本實(shí)用新型涉及電子膨脹閥的驅(qū)動(dòng)電源技術(shù)領(lǐng)域，具體講是一種用于電子膨脹閥內(nèi)步進(jìn)電機(jī)供電的雙電源兩級(jí)電流放大驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)：

隨著微機(jī)控制技術(shù)的崛起，機(jī)電一體化已成為制冷系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢(shì)。電子膨脹閥照比熱力膨脹閥已由原來(lái)的機(jī)械式控制向電腦式控制發(fā)展，充分體現(xiàn)了機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)。目前在家用/商用空調(diào)領(lǐng)域，電子膨脹閥和變頻壓縮機(jī)組成的系統(tǒng)取得了很好的應(yīng)用效果，其原理就是將電子膨脹閥大范圍的流量調(diào)節(jié)特性與變頻壓縮機(jī)的變頻特性結(jié)合起來(lái)，使系統(tǒng)運(yùn)行在最為節(jié)能高效的狀態(tài)。

在目前的空調(diào)、冰箱行業(yè)中，電子膨脹閥的應(yīng)用已較為廣泛。而在電子膨脹閥中，步進(jìn)電機(jī)為主要的機(jī)電部件，因此其供電的可靠性直接影響著電子膨脹閥的工作可靠性?，F(xiàn)有技術(shù)步進(jìn)電機(jī)經(jīng)常使用的驅(qū)動(dòng)電源電路一般為三極管單級(jí)集電極開(kāi)路電路、達(dá)林頓組合電源驅(qū)動(dòng)電路。采用三極管單級(jí)集電極開(kāi)路電路的不足在于：?jiǎn)喂芊糯蟊稊?shù)較小，難以獲得較大增益倍數(shù)的驅(qū)動(dòng)電流。而采用達(dá)林頓組合電源驅(qū)動(dòng)電路的不足在于：該結(jié)構(gòu)在電路電流驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下，導(dǎo)通壓降較高，從而導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)晶體管本體的工作溫度較高，進(jìn)而影響驅(qū)動(dòng)晶體管的工作可靠性，甚至損壞晶體管。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種雙電源兩級(jí)電流放大驅(qū)動(dòng)電路，該電路具有較大增益倍數(shù)的驅(qū)動(dòng)電路且導(dǎo)通壓降低。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，提供一種雙電源兩級(jí)電流放大驅(qū)動(dòng)電路，包括微處理器模塊、初級(jí)放大電路以及與步進(jìn)電機(jī)連接的次級(jí)放大電路；所述的微處理器模塊與初級(jí)放大電路連接，所述的初級(jí)放大電路與次級(jí)放大電路連接。

所述的初級(jí)放大電路包括驅(qū)動(dòng)晶體管Q1、Q3、Q5、Q7，電阻R1、R2、R4、R5、R7、R8、R10、R11；所述電阻R1的一端與微處理器模塊的IA+連接，所述電阻R1的另一端與驅(qū)動(dòng)晶體管Q1的b極連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q1的c極與電阻R2的一端連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q1的e極與次級(jí)放大電路連接；所述電阻R4的一端與微處理器模塊的IA-連接，所述電阻R4的另一端與驅(qū)動(dòng)晶體管Q3的b極連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q3的c極與電阻R5的一端連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q3的e極與次級(jí)放大電路連接；所述電阻R7的一端與微處理器模塊的IB+連接，所述電阻R7的另一端與驅(qū)動(dòng)晶體管Q5的b極連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q5的c極與電阻R8的一端連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q5的e極與次級(jí)放大電路連接；所述電阻R10的一端與微處理器模塊的IB-連接，所述電阻R10的另一端與驅(qū)動(dòng)晶體管Q7的b極連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q7的c極與電阻R11的一端連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q7的e極與次級(jí)放大電路連接；所述電阻R2的另一端與第一電源正極連接；所述電阻R5的另一端與第一電源正極連接；所述電阻R8的另一端與第一電源正極連接；所述電阻R11的另一端與第一電源正極連接。

所述的次級(jí)放大電路包括驅(qū)動(dòng)晶體管Q2、Q4、Q6、Q8；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q1的e極與驅(qū)動(dòng)晶體管Q2的b極、驅(qū)動(dòng)晶體管Q2的e極均與公共接地端連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q2的c極與步進(jìn)電機(jī)的第一接線(xiàn)端連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q3的e極與驅(qū)動(dòng)晶體管Q4的b極、驅(qū)動(dòng)晶體管Q4的e極均與公共接地端連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q4的c極與步進(jìn)電機(jī)的第二接線(xiàn)端連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q5的e極與驅(qū)動(dòng)晶體管Q6的b極、驅(qū)動(dòng)晶體管Q6的e極均與公共接地端連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q6的c極與步進(jìn)電機(jī)的第三接線(xiàn)端連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q7的e極與驅(qū)動(dòng)晶體管Q8的b極、驅(qū)動(dòng)晶體管Q8的e極均與公共接地端連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q8的c極與步進(jìn)電機(jī)的第四接線(xiàn)端連接。

所述的雙電源兩級(jí)電流放大驅(qū)動(dòng)電路還包括一線(xiàn)圈續(xù)流保護(hù)電路，所述的線(xiàn)圈續(xù)流保護(hù)電路包括二極管D1、D2、D3、D4；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q2的c極與二極管D1的陽(yáng)極、步進(jìn)電機(jī)的第一接線(xiàn)端連接，所述二極管D1的陰極與第二電源正極連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q4的c極與二極管D2的陽(yáng)極、步進(jìn)電機(jī)的第二接線(xiàn)端連接，所述二極管D2的陰極與第二電源正極連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q6的c極與二極管D3的陽(yáng)極、步進(jìn)電機(jī)的第三接線(xiàn)端連接，所述二極管D3的陰極與第二電源正極連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q8的c極與二極管D4的陽(yáng)極、步進(jìn)電機(jī)的第四接線(xiàn)端連接，所述二極管D4的陰極與第二電源正極連接。

所述第一電源的電壓與第二電源的電壓不同。

所述的雙電源兩級(jí)電流放大驅(qū)動(dòng)電路還包括一線(xiàn)圈續(xù)流保護(hù)電路，所述的線(xiàn)圈續(xù)流保護(hù)電路包括二極管D1、D2、D3、D4；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q2的c極與二極管D1的陽(yáng)極、步進(jìn)電機(jī)的第一接線(xiàn)端連接，所述二極管D1的陰極與第一電源正極連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q4的c極與二極管D2的陽(yáng)極、步進(jìn)電機(jī)的第二接線(xiàn)端連接，所述二極管D2的陰極與第一電源正極連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q6的c極與二極管D3的陽(yáng)極、步進(jìn)電機(jī)的第三接線(xiàn)端連接，所述二極管D3的陰極與第一電源正極連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q8的c極與二極管D4的陽(yáng)極、步進(jìn)電機(jī)的第四接線(xiàn)端連接，所述二極管D4的陰極與第一電源正極連接。

所述的雙電源兩級(jí)電流放大驅(qū)動(dòng)電路還包括分別防止Q2、Q4、Q6、Q8誤導(dǎo)通的電阻R3、R6、R9、R12；所述的電阻R3串聯(lián)在驅(qū)動(dòng)晶體管Q2的e極與公共接地端之間；所述的電阻R6串聯(lián)在驅(qū)動(dòng)晶體管Q4的e極與公共接地端之間；所述的電阻R9串聯(lián)在驅(qū)動(dòng)晶體管Q6的e極與公共接地端之間；所述的電阻R12串聯(lián)在驅(qū)動(dòng)晶體管Q8的e極與公共接地端之間。

采用以上結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型雙電源兩級(jí)電流放大驅(qū)動(dòng)電路的初級(jí)放大電路采用一個(gè)共集電極接法NPN三極管放大電路，經(jīng)過(guò)初級(jí)放大電路放大后的電流信號(hào)作為次級(jí)放大電路的輸入信號(hào)來(lái)源；電源采用與輸入級(jí)采用同一供電電源。另外，次級(jí)放大電路，通過(guò)一個(gè)共發(fā)射極接法的NPN三極管放大電路，實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換、電流再次放大的作用，用于直接與被驅(qū)動(dòng)的電子膨脹閥線(xiàn)圈相連接。線(xiàn)圈續(xù)流保護(hù)電路，采用二極管續(xù)流的方式，以消耗在控制電路模塊進(jìn)行電流拉漏的驅(qū)動(dòng)過(guò)程中線(xiàn)圈儲(chǔ)存的能量，防止電流突變引起線(xiàn)圈自身的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)對(duì)電路產(chǎn)生的損害。該結(jié)構(gòu)電路通過(guò)二級(jí)放大，實(shí)現(xiàn)了較大增益倍數(shù)。其輸出的導(dǎo)通壓降僅與晶體管Q2、Q4、Q6、Q8的飽和壓降有關(guān)，因此其壓降非常低，從而具有較低的發(fā)熱量以及較高的電流驅(qū)動(dòng)能力。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型雙電源兩級(jí)電流放大驅(qū)動(dòng)電路的電路框圖。

圖2是本實(shí)用新型雙電源兩級(jí)電流放大驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例1的電路原理圖。

圖3是本實(shí)用新型雙電源兩級(jí)電流放大驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例2的電路原理圖。

圖4是本實(shí)用新型雙電源兩級(jí)電流放大驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例3的電路原理圖。

圖5是本實(shí)用新型雙電源兩級(jí)電流放大驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例4的電路原理圖。

圖6是本實(shí)用新型雙電源兩級(jí)電流放大驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例5的電路原理圖。

圖7是步進(jìn)電機(jī)的原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1、圖2、圖7所示，本實(shí)用新型一種雙電源兩級(jí)電流放大驅(qū)動(dòng)電路，包括微處理器模塊、初級(jí)放大電路以及與步進(jìn)電機(jī)連接的次級(jí)放大電路；所述的微處理器模塊與初級(jí)放大電路連接，所述的初級(jí)放大電路與次級(jí)放大電路連接。

所述的初級(jí)放大電路包括驅(qū)動(dòng)晶體管Q1、Q3、Q5、Q7，電阻R1、R2、R4、R5、R7、R8、R10、R11；所述電阻R1的一端與微處理器模塊的IA+連接，所述電阻R1的另一端與驅(qū)動(dòng)晶體管Q1的b極連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q1的c極與電阻R2的一端連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q1的e極與次級(jí)放大電路連接；所述電阻R4的一端與微處理器模塊的IA-連接，所述電阻R4的另一端與驅(qū)動(dòng)晶體管Q3的b極連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q3的c極與電阻R5的一端連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q3的e極與次級(jí)放大電路連接；所述電阻R7的一端與微處理器模塊的IB+連接，所述電阻R7的另一端與驅(qū)動(dòng)晶體管Q5的b極連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q5的c極與電阻R8的一端連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q5的e極與次級(jí)放大電路連接；所述電阻R10的一端與微處理器模塊的IB-連接，所述電阻R10的另一端與驅(qū)動(dòng)晶體管Q7的b極連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q7的c極與電阻R11的一端連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q7的e極與次級(jí)放大電路連接；所述電阻R2的另一端與第一電源正極連接；所述電阻R5的另一端與第一電源正極連接；所述電阻R8的另一端與第一電源正極連接；所述電阻R11的另一端與第一電源正極連接。

所述的次級(jí)放大電路包括驅(qū)動(dòng)晶體管Q2、Q4、Q6、Q8；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q1的e極與驅(qū)動(dòng)晶體管Q2的b極、驅(qū)動(dòng)晶體管Q2的e極均與公共接地端連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q2的c極與步進(jìn)電機(jī)的第一接線(xiàn)端連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q3的e極與驅(qū)動(dòng)晶體管Q4的b極、驅(qū)動(dòng)晶體管Q4的e極均與公共接地端連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q4的c極與步進(jìn)電機(jī)的第二接線(xiàn)端連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q5的e極與驅(qū)動(dòng)晶體管Q6的b極、驅(qū)動(dòng)晶體管Q6的e極均與公共接地端連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q6的c極與步進(jìn)電機(jī)的第三接線(xiàn)端連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q7的e極與驅(qū)動(dòng)晶體管Q8的b極、驅(qū)動(dòng)晶體管Q8的e極均與公共接地端連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q8的c極與步進(jìn)電機(jī)的第四接線(xiàn)端連接。驅(qū)動(dòng)晶體管不僅可以是三極管，還可以是C-MOS管、光耦。

如圖3所示，所述的雙電源兩級(jí)電流放大驅(qū)動(dòng)電路還包括一線(xiàn)圈續(xù)流保護(hù)電路，所述的線(xiàn)圈續(xù)流保護(hù)電路包括二極管D1、D2、D3、D4；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q2的c極與二極管D1的陽(yáng)極、步進(jìn)電機(jī)的第一接線(xiàn)端連接，所述二極管D1的陰極與第二電源正極連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q4的c極與二極管D2的陽(yáng)極、步進(jìn)電機(jī)的第二接線(xiàn)端連接，所述二極管D2的陰極與第二電源正極連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q6的c極與二極管D3的陽(yáng)極、步進(jìn)電機(jī)的第三接線(xiàn)端連接，所述二極管D3的陰極與第二電源正極連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q8的c極與二極管D4的陽(yáng)極、步進(jìn)電機(jī)的第四接線(xiàn)端連接，所述二極管D4的陰極與第二電源正極連接。

所述第一電源的電壓與第二電源的電壓不同。其中第一電源的電壓為+3.3V，第二電源的電壓為+12V。

如圖4所示，所述的雙電源兩級(jí)電流放大驅(qū)動(dòng)電路還包括一線(xiàn)圈續(xù)流保護(hù)電路，所述的線(xiàn)圈續(xù)流保護(hù)電路包括二極管D1、D2、D3、D4；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q2的c極與二極管D1的陽(yáng)極、步進(jìn)電機(jī)的第一接線(xiàn)端連接，所述二極管D1的陰極與第一電源正極連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q4的c極與二極管D2的陽(yáng)極、步進(jìn)電機(jī)的第二接線(xiàn)端連接，所述二極管D2的陰極與第一電源正極連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q6的c極與二極管D3的陽(yáng)極、步進(jìn)電機(jī)的第三接線(xiàn)端連接，所述二極管D3的陰極與第一電源正極連接；所述驅(qū)動(dòng)晶體管Q8的c極與二極管D4的陽(yáng)極、步進(jìn)電機(jī)的第四接線(xiàn)端連接，所述二極管D4的陰極與第一電源正極連接。第一接線(xiàn)端、第二接線(xiàn)端接在一個(gè)線(xiàn)圈的A+端和A-端；第三接線(xiàn)端、第四接線(xiàn)端接在一個(gè)線(xiàn)圈的B+端和B-端。

如圖5、圖6所示，所述的雙電源兩級(jí)電流放大驅(qū)動(dòng)電路還包括分別防止Q2、Q4、Q6、Q8誤導(dǎo)通的電阻R3、R6、R9、R12；所述的電阻R3串聯(lián)在驅(qū)動(dòng)晶體管Q2的e極與公共接地端之間；所述的電阻R6串聯(lián)在驅(qū)動(dòng)晶體管Q4的e極與公共接地端之間；所述的電阻R9串聯(lián)在驅(qū)動(dòng)晶體管Q6的e極與公共接地端之間；所述的電阻R12串聯(lián)在驅(qū)動(dòng)晶體管Q8的e極與公共接地端之間。

控制電路MCU模塊，根據(jù)電子膨脹閥步進(jìn)電機(jī)的控制原理，電機(jī)參數(shù)等信息，并結(jié)合本驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)，對(duì)電子膨脹閥給予特定周期、相位、脈寬的控制信號(hào)。

初級(jí)放大電路工作原理，Q1部分：

Ib1＝Vin/R1；

由Q1的電流放大作用，可獲得的理論輸出電流為：

Ic1-1＝hfe*Ib1＝hfe*Vin/R1

由R2的限流作用計(jì)算最大可獲得的電流為：

Ic1-2＝3.3V-UCE-UBE/R2；

通常取值要求使Ic1-2<Ic1-1，可使Q1工作于飽和狀態(tài)；

次級(jí)放大電路工作原理，Q2部分：

設(shè)從Q1獲得的輸出電流為IQ1，則Q2的B級(jí)電流Ib2為：

Ib2＝IQ1-(UBE/R3-1)；

R3取值較大，則Ib2≈IQ1；

Ic2＝hfe2*Ib2＝hfe2*IQ1＝hfe2*hfe1*Ib1；

由此可見(jiàn)，選型較常用的晶體管Q1，Q2，通常hfe為100，可很容易獲得hfe>1000甚至上萬(wàn)的數(shù)量級(jí)，選用耐電流較高的晶體管Q2,可以獲得很大的實(shí)際的電流放大倍數(shù)。

提供給予電子膨脹閥線(xiàn)圈的驅(qū)動(dòng)電流即為Ic2.

線(xiàn)圈續(xù)流保護(hù)電路：

附圖中D1-D4，用于消耗在控制電路模塊進(jìn)行電流拉漏的驅(qū)動(dòng)過(guò)程中線(xiàn)圈儲(chǔ)存的能量，防止電流突變引起線(xiàn)圈自身的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)對(duì)電路產(chǎn)生的損害。

此組合放大電路的結(jié)構(gòu)上看，從輸出端口來(lái)看，其輸出導(dǎo)通壓降Vce(Q2)，僅與晶體管Q2本體的飽和壓降相關(guān)。

因此，此組合放大電路導(dǎo)通壓降取決于Q2的導(dǎo)通壓降Vce(Q2)，對(duì)于達(dá)林頓組合的驅(qū)動(dòng)電路來(lái)說(shuō)有明顯的降低。通常Vce為0.3V左右，Vbe為0.7V，對(duì)比前述達(dá)林頓組合電路，此組合電路的導(dǎo)通壓降降低幅度達(dá)到70％。

因此，此發(fā)明電路能提供較高的電流驅(qū)動(dòng)能力，更適合控制大功率的電子膨脹閥或者同類(lèi)步進(jìn)電機(jī)。在提供同樣大小驅(qū)動(dòng)電流的情況下，電路本身?yè)p耗更小、發(fā)熱量更小。

以上僅就本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例作了說(shuō)明，但不能理解為是對(duì)權(quán)利要求的限制。本實(shí)用新型不僅限于以上實(shí)施例，其具體結(jié)構(gòu)允許有變化。但凡在本實(shí)用新型獨(dú)立權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)所作的各種變化均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。