CN212338349U - 一种电磁阀节能驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电磁阀驱动技术领域，公开了一种电磁阀节能驱动电路，包括供电单元、延时控制单元、电压调节单元及保护单元；所述供电单元为所述驱动电路供电；所述延迟控制单元用于控制所述驱动电路的电流大小以及保障电磁阀阀芯完全动作所需的时间；所述电压调节单元用于调整电磁阀电压；所述保护单元用于对所述驱动电路中晶体管进行过电流保护。本实用新型在电磁阀接通后，降低其工作电流和电压，大大降低电磁阀功耗，并抑制电磁气线圈发热，使电路更节能、安全、稳定运行。

Description

一种电磁阀节能驱动电路

技术领域

本实用新型涉及电磁阀驱动技术领域，尤其是一种电磁阀节能驱动电路。

背景技术

电磁阀是一种用电磁控制流体介质的自动化设备执行元件，广泛应用于工业生产和日常生活中。当电磁阀通电时，电流流过电磁线圈，产生电磁力，电磁力通过弹簧对铁芯产生拉力作用，使铁芯远离阀门，电磁阀导通；电磁阀断电时，电磁力消失，弹簧复位，迫使铁芯动作，关闭阀门。在电磁阀阀门打开前，因线圈与铁芯间存在较大磁路间隙，具有较高磁阻，线圈需流经足够大的电流，才能产生足够大的电磁力，保障动铁芯运动到位；但在阀门打开后，只需较小的电流来维持铁芯的吸合状态，此时如果不采取措施，仍保持原先的大电流，将引起线圈发热，增加能耗，降低阀门密闭性和机械性能，缩短阀体寿命，增大故障率。

因此，需要设计一种节能驱动电路，在电磁阀接通后，降低其工作电流和电压，在保障电磁阀导通的同时大大降低功耗，并抑制线圈发热，使电路安全稳定运行。

发明内容

为了克服电磁阀工作过程中承担大电压、大电流、线圈发热而导致的功耗大、阀门性能降低、运行安全性降低等缺陷，本实用新型提供一种电磁阀节能驱动电路，当阀门接通后，在保持电磁阀导通的状态下，降低电压、电流、功耗以及线圈温度，使电路节能、安全、稳定运行。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电磁阀节能驱动电路，包括供电单元、延时控制单元、电压调节单元及保护单元；所述供电单元为所述驱动电路供电；所述延迟控制单元用于控制所述驱动电路的电流大小以及保障电磁阀阀芯完全动作所需的时间；所述电压调节单元用于调整电磁阀电压；所述保护单元用于对所述驱动电路中晶体管进行过电流保护。

所述延迟控制单元包括：电容C1、第一电阻R1、第一二极管D1、第二电阻R2、第一晶体管VT1、第三电阻R3；所述电容C1一端连接所述第一电阻R1一端、第一二极管D1阳极、第二电阻R2一端，另一端连接接地端；所述第一二极管D1的阴极以及第一电阻R1的另一端连接供电单元VCC端；所述第二电阻R2的另一端连接第一晶体管VT1的栅极；所述第三电阻R3的一端连接第一晶体管VT1的漏极、另一端连接三端稳压器LM317的2端。

所述电压调节单元包括：可调式三端稳压器集成芯片LM317、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第二二极管D2、第四电阻R4和第五电阻R5；所述可调式三端稳压器集成芯片LM317的1端连接第二电容C2，2端连接第三电容C3的一端、第二二极管D2的阳极、第四电阻R4和第五电阻R5的一端，3端连接第二二极管D2的阴极、第五电阻R5的另一端、第四电容C4的一端；所述第二电容C2的另一端、第三电容C3的另一端、第四电容C4的另一端与接地端相连。

所述保护单元包括：电阻R6和第三二极管D3。所述电阻R6一端接可调式三端稳压器集成芯片LM317的3端，另一端接第三二极管D3的阴极；所述第三二极管D3的阳极连接接地端。

本实用新型的有益效果是，本实用新型电磁阀驱动电路在电磁阀接通后，通过电容充电改变晶体管的工作状态，从而实现降低电磁阀电压、电流、功耗以及线圈温度，使电路节能、安全、稳定运行。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型电磁阀驱动电路结构框图。

图2为本实用新型电磁阀驱动电路原理图。

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。应当理解，所描述的实施例仅用于解释本实用新型，是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1，本实用新型提供了一种电磁阀节能驱动电路，包括供电单元、延时控制单元、电压调节单元及保护单元；所述供电单元为所述驱动电路供电；所述延迟控制单元用于控制所述驱动电路的电流大小以及保障电磁阀阀芯完全动作所需的时间；所述电压调节单元用于调整电磁阀电压；所述保护单元用于对所述驱动电路中晶体管进行过电流保护。

参阅图2，以线圈LX表示本实施例的应用对象，即电磁阀。在本实施例中，当驱动电路通电时，通过延时控制单元和电压调节单元调节所述驱动电路输出电压大小以及电流大小。当以全额电压启动时，电磁阀线圈流过大电流，产生足够大的电磁力使电磁阀接通；当阀门接通后，调节所述驱动电路输出电压和电流，使处于低电压、低电流即可维持阀门接通状态。需要说明的是，“全额电压”是指所述驱动电路通电的起始阶段，按照额定值施加于电磁阀的电压大小；“低电压”小于额定电压值，是电磁阀接通后，维持阀门接通状态的低于额定电压的工作电压；“大电流”是指所述驱动电路通电的起始阶段，为产生足够大的电磁力以激励阀门接通的电磁阀导通电流；“低电流”小于导通电流，为电磁阀接通后，维持阀门接通状态的低于导通电流的工作电流。本方案与采用大电流维持阀门接通的技术方案相比，能够有效降低电磁阀功耗和阀体温度。

所述供电单元由VCC端向所述驱动电路提供电压为15V、电流为1A的电源，所述供电单元VCC端与第一电阻R1的一端、三端稳压器LM317的1端连接。

所述延迟控制单元包括晶体管VT1、第三电阻R3和定时控制电路。所述晶体管VT1的集电极通过第三电阻R3与第四电阻R4并联，再与第五电阻串联，所述定时控制电路用于控制VT1的工作状态，以此控制电压调节单元的输出电压大小。在本方案中，在电磁阀接通的起始阶段，所述定时控制电路控制VT1截止，所述第三电阻R3中无电流，对电压调节单元不起作用，第四电阻R4与第五电阻R5串联，电压调节单元输出大电压，电磁阀线圈中流过大电流，保证电磁阀快速接通；当阀门接通后，所述定时控制电路控制VT1饱和导通，所述第三电阻R3中由恒定电流流过，对所述电压调节单元产生影响，第三电阻R3与第四电阻R4并联后，再与第五电阻R5串联，调整了分压关系，使得电压调节单元输出电压降低，电磁阀线圈工作电流降低，功耗降低，阀体温度降低，达到节能效果。

具体地，所述定时控制单元包括：电容C1、第一电阻R1、第一二极管D1、第二电阻R2；所述电容C1一端连接所述第一电阻R1一端、第一二极管D1阳极、第二电阻R2一端，另一端连接接地端；所述第一二极管D1的阴极以及第一电阻R1的另一端连接供电单元VCC端；所述第二电阻R2的另一端连接第一晶体管VT1的栅极。

所述电压调节单元将供电单元的电源电压进行降压处理，并稳定为某一固定值，然后输出。在本方案中，所述驱动电路通电起始的全额电压、大电流阶段，所述电压调节单元将15V电源电压进行降压处理，并向所述电磁阀输出稳定的12V直流电压；电磁阀接通后，所述电压调节单元输出7.1V直流电压。

具体地，所述电压调节单元包括：可调式三端稳压器集成芯片LM317、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第二二极管D2、第四电阻R4和第五电阻R5；所述可调式三端稳压器集成芯片LM317的1端连接第二电容C2，2端连接第三电容C3的一端、第二二极管D2的阳极、第四电阻R4和第五电阻R5的一端，3端连接第二二极管D2的阴极、第五电阻R5的另一端、第四电容C4的一端；所述第二电容C2的另一端、第三电容C3的另一端、第四电容C4的另一端与接地端相连。

所述保护单元包括：电阻R6和第三二极管D3。所述电阻R6一端接可调式三端稳压器集成芯片LM317的3端，另一端接第三二极管D3的阴极；所述第三二极管D3的阳极连接接地端。所述第三二极管D3为续流二极管，与所述驱动电路应用对象电磁阀并联连接。当晶体管VT1截止时，电磁阀线圈LX产生很高的感应电动势，续流二极管将这个高的电动势在回路以续电流方式消耗，从而保护晶体管VT1不被感应电压击穿或烧坏。

采用本实施例的驱动电路对电磁阀进行驱动的过程包括以下步骤：

所述供电单元为驱动电路供电，通电前，电容C1初始电压为零，第一晶体管VT1处于截止状态。

通电后，所述供电单元通过第一电阻R1向所述电容C1充电，所述电容C1两端电压从0V逐渐上升。

所述电容C1两端电压在增加到0.7V之前，所述第一晶体管VT1始终处于截止状态，第三电阻R3对所述电压调节单元无作用，第四电阻R4与第五电阻R5分压，使三端稳压器LM317的3端输出电压为电磁阀额定电压12V，电磁阀全额电压启动，此时电磁阀线圈流过大电流。

当所述电容C1两端电压升高至0.7V后，所述第一晶体管VT1开始导通，所述电容C1电压继续升高至1.7V时，所述第一晶体管VT1进入饱和状态，使所述第三电阻R3与第四电阻R4并联，再与所述第五电阻R5的分压，分压总电阻减小，使得所述电磁阀电压降低，线圈电流降低，并使线圈温度保持在较低水平。

需要说明的是，针对在全额电压启动对电磁阀进行驱动的大电流时间，与电磁阀的规格型号有关。在本实用新型中，所述大电流驱动时间即电容C1两端的电压从0V上升至所述第一晶体管VT1饱和导通、第三电阻R3对所述调压单元产生影响的时间；本实用新型可以根据电磁阀接通时间，选择合适的电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5进行电路设计，实现对电磁阀驱动电流的控制和调节。本实用新型还可以根据电磁阀额定电压，选择合适的供电单元、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5进行电路设计，实现对电磁阀电压的控制和调节。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式，不用以限制本实用新型，对于本领域的技术人员，可以在理解并不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施例进行变化、修改和替换，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种电磁阀节能驱动电路，其特征在于，包括：供电单元、延时控制单元、电压调节单元及保护单元；所述供电单元为所述驱动电路供电；所述延时控制单元用于控制所述驱动电路的电流大小以及保障电磁阀阀芯完全动作所需的时间；所述电压调节单元用于调整电磁阀电压；所述保护单元用于对所述驱动电路中晶体管进行过电流保护。

2.根据权利要求1所述的一种电磁阀节能驱动电路，其特征是，所述供电单元由VCC端向所述驱动电路的延时控制单元和电压调整单元供电。

3.根据权利要求2所述的一种电磁阀节能驱动电路，其特征是，所述供电单元VCC端与第一电阻R1的一端、三端稳压器LM317的1端连接。

4.根据权利要求1所述的一种电磁阀节能驱动电路，其特征是，所述的延时控制单元包括晶体管VT1、第三电阻R3和定时控制电路，所述定时控制电路用于控制VT1的工作状态，以此控制电压调节单元的输出电压大小。

5.根据权利要求4所述的一种电磁阀节能驱动电路，其特征是，所述延时控制单元包括：电容C1、第一电阻R1、第一二极管D1、第二电阻R2；所述电容C1一端连接所述第一电阻R1一端、第一二极管D1阳极、第二电阻R2一端，另一端连接接地端；所述第一二极管D1的阴极以及第一电阻R1的另一端连接供电单元VCC端；所述第二电阻R2的另一端连接第一晶体管VT1的栅极。

6.根据权利要求1所述的一种电磁阀节能驱动电路，其特征是，所述电压调节单元将供电单元的电源电压进行降压处理，并稳定为某一固定值，然后输出至所述电磁阀。

7.根据权利要求6所述的一种电磁阀节能驱动电路，其特征是，所述电压调节单元包括：可调式三端稳压器集成芯片LM317、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第二二极管D2、第四电阻R4和第五电阻R5；所述可调式三端稳压器集成芯片LM317的1端连接第二电容C2，2端连接第三电容C3的一端、第二二极管D2的阳极、第四电阻R4和第五电阻R5的一端，3端连接第二二极管D2的阴极、第五电阻R5的另一端、第四电容C4的一端；所述第二电容C2的另一端、第三电容C3的另一端、第四电容C4的另一端与接地端相连。

8.根据权利要求1所述的一种电磁阀节能驱动电路，其特征是，所述保护单元包括电阻R6和第三二极管D3，所述第三二极管D3为续流二极管，与所述驱动电路应用对象电磁阀并联连接。

9.根据权利要求8所述的一种电磁阀节能驱动电路，其特征是，所述保护单元的所述电阻R6一端接可调式三端稳压器集成芯片LM317的3端，另一端接第三二极管D3的阴极；所述第三二极管D3的阳极连接接地端。

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