CN210118511U - 单线圈驱动的电磁阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单线圈驱动的电磁阀，包括阀体和驱动电路，所述驱动电路包括电源芯片U1、单片机U2、开关管Q1、开关管Q2和线圈L1；单片机U2的IO1脚连接开关管Q2的控制端，IO2脚连接开关管Q1的控制端，开关管Q1的输入端连接电源24V，开关管Q2的输入端连接电源+5V，开关管Q1和开关管Q2的输出端都连接线圈L1的第一端，线圈L1的第二端接地，线圈L1卷绕在阀体铁芯的外部。当单片机的IO2脚为低电平时，开关管Q1导通，电磁阀启动；0.5秒以后IO2输出改为高电平，开关管Q1关断，与此同时IO1脚输出为低电平，开关管Q2导通，电磁阀维持打开状态，功耗较低。本方案适用于燃气具等设备。

Description

单线圈驱动的电磁阀

技术领域

本实用新型涉及电磁开关领域，尤其是涉及一种单线圈驱动的电磁阀。

背景技术

目前，电磁铁被广泛应用在燃气具上，例如燃气灶、燃气热水器等。

电磁阀在关闭状态下出口压力为零，而进气口有燃气压力，所以进气口压力大于出气口压力，燃气压力会加到阀门密封圈上，使电磁阀打开阻力加大，当阀门打开后，阀门密封圈上下压力相等，这时维持电磁阀在打开状态时阻力减小，同时开阀阀芯还有一个摩擦力，所以开阀电流要远大于维持电流，可以用下式表达：

P总=P1+P2+P3；

式中：

P总：为电磁阀打开的总功率；

P1：克服弹簧阻力所需功率；

P2：克服燃气压力所需功率；

P3：克服摩擦力所需功率；

很明显开阀功率P总=P1+P2+P3，而维持电磁阀不掉阀P总=P1-P3（因电磁阀释放同样会有摩擦力），所以开阀电流要远大于维持电流，实测燃气灶电磁阀开阀电流为60mA，维持电流为6 mA。

为了达到既要能满足开阀要求，又要满足低功耗（因为很多器具是用干电池供电，例如燃气灶）要求，现有电磁阀技术都是采用双线圈，一组线圈开阀用，阀门打开后马上切换到另外一组线圈供电。

而双线圈电磁阀具有以下缺点：1、体积大；2、成本高。

发明内容

本实用新型主要是解决现有技术所存在的双线圈电磁阀体积大、成本高、结构复杂的技术问题，提供一种体积小、成本小、结构简单的单线圈驱动的电磁阀。

本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种单线圈驱动的电磁阀，包括阀体和驱动电路，所述驱动电路包括电源芯片U1、单片机U2、开关管Q1、开关管Q2和线圈L1；电源芯片的10脚连接电源24V，12脚通过电感L2输出电源+5V，3脚连接电源+5V，4脚、5脚和6脚接地；二极管D1的正极接地，负极连接电源芯片的12脚；电容C1和电容C2均跨接在电源+5V和地之间；单片机U2的VCC脚连接电源+5V，GND脚接地，IO1脚通过电阻R1连接开关管Q2的控制端，IO2脚通过电阻R2连接开关管Q1的控制端，开关管Q1的输入端连接电源24V，开关管Q2的输入端连接电源+5V，开关管Q1和开关管Q2的输出端都连接线圈L1的第一端，线圈L1的第二端接地，线圈L1卷绕在阀体铁芯的外部。

外部电源输入24V电源直接供给电磁阀使用，电源芯片U1、二极管D1、电感L2和电容C1组成电源转换电路，将24V输入电压转换成+5V，作为单片机的输入电源。电磁阀闭合状态下单片机的IO1脚和IO2脚都输出高电平，开关管Q1和开关管Q2都保持关断状态。当单片机的IO2脚为低电平时，开关管Q1导通，线圈L1被施加24V电压，流过大电流，产生较强磁场，电磁阀启动；0.5秒以后IO2输出改为高电平，开关管Q1关断，与此同时IO1脚输出为低电平，开关管Q2导通，线圈L2被施加+5V电压，流过小电流，产生较弱磁场，电磁阀维持打开状态，功耗较低。

作为优选，所述阀体包括底座、支架、静铁芯和动铁芯，底座内开有气道，支架固定在底座上，支架中部设有与底座垂直的导向架，静铁芯固定在导向架上端，动铁芯插装在导向架下端，动铁芯下端连接有阀门密封圈并插入到气道中，动铁芯和底座之间设有将动铁芯向气道内推动的弹簧；线圈L1卷绕在导向架外部。

当线圈通电后，在线圈周围产生磁场，磁场又将动铁芯和静铁芯磁化，磁化后的动铁芯和静铁芯形成两个磁体，使动铁芯克服弹簧阻力向静铁芯移动，拉开阀门密封圈，使阀门打开。当线圈失电后，已经磁化后的动铁芯和静铁芯瞬间被退磁，在弹簧力的作用下使动铁芯回位，阀门关闭。

作为优选，所述静铁芯和动铁芯均为软铁。软铁不会被永久磁化，确保电磁阀的可靠性。

作为优选，所述电源芯片U1为LM2574M。

本实用新型带来的有益效果是，节省了一个线圈，结构简单，减小了电磁阀的体积，节省了材料成本，实用性好。

附图说明

图1是本实用新型的一种驱动电路原理图；

图2是本实用新型的一种阀体结构示意图；

图中：1、底座；2、支架；3、静铁芯；4、动铁芯；5、进气口；6、出气口；7、导向架；8、阀门密封圈；9、弹簧。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种单线圈驱动的电磁阀，包括阀体和驱动电路。如图1所示，驱动电路包括电源芯片U1、单片机U2、开关管Q1、开关管Q2和线圈L1；电源芯片U1为LM2574M；电源芯片的10脚连接电源24V，12脚通过电感L2输出电源+5V，3脚连接电源+5V，4脚、5脚和6脚接地；二极管D1的正极接地，负极连接电源芯片的12脚；电容C1和电容C2均跨接在电源+5V和地之间；单片机U2的VCC脚连接电源+5V，GND脚接地，IO1脚通过电阻R1连接开关管Q2的控制端，IO2脚通过电阻R2连接开关管Q1的控制端，开关管Q1的输入端连接电源24V，开关管Q2的输入端连接电源+5V，开关管Q1和开关管Q2的输出端都连接线圈L1的第一端，线圈L1的第二端接地，线圈L1卷绕在阀体铁芯的外部。

外部电源输入24V电源直接供给电磁阀使用，电源芯片U1、二极管D1、电感L2和电容C1组成电源转换电路，将24V输入电压转换成+5V，作为单片机的输入电源。电磁阀闭合状态下单片机的IO1脚和IO2脚都输出高电平，开关管Q1和开关管Q2都保持关断状态。当单片机的IO2脚为低电平时，开关管Q1导通，线圈L1被施加24V电压，流过大电流，产生较强磁场，电磁阀启动；0.5秒以后IO2输出改为高电平，开关管Q1关断，与此同时IO1脚输出为低电平，开关管Q2导通，线圈L2被施加+5V电压，流过小电流，产生较弱磁场，电磁阀维持打开状态，功耗较低。

如图2所示，阀体包括底座1、支架2、静铁芯3和动铁芯4，底座内开有气道，气道右侧为进气口5，气道左侧为出气口6，支架固定在底座上，支架中部设有与底座垂直的导向架7，静铁芯固定在导向架上端，动铁芯插装在导向架下端，动铁芯下端连接有阀门密封圈8并插入到气道中，动铁芯和底座之间设有将动铁芯向气道内推动的弹簧9；线圈L1卷绕在导向架外部。

气道中部为竖直段，竖直段上端连接进气口，竖直段下端通过出气段连接出气口，动铁芯下端和阀门密封圈插入到竖直段中，出气段直径小于阀门密封圈，竖直段直径大于阀门密封圈。线圈中无电流时弹簧推动动铁芯带动阀门密封圈下压，将气道密封。

当线圈通电后，在线圈周围产生磁场，磁场又将动铁芯和静铁芯磁化，磁化后的动铁芯和静铁芯形成两个磁体，使动铁芯克服弹簧阻力向静铁芯移动，拉开阀门密封圈，使阀门打开。当线圈失电后，已经磁化后的动铁芯和静铁芯瞬间被退磁，在弹簧力的作用下使动铁芯回位，阀门关闭。

静铁芯和动铁芯均为软铁。软铁不会被永久磁化，确保电磁阀的可靠性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明创造精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的原理或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了阀体、驱动电路等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明创造精神相违背的。

Claims (4)

1.一种单线圈驱动的电磁阀，其特征在于，包括阀体和驱动电路，所述驱动电路包括电源芯片U1、单片机U2、开关管Q1、开关管Q2和线圈L1；电源芯片的10脚连接电源24V，12脚通过电感L2输出电源+5V，3脚连接电源+5V，4脚、5脚和6脚接地；二极管D1的正极接地，负极连接电源芯片的12脚；电容C1和电容C2均跨接在电源+5V和地之间；单片机U2的VCC脚连接电源+5V，GND脚接地，IO1脚通过电阻R1连接开关管Q2的控制端，IO2脚通过电阻R2连接开关管Q1的控制端，开关管Q1的输入端连接电源24V，开关管Q2的输入端连接电源+5V，开关管Q1和开关管Q2的输出端都连接线圈L1的第一端，线圈L1的第二端接地，线圈L1卷绕在阀体铁芯的外部。

2.根据权利要求1所述的单线圈驱动的电磁阀，其特征在于，所述阀体包括底座、支架、静铁芯和动铁芯，底座内开有气道，支架固定在底座上，支架中部设有与底座垂直的导向架，静铁芯固定在导向架上端，动铁芯插装在导向架下端，动铁芯下端连接有阀门密封圈并插入到气道中，动铁芯和底座之间设有将动铁芯向气道内推动的弹簧；线圈L1卷绕在导向架外部。

3.根据权利要求2所述的单线圈驱动的电磁阀，其特征在于，所述静铁芯和动铁芯均为软铁。

4.根据权利要求1或2或3所述的单线圈驱动的电磁阀，其特征在于，所述电源芯片U1为LM2574M。

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