- 杏彩体育官方平台依据L9352B的电磁阀操控电路规划与完成 发布时间:2021-07-31 20:55:16 来源:杏彩体育app 作者:杏彩体育官网入口
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提出了一种依据ARM与集成驱动芯片L9352B的操控办法,该办法经过ARM的输入和输出信号,经阻隔后送入集成驱动芯片,对电磁阀进行操控和检测。集成驱动芯片除了能够驱动4通道电感负载外,还能够监测每个通道是否呈现比如短路、开路、过载、过热及时钟丢掉等毛病。然后对电磁阀的硬件电路进行具体的规划。实践工程运用的结果表明此电路规划可行,具有牢靠性高、本钱低、驱动才能强、毛病监测功用多的长处。
电磁阀是一种将电磁能转化成机械能的电磁元件,被广泛运用到液压操控体系中。怎么很好地操控电磁阀是一个很重要的课题。当时电磁阀的驱动电路规划首要选用三极管或功率MOSFET。为了确保电路的牢靠性,外围电路一般需求规划阻隔和辅佐维护电路。此办法的最大坏处是:假如需求进行电磁阀毛病检测,则需求规划专门的自确诊回路,这无疑添加了本钱,而MOSFET易坏的特性简略形成电路牢靠性下降。依据此,本文选用ST公司依据ARM内核的STM32F103系列操控专用集成驱动芯片L9352B[1]来操控和监测电磁阀,其长处是:具有驱动与监测功用,本钱低,牢靠性高。
1 常见电磁阀的操控办法剖析常见的电磁阀能够分为开关型和份额型,开关型与份额型在操控办法上有所不同。现在常见的电磁阀操控办法有如下几种:(1)由二极管、三极管集成电路或达林顿三极管操控的电路,其典型的电路有:①参考文献[2]为代表的电路悉数由分立元件如:施密特触发器、电阻、电容、三极管、继电器等构成的模仿电路。其长处是电路简略,但由于其无法像数字电路那样进行精确操控,只能操控而无法检测电磁阀毛病,这种电路当时运用较少。②参考文献[3]为代表的电路,其泵和马达的电磁阀都是选用数字信号处理器(DSP)作为主操控器再加达林顿三极管进行操控。现在选用DSP、单片机或CPLD/FPGA等作为主操控器,经过PWM或数字输入输出接口操控电磁阀的办法也很常见。这种电路的长处是:能对大功率的电磁阀精确操控;缺陷是:假如需求检测电磁阀的毛病需求额定添加电路而且需求占用主操控器的AD资源。(2)由MOSFET操控的典型电路可见参考文献[4]为代表的电路,操控办法与(1)相似,差异在于MOSFET管是电压器材而三极管是电流器材,在操控办法上有差异。(3)在工程机械范畴,遍及选用专用操控器,专用操控器能够直接驱动电磁阀,详见参考文献[5]。这种办法尽管功用牢靠、操控简略,但价格昂贵。可见上述3种办法都不具有本钱合理、电路简略、功用牢靠而且具有检测功用的要求。本文介绍的电磁阀操控电路框图如图1所示,以ARM为中心,经过磁阻隔芯片完成主控芯片与专用驱动芯片L9352B 的阻隔, ARM输出的PWM或许数字输出信号经过阻隔后操控L9352B,然后操控电磁阀;电磁阀的状况经过L9352B输出再经阻隔后输入ARM,然后体系能实时了解电磁阀的状况。
2 电磁阀操控电路规划开关型和份额型电磁阀都可选用集成驱动芯片L9352B操控。2.1 集成驱动芯片L9352B的特性L9352B是ST公司专门为理性负载(如电磁铁、电磁阀)操控而规划的芯片,它将分立元件的驱动和监测功用集成在一个芯片中,能够操控2路份额电磁铁和2路开关电磁铁,答应对理性负载进行调理。其首要特征是:输出斜坡操控,短路维护,过温封闭功用可选,开路负载监测,掉电监测,外部时钟可控,再循环操控,调理器漂移监测,调理器差错操控,调理器校对电流5 mA,状况监测,静电监测。每个通道各由一状况输出端口来监测,各通道的推挽状况输出具有毛病确诊功用。2.2 电磁阀操控电路规划主控ARM芯片STM32F103ZET6是意法半导体公司出产的ARM 32 bit CortexTM-M3内核带512 KB闪存的增强型微操控器,其作业频率最高可达72 MHz,单周期乘法和硬件除法,具有USB、CAN、11个定时器、3个DAC和13个通讯接口,十分适宜作操控运用。电磁阀操控电路原理图如图2所示。图2中, STM32F103在操控L9352B时不能直接相连,由于STM32F103为3.3 V供电, L9352B为5 V供电,两者间需进行电平转化。四通道数字阻隔器ADUM1402作业电压可兼容3.3 V和5 V体系,不仅能完成电平转化,而且还可将输入和输出阻隔,以防止驱动电路对主控芯片产生影响。使能端VE1和VE2都接高电平,通道A和B的数据从ARM传给L9352B用于ARM宣布操控信号,通道C和D的数据从L9352B传给ARM用于L9352B读取状况。
每片L9352B通道1和2驱动开关电磁阀,通道3和4驱动份额电磁阀。一切输入引脚高电平有用,内部由带滞回特性的施密特触发器构成。其供电电压VS一般接5 V或12 V,VCC和VDD都接5 V电源。电磁阀接到功率输出通道Q端和PGND端,状况输出引脚ST状况电压规模为-0.3 V~6 V。IN1和IN2端输入开关量操控信号能操控2路开关电磁阀作业,Q1和Q2最大驱动才能为2.5 A;IN3和IN4端输入PWM操控信号时能便利操控2路份额电磁阀作业,Q3和Q4最大驱动才能为5 A。EN为该芯片的使能端,ARM输出的V_EN信号经阻隔后输入到EN端,可操控L9352B是否作业。TEST引脚为漂移检测使能输入。外部时钟U15经过12 bit计数器74HC4040分频后输入到L9352B的CLK时钟输入引脚,J12跳线组能够挑选计数器分频系数。ST1~ST4引脚保存电磁阀的毛病状况,经过阻隔后输入给ARM以处理毛病。3 电磁阀操控电路测验剖析
ARM依据输入和输出引脚的电平并结合STx电平能够确认电磁阀呈现的是什么类型的毛病,电磁阀驱动毛病确诊表如表1所示。
在实践电路测验中,各通道在开关状况中均能够检测负载是否开路。在关状况时,负载开路检测输出引脚电压低于0.33倍VS,则error寄存器被置位并延伸必定时刻,当EN为高且处于灌电流阶段时输出被拉低至地;当EN为低时,假如负载开路则输出浮空。当为开状况时,负载电流由非可调通道监督,若它下降至指定阈值IQU时,则负载开路即被检测到而且error寄存器被置位,可调通道经过电流调理器毛病检测即可检测到负载开路。若输出PWM到达90%、且时刻超越tRE,则没有负载衔接时,可能会呈现负载电阻率太高或电源电压太低。当频率低于fCLK,min时,会检测出丢掉时钟毛病。当呈现过错和功率输出封闭时,状况输出将被置位,直到时钟信号再次呈现前状况信号一向保留在它们的寄存器中。在VCC上电期间,时钟毛病仅会被可调理通道检测到。在正常操作条件下状况依据输入信号改动,假如有过错被检测出来则状况会改动。当短路产生时, EN拉低,可将理性负载的过压箝位到52 V并将内部下拉电流源封闭然后将负载开路,但开路比较器仍有用。经过改动2 kHz PWM占空比可改动通道3和通道4方针电磁阀电流,其输入PWM与输出电流对应联系如图3所示,PWM输出频率和电流呈线性联系。PWM高电平时刻由1 MHz时钟丈量,并与外部250 kHz一直同步。
选用ARM及L9352B的电路在实践工程运用中能完成份额电磁阀和开关电磁阀的驱动操控和毛病监测,现场运用作用杰出。该电路具有牢靠性高、本钱低、驱动才能强、毛病监测功用多的长处,特别合适电磁阀数量多且有毛病确诊的场合,具有较强的工程实用价值。参考文献[1] L9352B datasheet: [2] 段志军,李长莉,崔立辉,等.高空作业车份额电磁阀操控电路板的优化规划[J].我国修船,2010,12(6):20-23.[3] 翁寅生.依据DSP的履带式摊铺机行进操控体系研究[D].西安:长安大学,2007:27-30.[4] 张奇,张科勋,李建秋,等.电控柴油机电磁阀驱动电路优化规划[J],2005,4(2):1-4.[5] 张均匀.路面破碎机电液份额操控体系规划[J].修路机械与施工机械化,2009(1):75-77.
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