基于脉宽调制的连续式变量喷雾装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种基于脉宽调制的连续式变量喷雾装置，包括用于控制脉宽调节器是否工作的控制输入电路、用于提供脉宽调节器的时钟信号的晶振、用于产生脉宽调制信号的脉宽调节器、用于控制脉宽调节器起始工作延迟时间的时延电路、用于实现脉宽调节器脉冲宽度调节的占空比调节电路、用于输出脉宽调制信号的输出电路，用于输出故障状态指示信号和热关断保护的过／欠电流保护电路，电磁比例调节阀以及反向并联在电磁比例调节阀两端的二极管。本实用新型专利技术喷雾装置的流量可连续调节，并且其流量调节范围较宽。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种变量喷雾装置，尤其涉及一种连续式变量喷雾装置。
技术介绍
目前变量喷雾装置有压力式变量喷雾装置和基于脉宽调制的间歇式变量喷雾装置。压力式变量喷雾装置的缺点是其流量调节范围小，对雾量分布、雾 滴粒径及雾滴速度等雾化特性的影响较大，对能量的利用率较低，且此种方法 不利于与控制系统其它环节的电信号形成有机整体。基于脉宽调制的间歇式变量喷雾的缺点是其流量调节范围小；由于间歇 式变量喷雾时电磁阀的阀心需要进行高速开/关动作，所以会造成电磁阀的寿命 很短；对于某些工作情况(如农业田间施药时，作业行进速度较快时)，有可能 造成间歇期间漏喷的现象。
技术实现思路
本技术的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种基于脉宽 调制的连续式变量喷雾装置，该喷雾装置的流量可连续调节，并且其流量调节 范围较宽。本技术的技术解决方案是基于脉宽调制的连续式变量喷雾装置，包括控制输入电路用于控制脉宽调节器是否工作； 晶振用于提供脉宽调节器的时钟信号；脉宽调节器用于产生脉宽调制信号，所述脉宽调节器的输入端分别与控 制输入电路、晶振、时延电路和占空比调节电路的输出端相连，所述脉宽调节 器的输出端与输出电路相连；时延电路所述时延电路的一端与脉宽调节器连接，另一端与地相接；占空比调节电路所述占空比调节电路的一端与脉宽调节器连接，另一端与地相接；过/欠电流保护电路用于输出故障状态指示信号和热关断保护，所述过/ 欠电流保护电路的输入端与控制输入电路相连，所述过/欠电流保护电路的输出 端与输出电^各连4妾；输出电路用于输出脉宽调制信号；电磁比例调节阀 一端连接在电源输入端，另一端连接在输出电路上； 二极管反向并耳关在电；兹比例调节阀两端。所述占空比调节电路为可变电阻器一端与所述脉宽调节器连接，可变电 阻器另一端与地相接。所述时延电路为电容器一端与所述脉宽调节器连接，电容器另一端与地 相接。所述控制输入电路为开关电路。所述输出电路包括第一三极管和第二三极管；所述第一三极管的基极与所 述脉宽调节器的输出端连接，所述第一三极管的集电极与所述电磁比例调节阀 的一端连接，该集电极同时与所述二极管的正极连接，所述第一三极管的发射 极与地相接；所述第二三极管的基极与所述过/欠电流保护电路的输出端连接， 所述第二三极管的集电极与所述控制输入电路相连，所述第二三极管的发射极与地相4妾。作为本技术的一种优选方案，所述晶振、脉宽调节器、时延电路、占 空比调节电路、过/欠电流保护电路和输出电路集成在脉宽调制电磁阀驱动器芯 片上。所述脉宽调制电磁阀驱动器芯片为美国Tl公司生产的型号为DRV101 的集成电路，所述电磁比例调节.阀连接在所述DRV101的5引脚与6引脚之间。本技术的工作原理是基于脉宽调制(PWM)的连续式变量喷雾装置包括PWM电磁阀驱动控制 电路和电磁比例调节阔。基于脉宽调制(PWM)技术的连续喷雾流量控制原理5如图1所示，控制原理波形图如图2所示。PWM电磁阀驱动控制电路输出方波信号VYfJ，负载为电磁比例调节阀(电磁比例调节阀是电感性负载)。图2中示出三段不同占空比的方波信号。当方波信号为高电平时(图2a中f。n时段)，PWM电磁阀驱动控制电路给负载 供电，负载完成充电过程，电流逐渐上升，如图2b所示。当方波信号为低电平时，即输出电压处于断态时间(图2a中f。ff时段)，PWM 电磁阀驱动控制电路不给负载供电，由于反向电动势，负载会通过反向并联在 负载两端的二极管反向放电，形成续流，使负载上的电流不会断续，如图2b所 示。在PWM电磁阀驱动控制电路中一般称此二极管为续流二极管。因为有了续 流二极管，所以使得负载上的电流连续。如果负载中的感抗足够大，即coL》尺， 那么负载电流/。(^J就会接近、甚至成为恒流，如图2c中的/。。当PWM方波信号的占空比不同时，可改变电感的充方文电时间，从而改变负 载上的输出电流/。的大小，使输出功率得到调节，电磁比例调节阀的阀门开度 得到控制，实现流量Q f f J的控制。本技术与现有技术相比具有如下优点(1)本技术由于采用基于脉宽调制(PWM)的控制技术，所以使得 喷雾装置的流量可连续调节，优于目前市场上的非连续式喷雾装置。(2 )本技术由于占空比调节电路的电阻器可调节大小，所以可改变电 感的充放电时间，从而使得喷雾装置的流量调节范围较宽，平口扇形喷嘴的流 量调节范围达7 : 1。(3)本技术对喷雾粒径影响小，几乎可以忽略不计。(4 )本技术适用于数字电子控制系统，便于同控制系统其它环节形成 有机整体。附图说明图1为基于脉宽调制(PWM)技术的连续喷雾流量控制原理图。 图中，D:续流二极管，R':电磁t.匕例调节阀，WfJ: PWM方波信号。图2为图1的控制原理波形图。图3为本技术实施例的控制电路结构示意图。图中，K:开关；T1:第一三极管；T2:第二三极管；8:晶振；9:脉宽 调节器；10:占空比调节电路；11:时延电路；12:过/欠电流保护电路。图4为本技术实施例的输出脉宽调制信号(PWM输出信号)的简化 时序图。图中，a):输入信号波形；b):输出信号波形；c):初始DC输出(由C。值 设置调节)；d): PWM方式输出；t0N : PWM信号高电平时段；tP : PWM信号周 期；v1:十2.2V至+5.5V电压；v2:0V至+1.2V。具体实施方式以下将结合附图对本技术的实施例进行说明。如图3所示，基于PWM的连续式变量喷雾装置包括PWM电磁阀驱动控 制电路和电磁比例调节阀。电磁比例调节阀选用德国宝德(Burdert )公司生产的型号为6023A的产品， 该电磁比例调节阀需用PWM信号进行控制。当提供的功率改变时，阀门开度会 随之改变，从而改变流经阀门的液体流量，实现流量的连续调节。PWM电磁阀驱动控制电路的核心部件是PWM电磁阀驱动器芯片，本实施 例选用美国TI公司生产的型号为DRV101的集成电路，该集成电路将24KHz晶 振、脉宽调节器、时延电路、占空比调节电路、过/欠电流保护电路和输出电路 集成在一个芯片上。DRV101的一个特点是能够提供一段恒定的初始直流输出 (即占空比为100。/。)，然后再转换成PWM模式。这个功能在驱动电磁阀时尤其 有用，因为电磁阀所需的动作电流要比保持电流大。初始直流输出的持续时间 可以通过调节外接在3)脚2与地之间的调节延迟时间的电容来实现，延迟时间与 电容之间的关系由式(1 )计算。延迟时间计算公式为延迟时间- CD*106 (单位为秒，Co的单位为法拉) (1 )7表1给出了几个常用的典型延迟时间(PWM方波信号输出之前的恒压输出持续时间)以及相应的电容值。表1延迟调节引脚2的连接方式恒定输出时间3/"15//s100 ^"S1 ms■ ms4夸2引脚4i至5V将2引脚悬空100PF1 n F0.1 #F当电容C。-G'^F时，输出信号的简化时序图如图4所示。PWM信号输出以 前有95ms的DC输出。若Rpwf130KQ， tON=10.4|iS, tP=41.6|is(1/24KHz)，则占空比-toN/tp:250/。。下面对PWM电磁阀驱动器芯片DRV101的各个引脚连接关系进本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于脉宽调制的连续式变量喷雾装置，其特征在于：包括　控制输入电路：用于控制脉宽调节器是否工作；　晶振：用于提供脉宽调节器的时钟信号；　脉宽调节器：用于产生脉宽调制信号，所述脉宽调节器的输入端分别与控制输入电路、晶振、时延电 路和占空比调节电路的输出端相连，所述脉宽调节器的输出端与输出电路相连；　时延电路：所述时延电路的一端与脉宽调节器连接，另一端与地相接；　占空比调节电路：所述占空比调节电路的一端与脉宽调节器连接，另一端与地相接；　过／欠电流 保护电路：用于输出故障状态指示信号和热关断保护，所述过／欠电流保护电路的输入端与控制输入电路相连，所述过／欠电流保护电路的输出端与输出电路连接；　输出电路：用于输出脉宽调制信号；　电磁比例调节阀：一端连接在电源输入端，另一端连接 在输出电路上；　二极管：反向并联在电磁比例调节阀两端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓巍，丁为民，何雄奎，
申请(专利权)人：邓巍，丁为民，何雄奎，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]