因此可以接收來自分段電流發(fā)生電路和電流負反饋電路的 電流，并對它們求和，得到兩個電流量的差值，再把這個差值輸出給 后續(xù)的脈寬調制器電路。
圖4所示為本實施例的脈寬調制電路，該電路由同相和^^相輸入 端分別接電流調節(jié)電路的輸出以及三角波發(fā)生電路的比較器A5構 成，其中的三角波發(fā)生電路由二級運算放大器A6、 A7以及電容C4-1、 電阻R4-2、 R4-4組成，該電路所產生的三角波輸入比較器A5后，以 電流調節(jié)電路產生的輸入信號作為參考電壓，經過比較后得到與電流 調節(jié)電路產生的信號相對應的脈寬調制波。把此脈寬調制波輸送到功 率驅動電路，可以使該電路中的放大器件始終工作在飽和狀態(tài)或截止 狀態(tài)，從而減少放大器件的發(fā)熱，降低電路對散熱的要求，減小電路 板體積，提高電路穩(wěn)定性。
圖5所示為功率驅動電路由作為放大器件的場效應構成。通常經 脈寬調制輸出得到的信號不足于驅動液壓多路閥電磁鐵，需經過放 大。在該電路中放大作用主要由場效應Ql管完成。在脈寬調制電路 的作用下，場效應管一直工作在開關狀態(tài)，可有效減小它們的發(fā)熱量。
圖6所示為電流負反饋電路。該電路由同相和反相輸入端分別接 串聯在液壓多路閥電磁鐵回路中采樣電阻兩端的放大器A8構成。該 放大器把采樣回來的信號進行放大后反饋到信號調節(jié)電路。調節(jié)該電 路中的電阻R6-2可以得到不同的增益。利用電流負反4赍可以屏蔽電 源電壓等外界因素的干擾，消除電磁閥芯的顫振，從而抑制閥芯攪動 引起的油液溫升。
實驗證明，本實施例的電磁開關液壓多路閥控制裝置能夠在多路 閥開啟的瞬間提供較大的電流以使起開關作用的電磁鐵產生較大的 推力，克服原有技術中開關電磁閥在剛開啟時容易造成卡澀、卡死的弊病，保證多路閥中各聯液壓多路閥開啟時的可靠性；在各聯液壓多 路閥完全打開進入保持狀態(tài)后，提供較低的、僅維持液壓多路閥保持 狀態(tài)所需要的電流，以降低開關電磁鐵的功耗，減小溫升，從而顯著 提高開關電磁鐵的使用壽命。除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替 換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
權利要求
1. 一種電磁開關液壓多路閥控制裝置，其特征在于主要由以下電路組成分段電流發(fā)生電路，用以在多路閥開啟時，輸出大電流，而在多路閥開啟完成后，輸出維持電流；電流調節(jié)電路，用以將分段電流發(fā)生電路輸出的電流與負反饋電路的反饋電流疊加后輸出；脈寬調制電路，用以將電流調節(jié)電路輸出的電流信號轉換成對應的脈寬調制信號；功率驅動電路，用以將脈寬調制電路輸出的脈寬調制信號放大后輸出控制液壓多路閥的電磁鐵；電流負反饋電路，用以將控制液壓多路閥電磁鐵地回路電流反饋到電流調節(jié)電路。
2. 根據權利要求1所述電磁開關液壓多路閥控制裝置，其特征 在于所述分段電流發(fā)生電路由電源端通過并聯的第一和第二模擬開 關電路后經加法器輸出構成，所述兩模擬開關電路分別由第一和第二 可調電阻經第一和第二電壓跟隨器后接第一和第二模擬開關器件構 成，所述第 一模擬開關電路中的第 一模擬開關器件的控制端接控制信 號輸入，所述第二模擬開關電路中的第二模擬開關器件的控制端接控 制信號輸入接控制信號經同或門的輸出端。
3. 根據權利要求2所述電磁開關液壓多路閥控制裝置，其特征 在于所述電流調節(jié)電路由輸入端分別接分段電流發(fā)生電路輸出端和 電流負反饋電路反饋端的第二加法器構成。
4. 根據權利要求3所述電磁開關液壓多路閥控制裝置，其特征在于所述脈寬調制電路由同相和反相輸入端分別接電流調節(jié)電路的 輸出以及三角波發(fā)生電路的比較器構成。
5. 根據權利要求4所述電磁開關液壓多路閥控制裝置，其特征 在于所述三角波發(fā)生電路由二級運算放大器以及阻容器件組成。
6. 根據權利要求4所述電磁開關液壓多路閥控制裝置，其特征 在于所述功率驅動電路由作為放大器件的場效應構成。
7. 根據權利要求6所述電磁開關液壓多路閥控制裝置，其特征 在于所述電流負反饋電路由同相和反相輸入端分別接串聯在液壓多 路閥電》茲《失回路中采樣電阻兩端的》文大器構成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于分段電流負反饋原理的電磁開關液壓多路閥控制裝置，屬于液壓控制電路技術領域。該裝置主要由分段電流發(fā)生電路、電流調節(jié)電路、脈寬調制電路、功率驅動電路、電流負反饋電路組成。與現有技術相比，本發(fā)明采用分段電流控制，消除了電磁閥在剛開啟時容易卡澀、卡死現象，保證了開啟的開靠性；利用脈寬調制使功率放大電路始終工作在開關狀態(tài)，減少了電路的發(fā)熱量，有利于節(jié)約能源，提高工作的穩(wěn)定性；而借助電流負反饋消除了閥芯的顫振，則有效地降低了系統(tǒng)油液的溫度，實現了節(jié)能，提高了多路閥工作可靠性。
文檔編號G05F1/10GK101290073SQ20081002322
公開日2008年10月22日 申請日期2008年4月2日 優(yōu)先權日2008年4月2日
發(fā)明者孫曉斌, 琪 王, 王成平, 王成生, 邱敏秀 申請人:江蘇悅達專用車有限公司;浙江大學