一種氣體流量的比例閥可控電流源驅動系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及氣體流量控制領域，尤其是設及一種氣體流量的比例閥驅動系 統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 氣體流量的控制通常是利用調(diào)節(jié)比例閥兩端的電壓值來控制輸出的氣體流量，但 是一般情況下，比例閥的驅動電流較大，于是電源電壓穩(wěn)定性變差，因而比例閥兩端的電壓 受電源電壓的波動影響較大，最終輸出氣體流量的精度受到供電電源穩(wěn)定性的限制。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，為了提高輸出氣體流量的精度，提 供一種氣體流量的比例閥可控電流源驅動系統(tǒng)。
[0004] 為達到上述實用新型目的，提供一種氣體流量的比例閥可控電流源驅動系統(tǒng)，包 括四級電路結構，
[0005] 第一級為模擬信號電路，主控器化通過第一連接器Ji連接數(shù)模轉換器化產(chǎn)生模擬 控制信號；
[0006] 第二級為恒流源電路，采用負反饋放大電路產(chǎn)生恒流源，第一級輸出的模擬信號 輸送到第二級電路輸出數(shù)控恒流源；
[0007] 第=級為輸出電路，包括比例閥化，第二級輸出的恒定電流驅動比例閥輸出固定 氣體流量；
[000引第四級為氣體流量采集電路，由流量傳感器化和模數(shù)轉換器化組成，采集第=級比 例閥實際輸出的氣體的流量，并將采集到的流量信號反饋給主控器化，主控器U4將實際輸出 流量與預設流量進行比較，進而調(diào)整數(shù)字信號值輸出來調(diào)整恒流源值。
[0009] 優(yōu)選的，所述的第一級中，主控器化WSPI接口形式通過第一連接器Ji和數(shù)模轉換 器化輸出模擬信號到第二級；
[0010] 所述的第二級中，由第一集成運算放大器化A、場效應功率管化及第一電阻Ri、第二 電阻1?2、第；電阻R3、第四電阻R4、第九電容C9、第十二電容Cl2和第十S電容Cl3組成，其中第 一電阻Ri、第二電阻化、第=電阻R3及場效應管化組成負反饋支路；
[OOW 所述的第立級中，第S連接器J癌接比例閥化，場效應功率管Qi輸出恒定電流驅動 比例閥輸出固定氣體流量；
[0012]所述的第四級中，第四連接器J4連接流量傳感器化，流量傳感器Us輸出信號經(jīng)模數(shù) 轉換器化WSPI接口形式通過第一連接器Jl饋送到主控器U4。
[001引優(yōu)選的，所述的數(shù)模轉換器Ui為12位數(shù)模轉換器。
[0014] 優(yōu)選的，所述的模數(shù)轉換器化為12位模數(shù)轉換器。
[0015] 本實用新型的氣體流量的比例閥可控電流源驅動系統(tǒng)，采用數(shù)字信號控制產(chǎn)生精 密電流源來驅動比例閥輸出氣體固定流量值。第一級輸入端采用12位數(shù)模轉換器產(chǎn)生模擬 控制信號，第二級采用集成運算放大器和場效應功率管為主要元件組成的負反饋放大器產(chǎn) 生恒流源，第=級采用恒流源驅動比例閥輸出固定氣體流量，第四級采用流量傳感器和12 位模數(shù)轉換器組成的氣體流量采集電路，采集比例閥輸出氣體的實際流量值并饋送到主控 器，主控器將氣體流量的實際值與設定值進行比較，經(jīng)PID數(shù)字算法及時調(diào)整數(shù)字信號值， 進而調(diào)整恒流源值，最終使氣體流量實際值與氣體流量設定值相同。
[0016] 所述比例閥驅動電路采用數(shù)控恒流源結構。
[0017] 如果儀器設備中含有多路氣體流量控制，其每路氣體流量控制部分均采用類似比 例閥可控電流源驅動系統(tǒng)。
[0018] 本實用新型的有益效果是通過負反饋形成精密恒流源驅動比例閥輸出固定的氣 體流量，再經(jīng)氣體流量采集電路將采集到的氣體實際流量值饋送到主控器，主控器把流量 實際值與設定值進行比較，經(jīng)PID數(shù)字算法及時調(diào)整數(shù)字輸出信號來穩(wěn)定輸出氣體流量，輸 出的氣體流量具有精度可調(diào)，調(diào)整速度快等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0019] 圖1為【背景技術】中傳統(tǒng)的氣體流量的比例閥電壓源驅動部分結構示意圖；
[0020] 圖2為一種氣體流量的比例閥可控電流源驅動系統(tǒng)結構示意圖；
[0021] 圖3為PID控制系統(tǒng)原理結構示意圖；
[0022] 圖4為氣體流量的比例閥可控電流源驅動系統(tǒng)的PCB線路板頂層結構示意圖；
【具體實施方式】
[0023] W下結合附圖和具體實施例，對本實用新型做進一步說明。
[0024] 根據(jù)圖2至圖4所示的氣體流量的比例閥可控電流源驅動系統(tǒng)，包括四級電路結 構，第一級為模擬信號電路，主控器化通過連接數(shù)模轉換器化產(chǎn)生模擬控制信號;第二級為 恒流源電路，采用負反饋放大電路產(chǎn)生恒流源，第一級輸出的模擬信號輸送到第二級電路 輸出數(shù)控恒流源;第立級為輸出電路，包括比例閥化，第二級輸出的恒流源驅動比例閥化輸 出固定氣體流量;第四級為氣體流量采集電路，由流量傳感器化和模數(shù)轉換器化組成，采集 第=級比例閥化實際輸出的氣體的流量，并將采集到的流量信號反饋給主控器山，主控器U4 將實際輸出流量與預設流量進行比較，進而調(diào)整數(shù)字輸出信號值來調(diào)整恒流源值。
[0025] 比例閥驅動電路采用數(shù)控恒流源結構，第一級采用12位數(shù)模轉換器化產(chǎn)生模擬控 制信號，第二級采用集成運算放大器和場效應功率管為主要元件組成的負反饋放大器產(chǎn)生 恒流源，第=級采用恒流源驅動比例閥化輸出固定氣體流量，第四級采用流量傳感器化和12 位模數(shù)轉換器化組成的氣體流量采集電路，采集比例閥輸出氣體的實際流量值并饋送到主 控器化，主控器U4將氣體流量的實際值與設定值進行比較，經(jīng)PID數(shù)字算法及時調(diào)整數(shù)字信 號值，進而調(diào)整恒流源值，最終使得氣體流量實際值與設定值相同。
[0026] 參見圖2,本部分為氣體流量的比例閥可控電流源驅動電路，電路原理分析如下：
[0027] 在第一級(輸入端），主控器U4WSPI接口形式通過第一連接器Ji和數(shù)模轉換器化輸 出模擬信號Uda送到恒流源電路。
[00%]下面分析一下如何實現(xiàn)恒流源：
[0029]在第二級，第一集成放大器化A、第一電阻Ri、第二電阻R2、第S電阻R3、第四電阻R4 及場效應管化(NMOS: 30N02)組成恒流源，第一電阻化、第二電阻R2、第S電阻R3及場效應管化 組成負反饋支路，W穩(wěn)定恒流源，恒流源電流IcDnstant = U