CN205959109U - 电磁阀安全驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电磁阀安全驱动电路，包括：电磁阀、电源、信号、第一控制电路和第二控制电路。该第二控制电路连接至该电磁阀和该信号源，其中该第二控制电路接收该信号源的信号，并根据该信号源的信号向该电磁阀输出连接信号或关断信号。本实用新型的驱动电路在两个驱动电路中的任意一个控制元件被击穿时，仍然可以正常工作，提高了电路的可靠性。另外，在一些情况下，当控制芯片异常时，因电容的隔离作用，可确保电磁阀处于断电状态。本实用新型有效地提高了电磁阀驱动的可靠性和安全性。

Description

电磁阀安全驱动电路

技术领域

本实用新型涉及驱动电路技术，尤其涉及一种电磁阀安全驱动电路。

背景技术

参考图1，图1示出了一种传统的电磁阀驱动电路，主要包括：信号源(例如，微控制器“MCU”)101、电阻102、晶体三极管103、电磁阀104和电源(VCC)105。其中，该晶体三极管是一个NPN型三极管，具有三个引脚，分别是集电极1031，基极1032，和发射极1033。各元件之间的连接关系如图1所示，当信号源(MCU)101从其IO接口输出高电平时，晶体三极管103导通，电磁阀工作。当信号源(MCU)101从其IO接口输出低电平时，晶体三极管103关断，电磁阀不工作。

采用图1所示的电路实现对电磁阀的控制，电路简单，成本较低，是本领域的主流设计方式。然而这样的控制电路存也存在一些问题，例如电磁阀通常用在产品的关键位置，当控制电路异常或失效导致电磁阀异常导通时，产品就难以正常工作甚至发生危险。例如，参考图1，当晶体三极管103被击穿导通或者信号源(MCU)101发生异常并持续输出高电压时，电磁阀104将持续将处于导通状态，很容易发生危险。比如，当电磁阀用来控制压力时，该异常导通将导致产品内部压力越来越大，可能发生爆炸危险。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种安全可靠的电磁阀驱动电路。具体的，在任意控制元件发生故障时，本实用新型的电路仍可以正常工作，以及在信号源发生异常时，可以使电磁阀处于关断状态的电磁阀安全驱动电路。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种电磁阀安全驱动电路，包括：电磁阀、电源、信号源和第一控制电路，还包括第二控制电路，连接至该电磁阀和该信号源，其中该第二控制电路接收该信号源的信号，并根据该信号源的信号向该电磁阀输出连接信号或关断信号。

根据本实用新型的一个实施例，该第二控制电路包括第一晶体管和第二晶体管，该第一晶体管连接至该信号源和第二晶体管以接收该信号源的信号并向该第二晶体管输出控制信号，该第二晶体管连接至该第一晶体管和该电磁阀以接收来自该第一晶体管的控制信号并向该电磁阀输出连接信号或关断信号。

根据本实用新型的一个实施例，该第一控制电路包括第三晶体管，该第三晶体管连接于该信号源和电磁阀之间以接收该信号源的信号并根据该信号源的信号向该电磁阀输出连接信号或关断信号。

根据本实用新型的一个实施例，该第一晶体管和第二晶体管是NPN型三极管，第三晶体管是PNP型三级管。

根据本实用新型的一个实施例，该第一晶体管的基极连接至该信号源，发射极接地，集电极连接至该第二晶体管的基极；

该第二晶体管的发射极连接该电源，该基极连接该电磁阀的一端；

该第三晶体管的基极连接至该信号源，发射极接地，集电极连接该电磁阀的另一端。

根据本实用新型的一个实施例，该第一控制电路和该信号源之间设置有第一电容，且该第二控制电路和该信号源之间设置有第二电容。

根据本实用新型的一个实施例，该信号源和该第一晶体管的基极之间串联第一电容，该信号源和该第三晶体管的基极之间串联第二电容。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种电磁阀安全驱动电路，包括：

电磁阀、电源、信号源、第一控制元件、第二控制元件和第三控制元件；

第一控制元件、第二控制元件和第三控制元件分别具有控制端，第一端和第二端，其中该第一控制元件、第二控制元件和第三控制元件分别根据各自控制端的输入，导通或者关断各自的第一端和第二端；

该信号源连接到第一控制元件和第三控制元件的控制端；

该第一控制元件的第一端连接该第二控制元件的控制端，该第一控制元件的第二端接地；

该第二控制元件的第一端连接该电源，该第二控制元件的第二端连接该电磁阀的一端；

该第三控制元件的第一端连接该电磁阀的另一端，该第三控制元件的第二端接地。

根据本实用新型的一个实施例，该的电磁阀安全驱动电路还包括：连接在该信号源和该第一控制元件的控制端之间的第一电容和连接在该信号源和该第二控制元件的控制端之间的第二电容。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

本实用新型所提供的电磁阀安全驱动电路，在一个控制元件发生故障时，电路仍可以正常工作，提高了电路的可靠性。同时，在信号源发生异常时，可以使电磁阀处于关断状态，提高了电磁阀安全驱动电路的安全性。

附图说明

图1是现有技术中一种电磁阀安全驱动电路的电路结构示意图；

图2是本实用新型第一实施例的电磁阀安全驱动电路的系统框图；

图3是根据本实用新型第一实施例的电磁阀安全驱动电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，但不应以此限制本实用新型的保护范围。

参考图2，第一实施例的电磁阀安全驱动电路包括：信号源(例如，微控制器“MCU”)201、第一控制电路202、第二控制电路203、电磁阀204和电源205。第一控制电路202和第二控制电路203接收信号源(MCU)201输出的信号，并向电磁阀204输出相应的连接或者关断的信号。当电磁阀接收到第一控制电路202和第二控制电路203的连接信号时，电磁阀204在电源205的驱动下工作，若第一控制电路202和第二控制电路203中任意一路向电磁阀输出关断信号时，电磁阀停止工作。

当第一控制电路202损坏时，会持续输出导通信号。此时，仍然可以通过第二控制电路203向电磁阀204输出相应的连接或者关断的信号，从而使正常该电磁阀安全驱动电路正常工作。相应的，当第二控制电路203由于损坏而持续输出导通信号时，也可以通过第一控制电路202正常的控制电磁阀204。

参考图3，第一实施例的电磁阀安全驱动电路的电路结构例如包括：信号源(MCU)301、作为第一控制元件的第一晶体三极管302、作为第二控制元件的第二晶体三极管303、作为第三控制元件的第三晶体三极管304、电磁阀305和电源(VCC)306、第一电容307和第二电容308。在该实施例中，第一晶体三极管302、第二晶体三极管303和第一电容307组成第二控制电路，第三晶体三极管304和第二电容308组成第一控制电路。

较佳地，该第一晶体三极管302和第三晶体三极管304优选采用NPN型三极管，第一晶体三极管302具有三个引脚，分别是作为控制端的基极3022，以及作为第一端和第二端的集电极3021和发射极3023。类似的，第三晶体三极管304也具有三个引脚，分别是作为控制端的基极3042，以及作为第一端和第二端的集电极3041和发射极3043。第二晶体三极管303优选采用PNP型三极管，该第二晶体三极管304也具有三个引脚，分别是作为控制端的基极3042，以及作为第一端和第二端的集电极3041和发射极3043。

各元器件之间的连接方式如图3所示，信号源(MCU)301分别通过第一电容307和第二电容308连接到一晶体三极管302的基极3022和第三晶体三极管304的基极3042；第一晶体三极管302的集电极3023连接第二晶体三极管303的基极3032，第一晶体三极管302的发射极3023接地；第二晶体三极管303的集电极3031连接电源306，第二晶体三极管303的发射极3033连接该电磁阀305的一端；第三晶体三极管304的集电极3041连接该电磁阀305的另一端，第三晶体三极管304的发射极3043接地。

正常工作情况下，当信号源(MCU)301从其IO接口输出高电平时，电流输入第一电容307和第二电容308，第一电容307和第二电容308分别产生相应的流向第一晶体三极管302和第三晶体三极管304的基极3022和3042的电流，第一晶体三极管302和第三晶体三极管304接收到信号源(MCU)301发出的控制信号，第一晶体三极管202的集电极2021和发射极2023，第三晶体三极管204的集电极2041和发射极2043各自导通。同时，由于第二晶体三极管303的基极3032连接到第一晶体三极管的集电极3021，而此时第一晶体三极管302的集电极3021和发射极2023导通，第一晶体三极管302的发射极3023接地，第二晶体三极管303的基极3032相当于接地，第二晶体三极303导通。由于与电磁阀305串联的第二晶体三极管303和第三晶体三极管304导通，电磁阀接收来自第一，第二控制电路的连通信号，电磁阀的两端相当于与电源306连接和接地，电磁阀305开始工作。当信号源(MCU)301从其IO接口输出低电平时，第一电容307和第二电容308分别产生相应的流出第一晶体三极管302和第三晶体三极管304的基极3022,3042的电流，第一晶体三极管302和第三晶体三极管304关断，第二晶体三极管303的基极3032的电位升高，第二晶体三极管303截止，电磁阀305停止工作。

在此实施例中，任意一个晶体三极管被击穿导通时，该电磁阀安全驱动电路仍能正常工作。例如，若第一晶体三极管302被击穿，第二晶体三极管303基极3032相当于始终接地，第二晶体三极管303始终导通。而第三晶体三极管304的工作状态与正常工作时相同，在当信号源(MCU)301从其IO接口输出低电平时关断，使电磁阀305停止工作。当信号源(MCU)301从其IO接口输出高电平时，而第三晶体三极管304导通，由于第二晶体三极管203始终导通，电磁阀305工作。再例如，若第二晶体三极管303由于被击穿，则无论第一晶体三极管302状态如何，第二晶体三极管303的集电极3031和发射极3033始终导通，第三晶体三极管304的工作状态与正常工作时相同，使电磁阀305可以根据当信号源(MCU)301的输出相应的工作或者停止。还例如，若第三晶体三极管304由于被击穿而始终导通，当信号源(MCU)301从其IO接口输出高电平时第一晶体三极管302的集电极3021和发射极3023导通，第一晶体三极管302的发射极3023接地，第二晶体三极管303的基极3032相当于接地，第二晶体三极303导通。电磁阀305的两端相当于与电源206连接和接地，电磁阀305工作。当信号源(MCU)301从其IO接口输出低电平时，第一电容307产生相应的流出第一晶体三极管302基极3022的电流，第一晶体三极管302关断，第二晶体三极管303的基极3032的电位升高，第二晶体三极管303截止，电磁阀305停止工作。由此可见，在此实施例中，任意一个晶体三极管被击穿导通时，该电磁阀安全驱动电路任能正常工作。

在此实施例中，当信号源(MCU)301发生异常，从其IO接口持续输出高电平时，由于第一电容307和第二电容308的电量增加，流入第一电容307和第二电容308的电流持续减小直至为零，第一电容307和第二电容308分别产生相应的流向第一晶体三极管302和第三晶体三极管304的基极3022,3042的电流也逐渐减小直至为零，第一晶体三极管302和第三晶体三极管304因此关断，电磁阀处于不工作的状态。即，信号源(MCU)201发生异常，从其IO接口持续输出高电平时，电磁阀最终会处于不工作的状态，提高了电路的安全性，并且如果适当设定第一电容307和第二电容308的电容值，可以在保证电路的安全性的同时，也不影响电磁阀按照信号源的输出信号做相应的运作。

以上的实施例仅是本实用新型的较佳实施例之一，事实上本实用新型还包括更多的内容。例如，在另一个实施例中，第一和第二控制电路上可以不设置上述的第一和第二电容。在此例中，信号源(MCU)持续输出高电平信号，电磁阀会持续工作而不会最终处于不工作状态，此实施例更加适用于需要电磁阀长时间持续工作的场合。

例如，在另一个实施例中，第一控制电路可以不再是由第三晶体三极管构成，而是由一个NMOS管构成，第二控制电路也是由一个NMOS管构成，接收信号源(MCU)的输出信号，其输出端连接至一个PMOS管的栅极。此实施例，其静态功耗较小，更加适用于使用电压信号作为输出信号的信号源。

例如，在另一个实施例中，第二控制电路是由一个反相器接收信号源(MCU)的输出信号，其输出端连接至一个PMOS管的栅极，该PMOS管的源极与电源306相连，漏极连接电磁阀的一端。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，只是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单的修改、等同的变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种电磁阀安全驱动电路，包括：电磁阀、电源、信号源和第一控制电路，其特征在于：还包括第二控制电路，连接至所述电磁阀和所述信号源，其中所述第二控制电路接收所述信号源的信号，并根据所述信号源的信号向所述电磁阀输出连接信号或关断信号。

2.根据权利要求1所述的电磁阀安全驱动电路，其特征在于，所述第二控制电路包括第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管连接至所述信号源和第二晶体管以接收所述信号源的信号并向所述第二晶体管输出控制信号，所述第二晶体管连接至所述第一晶体管和所述电磁阀以接收来自所述第一晶体管的控制信号并向所述电磁阀输出连接信号或关断信号。

3.根据权利要求2所述的电磁阀安全驱动电路，其特征在于，所述第一控制电路包括第三晶体管，所述第三晶体管连接于所述信号源和电磁阀之间以接收所述信号源的信号并根据所述信号源的信号向所述电磁阀输出连接信号或关断信号。

4.根据权利要求3所述的电磁阀安全驱动电路，其特征在于，所述第一晶体管和第三晶体管是NPN型三极管，第二晶体管是PNP型三级管。

5.根据权利要求4所述的电磁阀安全驱动电路，其特征在于：

所述第一晶体管的基极连接至所述信号源，发射极接地，集电极连接至所述第二晶体管的基极；

所述第二晶体管的发射极连接所述电源，所述基极连接所述电磁阀的一端；

所述第三晶体管的基极连接至所述信号源，发射极接地，集电极连接所述电磁阀的另一端。

6.根据权利要求1所述的电磁阀安全驱动电路，其特征在于，所述第一控制电路和所述信号源之间设置有第一电容，且所述第二控制电路和所述信号源之间设置有第二电容。

7.根据权利要求5所述的电磁阀安全驱动电路，其特征在于，所述信号源和所述第一晶体管的基极之间串联第一电容，所述信号源和所述第三晶体管的基极之间串联第二电容。

8.一种电磁阀安全驱动电路，其特征在于，包括：

电磁阀、电源、信号源、第一控制元件、第二控制元件和第三控制元件；

第一控制元件、第二控制元件和第三控制元件分别具有控制端，第一端和第二端，其中所述第一控制元件、第二控制元件和第三控制元件分别根据各自控制端的输入，导通或者关断各自的第一端和第二端；

所述信号源连接到第一控制元件和第三控制元件的控制端；

所述第一控制元件的第一端连接所述第二控制元件的控制端，所述第一控制元件的第二端接地；

所述第二控制元件的第一端连接所述电源，所述第二控制元件的第二端连接所述电磁阀的一端；

所述第三控制元件的第一端连接所述电磁阀的另一端，所述第三控制元件的第二端接地。

9.根据权利要求8所述的电磁阀安全驱动电路，其特征在于，还包括：连接在所述信号源和所述第一控制元件的控制端之间的第一电容和连接在所述信号源和所述第二控制元件的控制端之间的第二电容。