CN220622910U - 一种电磁阀线圈控制电路及线圈控制盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电磁阀线圈控制电路及线圈控制盒，所述电磁阀线圈控制电路包括第一导通开关Q1和控制芯片，所述第一导通开关Q1的控制端连接控制芯片，所述第一导通开关Q1的输入端连接线圈L的输出端，所述第一导通开关Q1的输出端接地，所述线圈L的输入端连接电源。本实用新型当第一导通开关导通时，线圈正常导通，当第一导通开关截止时，线圈截止，在电磁阀启动后的维持阶段，通过控制芯片输出脉冲信号使第一导通开关重复导通或截止，从而调整电磁阀线圈维持电流的有效值，使得电磁阀线圈的维持电流降低，减小线圈及其它功耗元件的发热量，同时避免无效做功以节约能耗，减小安全风险。

Description

一种电磁阀线圈控制电路及线圈控制盒

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种电磁阀线圈控制电路及线圈控制盒。

背景技术

电磁阀是用电磁控制的工业设备，是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器，并不限于液压、气动，用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数，电磁阀一般分为直动式、分布直动式和先导式三大类，但它们都需要使用线圈进行控制，当线圈功能失效时，电磁阀将不能正常动作。

电磁阀合闸时，需要较大的驱动电流驱动线圈产生的电磁力使阀芯运动，气路接通，然而在电磁阀合闸完成后，电磁阀维持气路接通时线圈所需要的维持电流仅需驱动电流的一半，但目前的电磁阀线圈的维持电流均与驱动电流一致，使得电磁阀线圈做了大量的无用功，浪费能源，同时，由于线圈发热量与电流的平方成正比，维持电流过大还会导致线圈及其它电子元件产生大量热量，进而影响电磁阀的安全。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电磁阀线圈控制电路及线圈控制盒，用以解决目前电磁阀线圈维持电流和驱动电流一致的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种电磁阀线圈控制电路，包括第一导通开关Q1和控制芯片，所述第一导通开关Q1的控制端连接控制芯片，所述第一导通开关Q1的输入端连接线圈L的输出端，所述第一导通开关Q1的输出端接地，所述线圈L的输入端连接电源。

优选的，还包括第二导通开关Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第六电阻R6、第一电容C1和第一光耦U1，所述第二导通开关Q2的输入端连接所述线圈L的输出端、所述第一光耦U1的第一引脚和所述第一电阻R1的一端，所述第二导通开关Q2的控制端连接所述第二电阻R2的一端、第六电阻R6的一端、第一电容C1的一端和第一光耦U1的第四引脚，所述二导通开关Q2的输出端、第六电阻R6的另一端、第一电容C1的另一端和第一光耦U1的第三引脚均接地，所述第一光耦U1的第二引脚连接所述第一电阻R1的另一端和所述第一导通开关Q1的输入端，所述第二电阻R2的另一端连接电源。

优选的，还包括串联连接的二极管D1和压敏电阻RV，所述压敏电阻RV的输入端连接所述线圈L的输出端，所述二极管D1的输出端连接所述线圈L的输入端。

优选的，还包括第二光耦U2和第三电阻R3，所述第二光耦U2的第一引脚连接二极管D1的输出端，所述第二光耦U2的第二引脚连接所述第三电阻R3的输入端，所述第二光耦U2的第三引脚连接所述二极管D1的输入端和所述压敏电阻RV的输出端，所述第二光耦U2的第四引脚连接所述线圈L的输出端和所述压敏电阻RV的输入端，所述第三电阻R3的输出端接地。

优选的，还包括并联连接的稳压二极管D3和第二电容C2，所述稳压二极管D3的输入端连接所述第三电阻R3的输出端和+5V电源，所述稳压二极管D3的输出端接地。

优选的，还包括第四电阻R4和电流检测模块，所述第四电阻R4的输入端连接所述第一导通开关Q1的输出端和电流检测模块的输入端，所述第四电阻R4的输出端接地，所述电流检测模块的输出端连接所述控制芯片。

优选的，还包括并联连接的发光二极管D2，所述发光二极管D2的输入端连接所述线圈L的输出端，所述发光二极管D2的输出端连接所述第一导通开关Q1的输入端。

优选的，还包括并联连接的发光二极管D4和第五电阻R5，所述发光二极管D4的输入端连接所述第二导通开关Q2的输出端，所述发光二极管D4的输出端接地。

优选的，所述第一导通开关Q1和第二导通开关Q2均为MOS管。

本实用新型还提供了一种线圈控制盒，包括绝缘外壳，和设于所述绝缘外壳内的控制板和连接器，所述控制板电连接所述连接器，所述控制板包括上述电磁阀线圈控制电路。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的一种电磁阀线圈控制电路及线圈控制盒，当第一导通开关导通时，线圈正常导通，当第一导通开关截止时，线圈截止，在电磁阀启动后的维持阶段，通过控制芯片输出脉冲信号使第一导通开关重复导通或截止，从而调整电磁阀线圈维持电流的有效值，使得电磁阀线圈的维持电流降低，由于功耗元件的发热量与电流的平方成正比，因此可以降低线圈及其它功耗元件的发热量，避免无效做功以节约能源，减小安全风险。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型的电磁阀线圈控制电路的电路结构示意图；

图2是本实用新型的电磁阀线圈控制电路的启动时线圈电流曲线图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1，一种电磁阀线圈控制电路。

如图1所示，本实施例的电磁阀线圈控制电路，包括第一导通开关Q1和控制芯片，第一导通开关Q1的控制端连接控制芯片，第一导通开关Q1的输入端连接线圈L的输出端，第一导通开关Q1的输出端接地，线圈L的输入端连接电源。

其中，在本实施例中，电源为+110V直流电，控制芯片具体为MCU，第一导通开关Q1具体为N沟道的MOS管，MOS管的控制端、输入端和输出端分别为MOS管的栅极(G)、漏极(D)和源极(S)，+110V电源、线圈L和MOS管Q1构成本实施例的主电路，当MOS管Q1的G极输入低电平时，MOS管Q1导通，线圈L通电，当MOS管Q1的G极输入高电平时，MOS管Q1截止，线圈L不通电，MCU通过输出不同占空比的脉冲信号即可实现对线圈L电流有效值的调节。

在本实施例的电磁阀线圈控制电路中，还包括第二导通开关Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第六电阻R6、第一电容C1和第一光耦U1，第二导通开关Q2的输入端连接线圈L的输出端、第一光耦U1的第一引脚和第一电阻R1的一端，第二导通开关Q2的控制端连接第二电阻R2的一端、第六电阻R6的一端、第一电容C1的一端和第一光耦U1的第四引脚，二导通开关Q2的输出端、第六电阻R6的另一端、第一电容C1的另一端和第一光耦U1的第三引脚均接地，第一光耦U1的第二引脚连接第一电阻R1的另一端和第一导通开关Q1的输入端，第二电阻R2的另一端连接电源。

其中，第二导通开关Q2和第一导通开关Q1一样，也是N沟道的MOS管，第一光耦U1的第一引脚和第二引脚为光耦发光源的输入端和输出端，第一光耦U1的第三引脚和第四引脚分别为光耦受光器的输出端和输入端，电源为+110V直流电，+110V电源、线圈L和MOS管Q2构成本实施例的备用电路。

当主电路出现故障时，MOS管Q1截止，第一光耦U1的第三引脚和第四引脚不导通，MOS管Q2的G极电压V_G2＝110*R6/(R6+R2)，此时MOS管Q2导通，线圈L经过备用电路得电，确保了电磁阀维持合闸，加强了电磁阀的稳定性。

在电磁阀启动合闸时，线圈L通过主电路直接启动时，需要先通过控制芯片向MOS管Q1的G极输出高电平，也可以直接通过备用电路启动。

在电磁阀合闸完成后，电磁阀处于维持阶段时，控制芯片输出一定占空比的PWM降低线圈L的电流有效值，此时，当MOS管Q1导通时，第一光耦U1的第三引脚和第四引脚导通，MOS管Q2的G极经过第一光耦U1的第三引脚和第四引脚后直接接地，此时，MOS管Q2不导通；当MOS管Q1截止时，第一光耦U1的第三引脚和第四引脚不导通，通过第六电阻R6两端的电压为第一电容C1进行充电，由于电容两端的电压不能突变，因此MOS管Q2在第一电容C1充电至MOS管Q2的导通电压前无法导通，而MOS管Q1导通时，第一电容C1两端分别连接第一光耦U1的第三引脚和第四引脚，此时，第一电容C1会进行放电，当控制芯片输出的PWM的频率高至第一电容C1充电阶段始终无法达到MOS管Q2的导通电压时，MOS管Q2将始终无法导通，因此，在电磁阀处于维持阶段时，线圈L的电流仅受MOS管Q1是否导通的影响，通过调节PWM的占空比，即可调节线圈L的电流的有效值。

在本实施例的电磁阀线圈控制电路中，还包括串联连接的二极管D1和压敏电阻RV，压敏电阻RV的输入端连接线圈L的输出端，二极管D1的输出端连接线圈L的输入端。

其中，二极管D1为续流二极管，当电磁阀断闸时，在线圈L失电的瞬间，通过续流二极管D1和压敏电阻RV消耗产生的感应电压，放置感应电压对电路造成损伤。

在本实施例的电磁阀线圈控制电路中，还包括第二光耦U2和第三电阻R3，第二光耦U2的第一引脚连接二极管D1的输出端，第二光耦U2的第二引脚连接第三电阻R3的输入端，第二光耦U2的第三引脚连接二极管D1的输入端和压敏电阻RV的输出端，第二光耦U2的第四引脚连接线圈L的输出端和压敏电阻RV的输入端，第三电阻R3的输出端接地。

第二光耦U2和第一光耦U1的型号相同，在电磁阀合闸时，+110V电源使第二光耦U2的发光源导通发光，第二光耦U2的受光器导通，即第二光耦U2的第二光耦U2的第三引脚和第四引脚导通，使压敏电阻RV短路，线圈L导通使电磁阀合闸时，压敏电阻RV不会导通做功，避免了能源浪费。

在本实施例的电磁阀线圈控制电路中，还包括并联连接的稳压二极管D3和第二电容C2，稳压二极管D3的输入端连接第三电阻R3的输出端和+5V电源，稳压二极管D3的输出端接地，稳压二极管D3和第二电容C2可以防止电路过压并进行滤波。

在本实施例的电磁阀线圈控制电路中，还包括第四电阻R4和电流检测模块，第四电阻R4的输入端连接第一导通开关Q1的输出端和电流检测模块的输入端，第四电阻R4的输出端接地，电流检测模块的输出端连接控制芯片，控制芯片根据电流检测模块获取的Iad信号判断主电路是否正常通电。

在本实施例的电磁阀线圈控制电路中，还包括并联连接的发光二极管D2，发光二极管D2的输入端连接线圈L的输出端，发光二极管D2的输出端连接第一导通开关Q1的输入端，发光二极管D2用于指示主电路是否正常通电。

在本实施例的电磁阀线圈控制电路中，还包括并联连接的发光二极管D4和第五电阻R5，发光二极管D4的输入端连接第二导通开关Q2的输出端，发光二极管D4的输出端接地，发光二极管D4用于判断备用电路是否处于通电状态。

本实施例的工作原理：如图2所示，在电磁阀合闸时，线圈L通过一个电流值为i的驱动电流驱动，经过0～t1的时间(约40ms)驱动，电磁阀会迅速合闸到位，然后线圈L的电流进入维持阶段，在本实施例中，为了确保电磁阀动作到位，将线圈L的驱动电流延长了t1～t2的时间(约0.5s)，因此本实施例中在t2后进入线圈L电流维持阶段，通过控制芯片输出的PWM的占空比，调节线圈L的电流有效值，最终本实施例中的线圈L在维持阶段的电流i0为驱动电流i的55％左右，本实施例中的线圈L的电流变化如图2中的Q1所示，Q2为目前常规的电磁阀线圈电流。

本实施例的电磁阀线圈控制电路，可以通过主电路或备用电路进行启动，不用限制启动线圈L的启动电压；能够降低线圈L在维持阶段的电流，减小了线圈L及其它功耗元件的发热量，同时避免了无功功耗，节约能源；在线圈失电的瞬间，通过续流二极管D1和压敏电阻RV效果感应电压，能够有效抑制过电压；采用了主电路和备用电路的冗余设计，并有对应的LED灯进行指示，在主电路失效时，依然可以通过冗余电路确保电磁阀合闸，增强了可靠性。

实施例2，一种线圈控制盒。

本实施例的线圈控制盒，包括绝缘外壳，和设于绝缘外壳内的控制板和连接器，控制板电连接连接器，电连接器连接到电磁阀的线圈L，控制板包括实施例1电磁阀线圈控制电路，本实施例的线圈控制盒可以降低电磁阀线圈L的维持电流，通过冗余电路增强电磁阀的可靠性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电磁阀线圈控制电路，其特征在于，包括第一导通开关Q1和控制芯片，所述第一导通开关Q1的控制端连接控制芯片，所述第一导通开关Q1的输入端连接线圈L的输出端，所述第一导通开关Q1的输出端接地，所述线圈L的输入端连接电源。

2.根据权利要求1所述的一种电磁阀线圈控制电路，其特征在于，还包括第二导通开关Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第六电阻R6、第一电容C1和第一光耦U1，所述第二导通开关Q2的输入端连接所述线圈L的输出端、所述第一光耦U1的第一引脚和所述第一电阻R1的一端，所述第二导通开关Q2的控制端连接所述第二电阻R2的一端、第六电阻R6的一端、第一电容C1的一端和第一光耦U1的第四引脚，所述二导通开关Q2的输出端、第六电阻R6的另一端、第一电容C1的另一端和第一光耦U1的第三引脚均接地，所述第一光耦U1的第二引脚连接所述第一电阻R1的另一端和所述第一导通开关Q1的输入端，所述第二电阻R2的另一端连接电源。

3.根据权利要求1所述的一种电磁阀线圈控制电路，其特征在于，还包括串联连接的二极管D1和压敏电阻RV，所述压敏电阻RV的输入端连接所述线圈L的输出端，所述二极管D1的输出端连接所述线圈L的输入端。

4.根据权利要求3所述的一种电磁阀线圈控制电路，其特征在于，还包括第二光耦U2和第三电阻R3，所述第二光耦U2的第一引脚连接二极管D1的输出端，所述第二光耦U2的第二引脚连接所述第三电阻R3的输入端，所述第二光耦U2的第三引脚连接所述二极管D1的输入端和所述压敏电阻RV的输出端，所述第二光耦U2的第四引脚连接所述线圈L的输出端和所述压敏电阻RV的输入端，所述第三电阻R3的输出端接地。

5.根据权利要求4所述的一种电磁阀线圈控制电路，其特征在于，还包括并联连接的稳压二极管D3和第二电容C2，所述稳压二极管D3的输入端连接所述第三电阻R3的输出端和+5V电源，所述稳压二极管D3的输出端接地。

6.根据权利要求1所述的一种电磁阀线圈控制电路，其特征在于，还包括第四电阻R4和电流检测模块，所述第四电阻R4的输入端连接所述第一导通开关Q1的输出端和电流检测模块的输入端，所述第四电阻R4的输出端接地，所述电流检测模块的输出端连接所述控制芯片。

7.根据权利要求1所述的一种电磁阀线圈控制电路，其特征在于，还包括并联连接的发光二极管D2，所述发光二极管D2的输入端连接所述线圈L的输出端，所述发光二极管D2的输出端连接所述第一导通开关Q1的输入端。

8.根据权利要求2所述的一种电磁阀线圈控制电路，其特征在于，还包括并联连接的发光二极管D4和第五电阻R5，所述发光二极管D4的输入端连接所述第二导通开关Q2的输出端，所述发光二极管D4的输出端接地。

9.根据权利要求2所述的一种电磁阀线圈控制电路，其特征在于，所述第一导通开关Q1和第二导通开关Q2均为MOS管。

10.一种线圈控制盒，其特征在于，包括绝缘外壳，和设于所述绝缘外壳内的控制板和连接器，所述控制板电连接所述连接器，所述控制板包括权利要求1至9任一项所述电磁阀线圈控制电路。