本實用新型涉及電子膨脹閥的驅(qū)動電源技術(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)供電的雙電源兩級電流放大驅(qū)動電路。

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。電子膨脹閥照比熱力膨脹閥已由原來的機(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。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，使系統(tǒng)運行在最為節(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。現(xiàn)有技術(shù)步進(jìn)電機(jī)經(jīng)常使用的驅(qū)動電源電路一般為三極管單級集電極開路電路、達(dá)林頓組合電源驅(qū)動電路。采用三極管單級集電極開路電路的不足在于：單管放大倍數(shù)較小，難以獲得較大增益倍數(shù)的驅(qū)動電流。而采用達(dá)林頓組合電源驅(qū)動電路的不足在于：該結(jié)構(gòu)在電路電流驅(qū)動狀態(tài)下，導(dǎo)通壓降較高，從而導(dǎo)致驅(qū)動晶體管本體的工作溫度較高，進(jìn)而影響驅(qū)動晶體管的工作可靠性，甚至損壞晶體管。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

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

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

所述的初級放大電路包括驅(qū)動晶體管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)動晶體管Q1的b極連接；所述驅(qū)動晶體管Q1的c極與電阻R2的一端連接；所述驅(qū)動晶體管Q1的e極與次級放大電路連接；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)動晶體管Q3的b極連接；所述驅(qū)動晶體管Q3的c極與電阻R5的一端連接；所述驅(qū)動晶體管Q3的e極與次級放大電路連接；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)動晶體管Q5的b極連接；所述驅(qū)動晶體管Q5的c極與電阻R8的一端連接；所述驅(qū)動晶體管Q5的e極與次級放大電路連接；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)動晶體管Q7的b極連接；所述驅(qū)動晶體管Q7的c極與電阻R11的一端連接；所述驅(qū)動晶體管Q7的e極與次級放大電路連接；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。

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

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

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

所述的雙電源兩級電流放大驅(qū)動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，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：

本實用新型雙電源兩級電流放大驅(qū)動電路的初級放大電路采用一個共集電極接法NPN三極管放大電路，經(jīng)過初級放大電路放大后的電流信號作為次級放大電路的輸入信號來源；電源采用與輸入級采用同一供電電源。另外，次級放大電路，通過一個共發(fā)射極接法的NPN三極管放大電路，實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換、電流再次放大的作用，用于直接與被驅(qū)動的電子膨脹閥線圈相連接。線圈續(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)動過程中線圈儲存的能量，防止電流突變引起線圈自身的感應(yīng)電動勢對電路產(chǎn)生的損害。該結(jié)構(gòu)電路通過二級放大，實現(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)動能力。

附圖說明

圖1是本實用新型雙電源兩級電流放大驅(qū)動電路的電路框圖。

圖2是本實用新型雙電源兩級電流放大驅(qū)動電路實施例1的電路原理圖。

圖3是本實用新型雙電源兩級電流放大驅(qū)動電路實施例2的電路原理圖。

圖4是本實用新型雙電源兩級電流放大驅(qū)動電路實施例3的電路原理圖。

圖5是本實用新型雙電源兩級電流放大驅(qū)動電路實施例4的電路原理圖。

圖6是本實用新型雙電源兩級電流放大驅(qū)動電路實施例5的電路原理圖。

圖7是步進(jìn)電機(jī)的原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。

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

所述的初級放大電路包括驅(qū)動晶體管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)動晶體管Q1的b極連接；所述驅(qū)動晶體管Q1的c極與電阻R2的一端連接；所述驅(qū)動晶體管Q1的e極與次級放大電路連接；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)動晶體管Q3的b極連接；所述驅(qū)動晶體管Q3的c極與電阻R5的一端連接；所述驅(qū)動晶體管Q3的e極與次級放大電路連接；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)動晶體管Q5的b極連接；所述驅(qū)動晶體管Q5的c極與電阻R8的一端連接；所述驅(qū)動晶體管Q5的e極與次級放大電路連接；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)動晶體管Q7的b極連接；所述驅(qū)動晶體管Q7的c極與電阻R11的一端連接；所述驅(qū)動晶體管Q7的e極與次級放大電路連接；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。

所述的次級放大電路包括驅(qū)動晶體管Q2、Q4、Q6、Q8；所述驅(qū)動晶體管Q1的e極與驅(qū)動晶體管Q2的b極、驅(qū)動晶體管Q2的e極均與公共接地端連接；所述驅(qū)動晶體管Q2的c極與步進(jìn)電機(jī)的第一接線端連接；所述驅(qū)動晶體管Q3的e極與驅(qū)動晶體管Q4的b極、驅(qū)動晶體管Q4的e極均與公共接地端連接；所述驅(qū)動晶體管Q4的c極與步進(jìn)電機(jī)的第二接線端連接；所述驅(qū)動晶體管Q5的e極與驅(qū)動晶體管Q6的b極、驅(qū)動晶體管Q6的e極均與公共接地端連接；所述驅(qū)動晶體管Q6的c極與步進(jìn)電機(jī)的第三接線端連接；所述驅(qū)動晶體管Q7的e極與驅(qū)動晶體管Q8的b極、驅(qū)動晶體管Q8的e極均與公共接地端連接；所述驅(qū)動晶體管Q8的c極與步進(jìn)電機(jī)的第四接線端連接。驅(qū)動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，所述的雙電源兩級電流放大驅(qū)動電路還包括一線圈續(xù)流保護(hù)電路，所述的線圈續(xù)流保護(hù)電路包括二極管D1、D2、D3、D4；所述驅(qū)動晶體管Q2的c極與二極管D1的陽極、步進(jìn)電機(jī)的第一接線端連接，所述二極管D1的陰極與第二電源正極連接；所述驅(qū)動晶體管Q4的c極與二極管D2的陽極、步進(jìn)電機(jī)的第二接線端連接，所述二極管D2的陰極與第二電源正極連接；所述驅(qū)動晶體管Q6的c極與二極管D3的陽極、步進(jìn)電機(jī)的第三接線端連接，所述二極管D3的陰極與第二電源正極連接；所述驅(qū)動晶體管Q8的c極與二極管D4的陽極、步進(jìn)電機(jī)的第四接線端連接，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，所述的雙電源兩級電流放大驅(qū)動電路還包括一線圈續(xù)流保護(hù)電路，所述的線圈續(xù)流保護(hù)電路包括二極管D1、D2、D3、D4；所述驅(qū)動晶體管Q2的c極與二極管D1的陽極、步進(jìn)電機(jī)的第一接線端連接，所述二極管D1的陰極與第一電源正極連接；所述驅(qū)動晶體管Q4的c極與二極管D2的陽極、步進(jìn)電機(jī)的第二接線端連接，所述二極管D2的陰極與第一電源正極連接；所述驅(qū)動晶體管Q6的c極與二極管D3的陽極、步進(jìn)電機(jī)的第三接線端連接，所述二極管D3的陰極與第一電源正極連接；所述驅(qū)動晶體管Q8的c極與二極管D4的陽極、步進(jìn)電機(jī)的第四接線端連接，所述二極管D4的陰極與第一電源正極連接。第一接線端、第二接線端接在一個線圈的A+端和A-端；第三接線端、第四接線端接在一個線圈的B+端和B-端。

如圖5、圖6所示，所述的雙電源兩級電流放大驅(qū)動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)動電路的特點，對電子膨脹閥給予特定周期、相位、脈寬的控制信號。

初級放大電路工作原理，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，選型較常用的晶體管Q1，Q2，通常hfe為100，可很容易獲得hfe>1000甚至上萬的數(shù)量級，選用耐電流較高的晶體管Q2,可以獲得很大的實際的電流放大倍數(shù)。

提供給予電子膨脹閥線圈的驅(qū)動電流即為Ic2.

線圈續(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)動過程中線圈儲存的能量，防止電流突變引起線圈自身的感應(yīng)電動勢對電路產(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)，對于達(dá)林頓組合的驅(qū)動電路來說有明顯的降低。通常Vce為0.3V左右，Vbe為0.7V，對比前述達(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)動能力，更適合控制大功率的電子膨脹閥或者同類步進(jìn)電機(jī)。在提供同樣大小驅(qū)動電流的情況下，電路本身損耗更小、發(fā)熱量更小。

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