CN203215024U - 一种改进结构的电磁阀驱动电路 - Google Patents

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郑魏
廖中原
毕鹏
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Abstract

本实用新型公开一种改进结构的电磁阀驱动电路，包括过零检测回路(1)、主控芯片回路(2)和电磁阀驱动回路(3)，其特征在于：过零检测回路(1)的输入端接市电、其输出端连接主控芯片回路(2)的输入端，电磁阀驱动回路(3)的控制输入端接主控芯片回路(2)的输出端；主控芯片回路(2)通过检测过零检测回路(1)输出端电平的变化，输出控制信号控制电磁阀驱动回路(3)的双向可控硅导通角，使电磁阀线圈在高电压点启动、维持低电压导通。本实用新型由于电磁阀直接工作在市电下，无需AC-DC电路来降压控制电磁阀，采用交流电压过零点检测方式，在电磁阀工作前，单片机控制可控硅导通角在一个比较高的电压点导通，因此，可使电磁阀快捷有效吸合，具有减少电磁阀的误操作、电路结构简单、抗干扰性强和安全可靠的有益效果。

Description

一种改进结构的电磁阀驱动电路
技术领域
本实用新型涉及一种驱动电路，尤其涉及一种改进结构的电磁阀驱动电路。适用于市电直接驱动。属于电磁阀控制及驱动技术领域。 
背景技术
目前，随着电磁阀的性能不断完善，我们能够使用220V的高压直接驱动，与传统的使用24V的低压间接驱动相比，高压驱动电路具有响应迅速、使用方便、功耗低等优点，已广泛应用于工控设备，尤其是应用于燃油喷射系统来提高设备的灵敏度，使设备机械动作响应更快，以及调高燃油的使用效率。但是高压驱动电磁阀比起低压驱动电磁阀要复杂得多，若驱动不理想直接影响电磁阀的性能、寿命以及设备的机械动作，所以高压电磁阀驱动需要过零点检测电路及可控硅驱动电路进行电磁阀的控制。 
现有的电磁阀驱动电路的基本结构为：如图1所可示，电磁阀的一端接到220V通过整流滤波降压得到的24V电压上，另一端通过三极管接到单片机的驱动口上。该电路能够根据需求实现电磁阀的驱动，但该电路由于需要设置电源模块部分，存在如下缺点：(1)结构较复杂、功耗比较高、成本比较高。(2)电磁阀的维持电流比较大、发热量比较大、容易损坏电磁阀的线圈，使设备不能正常工作，维修难度较高。显然现有技术的这种电磁阀驱动电路不是理想的电磁阀驱动电路。 
实用新型内容
本实用新型的目的，在于为了解决现有技术电磁阀驱动电路结构较复杂、功耗比较高、成本比较高等问题，提供一种改进结构的电磁阀驱动电路，具有结构简单、功耗低、响应灵敏和易于维护的特点。 
本实用新型的目的可以通过以下技术方案达到： 
一种改进结构的电磁阀驱动电路，包括过零检测回路、主控芯片回路和电磁阀驱动回路，其结构特点在于：过零检测回路的输入端接市电、其输出端连接主控芯片回路的输入端，电磁阀驱动回路的控制输入端接主控芯片回路的输出端；主控芯片回路通过检测过零检测回路输出端电平的变化，输出控制信号控制电磁阀驱动回路的双向可控硅导通角，使电磁阀线圈在高电压点启动、维持低电压导通。 
本实用新型的目的还可以通过以下技术方案达到： 
本实用新型的一种技术改进方案是：所述过零检测回路可以由单向光藕U1、整流二极管D1、限流电阻R1和上拉电阻R2组成；单向光藕U1的阳极通过电阻R1接市电的火线ACL，单向光藕U1的阴极通过整流二极管D1接市电的零线ACN；单向光藕U1的一个输出端与主控芯片回路的输入端连接及通过上拉电阻R2连接3.3V电源。 
本实用新型的一种技术改进方案是：所述主控芯片回路可以由单片机芯片U3和使能电容C1组成；单片机芯片U3的第1号脚为主控芯片回路输入端，该输入端与过零检测回路的输出端连接并与上拉电阻R2的一端相连；单片机芯片U3的2～6脚悬空；单片机芯片U3的第7号脚通过使能电容C1接地；单片机芯片U3的第9号脚与电阻R2～R4的连接端连接并连接电源3.3V；单片机芯片U3的第10～17号脚悬空；单片机芯片U3的第18号脚与电磁阀驱动回路的输入端相连；单片机芯片U3的第19-20号脚悬空。 
本实用新型的一种技术改进方案是：所述电磁阀驱动回路可以由电磁阀M1、双向可控硅TR1、双向光耦U2、整流二极管D2～D5、续流二极管D6、上拉电阻R3和限流电阻R4-R5组成；双向光耦U2的阳极通过电阻R4连接电源3.3V，双向光耦U2的阴极连接主控芯片回路)的输出端及通过电阻R4连接电源3.3V；续流二极管D6跨接在电磁阀M1的两端；整流二极管D2～D5连接成桥式整流电路，桥式整流电路的输入端之一连接市电的火线ACL、其输出端连接电磁阀M1的两端，桥式整流电路的输入端之二连接双向光耦U2的输出端，双向光耦U2的输出端连接双向可控硅TR1的输出端；双向光耦U2的控制输出端通过限流电阻R5连接双向可控硅TR1的门极。 
本实用新型的有益效果： 
1.本实用新型由于电磁阀直接工作在市电下，无需AC-DC电路来降压控制电磁阀，采用交流电压过零点检测方式，在电磁阀工作前，单片机控制可控硅导通角在一个比较高的电压点导通，因此，可使电磁阀快捷有效吸合，具有减少电磁阀的误操作、电路结构简单、抗干扰性强和安全可靠的有益效果。 
2.本实用新型由于在电磁阀吸合工作后，每次检测到过零点后，单片机控制可控硅导通角在一个相对较低的电压导通，使电磁阀吸合的维持电流尽量降到最低，因此，可减少电磁阀的发热量，具有延长电磁阀工作寿命、电路更加节能、环保的有益效果，具有广阔的应用前景。 
附图说明
图1为现有技术中低压驱动电磁阀电路原理图。 
图2为本实用新型具体实施例电路原理图。 
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述： 
具体实施例1： 
参照图2，本实施例包括过零检测回路1、主控芯片回路2和电磁阀驱动回路3，过零检测回路1的输入端接市电、其输出端连接主控芯片回路2的输入端，电磁阀驱动回路3的控制输入端接主控芯片回路2的输出端；主控芯片回路2通过检测过零检测回路1输出端电平的变化，输出控制信号控制电磁阀驱动回路3的双向可控硅导通角，使电磁阀线圈在高电压点启动、维持低电压导通。 
本实施例中： 
过零检测回路1由单向光藕U1、整流二极管D1、限流电阻R1和上拉电阻R2组成；单向光藕U1的阳极通过电阻R1接市电的火线ACL，单向光藕U1的阴极通过整流二极管D1接市电的零线ACN；单向光藕U1的一个输出端与主控芯片回路2的输入端连接及通过上拉电阻R2连接3.3V电源。 
主控芯片回路2由单片机芯片U3和使能电容C1组成；单片机芯片U3的第1号脚为主控芯片回路2输入端，该输入端与过零检测回路1的输出端连接并与上拉电阻R2的一端相连；单片机芯片U3的2～6脚悬空；单片机芯片U3的第7号脚通过使能电容C1接地；单片机芯片U3的第9号脚与电阻R2～R4的连接端连接并连接电源3.3V；单片机芯片U3的第10～17号脚悬空；单片机芯片U3的第18号脚与电磁阀驱动回路3的输入端相连；单片机芯片U3的第19-20号脚悬空。 
所述电磁阀驱动回路3由电磁阀M1、双向可控硅TR1、双向光耦U2、整流二极管D2～D5、续流二极管D6、上拉电阻R3和限流电阻R4-R5组成；双向光耦U2的阳极通过电阻R4连接电源3.3V，双向光耦U2的阴极连接主控芯片回路2的输出端及通过电阻R4连接电源3.3V；续流二极管D6跨接在电磁阀M1的两端；整流二极管D2～D5连接成桥式整流电路，桥式整流电路的输入端之一连接市电的火线ACL、其输出端连接电磁阀M1的两端，桥式整流电路的输入端之二连接双向光耦U2的输出端，双向光耦U2的输出端连接双向可控硅TR1的输出端；双向光耦U2的控制输出端通过限流电阻R5连接双向可控硅TR1的门极。 
本实施例的工作原理： 
参照图2，一开始通过过零检测回路进行过零检测1，当ACL点电压的正弦波形从负半轴进入正半轴时，电压达到一定值时，单向光耦U1的发光管从截至到导通，进而单向光耦U1内部三极管从截至到导通，单片机芯片U3的7脚检测到逻辑电平有一个从高电平到低电平的跳变，判断此时为过零点；或者当ACL点电压的正弦波形从正半轴进入负半轴时，单向光耦U1的发光管从导通到截止，进而单向光耦U1内部三极管从导通 到截止，检测到逻辑电平有一个从低电平到高电平的跳变，判断此时也为过零点。在电磁阀M1吸合前，单片机芯片U3每次检测到过零点后，延时较短的一段时间，导通双向光耦U2，从而使双向可控硅TR1导通，提供电磁阀足够高的电压及能量，使电磁阀能够快速有效的吸合。当电磁阀吸合后，单片机芯片每次检测到过零点后，延时较长的一段时间，导通双向光耦U2，从而使双向可控硅TR1导通，此时的导通电压相对较低，降低电磁阀M1维持吸合的电流，降低功率，减少电磁阀M1线圈的发热量。 
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型的保护范围。 

Claims (4)

1.一种改进结构的电磁阀驱动电路，包括过零检测回路(1)、主控芯片回路(2)和电磁阀驱动回路(3)，其特征在于：过零检测回路(1)的输入端接市电、其输出端连接主控芯片回路(2)的输入端，电磁阀驱动回路(3)的控制输入端接主控芯片回路(2)的输出端；主控芯片回路(2)通过检测过零检测回路(1)输出端电平的变化，输出控制信号控制电磁阀驱动回路(3)的双向可控硅导通角，使电磁阀线圈在高电压点启动、维持低电压导通。 
2.根据权利要求1所述的一种改进结构的电磁阀驱动电路，其特征在于：所述过零检测回路(1)由单向光藕U1、整流二极管D1、限流电阻R1和上拉电阻R2组成；单向光藕U1的阳极通过电阻R1接市电的火线ACL，单向光藕U1的阴极通过整流二极管D1接市电的零线ACN；单向光藕U1的一个输出端与主控芯片回路(2)的输入端连接及通过上拉电阻R2连接3.3V电源。 
3.根据权利要求1所述的一种改进结构的电磁阀驱动电路，其特征在于：所述主控芯片回路(2)由单片机芯片U3和使能电容C1组成；单片机芯片U3的第1号脚为主控芯片回路(2)输入端，该输入端与过零检测回路(1)的输出端连接并与上拉电阻R2的一端相连；单片机芯片U3的2～6脚悬空；单片机芯片U3的第7号脚通过使能电容C1接地；单片机芯片U3的第9号脚与电阻R2～R4的连接端连接并连接电源3.3V；单片机芯片U3的第10～17号脚悬空；单片机芯片U3的第18号脚与电磁阀驱动回路(3)的输入端相连；单片机芯片U3的第19-20号脚悬空。 
4.根据权利要求1所述的一种改进结构的电磁阀驱动电路，其特征在于：所述电磁阀驱动回路(3)由电磁阀M1、双向可控硅TR1、双向光耦U2、整流二极管D2～D5、续流二极管D6、上拉电阻R3和限流电阻R4-R5组成；双向光耦U2的阳极通过电阻R4连接电源3.3V，双向光耦U2的阴极连接主控芯片回路(2)的输出端及通过电阻R4连接电源3.3V；续流二极管D6跨接在电磁阀M1的两端；整流二极管D2～D5连接成桥式整流电路，桥式整流电路的输入端之一连接市电的火线ACL、其输出端连接电磁阀M1的两端，桥式整流电路的输入端之二连接双向光耦U2的输出端，双向光耦U2的输出端连接双向可控硅TR1的输出端；双向光耦U2的控制输出端通过限流电阻R5连接双向可控硅TR1的门极。 
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