CN208090042U - 基于数字控制的电磁阀驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及基于数字控制的电磁阀驱动电路，包括控制器、驱动电路、电磁阀接口、电源、电磁阀，所述驱动电路包括第一光耦隔离电路、第一MOS管电路、第一三极管电路、第二MOS管电路，在所述控制器输出低电平时，所述第一MOS管电路不贯通，所述第一三极管电路、所述第二MOS管电路贯通；在所述控制器输出高电平时，所述第一MOS管电路贯通，所述第一三极管电路、所述第二MOS管电路不贯通。其优点在于，控制器采用专用PWM输出口，输出高频PWM驱动波形，实现不同阶段电磁阀的不同驱动电压，有效降低电磁阀的发热；采用隔离电路，利用光耦将控制器前端与后端电路隔离，实现高低压隔离；通过控制器对驱动电路输出高电平或低电平对电磁阀进行控制。

Description

基于数字控制的电磁阀驱动电路

技术领域

本实用新型涉及电磁阀驱动技术领域，尤其涉及基于数字控制的电磁阀驱动电路。

背景技术

现有的电磁阀驱动是通过恒定电压进行，在电磁阀开始动作之处需要较大力来使电磁阀动作，在电磁阀运动到特定位置后，较小的力就能够使其保持不动。因此，在电磁阀保持不动的过程中，由于恒压电源供电，会造成能源浪费。此外，由于电磁阀本身电阻较小，在电磁阀保持不动时会产生热量，造成电磁阀寿命降低。

因此，亟需一种能够在电磁阀保持位置不动时降低电压，减少电磁阀发热，提高电磁阀寿命的电磁阀驱动电路，而目前关于这种电磁阀驱动电路还未见报道。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种基于数字控制的电磁阀驱动电路。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

基于数字控制的电磁阀驱动电路，包括控制器、驱动电路、电磁阀接口、电源、电磁阀，所述驱动电路包括第一光耦隔离电路、第一MOS管电路、第一三极管电路、第二MOS管电路，所述第一光耦隔离电路与所述控制器、所述第一MOS管电路电联接，所述第一MOS管电路与所述第一三极管电路电联接，所述第一三极管电路与所述第二MOS管电路电联接，所述第二MOS管电路与所述电磁阀接口电联接，所述第一三极管电路与所述电源电联接，所述电磁阀接口与电磁阀电联接；

所述第一MOS管电路，用于在所述控制器输出低电平时不贯通，在所述控制器输出高电平时贯通；

所述第一三极管电路，用于在所述控制器输出低电平时贯通，在所述控制器输出高电平时不贯通；

所述第二MOS管电路，用于在所述控制器输出低电平时贯通，在所述控制器输出高电平时不贯通。

优选的，所述第一光耦隔离电路包括光耦U1、电阻R1，所述光耦U1的发射端正极与电源电联接，所述光耦U1的发射端负极与所述电阻R1的一端电联接，所述电阻R1的另一端与所述控制器的DOUT1引脚电联接，所述光耦U1的接收端的发射极接地，所述光耦U1的接收端的集电极与所述第一MOS管电路电联接。

优选的，所述第一MOS管电路包括MOS管Q1、电阻R2、电阻R3，所述电阻R2的一端与所述MOS管Q1的栅极电联接，所述电阻R2的另一端与所述光耦U1的接收端的集电极电联接，所述电阻R3的一端与所述MOS管Q1的栅极电联接，所述电阻R3的另一端与所述MOS管Q1的源极电联接，所述MOS管Q1的源极接地，所述MOS管Q1的漏极与所述第一三极管电路电联接。

优选的，所述第一三极管电路包括三极管Q2、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D1，所述三极管Q2的集电极分别与所述电源、所述电阻R4的一端、所述电阻R5的一端电联接，所述电阻R4的另一端与所述MOS管Q1的漏极电联接，所述电阻R5的另一端与所述光耦U1的接收端的集电极电联接，所述三极管Q2的基极与所述MOS管Q1的漏极电联接，所述三极管Q2的发射极与所述第二MOS管电路电联接，所述二极管D1的正极与所述三极管Q2的发射极电联接，所述二极管D1的负极与所述电阻R6的一端电联接，所述电阻R6的另一端与所述三极管Q2的基极电联接。

优选的，所述第二MOS管电路包括MOS管Q3、电阻R7，所述MOS管Q3的栅极与所述三极管Q2的发射极电联接，所述电阻R7的一端与所述MOS管Q3的栅极电联接，所述电阻R7的另一端与所述MOS管的源极电联接，所述MOS管Q3的漏极与所述电磁阀接口电联接，所述MOS管Q3的源极接地。

优选的，还包括释放电路，所述释放电路与所述电磁阀接口电联接，所述释放电路用于释放所述电磁阀关闭时产生的能量。

优选的，所述释放电路包括第二光耦隔离电路、第二三极管电路、第三MOS管电路，所述第二光耦隔离电路与所述第二三极管电路电联接，所述第二三极管电路与所述第三MOS管电路电联接，所述第三MOS管电路与所述电磁阀接口电联接。

优选的，所述第二光耦隔离电路包括光耦U2、电阻R8、电阻R9，所述光耦U2的发射端正极与电源电联接，所述光耦U2的发射端负极与所述电阻R8的一端电联接，所述电阻R8的另一端与所述控制器的DOUT2引脚电联接，所述光耦U2的接收端发射极与所述电阻R9的一端电联接，所述电阻R9的另一端与所述第二三极管电路电联接，所述光耦U2的接收端的集电极与一电压VDD电联接。

优选的，所述第二三极管电路包括三极管Q4、电阻R10、电阻R11，所述电阻R10的一端与所述三极管Q4的基极电联接，所述电阻R10的另一端与所述三极管Q4的发射极电联接，所述三极管Q4的基极与所述电阻R9的另一端电联接，所述三极管Q4的发射极接地，所述三极管Q4的集电极与所述电阻R11的一端电联接，所述电阻R11的另一端与所述第三MOS管电路电联接。

优选的，所述第三MOS管电路包括MOS管Q5、压敏电阻VDR1、电阻R12、二极管D2，所述MOS管Q5的栅极与所述电阻R11的另一端电联接，所述电阻R12的一端与所述MOS管Q5的栅极电联接，所述电阻R12的另一端与所述MOS管Q5的源极电联接，所述压敏电阻VDR1的一端与所述MOS管Q5的漏极电联接，所述压敏电阻的另一端与所述MOS管Q5的源极电联接，所述MOS管Q5的源极与所述二极管D2的负极电联接，所述MOS管Q5的漏极与一电压VDD电联接，所述二极管D2的正极与所述电磁阀接口电联接。

本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本实用新型的基于数字控制的电磁阀驱动电路，控制器采用专用PWM输出口，输出高频PWM驱动波形，实现不同阶段电磁阀的不同驱动电压，有效降低电磁阀的发热；采用隔离电路，利用光耦将控制器前端与后端电路隔离开，实现高低压隔离；通过控制器对驱动电路输出高电平或低电平对电磁阀进行控制；设置释放电路，根据电磁阀快慢释放打开或关闭不同电路，降低电磁阀释放对电路的损坏。

附图说明

图1是本实用新型的一个优选实施例的结构框图。

图2是本实用新型的一个优选实施例的电路图。

图3是本实用新型的一个优选实施例的使用装置框图。

其中的附图标记为：控制器1；驱动电路2；电磁阀接口3；电源4；电磁阀5；释放电路6；电源7；动作装置8；控制装置9。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

本实用新型的一个优选实施例，如图1所示，基于数字控制的电磁阀驱动电路，包括控制器1、驱动电路2、电磁阀接口3、电源4、电磁阀5、释放电路6，电磁阀接口3分别与驱动电路2、释放电路6电联接，驱动电路2用于对电磁阀接口进行驱动使电磁阀工作，释放电路6用于释放电磁阀关闭时产生的能量。

驱动电路2包括包括第一光耦隔离电路、第一MOS管电路、第一三极管电路、第二MOS管电路，第一光耦隔离电路与控制器、第一MOS管电路电联接，第一MOS管电路与第一三极管电路电联接，第一三极管电路与第二MOS管电路电联接，第二MOS管电路与电磁阀接口3电联接。

第一光耦隔离电路包括光耦U1、电阻R1，光耦U1的发射端正极与电源电联接，光耦U1的发射端负极与电阻R1的一端电联接，电阻R1的另一端与控制器1的DOUT1引脚电联接，光耦U1的接收端的发射极接地，光耦U1的接收端的集电极与第一MOS管电路电联接。

第一MOS管电路包括MOS管Q1、电阻R2、电阻R3，电阻R2的一端与MOS管Q1的栅极电联接，电阻R2的另一端与光耦U1的接收端的集电极电联接，电阻R3的一端与MOS管Q1的栅极电联接，电阻R3的另一端与MOS管Q1的源极电联接，MOS管Q1的源极接地，MOS管Q1的漏极与第一三极管电路电联接。

第一三极管电路包括三极管Q2、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D1，三极管Q2的集电极分别与电源4、电阻R4的一端、电阻R5的一端电联接，电阻R4的另一端与MOS管Q1的漏极电联接，电阻R5的另一端与光耦U1的接收端的集电极电联接，三极管Q2的基极与MOS管Q1的漏极电联接，三极管Q2的发射极与第二MOS管电路电联接，二极管D1的正极与三极管Q2的发射极电联接，二极管D1的负极与电阻R6的一端电联接，电阻R6的另一端与三极管Q2的基极电联接。

第二MOS管电路包括MOS管Q3、电阻R7，MOS管Q3的栅极与三极管Q2的发射极电联接，电阻R7的一端与MOS管Q3的栅极电联接，电阻R7的另一端与MOS管的源极电联接，MOS管Q3的漏极与电磁阀接口3电联接，MOS管Q3的源极接地。

释放电路6包括第二光耦隔离电路、第二三极管电路、第三MOS管电路，第二光耦隔离电路与第二三极管电路电联接，第二三极管电路与第三MOS管电路电联接，第三MOS管电路与电磁阀接口3电联接。

第二光耦隔离电路包括光耦U2、电阻R8、电阻R9，光耦U2的发射端正极与电源电联接，光耦U2的发射端负极与电阻R8的一端电联接，电阻R8的另一端与控制器1的DOUT2引脚电联接，光耦U2的接收端发射极与电阻R9的一端电联接，电阻R9的另一端与第二三极管电路电联接，光耦U2的接收端的集电极与一电压VDD电联接。

第二三极管电路包括三极管Q4、电阻R10、电阻R11，电阻R10的一端与三极管Q4的基极电联接，电阻R10的另一端与三极管Q4的发射极电联接，三极管Q4的基极与电阻R9的另一端电联接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极与电阻R11的一端电联接，电阻R11的另一端与第三MOS管电路电联接。

第三MOS管电路包括MOS管Q5、压敏电阻VDR1、电阻R12、二极管D2，MOS管Q5的栅极与电阻R11的另一端电联接，电阻R12的一端与MOS管Q5的栅极电联接，电阻R12的另一端与MOS管Q5的源极电联接，压敏电阻VDR1的一端与MOS管Q5的漏极电联接，压敏电阻的另一端与MOS管Q5的源极电联接，MOS管Q5的源极与二极管D2的负极电联接，MOS管Q5的漏极与一电压VDD电联接，二极管D2的正极与电磁阀接口3电联接。

进一步地，光耦U1、光耦U2为光电耦合隔离器，型号为PS2701-1。

进一步地，MOS管Q1为N沟道MOS管，型号为AM2398N；MOS管Q3为N沟道MOS管，型号为FQD19N10；MOS管Q5为P沟道MOS管，型号为AM30P06。

进一步地，三极管Q2、三极管Q4为NPN型三极管，型号为2N5551。

进一步地，二极管D1型号为1N4148，二极管D2型号为30BQ100。

进一步地，电阻R1阻值为470Ω，电阻R2阻值为1000Ω，电阻R3阻值为3000Ω，电阻R4阻值为4700Ω，电阻R5阻值为4700Ω，电阻R6阻值33Ω，电阻R7阻值为4700Ω，电阻R8阻值为1000Ω，电阻R9阻值为10000Ω，电阻R10阻值为15000，电阻R11阻值为4700Ω，电阻R12阻值为4700Ω。

进一步地，光耦U1的发射端正极联接的电源电压为3.3V，三极管Q2的集电极联接的电源电源为12V，光耦U2的发射端正极联接的直流电源电压为3.3V。

本优选实施例的基于数字控制的电磁阀驱动电路的工作方式如下：在驱动电路2中，控制器1输出低电平，MOS管Q1不导通，三极管Q2导通，MOS管Q3导通，电磁阀电路通路，电磁阀5开始工作；控制器1输出高电平，MOS管Q1导通，三极管Q2不导通，MOS管Q3不导通，电磁阀电路断路，电磁阀5停止工作，电磁阀开始释放能量。

在释放电路6中，电磁阀慢释放时，MOS管Q5不导通，通过压敏电阻VDR1形成释放电路；电磁阀快释放时，MOS管Q5导通，通过MOS管Q5形成快释放电路。

应用本优选实施例的驱动电路的电磁阀工作系统框架，如图2所示，包括控制器1、电源7、电磁阀5、动作装置8、控制装置9，电源7分别与控制器1、电磁阀5、动作装置8、控制装置9电联接，电源7对控制器1供电，电源7分别对控制器1、电磁阀5、动作装置8、控制装置9供电，控制器1根据动作装置8、控制装置9实现对电磁阀5进行控制。

进一步地，控制器1为DSP，DSP具有64个引脚，其中包括12个专用PWM输出引脚。

进一步地，电磁阀5为抬压脚电磁阀，动作装置8为脚踏板，控制装置9为操作面板。

控制器1输出的PWM波形，其频率能够达到15KHz，负占空比为15％～75％。

控制器1输出的PWM波形，在驱动电路2中的第一光耦隔离电路的作用下，造成PWM驱动波形占空比的衰减。

应用本优选实施例的电磁阀驱动电路的工作系统的工作方式如下：整机通电，动作装置8开始动作，将模拟信号发送至控制器1，控制器1根据动作装置8发送过来的模拟信号，向电磁阀5发送驱动信号PWM波，PWM驱动波形通过驱动电路2(第一光耦隔离电路、第一MOS管电路、第一三极管电路、第二MOS管电路)控制电磁阀5开关动作，实现电磁阀5的正常工作；根据不同需要，通过控制装置9调节控制器1输出的PWM波形的占空比，从而控制电磁阀5两端的电压。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于数字控制的电磁阀驱动电路，其特征在于，包括控制器(1)、驱动电路(2)、电磁阀接口(3)、电源(4)、电磁阀(5)，所述驱动电路(2)包括第一光耦隔离电路、第一MOS管电路、第一三极管电路、第二MOS管电路，所述第一光耦隔离电路与所述控制器(1)、所述第一MOS管电路电联接，所述第一MOS管电路与所述第一三极管电路电联接，所述第一三极管电路与所述第二MOS管电路电联接，所述第二MOS管电路与所述电磁阀接口(3)电联接，所述第一三极管电路与所述电源(4)电联接，所述电磁阀接口(3)与电磁阀(5)电联接；

所述第一MOS管电路，用于在所述控制器(1)输出低电平时不贯通，在所述控制器输出高电平时贯通；

所述第一三极管电路，用于在所述控制器(1)输出低电平时贯通，在所述控制器输出高电平时不贯通；

所述第二MOS管电路，用于在所述控制器(1)输出低电平时贯通，在所述控制器输出高电平时不贯通。

2.根据权利要求1所述的基于数字控制的电磁阀驱动电路，其特征在于，所述第一光耦隔离电路包括光耦U1、电阻R1，所述光耦U1的发射端正极与一电源电联接，所述光耦U1的发射端负极与所述电阻R1的一端电联接，所述电阻R1的另一端与所述控制器(1)的DOUT1引脚电联接，所述光耦U1的接收端的发射极接地，所述光耦U1的接收端的集电极与所述第一MOS管电路电联接。

3.根据权利要求2所述的基于数字控制的电磁阀驱动电路，其特征在于，所述第一MOS管电路包括MOS管Q1、电阻R2、电阻R3，所述电阻R2的一端与所述MOS管Q1的栅极电联接，所述电阻R2的另一端与所述光耦U1的接收端的集电极电联接，所述电阻R3的一端与所述MOS管Q1的栅极电联接，所述电阻R3的另一端与所述MOS管Q1的源极电联接，所述MOS管Q1的源极接地，所述MOS管Q1的漏极与所述第一三极管电路电联接。

4.根据权利要求3所述的基于数字控制的电磁阀驱动电路，其特征在于，所述第一三极管电路包括三极管Q2、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D1，所述三极管Q2的集电极分别与所述电源(4)、所述电阻R4的一端、所述电阻R5的一端电联接，所述电阻R4的另一端与所述MOS管Q1的漏极电联接，所述电阻R5的另一端与所述光耦U1的接收端的集电极电联接，所述三极管Q2的基极与所述MOS管Q1的漏极电联接，所述三极管Q2的发射极与所述第二MOS管电路电联接，所述二极管D1的正极与所述三极管Q2的发射极电联接，所述二极管D1的负极与所述电阻R6的一端电联接，所述电阻R6的另一端与所述三极管Q2的基极电联接。

5.根据权利要求4所述的基于数字控制的电磁阀驱动电路，其特征在于，所述第二MOS管电路包括MOS管Q3、电阻R7，所述MOS管Q3的栅极与所述三极管Q2的发射极电联接，所述电阻R7的一端与所述MOS管Q3的栅极电联接，所述电阻R7的另一端与所述MOS管的源极电联接，所述MOS管Q3的漏极与所述电磁阀接口(3)电联接，所述MOS管Q3的源极接地。

6.根据权利要求1所述的基于数字控制的电磁阀驱动电路，其特征在于，还包括释放电路(6)，所述释放电路(6)与所述电磁阀接口(3)电联接，所述释放电路(6)用于释放所述电磁阀(5)关闭时产生的能量。

7.根据权利要求6所述的基于数字控制的电磁阀驱动电路，其特征在于，所述释放电路(6)包括第二光耦隔离电路、第二三极管电路、第三MOS管电路，所述第二光耦隔离电路与所述第二三极管电路电联接，所述第二三极管电路与所述第三MOS管电路电联接，所述第三MOS管电路与所述电磁阀接口(3)电联接。

8.根据权利要求7所述的基于数字控制的电磁阀驱动电路，其特征在于，所述第二光耦隔离电路包括光耦U2、电阻R8、电阻R9，所述光耦U2的发射端正极与电源电联接，所述光耦U2的发射端负极与所述电阻R8的一端电联接，所述电阻R8的另一端与所述控制器(1)的DOUT2引脚电联接，所述光耦U2的接收端发射极与所述电阻R9的一端电联接，所述电阻R9的另一端与所述第二三极管电路电联接，所述光耦U2的接收端的集电极与一电压VDD电联接。

9.根据权利要求8所述的基于数字控制的电磁阀驱动电路，其特征在于，所述第二三极管电路包括三极管Q4、电阻R10、电阻R11，所述电阻R10的一端与所述三极管Q4的基极电联接，所述电阻R10的另一端与所述三极管Q4的发射极电联接，所述三极管Q4的基极与所述电阻R9的另一端电联接，所述三极管Q4的发射极接地，所述三极管Q4的集电极与所述电阻R11的一端电联接，所述电阻R11的另一端与所述第三MOS管电路电联接。

10.根据权利要求9所述的基于数字控制的电磁阀驱动电路，其特征在于，所述第三MOS管电路包括MOS管Q5、压敏电阻VDR1、电阻R12、二极管D2，所述MOS管Q5的栅极与所述电阻R11的另一端电联接，所述电阻R12的一端与所述MOS管Q5的栅极电联接，所述电阻R12的另一端与所述MOS管Q5的源极电联接，所述压敏电阻VDR1的一端与所述MOS管Q5的漏极电联接，所述压敏电阻的另一端与所述MOS管Q5的源极电联接，所述MOS管Q5的源极与所述二极管D2的负极电联接，所述MOS管Q5的漏极与一电压VDD电联接，所述二极管D2的正极与所述电磁阀接口(3)电联接。