CN109209044A - 电磁锁驱动电路 - Google Patents

Abstract

一种电磁锁驱动电路，用于向电磁锁发出加锁脉冲或解锁脉冲，包括：延时单元，用于控制加锁脉冲的脉宽；通断单元，用于根据所述延时单元控制电磁锁的加锁回路的通断，以产生加锁脉冲；储能单元，用于提供解锁脉冲所需的能量；切换单元，当接收到加锁偏置信号时，使所述储能单元的进行充电；当加锁偏置信号消失时，使所述储能单元输出解锁脉冲。通过利用储能单元向电磁锁输出解锁脉冲，从而能避免在电磁锁驱动电路驱动电路中同时使用正负电源模块，有效简化电磁锁驱动电路；另外，在加锁偏置信号消失，或电源断电后，利用储能单元的能量向电磁锁输出解锁脉冲，能避免因电源断电导致充电枪电磁锁无法解锁的麻烦。

Description

电磁锁驱动电路

技术领域

本发明涉及电磁锁驱动技术，特别是涉及一种电磁锁驱动电路。

背景技术

随着新能源汽车及其配套充电设备的发展，充电设备安全性得到重视，其中充电过程中需给充电枪上锁，防止充电枪脱落造成危害。充电枪用锁的驱动方式分为脉冲供电和持续供电，考虑到充电桩户外运行工况(高温高湿，充电枪发热严重)及系统功耗，使用脉冲供电成为一种趋式。现有充电枪用锁的脉冲供电驱动方式是在系统增加正负电源模块，使用程序切换，或者做两种程序驱动不同类型脉冲供电电磁锁，这样造成了充电桩系统复杂和系统控制程序复杂，兼容性不好，而且在充电桩系统市电失电情况下，电磁锁得不到解锁信号，给用户用车带来极大不便利。

发明内容

基于此，有必要提供一种运行可靠的电磁锁驱动电路。

一种电磁锁驱动电路，用于向电磁锁发出加锁脉冲或解锁脉冲，包括：

延时单元，用于控制加锁脉冲的脉宽；

通断单元，用于根据所述延时单元控制电磁锁的加锁回路的通断，以产生加锁脉冲；

储能单元，用于提供解锁脉冲所需的能量；

切换单元，当接收到加锁偏置信号时，使所述储能单元的进行充电；当加锁偏置信号消失时，使所述储能单元输出解锁脉冲。

上述电磁锁驱动电路，通过利用储能单元向电磁锁输出解锁脉冲，从而能避免在电磁锁驱动电路驱动电路中同时使用正负电源模块，有效简化电磁锁驱动电路；另外，在加锁偏置信号消失，或电源断电后，利用储能单元的能量向电磁锁输出解锁脉冲，能避免因电源断电导致充电枪电磁锁无法解锁的麻烦。

在其中一个实施例中，设有第一接收端、第二接收端、第一触发端及第二触发端；所述电磁锁驱动电路通过第一接收端及第二接收端接收加锁偏置信号；所述电磁锁驱动电路通过第一触发端及第二触发端输出加锁脉冲或解锁脉冲。

在其中一个实施例中，所述延时单元连接至所述第一接收端及所述第二接收端，所述延时单元包括电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、及比较器U1；所述电阻R1连接所述第一接收端；所述电阻R1与所述比较器U1的反相输入端之间连接所述电阻R2；所述电阻R3及所述电阻R4串联在直流电源与地之间，所述电阻R3与所述电阻R4之间的节点连接所述比较器U1的同相输入端。

在其中一个实施例中，所述通断单元包括电阻R6、及开关管Q1，所述开关管Q1的控制端与所述延时单元之间连接电阻R6，所述开关管Q1的输入端连接所述第二触发端，所述开关管Q1的输出端接地。

在其中一个实施例中，所述通断单元还包括电阻R7及电容C2，所述电阻R7及所述电容C2并联在所述开关管Q1的控制端与输出端之间。

在其中一个实施例中，所述切换单元包括二极管D4、二极管D5、及继电器RLY1；所述继电器RLY1的第一常开端连接所述第一接收端，所述继电器RLY1的第二常开端接地；所述继电器RLY1的第一常闭端连接所述二极管D4的阳极，所述二极管D4的阴极连接所述第二触发端，所述继电器RLY1的第二常闭端连接所述第一触发端；所述继电器RLY1的第一公共端连接所述储能单元的正极，所述继电器RLY1的第二公共端连接所述储能单元的负极；所述第一接收端与地之间连接有所述继电器RLY1的线圈；所述二极管D5的阴极连接所述第一接收端，所述二极管D5的阳极接地。

在其中一个实施例中，还包括连接在所述第一接收端与所述继电器RLY1第一公共端之间的缓冲单元，所述缓冲单元对储能单元的输入电流进行限制。

在其中一个实施例中，所述缓冲单元包括二极管D6及电阻R8；所述二极管D6的阳极连接所述第一接收端，所述二极管D6的阴极与所述继电器RLY1第一公共端之间连接所述电阻R8。

在其中一个实施例中，还包括调节单元，所述调节单元设置在所述第一接收端与所述延时单元之间，所述调节单元对加锁偏置信号的波动进行过滤。

在其中一个实施例中，所述调节单元包括瞬态电压抑制器D7、及电容C4，所述瞬态电压抑制器D7及所述电容C4并联在所述第一接收端与所述第二接收端之间。

附图说明

图1为本发明的一较佳实施例的电磁锁驱动电路的结构图；

图2为图1所示的电磁锁驱动电路的具体电路图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1及图2，为本发明一较佳实施方式的电磁锁驱动电路100，用于向电磁锁发出加锁脉冲或解锁脉冲。该电磁锁驱动电路100包括

延时单元20，用于控制加锁脉冲的脉宽；

通断单元30，用于根据延时单元20控制电磁锁的加锁回路的通断，以产生加锁脉冲；

储能单元40，用于提供解锁脉冲所需的能量；

切换单元50，当接收到加锁偏置信号时，使储能单元40的进行充电；当加锁偏置信号消失时，使储能单元40输出解锁脉冲。

通过利用储能单元40向电磁锁输出解锁脉冲，从而能避免在电磁锁驱动电路100驱动电路中同时使用正负电源模块，有效简化电磁锁驱动电路100；另外，在加锁偏置信号消失，或电源断电后，利用储能单元40的能量向电磁锁输出解锁脉冲，能避免因电源断电导致充电枪电磁锁无法解锁的麻烦。

在其中一个实施方式中，电磁锁驱动电路100设有第一接收端In1、第二接收端In2、第一触发端T1及第二触发端T2；电磁锁驱动电路100通过第一接收端In1及第二接收端In2接收加锁偏置信号；电磁锁驱动电路100通过第一触发端T1及第二触发端T2向电磁锁输出加锁脉冲或解锁脉冲；具体地，在本实施方式中，为实现电磁锁的加锁回路，第一触发端T1通过二极管D0连接正直流电源，在其他实施方式中，还可以是第二触发端T2连接负直流电源；可选地，加锁偏置信号的来源同时作为电磁锁驱动电路100的直流电源。

在其中一个实施方式中，为实现对加锁脉冲的脉宽的控制，延时单元20连接至第一接收端In1及第二接收端In2，延时单元20包括电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、及比较器U1；电阻R1连接第一接收端In1；电阻R1与比较器U1的反相输入端之间连接电阻R2；电阻R3及电阻R4串联在直流电源与地之间，电阻R3与电阻R4之间的节点连接比较器U1的同相输入端。

通过电阻R3及电阻R4的分压作用，比较器的同相输入端输入第一参考电压；当接收到加锁偏置信号时，电容C1通过电阻R1获取电流，进行充电，比较器U1的反向输入端的电压随电容C1的充电而变化，在本实施方式中，当比较器U1的的反相输入端的电压低于第一参考电压时，比较器U1输出脉冲激活信号，使通断单元30导通，令电磁锁与正直流电源的所在回路接通，当比较器U1的反相输入端的电压上升至高于第一参考电压时，比较器U1停止输出脉冲激活信号，使通断单元30截止，令对电磁锁的加锁脉冲输出结束；通过选择匹配电容C1的容量或电阻R1的阻值，可调整比较器U1的反相输入端的电压上升时间，从而可控制加锁脉冲的脉宽。

优选地，电容C1为电解电容；在本实施方式中，电磁锁驱动电路100在接收到低电平时输出解锁脉冲，由于R3的一端为获得分压而连接第一接收端In1，为在输出解锁脉冲时，对电容C1上的电压进行释放，以免影响下次的加锁脉冲的脉宽，延时单元20还包括二极管D1，二极管D1的阳极连接电阻R1与电阻R2之间的节点，二极管D1的阴极连接R3的一端；当电第一接收端In1接入低电平时时，二极管D1导通，对电容C1的电荷进行释放，从而避免因电容C1的剩余电压对以后加锁脉冲造成影响。

为避免干扰，确保在比较器U1的的反相输入端的电压上升至高于第一参考电压时，比较器U1停止输出脉冲激活信号，比较器U1停止输出脉冲激活信号，延时单元20还包括二极管D2，二极管D2的阴极连接比较器U1的输出端，二极管D2的阳极连接比较器U1的同相输入端，当比较器U1的输出端输出低电平时，比较器U1的同相输入端被钳位在低电平，从而确保比较器U1停止输出脉冲激活信号；进一步地，为避免电容C1的电压无法响应加锁偏置信号的变化，导致加锁脉冲的输出失败，延时单元20还包括电阻R5，电阻R5与电容C1并联，从而在加锁偏置信号消失后，能对电容C1两端的电压进行释放；进一步地，电阻R5与电阻R1起到对第一接收端In1的输入电压起到分压作用，从而控制比较器U1的共模输入电压，对比较器U1的反相输入端起到保护作用。

在其中一个实施方式中，为实现电磁锁与正直流电源的所在回路接通，通断单元30包括电阻R6、及开关管Q1，开关管Q1的控制端与延时单元20之间连接电阻R6，开关管Q1的输入端连接第二触发端T2，开关管Q1的输出端接地。

在其中一个实施方式中，为使开关管Q1在导通周期内稳定导通，以保证加锁脉冲的输出质量，通断单元30还包括电阻R7及电容C2，电阻R7及电容C2并联在开关管Q1的控制端与输出端之间；通过电容C2的滤波作用，从而能稳定开关管Q1的控制端电压，避免开关管Q1在导通周期内意外截止；在本实施方式中，开关管Q1为MOS管，在其他实施方式中，开关管Q1还可以是三极管。

在其中一个实施方式中，为实现储能单元40在充电充电状态与输出状态之间的切换，切换单元50包括二极管D4、二极管D5、及继电器RLY1；继电器RLY1的第一常开端连接第一接收端In1，继电器RLY1的第二常开端接地；继电器RLY1的第一常闭端连接二极管D4的阳极，二极管D4的阴极连接第二触发端T2，继电器RLY1的第二常闭端连接第一触发端T1；继电器RLY1的第一公共端连接储能单元40的正极，继电器RLY1的第二公共端连接储能单元40的负极；第一接收端In1与地之间连接有继电器RLY1的线圈；二极管D5的阴极连接第一接收端In1，二极管D5的阳极接地。

当输入加锁偏置信号，继电器RLY1的线圈通电，继电器RLY1的常开端与公共端接触，储能单元40连接至第一接收端In1及第二接收端In2，进行充电；当加锁偏置信号消失时，继电器RLY1的线圈失电，继电器RLY1的常闭端与公共端接触，储能单元40的正极连接至第二触发端T2，储能单元40的负极连接至第一触发端T1，储能单元40存储的能量向电磁锁发出解锁脉冲；具体地，储能单元40为电解电容C3，在其他实施方式中，也可以是其他储能器件或储能装置等。

在其中一个实施方式中，为避免对储能单元40进行充电时，充电电流瞬时峰值过大，造成储能单元40或切换单元50受损，电磁锁驱动电路100还包括连接在第一接收端In1与继电器RLY1第一公共端之间的缓冲单元60，缓冲单元60对储能单元40的输入电流进行限制。

在其中一个实施方式中，缓冲单元60包括二极管D6及电阻R8；二极管D6的阳极连接第一接收端In1，二极管D6的阴极与继电器RLY1第一公共端之间连接电阻R8；通过二极管D6能避免储能单元40通过第一接收端In1向外输出电源，防止电能倒流。

在其中一个实施方式中，为避免加锁偏置信号的波动影响，电磁锁驱动电路100还包括调节单元70，调节单元70设置在第一接收端In1与延时单元20之间，调节单元70对加锁偏置信号的波动进行过滤。

在其中一个实施方式中，调节单元70包括瞬态电压抑制器D7、及电容C4，瞬态电压抑制器D7及电容C4并联在第一接收端In1与第二接收端In2之间；具体地，电容C4对加锁偏置信号的波动进行过滤，当出现瞬时过大电压时，瞬态电压抑制器D7导通，避免延时单元20及切换单元50受到瞬时大电压的影响。

在本实施方式中，加锁偏置信号施加在第一接收端In1及第二接收端In2上时，第一接收端In1相对第二接收端In2为高电位，延时单元20识别到加锁偏置信号时，令通断单元30导通，到达预定时间后，若加锁偏置信号并未消失，则延时单元20令通断单元30截止，使电磁锁的加锁回路在短时间内导通，实现向电磁锁发出加锁脉冲，具体地，第一接收端In1及第二接收端In2之间的加锁偏置信号来源作为加锁回路的电压源；当接受到加锁偏置信号，在切换单元50的控制下，储能单元40同时从第一接收端In1及第二接收端In2获得充电电源；加锁偏置信号撤除，或驱动电源断电时，通断单元30截止，在切换单元50的控制下，储能单元40向电磁锁输出解锁脉冲。

本实施例中，通过利用储能单元向电磁锁输出解锁脉冲，从而能避免在电磁锁驱动电路驱动电路中同时使用正负电源模块，有效简化电磁锁驱动电路；另外，在加锁偏置信号消失，或电源断电后，利用储能单元的能量向电磁锁输出解锁脉冲，能避免因电源断电导致充电枪电磁锁无法解锁的麻烦。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电磁锁驱动电路，用于向电磁锁发出加锁脉冲或解锁脉冲，其特征在于，包括：

延时单元，用于控制加锁脉冲的脉宽；

通断单元，用于根据所述延时单元控制电磁锁的加锁回路的通断，以产生加锁脉冲；

储能单元，用于提供解锁脉冲所需的能量；

切换单元，当接收到加锁偏置信号时，使所述储能单元的进行充电；当加锁偏置信号消失时，使所述储能单元输出解锁脉冲。

2.根据权利要求1所述的电磁锁驱动电路，其特征在于，设有第一接收端、第二接收端、第一触发端及第二触发端；所述电磁锁驱动电路通过第一接收端及第二接收端接收加锁偏置信号；所述电磁锁驱动电路通过第一触发端及第二触发端输出加锁脉冲或解锁脉冲。

3.根据权利要求2所述的电磁锁驱动电路，其特征在于，所述延时单元连接至所述第一接收端及所述第二接收端，所述延时单元包括电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、及比较器U1；所述电阻R1连接所述第一接收端；所述电阻R1与所述比较器U1的反相输入端之间连接所述电阻R2；所述电阻R3及所述电阻R4串联在直流电源与地之间，所述电阻R3与所述电阻R4之间的节点连接所述比较器U1的同相输入端。

4.根据权利要求2所述的电磁锁驱动电路，其特征在于，所述通断单元包括电阻R6、及开关管Q1，所述开关管Q1的控制端与所述延时单元之间连接电阻R6，所述开关管Q1的输入端连接所述第二触发端，所述开关管Q1的输出端接地。

5.根据权利要求4所述的电磁锁驱动电路，其特征在于，所述通断单元还包括电阻R7及电容C2，所述电阻R7及所述电容C2并联在所述开关管Q1的控制端与输出端之间。

6.根据权利要求2所述的电磁锁驱动电路，其特征在于，所述切换单元包括二极管D4、二极管D5、及继电器RLY1；所述继电器RLY1的第一常开端连接所述第一接收端，所述继电器RLY1的第二常开端接地；所述继电器RLY1的第一常闭端连接所述二极管D4的阳极，所述二极管D4的阴极连接所述第二触发端，所述继电器RLY1的第二常闭端连接所述第一触发端；所述继电器RLY1的第一公共端连接所述储能单元的正极，所述继电器RLY1的第二公共端连接所述储能单元的负极；所述第一接收端与地之间连接有所述继电器RLY1的线圈；所述二极管D5的阴极连接所述第一接收端，所述二极管D5的阳极接地。

7.根据权利要求6所述的电磁锁驱动电路，其特征在于，还包括连接在所述第一接收端与所述继电器RLY1第一公共端之间的缓冲单元，所述缓冲单元对储能单元的输入电流进行限制。

8.根据权利要求7所述的电磁锁驱动电路，其特征在于，所述缓冲单元包括二极管D6及电阻R8；所述二极管D6的阳极连接所述第一接收端，所述二极管D6的阴极与所述继电器RLY1第一公共端之间连接所述电阻R8。

9.根据权利要求2所述的电磁锁驱动电路，其特征在于，还包括调节单元，所述调节单元设置在所述第一接收端与所述延时单元之间，所述调节单元对加锁偏置信号的波动进行过滤。

10.根据权利要求9所述的电磁锁驱动电路，其特征在于，所述调节单元包括瞬态电压抑制器D7、及电容C4，所述瞬态电压抑制器D7及所述电容C4并联在所述第一接收端与所述第二接收端之间。