驱动放大器原理及应用探析

高速开关阀的性能还取决于电磁铁的电驱动装置。根据上述已知，加大励磁电流会产生要求的机械功，有利于吸合过程。但是却不利于高速开关阀的释放过程，阀的频响是取决于吸合与释放两个过程的，因此在磁路上除选择磁性材料时要充分考虑到矫顽力H_C要小，以减小剩磁的影响，并减小磁滞损耗。与此同时，还要通过设计良好的驱动放大电路，来有助于释放时间的减少。我们知道这时回位弹簧的选择也是重要的，但它同时又影响吸合力，因此余地不大。

解决问题的办法是当吸合过程已经发生时，及时地降低励磁电流，避免铁芯磁路深度饱和，不至于造成释放时剩磁过大，并造成线圈温升过高。此时将励磁电流降低到维持吸合状态就可。因此高速开关阀的驱动放大器（图5-8）是电流二级驱动型。其中的驱动电路可见图5-9快速开关驱动电路原理图。

图5-8 高速开关阀的驱动放大器在控制中的作用

图5-9给出了开关阀电磁铁驱动电路原理图。在原理图中驱动电路由高压侧开关S1、低压侧开关S2和两个超快恢复二极管D1与D2组成。控制信号控制开关S1与S2的开闭，从而实现对电磁阀开闭的控制。这一控制的过程与效果见表5-3电磁铁驱动电路动作过程。如果进一步将此原理图采用高压侧与低压侧栅极驱动的开关电路，并提供低压侧驱动控制信号的控制电路，将形成了高速电磁阀的驱动电路。而此电路所达到的效果见图5-10的驱动电路输出，从电流实测中看到达到了快速开闭的效果。当然在实际驱动电路中还要考虑信号的调制与可调性等具体要求。

表5-3 电磁铁驱动电路动作过程

即使如此，我们还要考虑必要的措施，进一步减少剩磁的影响，一种是增加抗剩磁气隙，如几个到几十个微米；二是在电路上增加反向消磁。图5-10给出了具有反向消磁的驱动电路。(www.xing528.com)

目前的PWM驱动放大器有各种电路。有双级供压电路如图5-9所示，也有如图5-11所示的电磁振荡式电容放电电路，在该电路中采用了快速消磁，减小剩磁，使阀启闭加速。此电路在可控硅关闭时，电压V_G给电容C充电，在可控硅打开瞬间通过电阻F₁与可控硅形成电路，同时电容C通过可控硅与线圈L放电，使电磁阀开启，其后又反向放电通过L、D形成电磁振荡，对线圈L进行消磁。

图5-9 快速开关驱动电路原理图

图5-10 驱动电路输出

图5-11 具有反向消磁的驱动电路