【工控24V气阀输出电路模块】

本文详细介绍了24V气阀输出电路模块的设计,包括控制原理、器件选择和电路计算。电路通过FPGA或CPU输出控制气阀的开关,利用光耦和MOS管实现隔离与驱动。文章讨论了MOS管的米勒平台效应,提出通过调整驱动电阻和泄放电阻来优化性能,确保低功耗和稳定工作。此外,还涉及了光耦推挽输出以提升开关速度和最大输出电流的计算。

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1 气阀输出电路模块

运动控制器的气阀控制,控制气缸中的气体吸入和排出。

2 气阀输出电路原理图

在这里插入图片描述
如上图所示,F_OUT为CPU端或FPGA端输出,P_OUT1为隔离后气阀输出电压。 当F_OUT1时,光耦导通,推挽输出的Q10导通,R2260为高电平,进而使得MOS管Q11导通,D26点亮状态,P_OUT1为低电平;当F_OUT1为高电平平时,Q15导通,R2260为低电平,MOS管Q11截止,D26熄灭状态,P_OUT1为+24V_OP;
由于整体输出是低压导通,且输出电流很小,因此选取MOS选择低压开启电压即可。
在这里插入图片描述
如上图所示,MOS管在放大区时,由于Id电流为恒定最大值,此时Vds也是有一定值,因此放大区有较大损耗,这个放大区也可以叫做米勒平台。为了减少功耗,需要降低米勒平台时间,一般低压管子驱动电阻建议10R-100R,一般采用100R即可。用33R或51R,平台时间90ns-300ns;具体要看VGS波形是否振动;
在这里插入图片描述
如上图所示,当DS突然导通时,VD右24V快速变成0V,此时Vd/Vt比较大,其会通过Cgd电容对Cgs充电,造成G极电压偏高,使得米勒平台出现杂波,造成MOS管误导通,R2483的作用就是增加另外一条泄放通道,实际上是降低Cgs的充电电流,以尽量降低其对G极电压的影响。本例中R2483=10K,如果测量发现G极波形较好,可以提高电阻值,以降低正常导通是,对

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