电磁阀节能控制电路及单细胞文库制备系统的制作方法

1.本实用新型涉及单细胞文库制备技术领域，尤其涉及一种电磁阀节能控制电路及单细胞文库制备系统。


背景技术：

2.在单细胞文库制备过程中，单细胞文库制备系统需要用到电磁阀来控制原材料的充入，电磁阀作为一种具有活动部件的电磁机构，在电压和电流较高的情况下长时间工作会出现发热量过大的情况，这时会影响生产设备的工作安全，也会产生不必要的电能浪费。
3.上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种电磁阀节能控制电路及装置，旨在解决现有技术中电磁阀工作过程中发热量过大的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了一种电磁阀节能控制电路，应用于单细胞文库制备系统，其特征在于，所述电磁阀节能控制电路包括依次连接的主控模块、隔离模块及节能模块；其中，所述节能模块与电磁阀的供电端连接；
6.所述主控模块，用于提供工作信号，以使所述隔离模块工作；
7.所述隔离模块，用于根据所述工作信号，向所述节能模块提供导通信号，实现所述主控模块与所述节能模块间的电气隔离；
8.所述节能模块，用于根据所述导通信号，降低电磁阀的供电端的电压。
9.可选地，所述节能模块包括：二极管、n沟道场效应管及p沟道场效应管；其中，
10.所述二极管的阳极与第一数字电源连接，所述二极管的阴极与所述p沟道场效应管的漏极及所述n沟道场效应管的漏极连接；
11.所述n沟道场效应管的栅极与所述隔离模块连接，所述n沟道场效应管的源极与所述电磁阀的供电端连接；
12.所述p沟道场效应管的源极与第二数字电源连接，所述p沟道场效应管的栅极与所述隔离模块连接。
13.可选地，所述电磁阀节能控制电路，其特征在于，所述n沟道场效应管包括第一寄生二极管，所述第一寄生二极管的阳极与所述n沟道场效应管的源极连接，所述第一寄生二极管的阴极与所述n沟道场效应管的漏极连接；
14.所述第一寄生二极管，用于对所述n沟道场效应管进行过压保护。
15.可选地，所述电磁阀节能控制电路，其特征在于，所述p沟道场效应管包括第二寄生二极管，所述第二寄生二极管的阴极与所述p沟道场效应管的源极连接，所述第二寄生二极管的阳极与所述n沟道场效应管的漏极连接；
16.所述第二寄生二极管，用于对所述p沟道场效应管进行过压保护。
17.所述电磁阀节能控制电路，其特征在于，所述p沟道场效应管包括第二寄生二极管，所述第二寄生二极管的阴极与所述p沟道场效应管的源极连接，所述第二寄生二极管的阳极与所述n沟道场效应管的漏极连接；
18.所述第二寄生二极管，用于对所述p沟道场效应管进行过压保护。
19.可选地，所述隔离模块包括：第二光耦及第二下拉电阻；其中，所述第二光耦的第一输入端与总电源连接，所述第二光耦的第二输入端与所述主控模块连接，所述第二光耦的第一输出端与第二数字电源连接，所述第二光耦的第二输出端通过第二下拉电阻与隔离地连接，所述第二光耦的第二输出端还与所述节能模块的p沟道场效应管的栅极连接。
20.可选地，所述主控模块包括：电源端、第一电平输出端及第二电平输出端；其中，所述电源端与总电源连接，所述第一电平输出端与所述第一光耦的第二输入端连接，所述第二电平输出端与所述第二光耦的第二输入端连接。
21.可选地，所述第一电平输出端，用于向所述第一光耦输出第一工作信号，导通所述第一光耦。
22.可选地，所述相机聚焦驱动电路，还包括分别与所述主控模块连接的调试模块及串口模块。
23.可选地，所述第二电平输出端，用于向所述第二光耦输出第二工作信号，导通所述第二光耦。
24.此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种单细胞文库制备系统，所述电磁阀节能控制装置包含如上文所述的电磁阀节能控制电路。
25.本实用新型通过设置电磁阀节能控制电路，所述电磁阀节能控制电路应用于单细胞文库制备系统，包括依次连接的主控模块、隔离模块及节能模块；其中，所述节能模块与电磁阀的供电端连接；所述主控模块，用于提供工作信号，以使所述隔离模块工作；所述隔离模块，用于根据所述工作信号，向所述节能模块提供导通信号，实现所述主控模块与所述节能模块间的电气隔离；所述节能模块，用于根据所述导通信号，降低电磁阀的供电端的电压。通过降低单细胞文库制备系统中的电磁阀的工作电压，在进行过热防护的同时达到了节约电能的效果。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
27.图1为本实用新型电磁阀节能控制电路一实施例的功能模块示意图；
28.图2为本实用新型电磁阀节能控制电路一实施例的电路模块示意图。
29.附图标号说明：
[0030][0031][0032]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0033]
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0034]
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的一部分实施例，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。
[0035]
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0036]
另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0037]
参考图1，图1为本实用新型电磁阀节能控制电路一实施例的功能模块示意图；
[0038]
所述电磁阀节能控制电路包括依次连接的主控模块100、隔离模块200及节能模块300；其中，所述节能模块300与电磁阀000的供电端连接；
[0039]
所述主控模块100，用于提供工作信号，以使所述隔离模块200工作。
[0040]
需要说明的是，所述主控模块100为具有电平输出功能的微处理器，例如：stm32系列单片机。该模块可以通过根据烧录的程序输出电平来实现对电路的控制，在具体实施中，
可根据具体情况对主控模块100进行选择，本实施例并不对此进行限制。
[0041]
可以理解的是，所述工作信号为可以使所述隔离模块200开始工作的电平信号，在具体实施中，可以根据所述隔离模块200的电路结构来决定该电平信号为低电平还是高电平，本实施例不对此做出限制。
[0042]
所述隔离模块200，用于根据所述工作信号，向所述节能模块300提供导通信号，实现所述主控模块100与所述节能模块300间的电气隔离。
[0043]
可以理解的是，隔离的目的是切断干扰，使控制电路与现场仅仅保持信号联系，不发生直接的电的联系。隔离的实质是把引进的干扰通道切断，从而达到隔离现场干扰的目的。控制电路与现场信号之间、弱电和强电之间，常用的隔离方式有光电隔离、继电器隔离、变压器隔离、隔离放大器等。
[0044]
在本实施例中，采用光电隔离的方式进行信号隔离，不将电信号直接进行耦合，而是以光为媒介进行耦合，具有较高的抗干扰能力。将发光元件和受光元件组合在一起，通过电-光-电这种转换，利用“光”这一环节完成隔离功能，使输入和输出在电气上是完全隔离的，能够避免输出端对输入端可能产生的反馈和干扰，抑制噪声干扰能力强且具有耐用、可靠性高和速度快等优点，同时避免系统中不同模块的相互干扰，达到更精确的控制效果。
[0045]
需要说明的是，所述导通信号为电压信号，能够触发后续电路的通断，使电路开始工作，在具体实施中，可以根据接线来确定导通电压的大小。
[0046]
所述节能模块300，用于根据所述导通信号，降低电磁阀000的供电端的电压。
[0047]
可以理解的是，在接收到所述导通信号时，节能模块300开始工作，使电磁阀000供电端接收到的电压降低。在本实施例中，所述节能模块300的作用是将5v的电压降低至3v用于为电磁阀000供电。
[0048]
需要说明的是，电磁阀000开始工作时需要5v电压，在电磁阀000工作一段时间后，若继续使用5v进行供电，会出现电能过度通过放热消耗的现象，故本实施例通过所述节能模块300将供电电压降低至3v并保持。在具体实施中，可以根据具体情况对电压进行设置，本实施例并不对此进行限制。
[0049]
本实施例提出一种电磁阀节能控制电路，所述电磁阀节能控制电路应用于单细胞文库制备系统，包括依次连接的主控模块100、隔离模块200及节能模块300；其中，所述节能模块300与电磁阀000的供电端连接；所述主控模块100，用于提供工作信号，以使所述隔离模块200工作；所述隔离模块200，用于根据所述工作信号，向所述节能模块300提供导通信号，实现所述主控模块100与所述节能模块300间的电气隔离；所述节能模块300，用于根据所述导通信号，降低电磁阀000的供电端的电压。通过节能模块300使电压降低，从而降低电磁阀000的工作电压，避免电磁阀000工作过度放热，在进行过热防护的同时达到了节约电能的效果。
[0050]
进一步地，参考图2，图2为本实用新型电磁阀节能控制电路一实施例的电路结构示意图；
[0051]
所述节能模块300包括：二极管d、n沟道场效应管nmos及p沟道场效应管pmos；其中，
[0052]
所述二极管d的阳极与第一数字电源vdd1连接，所述二极管d的阴极与所述p沟道场效应管pmos的漏极及所述n沟道场效应管nmos的漏极连接。
[0053]
需要说明的是，所述二极管d可以为为正向压降小、反向恢复时间短、开启电压低、电荷储存效应小、适于高频工作的肖特基二极管d，例如：sbr130s3-7。同样的电流情况下，它的正向压降要比普通二极管d小许多。还具有损耗小、噪声低、检波灵敏度高、稳定可靠等特点。
[0054]
在本实施例中，第一数字电源vdd1为可以对二极管d提供压差的数字电源，其提供的电压大小为3.3v，将3.3v的电压加在二极管d的阳极，导通二极管d。
[0055]
所述n沟道场效应管nmos的栅极与所述隔离模块200连接，所述n沟道场效应管nmos的源极与所述电磁阀000的供电端连接。
[0056]
在本实施例中，n沟道场效应管nmos接收到隔离模块200传输的导通信号时，n沟道场效应管nmos的栅极和源极间的电压差增大，n沟道场效应管nmos被导通，源极输出给电磁阀000的供电端的电压为3v。
[0057]
所述p沟道场效应管pmos的源极与第二数字电源vdd2连接，所述p沟道场效应管pmos的栅极与所述隔离模块200连接。
[0058]
在本实施例中，第二数字电源vdd2为可以结合隔离模块200提供的电压，对p沟道场效应管pmos提供压差的数字电源，其提供的电压大小为电压大小为5v。当p沟道场效应管pmos接收到隔离模块200传输的导通信号时，p沟道场效应管pmos的栅极和源极间的电压差减小，使p沟道场效应管pmos被导通。
[0059]
需要说明的是，电磁阀000开始工作时需要5v电压，在电磁阀000工作一段时间后，若继续使用5v进行供电，会出现电能过度通过放热消耗的现象，故本实施例通过n沟道场效应管nmos及p沟道场效应管pmos将输向电磁阀000供电端的电压保持在3v。在具体实施中，可以根据具体需要供电的设备的特性对电压进行设置，本实施例并不对此进行限制。
[0060]
可以理解的是，相关生产设备通常不止装设有一个电磁阀000，故在具体实施中，节能模块300中电路的数量可以根据实际情况进行增减，本实施例仅对一个电磁阀000的情况进行举例，并不对数量作出限制。
[0061]
进一步地，继续参考图2，所述电磁阀节能控制电路，其特征在于，所述n沟道场效应管nmos包括第一寄生二极管d1，所述第一寄生二极管d1的阳极与所述n沟道场效应管nmos的源极连接，所述第一寄生二极管d1的阴极与所述n沟道场效应管nmos的漏极连接；
[0062]
所述第一寄生二极管d1，用于对所述n沟道场效应管nmos进行过压保护。
[0063]
可以理解的是，第一寄生二极管d1为n沟道场效应管nmos芯片内集成的阻尼二极管，阻尼二极管在电路上能缓冲较高的反向击穿电压和较大的峰值电流，起到阻尼作用，在工作电压过压时，第一寄生二极管d1先反向击穿，将大电流接到地，从而可以防止在工作电压过大的情况下，n沟道场效应管nmos烧毁。
[0064]
需要说明的是，第一寄生二极管d1还可以防止n沟道场效应管nmos在电路有反向感生电压产生时，为反向感生电压提供通路，避免反向感生电压击穿n沟道场效应管nmos。
[0065]
进一步地，继续参考图2，所述电磁阀节能控制电路，其特征在于，所述p沟道场效应管pmos包括第二寄生二极管d2，所述第二寄生二极管d2的阴极与所述p沟道场效应管pmos的源极连接，所述第二寄生二极管d2的阳极与所述n沟道场效应管nmos的漏极连接。
[0066]
所述第二寄生二极管d2，用于对所述p沟道场效应管pmos进行过压保护。
[0067]
可以理解的是，第二寄生二极管d2为p沟道场效应管pmos芯片内集成的阻尼二极
管，阻尼二极管在电路上能缓冲较高的反向击穿电压和较大的峰值电流，起到阻尼作用，在工作电压过压时，第二寄生二极管d2先反向击穿，将大电流接到地，从而可以防止在工作电压过大的情况下，p沟道场效应管pmos烧毁。
[0068]
需要说明的是，第二寄生二极管d2还可以防止p沟道场效应管pmos在电路有反向感生电压产生时，为反向感生电压提供通路，避免反向感生电压击穿p沟道场效应管pmos。
[0069]
进一步地，继续参考图2，所述隔离模块200包括：第一光耦u1及第一下拉电阻r1；其中，所述第一光耦u1的第一输入端与总电源vcc连接，所述第一光耦u1的第二输入端与所述主控模块100连接，所述第一光耦u1的第一输出端与第二数字电源vdd2连接，所述第一光耦u1的第二输出端通过第一下拉电阻r1与隔离地dgnd连接，所述第一光耦u1的第二输出端还与所述节能模块300的n沟道场效应管nmos的栅极连接。
[0070]
可以理解是，所述第一光耦u1至少包括发光源及受光器，在本实施例中，第一光耦u1的发光源为第一发光二极管，第一光耦u1的受光器为第一光敏三极管，在具体实施中，可以根据实际情况对器件进行选型，本实施例并不对此作出限制。
[0071]
需要说明的是，第一发光二极管的阳极与总电源vcc连接，第一发光二极管的阴极与主控模块100连接，第一光敏三极管的集电极与第二数字电源vdd2连接，第一光敏三极管的发射极通过第一下拉电阻r1与隔离地dgnd连接，第一光敏三极管的发射机还与所述节能模块300的n沟道场效应管nmos的栅极连接。
[0072]
可以理解的是，第一下拉电阻r1作为一个弱负载，用于确认第一光敏三极管的电平状态，当没有输入信号的时候，确保电平状态的稳定，避免电平悬浮，减少干扰和误差。在本实施例中，第一下拉电阻r1选用阻值为5.1kω的电阻。
[0073]
进一步地，继续参考图2，所述隔离模块200包括：第二光耦u2及第二下拉电阻r2；其中，所述第二光耦u2的第一输入端与总电源vcc连接，所述第二光耦u2的第二输入端与所述主控模块100连接，所述第二光耦u2的第一输出端与第二数字电源vdd2连接，所述第二光耦u2的第二输出端通过第二下拉电阻r2与隔离地dgnd连接，所述第二光耦u2的第二输出端还与所述节能模块300的p沟道场效应管pmos的栅极连接。
[0074]
可以理解是，所述第二光耦u2至少包括发光源及受光器，在本实施例中，第而光耦的发光源为第二发光二极管，第二光耦u2的受光器为第二光敏三极管，在具体实施中，可以根据实际情况对器件进行选型，本实施例并不对此作出限制。
[0075]
需要说明的是，第二发光二极管的阳极与总电源vcc连接，第二发光二极管的阴极与主控模块100连接，第二光敏三极管的集电极与第二数字电源vdd2连接，第二光敏三极管的发射极通过第二下拉电阻r2与隔离地dgnd连接，第二光敏三极管的发射机还与所述节能模块300的p沟道场效应管pmos的栅极连接。
[0076]
可以理解的是，第二下拉电阻r2作为一个弱负载，用于确认第二光敏三极管的电平状态，当没有输入信号的时候，确保电平状态的稳定，避免电平悬浮，减少干扰和误差。在本实施例中，第二下拉电阻r2选用阻值为5.1kω的电阻。
[0077]
进一步地，继续参考图2，所述主控模块100包括：电源端vbat、第一电平输出端pc0及第二电平输出端pf0；其中，所述电源端vbat与总电源vcc连接，所述第一电平输出端pc0与所述第一光耦u1的第二输入端连接，所述第二电平输出端pf0与所述第二光耦u2的第二输入端连接。
[0078]
需要说明的是，此处的电源端vbat连接的总电源vcc与第一光耦u1及第二光耦u2连接的总电源vcc为同一电源。
[0079]
在本实施例中，采用光电隔离的方式进行信号隔离，不将电信号直接进行耦合，而是以光为媒介进行耦合，具有较高的抗干扰能力。
[0080]
在具体实施中，当节能模块300中电路较多时，可以使用内部包括多个光电耦合器的光耦芯片，例如：ps2801-4，该光耦芯片中包括四个光电耦合器，可以分别连接形成对应的控制电路，并控制对应的控制电路的通断。
[0081]
在本实施例中，第一电平输出端pc0及第二电平输出端pf0为stm32单片机的两个gpio口，操作人员可以通过计算机对gpio口进行设置，并可以通过程序的编写改变电平的输出逻辑。
[0082]
进一步地，继续参考图2，所述第一电平输出端pc0，用于向所述第一光耦u1输出第一工作信号，导通所述第一光耦u1。
[0083]
在本实施例中，第一工作信号为单片机输出的一个低电平，该低电平可以导通第一光耦u1内部的第一发光二极管，使第一发光二极管点亮，导通第一光耦u1内部的第一光敏三极管，以使第一光敏三极管的发射极向节能模块300的n沟道场效应管nmos的栅极输出第一导通信号，n沟道场效应管nmos的栅极和源极间的电压差增大，n沟道场效应管nmos被导通，源极输出给电磁阀000的供电端的电压为3v。
[0084]
进一步地，继续参考图2，所述第二电平输出端pf0，用于向所述第二光耦u2输出第二工作信号，导通所述第二光耦u2。
[0085]
在本实施例中，第二工作信号为单片机输出的一个低电平，该低电平可以导通第二光耦u2内部的第二发光二极管，使第二发光二极管点亮，导通第二光耦u2内部的第二光敏三极管，以使第二光敏三极管的发射极向节能模块300的p沟道场效应管pmos的栅极输出第二导通信号，当p沟道场效应管pmos接收到隔离模块200传输的第二导通信号时，p沟道场效应管pmos的栅极和源极间的电压差减小，使p沟道场效应管pmos被导通。
[0086]
本实施例提出一种电磁阀节能控制电路，所述电磁阀节能控制电路包括依次连接的主控模块100、隔离模块200及节能模块300；其中，所述节能模块300与电磁阀000的供电端连接；所述主控模块100，用于提供工作信号，以使所述隔离模块200工作；所述隔离模块200，用于根据所述工作信号，向所述节能模块300提供导通信号，实现所述主控模块100与所述节能模块300间的电气隔离；所述节能模块300，用于根据所述导通信号，降低电磁阀000的供电端的电压。通过stm32单片机输出电平信号，对整体电路进行控制。通过光电耦合器对电信号进行隔离，输出导通信号改变二极管、pmos及nmos各极之间的压差，导通二极管、pmos及nmos，将电压由5v进行降压处理得到3v的电压为电磁阀000进行持续供电，电路结构简单，易于实现，并能很好地防止电磁阀000过热，从而实现节能控制的目的。
[0087]
此外，为实现上述目的，本实用新型还提出一种单细胞文库制备系统，所述单细胞文库制备系统包含如上所述的电磁阀节能控制电路。
[0088]
由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0089]
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本实用新型的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本实用新型对此不做限制。
[0090]
需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本实用新型的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
[0091]
另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本实用新型任意实施例所提供的电磁阀节能控制电路，此处不再赘述。
[0092]
此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0093]
上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0094]
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。