专利名称：电磁阀的双功率节能驱动电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电磁阀的驱动电路制造技术，尤其指驱动电路的双功率自动
切换技术。
背景技术：
电磁阀的结构和种类繁多，但其基本动作原理相同，即利用磁信号驱动铁芯产生 一个动作来开启或关闭阀口，完成对管件通道的控制。当电磁阀启动时，为了保证电磁阀 产品有足够的灵敏度，施加于铁芯的电磁力往往数倍于回复弹簧的应力；而铁芯动作一旦 到位以后，它又只需要维持其不反弹的较小电磁力，所以前后两种情况下实际所需的电磁 力相差甚远；这样，早期的电磁阀驱动电路往往由于电压信号单一不变而导致电磁力过度， 线圈发热明显，严重影响线圈寿命和浪费电能。后来，行业内技术人员发明了一种国家知 识产权局于2003年5月14日授权公告的、名称为"电磁阀双电压节能控制器"专利号为 ZL02273666. 2的实用新型专利技术，它"单片机的信号输出端接开关电路的控制端，开关电 路的信号输入端接电源(VH)，开关电路的信号输出端接电磁阀线圈的一端，开关电路的信 号输出端同时还经二极管接电源(VL)。能够实现电磁阀的双电压控制，节省电能，并且能够 延长电磁阀的使用寿命。"但是同行们也不难发现，该产品采用单片机作为双电压信号输出 的切换控制装置，存在有制造成本高、维护不便和抗干扰能力弱的缺陷。为此，人们期盼发 明一种元器件成本低廉、维护方便和可靠性高的电磁阀的双功率节能驱动电路，以满足人 们制造和推广应用节能型电磁阀产品所需，有效减降工矿企业的能源消耗。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是克服现有同类产品存在的制造成本高、维护不便 和抗干扰能力弱的缺陷和不足，向人们提供一种元器件成本低廉、维护方便和可靠性高的 电磁阀的双功率节能驱动电路，以满足人们制造和推广应用节能型电磁阀产品所需，有效 减降工矿企业的能源消耗。 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是电磁阀的双功率节能驱动电路 包括电源第一输入端IN和第二输入端IN'、负载第一驱动端OUT和第二驱动端OUT'，所述 第一输入端IN和第二输入端IN'之间连接有维持功率电路和启动功率电路；所述维持功率 电路包括与第一输入端IN连接的阻容电路，所述阻容电路的另一端连接桥式整流电路输 入端；所述第二输入端IN'连接所述桥式整流电路的另一输入端；所述负载第一驱动端OUT 和第二驱动端OUT'分别连接所述桥式整流电路的两个输出端；所述启动功率电路包括与 第一输入端IN依次连接的二极管D6和双向可控硅SCR，所述双向可控硅SCR另一端与所述 第一驱动端OUT直接连接；所述启动功率电路连接有延时自控电路。所述延时自控电路包括三极管NPN、二极管D7、 D8、电阻R3、 R4、 R5、电容C3 ;所述
三极管NPN发射极连接所述第一驱动端OUT,所述三极管NPN基极经二极管D7负极、电阻 R5连接所述第一驱动端OUT ;所述双向可控硅SCR控制极G经二极管D8负极、依次连接电阻R4、电阻R3和电容C3，所述电容C3的另一端连接所述第一驱动端OUT ;所述三极管NPN 集电极连接所述二极管D8正极，所述二极管D6负极与所述电阻R4、电阻R3之间结点相连 接。 所述负载第一驱动端OUT和第二驱动端OUT'之间直接连接有二极管D3。 本实用新型电磁阀的双功率节能驱动电路包括有启动功率电路和维持功率电路，
所述启动功率电路又连接有延时自控电路，具体的切换时间由电容充电引起的电压上升而
产生的三极管基极电平变化，进而由三极管NPN和二极管D8来共同控制可控硅启动功率电
路后，而维持功率电路则与主电路并联；当电容充电时间达到后，本产品主电路关闭，此时
只剩一路阻容电路，由于维持功率电路存在有容抗，故其工作功率要远远低于启动功率电
路的功能，可在电磁阀铁芯动作数秒后自动实现工作电路的切换，从而大大节约了电磁阀
工作能耗，也有效减少了线圈发热现象，延长了线圈部件的使用寿命。较现有产品相比较，
具有成本低廉、维护方便和可靠性高的优点，可广泛应用于电磁阀产品的节能改造，有效减
降能源消耗。
图1是本实用新型产品电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型电磁阀的双功率节能驱动电路，包括电源第一输入端IN 和第二输入端IN'、负载第一驱动端OUT和第二驱动端OUT'，所述第一输入端IN同时连接 有维持功率电路和启动功率电路；所述维持功率电路包括与第一输入端IN连接的、由电容 Cl、 C2和电阻R1并联组成的阻容电路，所述阻容电路的另一端连接由四个二极管D1、 D2、 D4、 D5组成的桥式整流电路输入端；所述第二输入端IN'连接所述桥式整流电路的另一输 入端；所述负载第一驱动端OUT和第二驱动端OUT'分别连接所述桥式整流电路的两个输出
丄山
顺； 所述启动功率电路包括与输入端IN依次连接的二极管D6和双向可控硅SCR的一 端A2，所述双向可控硅SCR的另一端Al与所述第一驱动端OUT直接连接； 所述启动功率电路连接有延时自控电路，所述延时自控电路包括三极管NPN、二极 管D7、 D8、电阻R3、 R4、 R5、电容C3、双向可控硅SCR控制极G ;所述三极管NPN发射极连接 所述第一驱动端0UT，所述三极管NPN基极经二极管D7负极、电阻R5连接所述驱动端OUT ; 所述双向可控硅SCR控制极G经二极管D8负极、依次连接电阻R4、电阻R3和电容C3，所述 电容C3的另一端连接所述第一驱动端OUT ;所述三极管NPN集电极连接所述二极管D8正 极，所述二极管D6负极与所述电阻R4、电阻R3之间结点相连接；为防止开启瞬间的电流过 大，所述负载第一驱动端OUT和第二驱动端OUT'之间直接连接有二极管D3。 下面继续结合附图，简述本实用新型产品的工作原理。当本实用新型产品的电源 第一输入端IN和第二输入端IN'通电后，电源经二极管D6后分叉，一路加载至双向可控硅 SCR的一端A2 ;另一路经电阻R4和电阻R3降压后，分别加载至二极管D8和电容C3，此时 电容C3处于充电状态，电容C3两端电压上升，又由于电阻R5的一端直接连接电容C3，故电 阻R5、二极管D7处于属于高电平，三极管NPN基极打开；由于三极管NPN的放大效应，经电阻R4进入三极管NPN集电极的电流被放大，双向可控硅SCR控制极G电位迅速上升，双向 可控硅SCR的两端Al和A2相互导通，所述启动功率电路打开；由电源输入端IN进入的电 流，经二极管D6、双向可控硅SCR两端Al和A2输出至负载第一驱动端0UT，驱动负载后由 负载第二驱动端0UT'经二极管D1回流至电源输入端IN'，完成一个封闭回路。在所述启动 功率电路打开工作期间，电路中仅有二极管D6、D1和双向可控硅SCR导通时的微弱电阻，电 源处于全功率工作状态。 经过数秒时间后，由于电容C3充电的完成，电阻R5电位开始低于二极管D7 ;当二 极管D7的正极属于低电平时，三极管NPN基极关闭，双向可控硅SCR控制极G迅速处于低 电位，双向可控硅SCR的两端Al和A2断开，所述启动功率电路关闭，同时所述维持功率电 路导通；由电源输入端IN进入的电流只能经由电容C1、C2和电阻R1并联组成的阻容电路 后，经桥式整流电路输出至负载第一驱动端OUT，驱动负载后由负载第二驱动端OUT'仍经 二极管D1回流至电源输入端IN'，完成一个封闭回路。在所述维持功率电路导通期间，电路 中因存在由电容C1、C2和电阻R1并联组成的阻容电路，使其驱动功率要低于所述启动功率 电路的驱动功率。 在本实用新型产品工作状态，所述启动功率电路、所述维持功率电路的切换时间 主要取决于电容C3的充电时间；电容C3充电时间越长，电容C3超过二极管D7电位所需的 时间就越长，相应地双向可控硅SCR工作时间越长，启动功率电路打开时间也越长；、所述 维持功率电路导通后，其功率主要取决于电容C1、C2和电阻Rl的容抗，容抗越小，则维持功 率越大，具体应用时需根据所驱动负载的最小功率而确定；本产品在所述负载第一驱动端 OUT和第二驱动端OUT'之间直接连接有二极管D3后，可有效防止因开启瞬间脉冲电流过大 而损坏驱动负载线圈(因为线圈感性又具反向电动势的冲击)。如此设置后，当本产品应 用于电磁阀后，在铁芯动作的数秒后由所述启动功率电路自动切换至所述维持功率电路工 作，消耗功率下降，从而大大节约了电磁阀工作能耗，也有效减少了线圈发热现象，延长了 线圈部件的使用寿命。
权利要求一种电磁阀的双功率节能驱动电路，包括电源第一输入端(IN)和第二输入端(IN’)、负载第一驱动端(OUT)和第二驱动端(OUT’)，所述第一输入端(IN)和第二输入端(IN’)之间连接有维持功率电路和启动功率电路；所述维持功率电路包括与第一输入端(IN)连接的阻容电路，所述阻容电路的另一端连接桥式整流电路输入端；所述第二输入端(IN’)连接所述桥式整流电路的另一输入端；所述负载第一驱动端(OUT)和第二驱动端(OUT’)分别连接所述桥式整流电路的两个输出端；其特征在于所述启动功率电路包括与第一输入端(IN)依次连接的二极管(D6)和双向可控硅(SCR)，所述双向可控硅(SCR)另一端与所述第一驱动端(OUT)直接连接；所述启动功率电路连接有延时自控电路。
2. 如权利要求1所述电磁阀的双功率节能驱动电路，其特征在于所述延时自控电路包括三极管(NPN)、二极管(D7、D8)、电阻(R3、R4、R5)、电容(C3);所述三极管(NPN)发射 极连接所述第一驱动端(0UT)，所述三极管(NPN)基极经二极管(D7)负极、电阻(R5)连接 所述第一驱动端(OUT);所述双向可控硅(SCR)控制极(G)经二极管(D8)负极、依次连接 电阻(R4)、电阻(R3)和电容(C3)，所述电容(C3)的另一端连接所述第一驱动端(OUT);所 述三极管(NPN)集电极连接所述二极管(D8)正极，所述二极管(D6)负极与所述电阻(R4)、 电阻(R3)之间结点相连接。
3. 如权利要求2所述电磁阀的双功率节能驱动电路，其特征在于所述负载第一驱动 端(OUT)和第二驱动端(OUT')之间直接连接有二极管(D3)。
专利摘要本实用新型公开了一种电磁阀的双功率驱动电路技术，克服现有同类产品成本高和维护不便的缺陷。它包括电源第一和第二输入端、负载第一和第二驱动端、维持功率电路和启动功率电路；所述维持功率电路包括与第一输入端连接的阻容电路，所述阻容电路的另一端连接桥式整流电路输入端；所述另一输入端连接所述桥式整流电路的另一输入端；所述负载第一和第二驱动端分别连接桥式整流电路的两个输出端；所述启动功率电路包括与电源第一输入端依次连接的二极管和双向可控硅，所述双向可控硅另一端与负载第一驱动端直接连接；所述启动功率电路连接有包括三极管、二极管、电阻和电容组成的延时自控电路。本产品具有成本低廉、维护方便和可靠性高的优点。
文档编号H01F7/18GK201531666SQ200920190508
公开日2010年7月21日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者曹建波, 罗飞 申请人:奉化市星宇电子有限公司