专利名称：一种用于电磁铁设备的电子控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于电磁铁设备的电子控制装置，在电磁铁设备启动吸合瞬时提供一种初始强电流，然后维持一个较小的保持电流，实现低功耗、低发热运行。
背景技术：
电磁铁设备的电磁线圈工作于直流状态，以减小铁磁损耗，而且电磁机构保持吸合时所需的安匝数比启动吸合时所需的安匝数要小得多。为了能低功耗、低发热地维持吸合状态，一般都使其在较小的保持电流下运行。最常用的是采用双线圈一个粗线径线圈，可以通过较大的启动电流，另一个细线径线圈，只能通过较小的保持电流；电磁机构启动吸合时，使细线径线圈短路，较大的启动电流流过粗线径线圈，而吸合后进入维持状态，则使细线径线圈脱离短路状态，与粗线圈串联，使其流过较小的保持电流。这种技术方案须绕制两个线圈，工艺复杂，体积大。还有采用单线圈的，如2000年6月21日公开的、公开号为CN1257291A、名称为“具有电磁铁保持电流供电的电源电路的电磁铁控制设备”，它不能随着电网电压的波动而随时调节电磁铁设备的保持电流，工作可靠性较差，且电路复杂，成本高。
发明内容
本实用新型的目的是要提供一种用于电磁铁设备的电子控制装置，它给电磁铁设备提供的保持电流稳定性好，能随着电网电压的波动而随时调节保持电流，工作可靠，且电路相对简单，成本较低。
一种用于电磁铁设备的电子控制装置，其特征在于它包括整流电路、电磁线圈、维持电源提取电路、电子开关电路、降压电路、稳压电路、基准电压电路、比较电压电路和微处理器；整流电路与电网电压、电磁线圈、降压电路、比较电压电路连接；电磁线圈与维持电源提取电路、降压电路、比较电压电路连接；维持电源提取电路与电子开关电路、降压电路、稳压电路连接；降压电路与稳压电路连接；基准电压电路与稳压电路连接；微处理器与电子开关电路、稳压电路、基准电压电路、降压电路、比较电压电路连接。
本实用新型在电磁铁设备启动吸合后，即通过脉宽控制向电磁线圈提供一个较小的保持电流，并且可根据电网电压的波动自动调节这个保持电流，使其稳定性好，工作可靠。由于电路相对简单，故成本较低，有利于产业化生产和推广。
附图及图面说明
图1为本实用新型的框图。
图2为本实用新型的一个实施例的电原理图。
具体实施方式
参见图2。电网电压经由二极管D1～D4组成的整流电路变成脉动直流电压U1后分成三路，其中一路向电磁线圈供电，另一路提供给降压电路，第三路提供给比较电压电路。
降压电路由电阻R1、R2、场效应管VT1、VT2、二极管D8和稳压管D9组成，R1、R2的一端连接至整流电路，R1的另一端连接VT1的漏极，R2的另一端连接VT1的控制极、VT2的漏极和D9的负极；VT1的源极连接D8的正极，D9的正极接至地端，D8的负极接至稳压电路和维持电源提供电路，将降压后的电压输入到稳压电路。
稳压电路由三端稳压器V1、滤波电容C3组成，V1的输入端子Vin连接降压电路和维持电源提供电路，其输出端子Vout连接基准电压电路和微处理器(MPU)87IPC768的15脚，输出稳定的电压。C3并联于V1的输出端，V1的GND端接地。
基准电压电路由分压电阻R6、R7组成，R6的一端连接稳压电路的输出端，另一端连接MPU的16脚和R7的一端，R7的另一端接地。由稳压电路输出的稳压电压经R6、R7分压后取R7上的电压Uref作为基准电压，输入到MPU。
比较电压电路由电阻R3、R4、R5、二极管D7、电容C2组成，R3一端连接整流电路，另一端连接R4一端、二极管D7的正极和MPU的17脚，R5、C2的一端和D7的负极及MPU的18脚连接，R4、R5、C2的另一端接地。U1由电阻R3和R4分压后取R4上的电压U2为比较电压，经D7、R5、C2整流滤波后成为电压U4，输入微处理器MPU的18脚。
电子开关电路由场效应管VT3组成，VT3的控制极连接MPU的20脚，其漏极连接维持电源提取电路，其源极接地。当MPU的20脚向VT3的控制极提供高电平时，VT3导通。
维持电源提取电路由变压器T1、二极管D6和电容C1组成，T1初级线圈的一端接电磁线圈，另一端连接电子开关电路，T1次级线圈的一端连接D6的正极，其另一端接地，D6的负极接C1的一端，并连接至降压电路和稳压电路，C1的另一端接地。当T1初级线圈流过脉冲电流时，其次级线圈感应脉冲电压，经D6、C1整流滤波输出一个电压U3后向V1提供维持电源。
电磁线圈由电磁线圈L与续流二极管D5并联而成，其一端连接整流电路，另一端连接维持电源提取电路。
电路的运行情况是这样的当整流电路接入变流电网电压，比较电压U2超过基准电压Uref时，微处理器MUP向场效应管VT3输出一个平稳的高电平，令其导通。由于整流电路来的直流在变压器初级线圈上产生的压降很小，在正常供电情况下，电磁线圈L流过的是一个强电流，使电磁铁启动吸合。此高电平保持很短一段时间但足以使电磁铁吸合。当电磁铁吸合后，即进入电磁铁吸合的保持阶段。此时流经电磁线圈L的电流变成脉宽调制(PWM)的脉冲电流，使VT3周期性导通，以减少流经电磁线圈L的电流，从而减少发热、降低功耗。同时，由变压器T1取出脉冲电压经二极管D6、电容C1整流滤波后输出一个电压U3，提供给三端稳压器V1；同时MPU向VT2输出高电平，令其导通，随之VT1截止，U1停止通过降压电路向V1供电。此时比较电压U2由二极管D7、电阻R5、电容C2整流滤波后向MPU提供电压U4。U4随着U2的峰值电压的高低而变化。MPU根据U4的大小自动调节向VT3输出的脉冲宽度，以调节VT3导通时间的长短。脉冲宽度越宽，VT3导通时间越长，流过电磁线圈L的平均电流就增加，反之则减少。当U4升高时，MPU减少向VT3输出的脉冲电流的宽度，从而减少流过电磁线圈L的保持电流当U4降低时，MPU就加大向VT3输出的脉冲电流的宽度，从而增大流过电磁线圈L的保持电流。以这种方法来达到根据电网电压的波动自动调节电磁线圈L的保持电流，使其功耗最小、发热最少、但又能使电磁铁设备保持稳定的吸合状态，使电磁铁设备可靠地工作。
当U1下降时，U2随之下降；当U2降至低于基准电压Uref时，MPU就向VT3输出低电平，使VT3截止，从而电磁线圈L失电，电磁铁就释放。
权利要求1.一种用于电磁铁设备的电子控制装置，其特征在于它包括整流电路、电磁线圈、维持电源提取电路、电子开关电路、降压电路、稳压电路、基准电压电路、比较电压电路和微处理器；整流电路与电网电压、电磁线圈、降压电路、比较电压电路连接；电磁线圈与维持电源提取电路、降压电路、比较电压电路连接；维持电源提取电路与电子开关电路、降压电路、稳压电路连接；降压电路与稳压电路连接；基准电压电路与稳压电路连接；微处理器与电子开关电路、稳压电路、基准电压电路、降压电路、比较电压电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于电磁铁设备的电子控制装置，其特征在于降压电路由电阻R1、R2、场效应管VT1、VT2、二极管D8和稳压管D9组成，R1、R2的一端连接至整流电路，R1的另一端连接VT1的漏极，R2的另一端连接VT1的控制极、VT2的漏极和D9的负极；VT1的源极连接D8的正极，D9的正极接至地端，D8的负极接至稳压电路和维持电源提供电路。
3.根据权利要求1所述的一种用于电磁铁设备的电子控制装置，其特征在于比较电压电路由电阻R3、R4、R5、二极管D7、电容C2组成，R3一端连接整流电路，另一端连接R4一端、二极管D7的正极和MPU的17脚，R5、C2的一端和D7的负极及MPU的18脚连接，R4、R5、C2的另一端接地。
4.根据权利要求1所述的一种用于电磁铁设备的电子控制装置，其特征在于电子开关电路由场效应管VT3组成，VT3的控制极连接MPU的20脚，其漏极连接维持电源提取电路，其源极接地。
5.根据权利要求1所述的一种用于电磁铁设备的电子控制装置，其特征在于维持电源提取电路由变压器T1、二极管D6和电容C1组成，T1初级线圈的一端接电磁线圈，另一端连接电子开关电路，T1次级线圈的一端连接D6的正极，其另一端接地，D6的负极接C1的一端，并连接至降压电路和稳压电路，C1的另一端接地。
专利摘要一种用于电磁铁设备的电子控制装置，包括整流电路、电磁线圈、维持电源提取电路、电子开关电路、降压电路、稳压电路、基准电压电路、比较电压电路和微处理器；整流电路与电网电压、电磁线圈、降压电路、比较电压电路连接；电磁线圈与维持电源提取电路、降压电路、比较电压电路连接；维持电源提取电路与电子开关电路、降压电路、稳压电路连接；降压电路与稳压电路连接；基准电压电路与稳压电路连接；微处理器与电子开关电路、稳压电路、基准电压电路、降压电路、比较电压电路连接。本实用新型的优点在于它给电磁铁设备提供的保持电流稳定性好，能随着电网电压的波动而随时调节保持电流，工作可靠，且电路相对简单，成本较低。
文档编号H01F7/18GK2664129SQ200320110860
公开日2004年12月15日 申请日期2003年11月14日 优先权日2003年11月14日
发明者管瑞良, 俞晓峰, 毛振风 申请人:常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂)