CN207652717U - 一种电磁线圈驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电磁线圈驱动电路，其包括EMI滤波电路、桥式整流电路、DC/DC降压电路、检测电路、控制模块以及开关电路；所述EMI滤波电路对输入电磁线圈驱动电路的电压进行滤波；所述桥式整流电路对经EMI滤波电路滤波后的电压进行整流；所述DC/DC降压电路对经桥式整流电路整流后的电压进行降压；所述检测电路检测经桥式整流电路整流后的电压的大小并输出给控制模块；所述控制模块根据经桥式整流电路整流后的电压的大小来控制是否输出PWM信号给开关电路的控制端；所述开关电路根据PWM信号对经DC/DC降压电路降压后的电压进行调制以输出矩形波电压信号给电磁线圈。本实用新型具有较好的EMI性能并能保证电磁线圈工作稳定。

Description

一种电磁线圈驱动电路

技术领域

本实用新型涉及电路技术领域，特别是指一种电磁线圈驱动电路。

背景技术

现有技术中通过外加电压实现电磁阀或继电器的工作，其工作方式为在电磁阀或继电器的电磁线圈两端加上电压以产生磁力控制电磁阀的运动，电磁线圈的工作电压需控制在一定水平，若电磁线圈工作电压值较高，容易产生较多热量，升高电磁阀或继电器的工作环境温度，进而影响电磁阀及其周围部件的稳定性及使用寿命，因此人们采用多种方法以便降低电磁阀的工作电流，进而减少电磁阀工作时产生的热量。

现有技术中是采用在供电电源和电磁线圈之间设置MOS管模块，一控制模块通过检测电路检测供电电源的输出电压来控制输入给MOS管模块的PWM信号的占空比，当供电电源的输出电压较高时，控制模块输出的PWM信号的占空比较小从而使得电磁线圈的工作电流变小，以降低电磁线圈的功耗，避免电磁线圈的发热；这种控制方式会使得电磁线圈的吸和能力随着供电电源的输出电压变化而变化，造成电磁线圈的工作稳定差，而且这种控制方式的电路没有对供电电源滤波会使得电磁线圈的传导辐射较大，很难达到国家标准。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供克服现有一种电磁线圈驱动电路，用于驱动电磁线圈，其EMI性能好并能使得电磁线圈工作稳定。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种电磁线圈驱动电路，其包括EMI滤波电路、桥式整流电路、DC/DC降压电路、检测电路、控制模块以及开关电路；其中所述EMI滤波电路，用于对输入所述的电磁线圈驱动电路的电压进行滤波；所述桥式整流电路，与EMI滤波电路的输出端相连，用于对经EMI滤波电路滤波后的电压进行整流；所述DC/DC降压电路，与桥式整流电路的输出端相连，用于对经桥式整流电路整流后的电压进行降压；所述检测电路，与桥式整流电路的输出端相连，用于检测经桥式整流电路整流后的电压的大小；所述控制模块，与检测电路的输出端以及开关电路的控制端分别相连，用于根据经桥式整流电路整流后的电压的大小来控制是否输出固定频率的PWM信号给开关电路的控制端；所述开关电路，与DC/DC降压电路的输出端相连，用于根据控制模块的PWM信号对经DC/DC降压电路降压后的电压进行调制以输出矩形波电压信号给电磁线圈。

所述的电磁线圈驱动电路还包括LDO稳压电路，所述LDO稳压电路的输入端与DC/DC降压电路的输出端相连，所述LDO稳压电路的输出端与控制模块的电源端相连。

所述EMI滤波电路包括电感L1、电容C1和电容C2；所述电感L1的一端为所述EMI滤波电路的第一输入端，电感L1的另一端为所述EMI滤波电路的第一输出端，所述电容C1的一端与所述EMI滤波电路的第一输入端相连，所述电容C1的另一端为所述EMI滤波电路的第二输入端，所述电容C2的一端与所述EMI滤波电路的第一输出端相连，所述电容C1的另一端为所述EMI滤波电路的第二输出端，所述电容C1的另一端与所述电容C1的另一端相连。

所述桥式整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3以及二极管D4，所述二极管D1的正极和二极管D2的负极与所述EMI滤波电路的第一输出端相连，二极管D1的负极为所述桥式整流电路的输出端，二极管D1的负极与二极管D4的负极相连，二极管D2的正极与二极管D3的正极相连并接地；二极管D3的负极和二极管D4的正极与所述EMI滤波电路的第二输出端相连。

所述DC/DC降压电路包括DC/DC降压芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C3、电容C3A、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电感L2以及二极管D5；所述电容C3的一端、电容C3A的一端以及DC/DC降压芯片U1的VIN引脚与所述桥式整流电路的输出端相连；DC/DC降压芯片U1的EN引脚悬空，DC/DC降压芯片U1的FREQ引脚与电阻R1的一端相连，DC/DC降压芯片U1的BST引脚与电容C5的一端相连，DC/DC降压芯片U1的SW引脚与电容C5的另一端、二极管D5的负极以及电感L2的一端相连，DC/DC降压芯片U1的FB引脚与电阻R4的一端以及电阻R3的一端相连；DC/DC降压芯片U1的COMP引脚与电容C4的一端相连，电容C4的另一端与电阻R2的一端相连，电感L2的另一端、电阻R4的另一端与电容C6的一端相连，电感L2的另一端为所述DC/DC降压的输出端；所述DC/DC降压芯片U1的GND引脚、电容C3的另一端、电容C3A的另一端、电阻R1的另一端、电阻R2的另一端、电阻R3的另一端、电容C6的另一端以及二极管D5的正极接地。

所述DC/DC降压电路还包括电阻R12、电容C41以及电容C7，电阻R12的一端与二极管D5的负极相连，电阻R12的另一端与电容C41的一端相连，电容C41的另一端接地；所述电容C7的一端与DC/DC降压芯片U1的COMP引脚相连，电容C7的另一端接地。

所述检测电路包括电阻R5、电阻R6以及电容C10；所述电阻R5的一端与桥式整流电路的输出端相连，电阻R5的另一端与电容C10的一端相连以及电阻R6的一端相连；电容C10的另一端与电阻R6的另一端接地，电阻R5的另一端作为所述检测电路的输出端。

所述检测电路的输出端通过一电阻R7与控制模块相连。

所述开关电路包括NMOS管Q1、NMOS管Q2、二极管D6、二极管D7、电阻R8、电阻R9以及电容C12；二极管D6的正极与二极管D7的负极以及DC/DC降压电路的输出端相连，二极管D6的正极为所述开关电路的第一输出端，二极管D6的负极与电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端与电阻R9的一端、电容C12的一端以及NMOS管Q1的栅极相连；电阻R9的另一端与二极管D7的正极、电容C12的另一端、NMOS管Q1的源极以及NMOS管Q2的漏极相连，NMOS管Q1的漏极为所述开关电路的第二输出端；NMOS管Q2的栅极与控制模块相连，NMOS管Q2的栅极为所述开关电路的控制端，NMOS管Q2的源极接地。

所述开关电路还包括稳压二极管ZD1，稳压二极管ZD1的负极与NMOS管Q1的栅极相连，稳压二极管ZD1的正极与NMOS管Q1的源极相连。

所述NMOS管Q2的栅极通过一分压电路与所述控制模块相连；所述分压电路包括电阻R10和电阻R11，所述电阻R10的一端与控制模块相连，电阻R10的另一端与电阻R11的一端以及NMOS管Q2的栅极相连，电阻R11的另一端接地。

所述DC/DC降压电路的输出端通过二极管D8与二极管D6的正极相连，二极管D8的正极与DC/DC降压电路的输出端相连，二极管D8的负极与二极管D6的正极相连。

采用上述方案后，本实用新型具有以下优点：

1、本实用通过设置桥式整流电路，使得本实用新型可以采用交流供电和直流供电，适用性好；

2、本实用新型通过设置EMI滤波电路，使得本实用新型的EMI性能好；

3、本实用新型通过检测电路检测经桥式整流电路整流后的电压的大小来控制控制模块是否输出固定频率的PWM信号给开关电路的控制端，使得本实用新型可以在输入到本实用新型的电压过高或是过低时，使控制模块不输出PWM信号给开关电路，开关电路停止工作，从而具有过压保护功能和欠压保护功能；

4、本实用新型通过DC/DC降压电路对经桥式整流电路整流后的电压进行降压，而控制模块是输出固定频率的PWM信号给开关电路，开关电路则根据控制模块的PWM信号对经DC/DC降压电路降压后的电压进行调制以输出矩形波电压信号给电磁线圈，这使得矩形波电压信号的幅值和占空比保持稳定，从而可以使得电磁线圈的吸和能力稳定，让电磁线圈的工作稳定。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图

图2为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

如图1和图2所示，本实用新型一种电磁线圈驱动电路，包括EMI滤波电路、桥式整流电路、DC/DC降压电路、检测电路、控制模块以及开关电路。

配合图2所示，所述EMI滤波电路，用于对输入所述的电磁线圈驱动电路的电压进行滤波。具体的，所述EMI滤波电路具有两个输入端和两个输出端，所述EMI滤波电路包括电感L1、电容C1和电容C2；所述电感L1的一端为所述EMI滤波电路的第一输入端，电感L1的另一端为所述EMI滤波电路的第一输出端；所述电容C1的一端与所述EMI滤波电路的第一输入端相连，所述电容C1的另一端为所述EMI滤波电路的第二输入端，所述电容C2的一端与所述EMI滤波电路的第一输出端相连，所述电容C1的另一端为所述EMI滤波电路的第二输出端，所述电容C1的另一端与所述电容C1的另一端相连。

所述桥式整流电路，与EMI滤波电路的输出端相连，用于对经EMI滤波电路滤波后的电压进行整流。具体的，所述桥式整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3以及二极管D4，所述二极管D1的正极和二极管D2的负极与所述EMI滤波电路的第一输出端相连，二极管D1的负极为所述桥式整流电路的输出端，二极管D1的负极与二极管D4的负极相连，二极管D2的正极与二极管D3的正极相连并接地；二极管D3的负极和二极管D4的正极与所述EMI滤波电路的第二输出端相连；所述桥式整流电路并不局限于包括二极管D1、二极管D2、二极管D3以及二极管D4，所述桥式整流电路也可以是集成的整流桥堆。

所述DC/DC降压电路，与桥式整流电路的输出端相连，用于对经桥式整流电路整流后的电压进行降压。具体的，所述DC/DC降压电路包括DC/DC降压芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C3、电容C3A、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电感L2以及二极管D5；其中所述DC/DC降压芯片U1的型号可以为MP4560DN或MP4559DN或MP4558DN。所述电容C3的一端、电容C3A的一端以及DC/DC降压芯片U1的VIN引脚与所述桥式整流电路的输出端相连；DC/DC降压芯片U1的EN引脚悬空，DC/DC降压芯片U1的FREQ引脚与电阻R1的一端相连，DC/DC降压芯片U1的BST引脚与电容C5的一端相连，DC/DC降压芯片U1的SW引脚与电容C5的另一端、二极管D5的负极以及电感L2的一端相连，DC/DC降压芯片U1的FB引脚与电阻R4的一端以及电阻R3的一端相连；DC/DC降压芯片U1的COMP引脚与电容C4的一端相连，电容C4的另一端与电阻R2的一端相连，电感L2的另一端、电阻R4的另一端与电容C6的一端相连，电感L2的另一端为所述DC/DC降压的输出端；所述DC/DC降压芯片U1的GND引脚、电容C3的另一端、电容C3A的另一端、电阻R1的另一端、电阻R2的另一端、电阻R3的另一端、电容C6的另一端以及二极管D5的正极接地。进一步，所述DC/DC降压电路还包括电阻R12和电容C41，电阻R12的一端与二极管D5的负极相连，电阻R12的另一端与电容C41的一端相连，电容C41的另一端接地，通过电阻R12以及电容C41可以保护二极管D5，防止二极管D5由于过压损坏。所述DC/DC降压电路也还可包括电容C7，所述电容C7的一端与DC/DC降压芯片U1的COMP引脚相连，电容C7的另一端接地。

所述检测电路，与桥式整流电路的输出端相连，用于检测经桥式整流电路整流后的电压的大小。具体的，所述检测电路包括电阻R5、电阻R6以及电容C10；所述电阻R5的一端与桥式整流电路的输出端相连，电阻R5的另一端与电容C10的一端相连、电阻R6的一端相连；电容C10的另一端与电阻R6的另一端接地，电阻R5的另一端作为所述检测电路的输出端。。

所述控制模块，与检测电路的输出端以及开关电路的控制端分别相连，用于根据经桥式整流电路整流后的电压的大小来控制是否输出固定频率的PWM信号给开关电路的控制端；所述控制模块可以为内置ADC转换器的单片机，如PIC12F1501-E、PIC12F683-E。所述检测电路的输出端与控制模块之间可以串联一个电阻R7，通过电阻R7进行限流以保护控制模块。

所述开关电路，与DC/DC降压电路的输出端相连，用于根据控制模块的PWM信号对经DC/DC降压电路降压后的电压进行调制以输出矩形波电压信号。具体的，所述开关电路包括NMOS管Q1、NMOS管Q2、二极管D6、二极管D7、电阻R8、电阻R9以及电容C12；二极管D6的正极与二极管D7的负极以及DC/DC降压电路的输出端相连，二极管D6的正极为所述开关电路的第一输出端，二极管D6的负极与电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端与电阻R9的一端、电容C12的一端以及NMOS管Q1的栅极相连；电阻R9的另一端与二极管D7的正极、电容C12的另一端、NMOS管Q1的源极以及NMOS管Q2的漏极相连，NMOS管Q1的漏极为所述开关电路的第二输出端；NMOS管Q2的栅极与控制模块相连，NMOS管Q2的栅极为所述开关电路的控制端，NMOS管Q2的源极接地。其中所述NMOS管Q2的栅极可以通过一分压电路与所述控制模块相连以保护NMOS管Q2；所述分压电路包括电阻R10和电阻R11，所述电阻R10的一端与控制模块相连，电阻R10的另一端与电阻R11以及NMOS管Q2的栅极相连，电阻R11的另一端接地。所述DC/DC降压电路的输出端可以通过二极管D8与二极管D6的正极相连，二极管D8的正极与DC/DC降压电路的输出端相连，二极管D8的负极与二极管D6的正极相连，通过二极管D8可以避免后续电磁线圈通断时影响DC/DC降压电路正常工作。进一步，所述开关电路还可包括稳压二极管ZD1，稳压二极管ZD1的负极与NMOS管Q1的栅极相连，稳压二极管ZD1的正极与NMOS管Q1的源极相连，通过稳压二极管ZD1可以控制NMOS管Q1的栅极电压，从而保护NMOS管Q1。

进一步，所述的电磁线圈驱动电路还包括LDO稳压电路，通过所述LDO稳压电路可以给控制模块供电，所述LDO稳压电路的输入端与DC/DC降压电路的输出端相连，所述LDO稳压电路的输出端与控制模块的电源端相连；具体的，所述LDO稳压电路包括LDO稳压芯片U2和电容C9，LDO稳压芯片U2的IN脚与DC/DC降压电路的输出端相连，LDO稳压芯片U2的OUT脚与控制模块的电源端以及电容C9的一端相连，稳压芯片U2的GND脚和电容C9的另一端接地，其中LDO稳压芯片U2可以NCV51460-D或ZMR33Q。

本实用新型一种电磁线圈驱动电路实施时，供电电源的输出电压输入到本实用新型后经过EMI滤波电路和桥式整流电路进行滤波后和整流后再输入DC/DC降压电路，控制模块通过检测电路对经桥式整流电路整流后的电压的大小进行检测，若整流后的电压位于最高预设值和最低预设值之间时，控制模块则输出固定频率的PWM信号使得开关电路开始工作，此时经DC/DC降压电路降压后的电压被开关电路进行调制后输出矩形波电压信号输出给电磁线圈；若整流后的电压超过最高预设值或低于最低预设值时，控制模块不输出PWM信号，开关电路不工作，整个电路没有输出。

采用上述方案后，本实用新型具有以下优点：

1、本实用通过设置桥式整流电路，使得本实用新型可以采用交流供电和直流供电，适用性好；

2、本实用新型通过设置EMI滤波电路，使得本实用新型的EMI性能好；

3、本实用新型通过检测电路检测经桥式整流电路整流后的电压的大小来控制控制模块是否输出固定频率的PWM信号给开关电路的控制端，使得本实用新型可以在输入到本实用新型的电压过高或是过低时，使控制模块不输出PWM信号给开关电路，开关电路停止工作，从而具有过压保护功能和欠压保护功能；

4、本实用新型通过DC/DC降压电路对经桥式整流电路整流后的电压进行降压，而控制模块是输出固定频率的PWM信号给开关电路，开关电路则根据控制模块的PWM信号对经DC/DC降压电路降压后的电压进行调制以输出矩形波电压信号给电磁线圈，这使得矩形波电压信号的幅值和占空比保持稳定，从而可以使得电磁线圈的吸和能力稳定，让电磁线圈的工作稳定。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims (12)

1.一种电磁线圈驱动电路，其特征在于：包括EMI滤波电路、桥式整流电路、DC/DC降压电路、检测电路、控制模块以及开关电路；其中

所述EMI滤波电路，用于对输入所述的电磁线圈驱动电路的电压进行滤波；

所述桥式整流电路，与EMI滤波电路的输出端相连，用于对经EMI滤波电路滤波后的电压进行整流；

所述DC/DC降压电路，与桥式整流电路的输出端相连，用于对经桥式整流电路整流后的电压进行降压；

所述检测电路，与桥式整流电路的输出端相连，用于检测经桥式整流电路整流后的电压的大小；

所述控制模块，与检测电路的输出端以及开关电路的控制端分别相连，用于根据经桥式整流电路整流后的电压的大小来控制是否输出固定频率的PWM信号给开关电路的控制端；

所述开关电路，与DC/DC降压电路的输出端相连，用于根据控制模块的PWM信号对经DC/DC降压电路降压后的电压进行调制以输出矩形波电压信号给电磁线圈。

2.如权利要求1所述的电磁线圈驱动电路，其特征在于：还包括LDO稳压电路，所述LDO稳压电路的输入端与DC/DC降压电路的输出端相连，所述LDO稳压电路的输出端与控制模块的电源端相连。

3.如权利要求1所述的电磁线圈驱动电路，其特征在于：所述EMI滤波电路包括电感L1、电容C1和电容C2；所述电感L1的一端为所述EMI滤波电路的第一输入端，电感L1的另一端为所述EMI滤波电路的第一输出端，所述电容C1的一端与所述EMI滤波电路的第一输入端相连，所述电容C1的另一端为所述EMI滤波电路的第二输入端，所述电容C2的一端与所述EMI滤波电路的第一输出端相连，所述电容C1的另一端为所述EMI滤波电路的第二输出端，所述电容C1的另一端与所述电容C1的另一端相连。

4.如权利要求1所述的电磁线圈驱动电路，其特征在于：所述桥式整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3以及二极管D4，所述二极管D1的正极和二极管D2的负极与所述EMI滤波电路的第一输出端相连，二极管D1的负极为所述桥式整流电路的输出端，二极管D1的负极与二极管D4的负极相连，二极管D2的正极与二极管D3的正极相连并接地；二极管D3的负极和二极管D4的正极与所述EMI滤波电路的第二输出端相连。

5.如权利要求1所述的电磁线圈驱动电路，其特征在于：所述DC/DC降压电路包括DC/DC降压芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C3、电容C3A、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电感L2以及二极管D5；所述电容C3的一端、电容C3A的一端以及DC/DC降压芯片U1的VIN引脚与所述桥式整流电路的输出端相连；DC/DC降压芯片U1的EN引脚悬空，DC/DC降压芯片U1的FREQ引脚与电阻R1的一端相连，DC/DC降压芯片U1的BST引脚与电容C5的一端相连，DC/DC降压芯片U1的SW引脚与电容C5的另一端、二极管D5的负极以及电感L2的一端相连，DC/DC降压芯片U1的FB引脚与电阻R4的一端以及电阻R3的一端相连；DC/DC降压芯片U1的COMP引脚与电容C4的一端相连，电容C4的另一端与电阻R2的一端相连，电感L2的另一端、电阻R4的另一端与电容C6的一端相连，电感L2的另一端为所述DC/DC降压的输出端；所述DC/DC降压芯片U1的GND引脚、电容C3的另一端、电容C3A的另一端、电阻R1的另一端、电阻R2的另一端、电阻R3的另一端、电容C6的另一端以及二极管D5的正极接地。

6.如权利要求5所述的电磁线圈驱动电路，其特征在于：所述DC/DC降压电路还包括电阻R12、电容C41以及电容C7，电阻R12的一端与二极管D5的负极相连，电阻R12的另一端与电容C41的一端相连，电容C41的另一端接地；所述电容C7的一端与DC/DC降压芯片U1的COMP引脚相连，电容C7的另一端接地。

7.如权利要求1所述的电磁线圈驱动电路，其特征在于：所述检测电路包括电阻R5、电阻R6以及电容C10；所述电阻R5的一端与桥式整流电路的输出端相连，电阻R5的另一端与电容C10的一端相连以及电阻R6的一端相连；电容C10的另一端与电阻R6的另一端接地，电阻R5的另一端作为所述检测电路的输出端。

8.如权利要求7所述的电磁线圈驱动电路，其特征在于：所述检测电路的输出端通过一电阻R7与控制模块相连。

9.如权利要求1所述的电磁线圈驱动电路，其特征在于：所述开关电路包括NMOS管Q1、NMOS管Q2、二极管D6、二极管D7、电阻R8、电阻R9以及电容C12；二极管D6的正极与二极管D7的负极以及DC/DC降压电路的输出端相连，二极管D6的正极为所述开关电路的第一输出端，二极管D6的负极与电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端与电阻R9的一端、电容C12的一端以及NMOS管Q1的栅极相连；电阻R9的另一端与二极管D7的正极、电容C12的另一端、NMOS管Q1的源极以及NMOS管Q2的漏极相连，NMOS管Q1的漏极为所述开关电路的第二输出端；NMOS管Q2的栅极与控制模块相连，NMOS管Q2的栅极为所述开关电路的控制端，NMOS管Q2的源极接地。

10.如权利要求9所述的电磁线圈驱动电路，其特征在于：所述开关电路还包括稳压二极管ZD1，稳压二极管ZD1的负极与NMOS管Q1的栅极相连，稳压二极管ZD1的正极与NMOS管Q1的源极相连。

11.如权利要求9所述的电磁线圈驱动电路，其特征在于：所述NMOS管Q2的栅极通过一分压电路与所述控制模块相连；所述分压电路包括电阻R10和电阻R11，所述电阻R10的一端与控制模块相连，电阻R10的另一端与电阻R11的一端以及NMOS管Q2的栅极相连，电阻R11的另一端接地。

12.如权利要求10所述的电磁线圈驱动电路，其特征在于：所述DC/DC降压电路的输出端通过二极管D8与二极管D6的正极相连，二极管D8的正极与DC/DC降压电路的输出端相连，二极管D8的负极与二极管D6的正极相连。