CN203872148U

CN203872148U - 一种冰箱电磁门驱动电感

Info

Publication number: CN203872148U
Application number: CN201420278174.XU
Authority: CN
Inventors: 许岚; 石皋莲; 罗平尔
Original assignee: Suzhou Vocational Institute of Industrial Technology
Current assignee: Suzhou Vocational Institute of Industrial Technology
Priority date: 2014-05-28
Filing date: 2014-05-28
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2024-05-28

Abstract

本实用新型公开了一种冰箱电磁门驱动电感，包括四个开关，四个开关的两端分别对应跨接有一个二极管，第一、第二开关的一端接电源，另一端接负载端，第三、第四开关的一端接入负载端，另一端接地；第一、第二开关中均包括三极管和P型MOS管，P型MOS管的漏极接负载端，其源极和衬底接电源，其栅极与三极管的集电极连接，P型MOS管的源极和漏极间跨接有二极管，三极管的集电极通过一电阻接电源，其发射极接地，其基极连另一电阻；第三、第四开关中含一N型MOS管，其漏极接负载端，其源极和衬底接地，其栅极接一电阻，其源极和漏极间跨接有二极管。本实用新型安全可靠，有较大的输出功率，效率很高，在不增加额外成本的情况下可以用来控制较大冰箱门。

Description

一种冰箱电磁门驱动电感

技术领域

本实用新型涉及一种驱动电感，具体涉及一种冰箱电磁门驱动电感。

背景技术

在日常生活中，人们通常会遇到这样的情况，当打开冰箱门后再关上，等到下一次再想打开冰箱门，却发现十分吃力，这是因为上一次冰箱打开时，热空气的进入导致了冰箱内压力的变化，冰箱内外形成了压力差，从而使得用户不易重新开门。

目前Fisher & Paykel (F&P)公司提出了一个解决方案，就是通过电磁系统来辅助用户开门。电磁系统中的核心是门控制器，门控制器的的要求是必须使用一个驱动电感来打开和关上冰箱门。但是目前F&P公司方案中设计的驱动电感非但成本很贵，而且输出功率不高，现需要一种不但具有较大输出功率，且总成本又不会过高的驱动电感。

实用新型内容

为了解决上述的问题，本实用新型旨在提供一种冰箱电磁门驱动电感，通过改变DC电流的方向和幅值，使电磁铁产生一个力能够排斥或者吸引这个永久磁铁，来实现开闭冰箱电磁门。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种冰箱电磁门驱动电感，主要包括一个H电桥，所述的H电桥包括第一、第二、第三、第四开关，所述的第一、第二、第三、第四开关的两端分别对应跨接有第一、第二、第三、第四反激式二极管，所述第一、第二开关的一端分别接入电源，另一端分别接入负载端，所述第三、第四开关的一端分别接入负载端，另一端分别接地；

打开第一开关和第四开关来驱动正向电流开门，打开第二开关和第三开关来驱动反向电流关门。所述的四个开关由脉宽调制（PWM）信号来驱动控制电感平均电流。可以通过调高频宽比来增加电感的平均电流，相反的，也可以通过调低频宽比来减小平均电流。PWM的频率设置在250Hz,这样能够很容易地让磁性传感器来测量电流纹波。

当驱动电磁铁时必须使用四个所述的反激式二极管，目的是，当PWM开关时所述反激式二极管能钳制电感电压并且防止电流崩塌。

所述第一开关中包括第一NPN型三极管和第一P型MOS管，所述第一P型MOS管的漏极接入负载端，其源极和衬底接入电源，其栅极与所述第一NPN型三极管的集电极连接，所述第一P型MOS管的源极和漏极之间跨接有所述第一反激式二极管，所述第一NPN型三极管的集电极通过第一电阻接入电源，其发射极接地，其基极连接第二电阻；

所述第二开关中包括第二NPN型三极管和第二P型MOS管，所述第二P型MOS管的漏极接入负载端，其源极和衬底接入电源，其栅极与所述第二NPN型三极管的集电极连接，所述第二P型MOS管的源极和漏极之间跨接有所述第二反激式二极管，所述第二NPN型三极管的集电极通过第三电阻接入电源，其发射极接地，其基极连接第四电阻；

所述第三开关中包括第一N型MOS管，所述第一N型MOS管的漏极接入负载端，其源极和衬底接地，其栅极连接第五电阻，所述第一N型MOS管的源极和漏极之间跨接有所述第三反激式二极管；

所述第四开关中包括第二N型MOS管，所述第二N型MOS管的漏极接入负载端，其源极和衬底接地，其栅极连接第六电阻，所述第二N型MOS管的源极和漏极之间跨接有所述第四反激式二极管。

进一步的，所述第一、第二、第三、第四反激式二极管均为BYV26C型二极管；选择BYV26C二极管是因为它具有很低的正向电压和快速开关的特性。

所述四个开关中的NPN型三极管能够使一个0-5V的信号通过转换15V和0V的门电压来开关四个MOS管。所述的MOS管选择STP12PF06（P型）和STP16NF06L（N型），这种MOS管的优点是在电流低于5A时它们的效率很高（Rds<0.2Ω）。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型设计的驱动电感安全可靠，有较大的输出功率，效率很高，在不增加额外成本的情况下本实用新型可以用来控制较大冰箱门。

本实用新型设计的驱动电感采用STP12PF06（P型）和STP16NF06L（N型）的MOS管来建立H电桥，选择这种MOS管的优点是在电流低于5A时它们的效率很高。H电桥中的NPN型三极管能够使一个0-5V的信号通过转换15V和0V的门电压来开关MOS管。

本实用新型设计的驱动电感设置有反激式二极管，具有很低的正向电压和快速开关的特性，当PWM开关时反激式二极管能钳制电感电压并且防止电流崩塌。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的电路结构示意图；

图2为本实用新型的电路原理图；

图3为本实用新型的输出功率和输入功率曲线图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。

参见图1所示，一种冰箱电磁门驱动电感，主要包括一个H电桥，所述的H电桥包括第一、第二、第三、第四开关S1，S2，S3，S4，所述的第一、第二、第三、第四开关S1，S2，S3，S4的两端分别对应跨接有BYV26C型的第一、第二、第三、第四反激式二极管D1，D2，D3，D4，所述第一、第二开关S1，S2的一端分别接入电源，另一端分别接入负载端，所述第三、第四开关S3，S4的一端分别接入负载端，另一端分别接地。

打开第一开关S1和第四开关S4来驱动正向电流开门，打开第二开关S2和第三开关S3来驱动反向电流关门。所述的四个开关由脉宽调制（PWM）信号来驱动控制电感平均电流。可以通过调高频宽比来增加电感的平均电流，相反的，也可以通过调低频宽比来减小平均电流。PWM的频率设置在250Hz,这样能够很容易地让磁性传感器来测量电流纹波。

当驱动电磁铁时必须使用四个所述的反激式二极管，目的是，当PWM开关时所述反激式二极管能钳制电感电压并且防止电流崩塌。选择BYV26C二极管是因为它具有很低的正向电压和快速开关的特性。

参见图2所示，所述第一开关S1中包括第一NPN型三极管Q5和第一P型MOS管Q1，所述第一P型MOS管Q1的漏极接入负载端，其源极和衬底接入电源，其栅极与所述第一NPN型三极管Q5的集电极连接，所述第一P型MOS管Q1的源极和漏极之间跨接有所述第一反激式二极管D1，所述第一NPN型三极管Q5的集电极通过第一电阻R1接入电源，其发射极接地，其基极连接第二电阻R2；

所述第二开关S2中包括第二NPN型三极管Q6和第二P型MOS管Q2，所述第二P型MOS管Q2的漏极接入负载端，其源极和衬底接入电源，其栅极与所述第二NPN型三极管Q6的集电极连接，所述第二P型MOS管Q2的源极和漏极之间跨接有所述第二反激式二极管D2，所述第二NPN型三极管Q6的集电极通过第三电阻R3接入电源，其发射极接地，其基极连接第四电阻R4；

所述第三开关S3中包括第一N型MOS管Q3，所述第一N型MOS管Q3的漏极接入负载端，其源极和衬底接地，其栅极连接第五电阻R5，所述第一N型MOS管Q3的源极和漏极之间跨接有所述第三反激式二极管D3；

所述第四开关S4中包括第二N型MOS管Q4，所述第二N型MOS管Q4的漏极接入负载端，其源极和衬底接地，其栅极连接第六电阻R6，所述第二N型MOS管Q4的源极和漏极之间跨接有所述第四反激式二极管D4。

所述的四个开关中的NPN型三极管能够使一个0-5V的信号通过转换15V和0V的门电压来开关四个MOS管。MOS管选择STP12PF06（P型）和STP16NF06L（N型），选择这种MOS管的优点是在电流低于5A时它们的效率很高（Rds<0.2Ω）。本实用新型的驱动电感的输出功率和输入功率参见图3所示，图中很明显能看出本实用新型的驱动电感因采用MOS管，能输出较大的功率，效率较高。

本实用新型的所有器件值的计算如下：

第一开关S1和第二开关S2

通过第一、第二电阻R1，R2的理想电流设定在1.2mA；

。

第一、第二NPN三极管Q5，Q6的最小hfe是200,选择过激系数3来保证第一、第二NPN三极管Q5，Q6正常开关。

；

。

当输入信号在5V时候，为了保证18µA电流进入第一、第二NPN三极管Q5，Q6的基极，第二、第四电阻R2，R4选择如下：

；

由于过激系数3相对稳定，电阻值可以取个近似值。

第三开关S3和第四开关S4

当第三开关S3和第四开关S4的MOS管在开关状态，第五、第六电阻R5，R6选择12kΩ来限制H电桥和微处理器间的电流。

反激式二极管

选择BYV26C二极管是由于其具有低的正向电压和快速开关作用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种冰箱电磁门驱动电感，其特征在于：主要包括一个H电桥，所述的H电桥包括第一、第二、第三、第四开关（S1，S2，S3，S4），所述的第一、第二、第三、第四开关（S1，S2，S3，S4）的两端分别对应跨接有第一、第二、第三、第四反激式二极管（D1，D2，D3，D4），所述第一、第二开关（S1，S2）的一端分别接入电源，另一端分别接入负载端，所述第三、第四开关（S3，S4）的一端分别接入负载端，另一端分别接地；

所述第一开关（S1）中包括第一NPN型三极管（Q5）和第一P型MOS管（Q1），所述第一P型MOS管（Q1）的漏极接入负载端，其源极和衬底接入电源，其栅极与所述第一NPN型三极管（Q5）的集电极连接，所述第一P型MOS管（Q1）的源极和漏极之间跨接有所述第一反激式二极管（D1），所述第一NPN型三极管（Q5）的集电极通过第一电阻（R1）接入电源，其发射极接地，其基极连接第二电阻（R2）；

所述第二开关（S2）中包括第二NPN型三极管（Q6）和第二P型MOS管（Q2），所述第二P型MOS管（Q2）的漏极接入负载端，其源极和衬底接入电源，其栅极与所述第二NPN型三极管（Q6）的集电极连接，所述第二P型MOS管（Q2）的源极和漏极之间跨接有所述第二反激式二极管（D2），所述第二NPN型三极管（Q6）的集电极通过第三电阻（R3）接入电源，其发射极接地，其基极连接第四电阻（R4）；

所述第三开关（S3）中包括第一N型MOS管（Q3），所述第一N型MOS管（Q3）的漏极接入负载端，其源极和衬底接地，其栅极连接第五电阻（R5），所述第一N型MOS管（Q3）的源极和漏极之间跨接有所述第三反激式二极管（D3）；

所述第四开关（S4）中包括第二N型MOS管（Q4），所述第二N型MOS管（Q4）的漏极接入负载端，其源极和衬底接地，其栅极连接第六电阻（R6），所述第二N型MOS管（Q4）的源极和漏极之间跨接有所述第四反激式二极管（D4）。

2.根据权利要求1所述的冰箱电磁门驱动电感，其特征在于：所述第一、第二、第三、第四反激式二极管（D1，D2，D3，D4）均为BYV26C型二极管。