比例阀的驱动方法

本文介绍比例阀的驱动方法。

比例阀是工业，医疗器械，食品加工行业常见的器件。区别于电磁阀全开或全闭，比例阀可以调节其开度。因此在精确控制场合使用较多，比如控制流量，控制压力等。它的驱动方法通常也会比电磁阀稍微复杂点。比例阀驱动关键是需要建立控制信号（电压，电流，占空比）与阀开度（或与之等效的流量）的函数关系。

1.常见驱动方法

常见的比例阀驱动方法主要有：

1)电压法。电压法通过调节控制电压来调节比例阀的开度。这种控制方法具有控制电路简单，成本低，但这种控制方法响应速度较慢，控制精度较低，控制稳定性较差（对电压稳定性要求较高）。

2)电流法。电流法是通过调节控制电流来调节比例阀的开度。由于比例阀的电磁部件驱动力与电流呈较好的线性关系，这种控制方法具有响应速度快，精度高，控制稳定性好，但相应的驱动电路也比较复杂。

3)PWM控制法。PWM控制法是通过调节PWM占空比来调节比例阀的开度。这种控制方法具有精度高，响应速度快的优点。

由于电流法在实际应用场合使用较多，本文重点介绍此法。

2.恒流驱动

1)原理图

恒流驱动关键是要制作一个恒流源，下图是一个典型的恒流驱动电路。通过调节CONTROL VOLTAGE INPUT的电压（可通过D/A来进行调节）即可调节比例阀线圈电流，进而调节其开度（或流量）。

2)原理

根据运放虚短，虚断特性，对于LM358来讲，

V+=Vinput*R2/(R1+R2)

V-=Iv*Rref

由V+=V-，可得：

Iv=Vinput*R2/(R1+R2)/Rref

根据所选比例阀额定电流，调节R1，R2，Rref即可实现对比例阀全开度的控制。

注意：

1)图中的运放，三级管可根据实际情况选用

2)有些驱动电路将比例阀放置在三极管的集电极，在IeIc的情况下也是可以的，这里电流反馈是在发射极，比例阀也放置在发射极，控制更为精确些。

3.标定

通常在开环控制下是需要对比例阀进行标定的，有些时候，闭环控制为提高响应速度，也需要进行标定。所谓标定，即建立比例阀开度（流量）和驱动电流之间的关系。配合高精度流量计建立电流（或DAC值）和比例阀开度（流量）之间的关系（一般为线性关系），通过曲线拟合或线性插值法来驱动控制比例阀达到相应的开度（流量）。关于曲线拟合可参考我的博文“工程中的数据拟合方法-CSDN博客”中的介绍，这里就不详述了。

总结，本文介绍了比例阀的驱动方法。