CN112628452B - 一种快速电磁阀驱动装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种快速电磁阀驱动装置。所述装置包括：电源转换模块、可调电源模块、启动信号模块、可调定时器模块、开关模块、隔离输出模块。电源转换模块用于给装置提供工作电源，并给可调电源模块提供输入；电源转换模块、可调电源模块、开关模块以及隔离输出模块依次连接，可调定时器模块与开关模块连接，启动信号模块与可调定时器模块连接，隔离输出模块输出电磁阀驱动信号。通过调节可调电源模块的电压值和可调定时器模块的定时宽度，可适应不同型号快速电磁阀的驱动要求；通过调节可调电源的电压值和可调定时器的定时宽度将电压值和电磁阀的吸合时间调整到最优状态，大幅度降低了电能消耗，解决了电磁阀发热问题。

Description

一种快速电磁阀驱动装置

技术领域

本申请涉及电磁阀技术领域，特别是涉及一种快速电磁阀驱动装置。

背景技术

快速电磁阀在液体火箭发动机系统中广泛应用，快速电磁阀可作为发动机气路控制系统中的开关，用于操纵控制气的通断，从而实现被控阀门的打开或关闭；也可在发动机吹除系统用于打开或关闭吹除气体，实现对发动机系统的吹除或隔离；还可用于姿轨控火箭发动机，实现姿轨控发动机的快速响应，提高航天飞行器飞行过程调姿、变轨的准确性和机动性。

快速电磁阀主要由固定铁芯、衔铁、线圈、弹簧等零件组成。通电时，线圈产生电磁力，带动衔铁克服弹簧反作用力运动，阀门打开；断电时，线圈电磁力消失，弹簧推动衔铁返回原位置，阀门关闭。

快速电磁阀的开启和关闭速度与驱动电路具有密切关系。为使电磁阀电磁阀具有快速响应开启和关断的能力，已经积累了大量的研究成果，如脉宽调制式驱动电路、可调电阻式驱动电路以及双电压式驱动电路。但是这些驱动电路是针对某一型号的电磁阀的驱动电路，不能适应不同型号快速电磁阀的驱动要求。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够适应不同型号快速电磁阀的驱动要求的快速电磁阀驱动装置。

一种快速电磁阀驱动装置，所述装置包括：电源转换模块、可调电源模块、启动信号模块、可调定时器模块、开关模块、隔离输出模块；所述电源转换模块用于给所述装置提供工作电源，并用于给所述可调电源模块提供输入；所述电源转换模块、所述可调电源模块、所述开关模块以及所述隔离输出模块依次连接，所述可调定时器模块与所述开关模块连接，所述启动信号模块与所述可调定时器模块连接，所述隔离输出模块输出电磁阀驱动信号。

所述开关模块闭合时所述可调电源模块的输出信号输入到所述隔离输出模块，所述开关模块打开时所述可调电源模块输出信号不能输入到所述隔离输出模块。

所述可调电源模块用于调节吸合电压值和保持电压值。

所述可调定时器模块用于控制调节所述吸合电压持续的时间宽度和保持电压持续的时间宽度；所述保持电压持续时间宽度大于吸合电压持续的时间宽度。

进一步，还包括：所述电源转换模块包括电源接入端子和12V稳压降压模块。

所述电源接入端子与12V稳压降压模块的输入端连接，12V稳压降压模块输出端提供所述工作电源；所述电源接入端子与所述可调电源模块连接，用于给所述可调电源模块提供电源。

进一步，还包括：所述可调电源模块包括第一可调电源和第二可调电源，所述第一可调电源的输入端和所述第二可调电源的输入端均与所述电源接入端子连接，所述第一可调电源的输出端和所述第二可调电源的输出端与均所述开关模块连接。

所述第一可调电源用于调节吸合电压值。

所述第二可调电源用于调节保持电压值。

进一步，还包括：所述第一可调电源输入为27V直流电压，所述第一可调电源输出为电压27-90V电流6A的开关电源。

所述第二可调电源输入为27V直流电压，所述第二可调电源输出为电压2-27V电流3A的开关电源。

进一步，还包括：所述可调定时器模块包括第一可调定时器和第二可调定时器，所述第一可调定时器的触发端和所述第二可调定时器的触发端均与所述启动信号模块连接，所述第一可调定时器的输出端与所述第二可调定时器的输出端均与所述开关模块连接。

所述第一可调定时器用于控制调节所述吸合电压持续的时间宽度。

所述第二可调定时器用于控制调节所述保持电压持续的时间宽度。

第一可调定时器和所述第二可调定时器是由定时器芯片组成单稳态延时电路。

所述第一可调定时器和所述第二可调定时器具有相同的定时器电路结构。

进一步，还包括：所述定时器电路结构包括：555定时器芯片、二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、可调电阻、第一电容、第二电容以及第三电容。

所述二极管的阴极连接所述启动信号模块，所述第一电阻、所述第二电阻和所述第一电容首尾相连，所述二极管的阳极与所述第一电阻与所述第一电容的连接点相连，所述第二电阻与所述第一电容的连接点与所述555定时器芯片的2引脚连接，所述第一电阻与所述第二电阻的连接点与所述工作电源正极连接，所述可调电阻的一个固定端与滑动端连接后与所述工作电源正极连接，所述可调电阻的另一个固定端、所述第三电阻以及所述第二电容串联，第二电容的另一端接地，所述第三电阻与所述第二电容的连接点与所述555定时器芯片的6引脚和7引脚连接，所述555定时器芯片的5引脚通过所述第三电容后接地，所述555定时器芯片的4引脚和8引脚接所述工作电源正极，所述555定时器芯片的1引脚接地，所述555定时器芯片的3引脚经过所述第四电阻后与所述开关模块连接。

进一步，还包括：所述第一可调定时器的定时宽度调节范围为1至15ms。

所述第二可调定时器的定时调整范围为10至60ms。

进一步，还包括：所述开关模块包括第一开关模块和第二开关模块，所述第一开关模块的输入端与第一可调电源的输出端连接，所述第一开关模块的控制端与所述第一可调定时器的输出端连接，所述第二开关模块的输入端与第二可调电源的输出端连接，所述第二开关模块的控制端与所述第二可调定时器的输出端连接，所述第一开关模块的输出端和所述第二开关的输出端均与所述隔离模块连接。

所述第一开关模块与所述第二开关模块的电路是相同的开关电路。

所述开关电路包括：光电耦合器、电源隔离模块、场效应管、第五电阻以及第六电阻；所述光电耦合器的阳极输入端与所述第一可调定时器连接，所述光电耦合器的阴极输入端接地，所述光电耦合器的光敏三极管的集电极与第五电阻串联的连接点与所述场效应管的基极连接，第五电阻的另一端与电源隔离模块的负极连接；所述光电耦合器的光敏三极管的射极与所述第六电阻串联的连接点与所述电源隔离模块的正极连接，所述第六电阻的另一端与所述场效应管的射极连接的连接点与所述第一可调电源的输出端连接，所述场效应管的集电极与所述离输出模块的输入端连接；所述电源隔离模块的输入端连接27V直流电源。

进一步，还包括：所述隔离输出模块包括第一隔离二极管和第二隔离二极管，所述第一隔离二极管的阳极与所述第一开关模块的场效应管的集电极连接，所述第二隔离二极管的阳极与所述第二开关模块的场效应管的集电极连接，所述第一隔离二极管的阴极和所述第二隔离二极管的阴极连接，输出所述电磁阀驱动信号。

所述第一隔离二极管和所述第二隔离二极管型号均为10A10。

进一步，还包括：所述装置还包括反峰吸收模块，所述反峰吸收模块包括：第七电阻和第四电容，所述第七电阻与所述第四电容串联，所述第四电容的另一端接地，所述第七电阻的另一端与所述第一隔离二极管的阴极和所述第二隔离二极管的阴极连接的连接点连接。

所述反峰吸收模块第七电阻的另一端作为输出端，所述输出端所述电磁阀驱动信号。

上述快速电磁阀驱动装置，包括电源转换模块、可调电源模块、启动信号模块、可调定时器模块、开关模块、隔离输出模块。电源转换模块用于给装置提供工作电源，并用于给可调电源模块提供输入；电源转换模块、可调电源模块、开关模块以及隔离输出模块依次连接，可调定时器模块与开关模块连接，启动信号模块与可调定时器模块连接，隔离输出模块输出电磁阀驱动信号；可调电源模块用于调节吸合电压值和保持电压值；可调定时器模块用于控制调节吸合电压持续的时间宽度和保持电压持续的时间宽度；保持电压持续时间宽度大于吸合电压持续的时间宽度。通过调节可调电源模块的电压值和可调定时器模块的定时宽度，可适应不同型号快速电磁阀的驱动要求；通过调节可调电源的电压值和可调定时器的定时宽度将电压值和电磁阀的吸合时间调整到最优状态，大幅度降低了电能消耗，解决了电磁阀发热问题。

附图说明

图1为一个实施例中快速电磁阀驱动装置结构图；

图2为另一个实施例中可调定时器电路示意图；

图3为另一个实施例中开关电路示意图；

图4为另一个实施例中快速电磁阀驱动装置示意图；

图5为另一个实施例中快速电磁阀驱动装置连接负载电阻的输出特性曲线；

图6为另一个实施例中快速电磁阀驱动装置连接电磁阀的输出特性曲线。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

另外，在发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种快速电磁阀驱动装置，包括：电源转换模块100、可调电源模块102、启动信号模块104、可调定时器模块106、开关模块108、隔离输出模块110；电源转换模块100用于给装置提供工作电源，并用于给可调电源模块102提供输入；电源转换模块100、可调电源模块102、开关模块108以及隔离输出模块110依次连接，可调定时器模块106与开关模块108连接，启动信号模块104与可调定时器模块106连接，隔离输出模块110输出电磁阀驱动信号。

开关模块108闭合时可调电源模块102的输出信号输入到隔离输出模块110，开关模块108打开时可调电源模块102输出信号不能输入到所述隔离输出模块110。

可调电源模块102用于调节吸合电压值和保持电压值。

可调定时器模块106用于控制调节吸合电压持续的时间宽度和保持电压持续的时间宽度；保持电压持续时间宽度大于吸合电压持续时间宽度。

启动信号模块104可以是内部启动信号，也可以是经过整形处理的外部启动信号，启动信号模块的频率为10-200Hz。

上述快速电磁阀驱动装置，包括：电源转换模块、可调电源模块、启动信号模块、可调定时器模块、开关模块、隔离输出模块。电源转换模块用于给装置提供工作电源，并用于给可调电源模块提供输入；电源转换模块、可调电源模块、开关模块以及隔离输出模块依次连接，可调定时器模块与开关模块连接，启动信号模块与可调定时器模块连接，隔离输出模块输出电磁阀驱动信号；可调电源模块用于调节吸合电压值和保持电压值；可调定时器模块用于控制调节吸合电压持续的时间宽度和保持电压持续的时间宽度；保持电压持续时间宽度大于吸合电压持续的时间宽度。通过调节可调电源模块的电压值和可调定时器模块的定时宽度，可适应不同型号快速电磁阀的驱动要求；通过调节可调电源的电压值和可调定时器的定时宽度将电压值和电磁阀的吸合时间调整到最优状态，大幅度降低了电能消耗，解决了电磁阀发热问题。

作为优选，电源转换模块包括电源接入端子和12V稳压降压模块。

电源接入端子与12V稳压降压模块的输入端连接，12V稳压降压模块输出端提供工作电源；电源接入端子与可调电源模块连接，用于给可调电源模块提供电源。

在其中一个实施例中，电源接入端子用于接入外部电源，给可调电源模块提供输入电源，同时给12V降压模块提供输入电源。

12V降压稳压模块用于将外部输入的高于12V的电压调整到12V，给装置提供工作电源。

12V降压稳压模块包括150Ω/1.5W限流电阻、12V输出的稳压管二极管和滤波电容；限流电阻一端与电源接入端子的正极连接，限流电阻另一端与稳压管二极管的阴极连接，稳压管二极管阳极接地，滤波电容并接在稳压管二极管两端，稳压二极管的阴极为12V输出端，用于给装置提供12V工作电源。

作为优选，可调电源模块包括第一可调电源和第二可调电源，第一可调电源的输入端和第二可调电源的输入端均与电源接入端子连接，第一可调电源的输出端和第二可调电源的输出端均与开关门模块连接。

第一可调电源用于调节吸合电压值。

第二可调电源用于调节保持电压值。

在其中一个实施例中，第一可调电源用于提供电磁阀吸合时需要的高电压高电流电源，当第一开关模块闭合时电路导通，第一可调电源的电压通过隔离输出模块施加到电磁阀线圈上，电磁阀吸合。可以通过调节第一可调电源到适当的电压值，可以使电磁阀吸合的动态特性达到最佳状态，减少电磁阀吸合时大电压大电流引起的电磁阀发热量。

第二可调电源用于提供电磁阀吸合后保持阶段的保持电压，当第二开关模块闭合时电路导通，第二可调电源的电压通过隔离输出模块施加到电磁阀线圈上，电磁阀保持吸合状态。可以通过调节第二可调电源到适当的电压值，可以使电磁阀吸合后维持吸合状态最节能。

作为优选，第一可调电源输入为27V直流电压，第一可调电源输出为电压27-90V电流6A的开关电源。

第二可调电源输入为27V直流电压，第二可调电源输出为电压2-27V电流3A的开关电源；

在其中一个实施例中，第一可调电源型号为600W升压模块，技术参数为输入27V直流电压，输出为电压27V-90电流6A。

第二可调电源型号为Y-80W降压模块，技术参数为输入27V直流电压，输出为电压1-27电流3A。

作为优选，可调定时器模块包括第一可调定时器和第二可调定时器，第一可调定时器的触发端和第二可调定时器的触发端均与启动信号模块连接，第一可调定时器的输出端和第二可调定时器的输出端均与开关模块连接。

第一可调定时器用于控制调节吸合电压持续的时间宽度。

第二可调定时器用于控制调节保持电压持续的时间宽度。

第一可调定时器和第二可调定时器是由定时器芯片组成单稳态延时电路。

第一可调定时器和第二可调定时器具有相同的定时器电路结构。

在其中一个实施例中，可调定时器模块包括两个可调定时器：第一可调定时器和第二可调定时器。第一可调定时器和第二可调定时器采用相同的电路结构，电路结构是由定时器芯片组成的单稳态延时电路，只需通过调整内部电路元器件的参数就可获得实际中需要的第一可调定时器的定时宽度和第二可调定时器的定时宽度。

第一可调定时器与第一开关模块的控制端，当第一可调定时器启动时第一开关模块开启，第一可调电源的电压信号通过隔离输出模块输出后施加到电磁阀线圈上，电磁阀吸合，当第一可调定时器的定时时间到，第一可调定时器定时时间到，第一开关模块关闭。调整第一可调定时器的定时宽度可以控制第一开关模块的通断时序，即可达到控制电磁阀吸合电压持续的时间宽度的目的。

第二可调定时器与第二开关模块的控制端，当第二可调定时器启动时第二开关模块开启，第二可调电源的电压信号通过隔离输出模块输出后施加到电磁阀线圈上，电磁阀吸合，当第二可调定时器的定时时间到，第二可调定时器定时时间到，第二开关模块关闭。调整第二可调定时器的定时宽度可以控制第二开关模块的通断时序，即可达到控制电磁阀吸合后保持电压持续的时间宽度的目的。

作为优选，定时器电路结构包括：555定时器芯片IC1、二极管TD1、第一电阻TR1、第二电阻TR2、第三电阻TR3、第四电阻TR4、可调电阻TW1、第一电容TC1、第二电容TC2以及第三电容TC3。

二极管TD1的阴极连接启动信号模块，第一电阻、第二电阻TR2和第一电容TC1首尾相连，二极管TD1的阳极与第一电阻TR1与第一电容TC1的连接点相连，第二电阻TR2与第一电容TC1的连接点与555定时器芯片IC1的2引脚连接，第一电阻TR1与第二电阻TR2的连接点与工作电源正极连接，可调电阻TW1的一个固定端与滑动端连接后工作电源正极连接，可调电阻TW1的另一个固定端、第三电阻TR3以及第二电容TC2串联，第二电容TC2的另一端接地，第三电阻TR3与第二电容TC2的连接点与555定时器芯片IC1的6引脚和7引脚连接，555定时器芯片IC1的5引脚通过第三电容TC3后接地，555定时器芯片IC1的4引脚和8引脚接工作电源正极，555定时器芯片IC1的1引脚接地，555定时器芯片IC1的3引脚经过第四电阻TR4后与第一开关模块连接。

在其中一个实施例中，如图2所示，第一可调定时器和第二可调定时器的电路结构有实际电路模块555定时器芯片组成单稳态延时电路。

定时器电路结构中555定时器芯片IC1选用NE555芯片，NE555的工作温度范围为0-70℃，军用级的SE555的工作温度范围为-55到+125℃。封装是形式是DIP8，各引脚的定义为：1引脚为接地端，2引脚为触发极，3引脚为输出口，4引脚为复位端，5引脚为阈值控制端，6引脚为阈值端，7引脚为放电端；8引脚为电源接口。

第一电阻TR1阻值为47KΩ、第二电阻TR2阻值为47KΩ、第四电阻TR4阻值为2KΩ、第一电容TC1为0.056F、第三电容TC3为0.01F。

555定时器芯片IC1的2引脚为触发极，当输入一个负脉冲是，经二极管TD1、第一电阻TR1、第二电阻TR2以及第一电容TC1组成的微分电路，输出一个尖波值555定时器芯片IC1的2引脚触发翻转电路翻转。555定时器芯片IC1的3引脚输出正脉冲，脉冲宽度由第二电容TC2、可调电阻TW1和第三电阻TR3组成，调节可调电阻TW1可得到不同宽度的正脉冲。

作为优选，第一可调定时器的定时宽度调节范围为1至15ms。

第二可调定时器的定时调整范围为10至60ms。

在其中一个实施例中，第一可调定时器的定时宽度调节范围为1至15ms。第二可调定时器的定时调整范围为10至60ms。

作为优选，开关模块包括第一开关模块和第二开关模块，第一开关模块的输入端与第一可调电源的输出端连接，第一开关模块的控制端与第一可调定时器的输出端连接，第二开关模块的输入端与第二可调电源的输出端连接，第二开关模块的控制端与第二可调定时器的输出端连接，第一开关模块的输出端和第二开关的输出端均与隔离输出模块连接。

第一开关模块与第二开关模块的电路是相同的开关电路。

开关电路包括：光电耦合器AG1、电源隔离模块CG1、场效应管BG1、第五电阻TR5以及第六电阻TR6；光电耦合器AG1的阳极输入端与第一可调定时器连接，光电耦合器AG1的阴极输入端接地，光电耦合器AG1的光敏三极管的集电极与第五电阻TR5串联的连接点与场效应管BG1的基极连接，第五电阻TR5的另一端与电源隔离模块CG1的负极连接；光电耦合器AG1的光敏三极管的射极与第六电阻TR6串联的连接点与电源隔离模块CG1的正极连接，第六电阻的另一端与场效应管BG1射极连接的连接点与第一可调电源的输出端连接，场效应管BG1的集电极与隔离输出模块的输入端连接；电源隔离模块CG1的输入端连接27V直流电源。

在其中一个实施例中，如图3所示，光电耦合器AG1型号为6N35；电源隔离模块CG1的型号为B2412S，其技术参数输入为27V直流，输出为12V直流；场效应管BG1的型号为TRF9640，其技术参数为耐压200V，电流11A；第五电阻TR5和第六电阻TR6的阻值均为47KΩ。

在第一可调定时器模块中555定时器芯片IC1的3引脚输出正脉冲时，第一可调电源的输出经第四电阻TR4限流送至光电耦合器AG1，使光电耦合器AG1通，电源隔离模块CG1的负电压加至场效应管BG1的栅极，使场效应管BG1导通，第一可调电源输出的电压经场效应管BG1和隔离输出模块向电磁阀供电，电磁阀吸合。

在第二可调定时器模块中555定时器芯片的3引脚输出正脉冲时，第二可调电源的输出经过限流电阻限流后送至光电耦合器，使光电耦合器通，电源隔离模块的负电压加至场效应管的栅极，使场效应管导通，第一可调电源输出的电压经场效应管和隔离输出模块向电磁阀供电，电磁阀保持吸合状态。

作为优选，隔离输出模块包括第一隔离二极管D1和第二隔离二极管D2，第一隔离二极管D1的阳极与第一开关模块的场效应管的集电极连接，第二隔离二极管D2的阳极与第二开关模块的场效应管的集电极连接，第一隔离二极管D1的阴极和第二隔离二极管D2的阴极连接，输出电磁阀驱动信号。

第一隔离二极管D1和第二隔离二极管D2型号均为10A10。

在其中一个实施例中，第一隔离二极管D1和第二隔离二极管D2型号均为10A10，其技术参数为：最大电路10A、耐压1000V。

作为优选，装置还包括反峰吸收模块，反峰吸收模块包括：第七电阻TR7和第四电容TC4，第七电阻TR7与第四电容TC4串联，第四电容TC4的另一端接地，第七电阻TR7的另一端与第一隔离二极管D1的阴极和第二隔离二极管D2的阴极连接的连接点连接。

反峰吸收模块第七电阻TR7的另一端作为输出端，输出端电磁阀驱动信号。

在一个实施例中，第七电阻TR7阻值为500Ω，第四电容TC4的容值为0.33F。

第七电阻TR7和第四电容TC4组成反峰吸收，对于不同的电磁阀线圈，可以选择不同的第七电阻TR7的电阻值和第四电容TC4电容值，应该做到切断线圈后，能产生一定的反峰电路，消除铁芯的剩磁，使阀动作快，如果反峰电流过大，会延长阀芯动作。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种快速电磁阀驱动装置，该装置包括：电源转换模块400、第一可调电源402、第二可调电源404、启动信号模块406、第一开关模块408、第二开关模块410、第一可调定时器412、第二可调定时器414、第一可调输出模块416、第二可调输出模块418和反峰吸收模块420。

电源转换模块400用于给快速电磁阀装置提供工作电源，并为第一可调电源402和第二可调电源404提供输入电源。

启动信号模块406与第一可调定时器412和第二可调定时器414连接，用于开启第一可调定时器412和第二可调定时器414。

第一可调电源402、第一开关模块408、第一隔离输出模块416和反峰吸收模块420依次连接，第一可调定时器412与第一开关模块408控制端连接，第一可调定时器412用于控制第一开关模块408的通断时序。这一路实现了电磁阀吸合过程的控制，调整第一可调定时器412的定时宽度可以调整电磁阀吸合电压的持续时间，调整第一可调电源402的电压输出值就可以调整电磁阀吸合电压的值。

第二可调电源404、第二开关模块410、第二可调定时器414、第二可调输出模块418和反峰吸收模块420依次连接，第二可调定时器414与第二开关模块410控制端连接，第二可调定时器414用于控制第二开关模块410的通断时序。这一路实现了电磁阀吸合维持过程的控制，调整第二可调定时器414的定时宽度可以调整电磁阀吸合保持电压的持续时间，调整第二可调电源404的电压输出值就可以调整电磁阀吸合保持电压的值。

第一开关模块408和第二开关模块410采用相同的电路实现。

第一可调定时器412和第二可调定时器414采用相同的电路结构，调整电路中元件的参数获得不同的定时宽度。

第一可调输出模块416和第二可调输出模块418采用相同的电路实现。

快速电磁阀驱动装置的工作过程：当启动信号送一个正脉冲，分别触发第一可调定时器和第二可调定时器，是第一可调定时器和第二可调定时器分别输出一个不同宽度的正脉冲，触发第一开关模块和第二开关模块开通，第一可调电源为高压电压U1，第二可调电源为低压电源U2，高压电压U1输出电源经第一隔离输出模块D1加至电磁阀线圈上，因高压电压U1的输出电压大与低压电源U2的输出电压，第二隔离输出模块D2此时处于反向截止状态，低压电源U2的输出被隔离。由于第一可调定时器的定时宽度小于第二可调定时器的定时宽度，当第一可调定时器定时时间到，第一开关模块关断，高压电压U1被截止，低压电源U2的输出电压经第二隔离输出模块D2加在线圈上和第一隔离输出模块D1上，因第一隔离输出模块D1此时反向截止不通，线圈得到符合要求的电压。

根据不同电磁阀的参数，分别调节高压电压U1和低压电源U2的电压值，调节第一可调定时器和第二可调定时器的定时宽度，可得到该电磁阀的最佳工作状态。

在一个实施例中，提供的了快速电磁阀驱动系统，系统中包括：快速电磁阀驱动装置、电磁阀、电流传感器和示波器，快速电磁阀驱动装置的输出端与电磁阀连接电流传感器串接快速电磁阀驱动装置的隔离输出模块与快速电磁阀驱动装置的反峰吸收模块之间，电流传感器的另一端连接是示波器的第二通道，示波器第一通道与快速电磁阀驱动装置的隔离输出模块的输出端连接。

快速电磁阀驱动装置采用上述快速电磁阀驱动装置。示波器型号为DS2102E。

快速电磁阀驱动装置的电源接入端子连接外部输入电压为27±3V直流电压；快速电磁阀驱动装置的第一可调电源的参数为直流27-80V可调，输出电流6A，快速电磁阀驱动装置的第一可调电源提供电磁阀吸合是电压；快速电磁阀驱动装置的第二可调电源的参数为直流2-27V可调，输出电流3A，快速电磁阀驱动装置的第二可调电源提供电磁阀吸合后保持电压。

快速电磁阀驱动装置的第一可调定时器的定时宽度1-15ms可调，快速电磁阀驱动装置的第二可调定时器的定时宽度10-60ms可调。

如图5所示，给出了快速电磁阀驱动装置的输出端接15Ω电阻负载，经测试后的输出特性曲线。

如图6所示，给出了快速电磁阀驱动装置的输出端接电磁阀，电磁阀型号为B48Z0-00，经测试后的输出特性曲线。

根据波形显示，因电磁阀吸合期采用75V供电，约1.8ms完全吸合，吸合后采用5V电压维持吸合状态，经16ms后断开，电磁阀释放，完成一个周期。因维持吸合状态采用5V电压供电，大幅度降低了能量消耗，维持吸合时间越长，其消耗能量比原来越小。

以上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申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种快速电磁阀驱动装置，其特征在于，所述装置包括：电源转换模块、可调电源模块、启动信号模块、可调定时器模块、开关模块、隔离输出模块；所述电源转换模块用于给所述装置提供工作电源，并用于给所述可调电源模块提供输入；所述电源转换模块、所述可调电源模块、所述开关模块以及所述隔离输出模块依次连接，所述可调定时器模块与所述开关模块连接，所述启动信号模块与所述可调定时器模块连接，所述隔离输出模块输出电磁阀驱动信号；

所述开关模块闭合时所述可调电源模块的输出信号输入到所述隔离输出模块，所述开关模块打开时所述可调电源模块输出信号不能输入到所述隔离输出模块；

所述可调电源模块用于调节吸合电压的电压值和保持电压的电压值；

所述可调定时器模块用于控制调节所述吸合电压持续的时间宽度和保持电压持续的时间宽度；所述保持电压持续时间宽度大于吸合电压持续的时间宽度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电源转换模块包括电源接入端子和12V稳压降压模块；

所述电源接入端子与12V稳压降压模块的输入端连接，12V稳压降压模块输出端提供所述工作电源；所述电源接入端子与所述可调电源模块连接，用于给所述可调电源模块提供电源。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述可调电源模块包括第一可调电源和第二可调电源，所述第一可调电源的输入端和所述第二可调电源的输入端均与所述电源接入端子连接，所述第一可调电源的输出端和所述第二可调电源的输出端与均所述开关模块连接；

所述第一可调电源用于调节吸合电压的电压值；

所述第二可调电源用于调节保持电压的电压值。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一可调电源输入为27V直流电压，所述第一可调电源输出为电压27-90V电流6A的开关电源；

所述第二可调电源输入为27V直流电压，所述第二可调电源输出为电压2-27V电流3A的开关电源。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述可调定时器模块包括第一可调定时器和第二可调定时器，所述第一可调定时器的触发端和所述第二可调定时器的触发端均与所述启动信号模块连接，所述第一可调定时器的输出端和所述第二可调定时器的输出端均与所述开关模块连接；

所述第一可调定时器用于控制调节所述吸合电压持续的时间宽度；

所述第二可调定时器用于控制调节所述保持电压持续的时间宽度；

第一可调定时器和所述第二可调定时器是由定时器芯片组成单稳态延时电路；

所述第一可调定时器和所述第二可调定时器具有相同的定时器电路结构。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述定时器电路结构包括：555定时器芯片、二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、可调电阻、第一电容、第二电容以及第三电容；

所述二极管的阴极连接所述启动信号模块，所述第一电阻、所述第二电阻和所述第一电容首尾相连，所述二极管的阳极与所述第一电阻与所述第一电容的连接点相连，所述第二电阻与所述第一电容的连接点与所述555定时器芯片的2引脚连接，所述第一电阻与所述第二电阻的连接点与所述工作电源正极连接，所述可调电阻的一个固定端与滑动端连接后与所述工作电源正极连接，所述可调电阻的另一个固定端、所述第三电阻以及所述第二电容串联，第二电容的另一端接地，所述第三电阻与所述第二电容的连接点与所述555定时器芯片的6引脚和7引脚连接，所述555定时器芯片的5引脚通过所述第三电容后接地，所述555定时器芯片的4引脚和8引脚接所述工作电源正极，所述555定时器芯片的1引脚接地，所述555定时器芯片的3引脚经过所述第四电阻后与所述开关模块连接。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述第一可调定时器的定时宽度调节范围为1至15ms；

所述第二可调定时器的定时调整范围为10至60ms。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述开关模块包括第一开关模块和第二开关模块，所述第一开关模块的输入端与第一可调电源的输出端连接，所述第一开关模块的控制端与所述第一可调定时器的输出端连接，所述第二开关模块的输入端与第二可调电源的输出端连接，所述第二开关模块的控制端与所述第二可调定时器的输出端连接，所述第一开关模块的输出端和所述第二开关的输出端均与所述隔离输出模块连接；

所述第一开关模块与所述第二开关模块的电路是相同的开关电路；

所述开关电路包括：光电耦合器、电源隔离模块、场效应管、第五电阻以及第六电阻；所述光电耦合器的阳极输入端与所述第一可调定时器连接，所述光电耦合器的阴极输入端接地，所述光电耦合器的光敏三极管的集电极与第五电阻串联的连接点与所述场效应管的基极连接，第五电阻的另一端与电源隔离模块的负极连接；所述光电耦合器的光敏三极管的射极与所述第六电阻串联的连接点与所述电源隔离模块的正极连接，所述第六电阻的另一端与所述场效应管的射极连接的连接点与所述第一可调电源的输出端连接，所述场效应管的集电极与所述离输出模块的输入端连接；所述电源隔离模块的输入端连接27V直流电源。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述隔离输出模块包括第一隔离二极管和第二隔离二极管，所述第一隔离二极管的阳极与所述第一开关模块的场效应管的集电极连接，所述第二隔离二极管的阳极与所述第二开关模块的场效应管的集电极连接，所述第一隔离二极管的阴极和所述第二隔离二极管的阴极连接，输出所述电磁阀驱动信号；

所述第一隔离二极管和所述第二隔离二极管型号均为10A10。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括反峰吸收模块，所述反峰吸收模块包括：第七电阻和第四电容，所述第七电阻与所述第四电容串联，所述第四电容的另一端接地，所述第七电阻的另一端与所述第一隔离二极管的阴极和所述第二隔离二极管的阴极连接的连接点连接；

所述反峰吸收模块第七电阻的另一端作为输出端，所述输出端所述电磁阀驱动信号。

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