专利名称：直流双向驱动的电磁铁的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电磁铁技术领域，更具体地说涉及一种工业现场用的双向高速驱动的直流电磁铁。
技术背景直流电磁铁是工业控制设备中最常用的一个执行部件，为了减少电磁铁的吸合或释放时间，从而实现整个设备或装置的高速运行，直流电磁铁的绕线电感一般做得很小，其直流电阻只有十几欧姆，电磁铁的瞬时驱动电流将达到数安培，为避免电磁铁过热后烧坏， 因此绝不允许电磁铁长时间得电；传统电磁铁驱动用达林顿ULN2003、H桥LB186等芯片完成，前者的最大驱动电流只有500mA，后者效率较低，因此都已无法满足当前要求。另外，工业生产现场电气设备较多，往往既有强电，又有弱电，并且生产环境条件较恶劣，因此为了保证控制系统的安全可靠运行，工业现场控制系统的输入或输出端必须具有较强的抗干扰能力，需要对工业现场控制系统的输入或输出信号进行必要的电气隔离，从而使整个控制系统能长时间安全可靠运行
实用新型内容
本实用新型的目的就是针对现有技术之不足，而提供一种直流双向驱动的电磁铁，它既能完成电磁铁的正向高速吸合，又能完成反向高速释放，当输入端控制信号均为高电平或低电平时，驱动电路不工作，因此具有较强的自保护能力和抗干拢能力。本实用新型的技术解决措施如下直流双向驱动的电磁铁，包括直流电磁铁，它由电磁铁正向吸合电路、反向释放电路和短路保护电路组成，电磁铁正向吸合电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一隔离光耦、第一稳压管)和N沟道MOS管；第一电阻的一端与控制信号输入端Pl相连，第一电阻另一端与第一隔离光耦的输入端负极和第二隔离光耦的输入端正极相连，第一隔离光耦的正极与控制信号输入端P2和第二隔离光耦的输入端负极相连队；第一隔离光耦的输出集电极接地，第一隔离光耦的输出发射极接第二电阻的一端，第二电阻的另一端与N沟道MOS管的栅极、第一稳压管的正极、第三电阻的一端相连；N沟道MOS管的源极与第一稳压管的负极、第三电阻的另一端、-24V电源相连；N沟道MOS管的漏极与P沟道MOS管的漏极、保险丝的一端相连；电磁铁反向释放电路包括第一电阻、第四电阻、第五电阻、第二隔离光耦、第二稳压管和P沟道MOS管。第一电阻的一端与控制信号输入端Pl相连，第一电阻另一端与第二隔离光耦的输入端正极和第一隔离光耦的输入端负极相连，第二隔离光耦的负极与控制信号输入端P2和第一隔离光耦的输入端正极相连；第二隔离光耦的输出发射极接地，第二隔离光耦的输出集电极接第四电阻的一端，第四电阻的另一端与P沟道MOS管的栅极、第二稳压管的负极、第五电阻的一端相连；P沟道MOS管的源极与第二稳压管的正极、第五电阻的另一端、+24V电源相连；P沟道MOS管的漏极与N沟道MOS管的漏极、保险丝的一端相连；电磁铁保护电路的结构为，P沟道MOS管的漏极与反向释放N沟道MOS管的漏极、 保险丝的一端相连，保险丝的另一端与直流电磁铁的一端相连，直流电磁铁的另一端接地。本实用新型的有益效果在于对输入的控制信号先用光耦隔离，再用光耦的输出端控制正向吸合驱动MOS管和反向释放驱动MOS管的通断，当控制信号Pl和P2均为高电平或低电平时，电磁铁状态保持不变；二个稳压管用于限压，防止两个MOS管的栅极由于过压而击穿；保险丝用于电磁铁短路保护。
图1为本实用新型的电路图具体实施方式
实施例见图1所示，直流双向驱动的电磁铁，包括直流电磁铁Li，它由电磁铁正向吸合电路、反向释放电路和短路保护电路组成，电磁铁正向吸合电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一隔离光耦 U1、第一稳压管Zl和N沟道MOS管Ml ；第一电阻Rl的一端与控制信号输入端Pl相连，第一电阻Rl另一端与第一隔离光耦Ul的输入端负极和第二隔离光耦U2的输入端正极相连， 第一隔离光耦Ul的正极与控制信号输入端P2和第二隔离光耦U2的输入端负极相连队；第一隔离光耦Ul的输出集电极接地，第一隔离光耦Ul的输出发射极接第二电阻R2的一端， 第二电阻R2的另一端与N沟道MOS管Ml的栅极、第一稳压管Zl的正极、第三电阻R3的一端相连；N沟道MOS管Ml的源极与第一稳压管Zl的负极、第三电阻R3的另一端、-MV电源相连；N沟道MOS管Ml的漏极与P沟道MOS管M2的漏极、保险丝FUSEl的一端相连；电磁铁反向释放电路包括第一电阻R1、第四电阻R4、第五电阻R5、第二隔离光耦 U2、第二稳压管Z2和P沟道MOS管M2，第一电阻Rl的一端与控制信号输入端Pl相连，第一电阻Rl另一端与第二隔离光耦U2的输入端正极和第一隔离光耦Ul的输入端负极相连，第二隔离光耦U2的负极与控制信号输入端P2和第一隔离光耦Ul的输入端正极相连；第二隔离光耦U2的输出发射极接地，第二隔离光耦U2的输出集电极接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端与P沟道MOS管M2的栅极、第二稳压管Z2的负极、第五电阻R5的一端相连；P沟道MOS管M2的源极与第二稳压管Z2的正极、第五电阻R5的另一端、+24V电源相连；P沟道MOS管M2的漏极与N沟道MOS管Ml的漏极、保险丝FUSEl的一端相连；电磁铁保护电路的结构为，P沟道MOS管M2的漏极与反向释放N沟道MOS管Ml的漏极、保险丝FUSEl的一端相连，保险丝FUSEl的另一端与直流电磁铁Ll的一端相连，直流电磁铁Ll的另一端接地。工作原理当控制信号Pl为高电平和Pl为低电平时，Pl高电平通过第一电阻 Rl (取470 Ω )限流后，连到第二隔离光耦U2(选EL357)的输入端正极，P2端和第二光耦U2 输入端负极，此时第二隔离光耦U2导通，第一隔离光耦Ul截止，P沟道MOS管(选IRFM10) M2的栅极为低电平，MOS管M2立即导通，直流电磁铁Ll (电磁铁直流电阻为12 Ω )得正电压，从而电磁铁正向快速吸合；IRFMlO和IRF3910的栅极最高工作电压为士20V，因此第四电阻R4(取1ΚΩ)、第五电阻R5(取ΙΩ)和稳压管Z2(取1/2W 18V)主要用于防止MOS 管栅极超过20V而击穿。当控制信号P2为高电平和Pl为低电平吋，P2高电平先连到第一光耦Ul(选EL357)的输入端正扱，第一隔离光耦Ul的负极通过第一电阻Rl(取470Ω)限流后，再连到控制信号的Pl端，此时第一隔离光耦Ul导通，第二隔离光耦U2截止，N沟道 MOS管(选IRF3910)M1的栅极为低电平，MOS管Ml的源极接-24V电源，MOS管Ml立即导通，直流电磁铁Ll (电磁铁直流电阻为12Ω)得负电压，从而电磁铁反向快速释入；同理第 ニ电阻R2(取1ΚΩ)、第三电阻R3(取ΙΩ)和稳压管Zl (取1/2W 18 V)主要用于防止MOS 管栅极过压超过20V而击穿。
权利要求1.直流双向驱动的电磁铁，包括直流电磁铁(Li)，其特征在于它由电磁铁正向吸合电路、反向释放电路和短路保护电路组成；电磁铁正向吸合电路包括第一电阻(Rl)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第一隔离光耦(Ul)、第一稳压管(Zl)和N沟道MOS管(Ml)；第一电阻(Rl)的一端与控制信号输入端 Pl相连，第一电阻(Rl)另一端与第一隔离光耦(Ul)的输入端负极和第二隔离光耦(U2)的输入端正极相连，第一隔离光耦(Ul)的正极与控制信号输入端P2和第二隔离光耦(U2)的输入端负极相连队；第一隔离光耦(Ul)的输出集电极接地，第一隔离光耦(Ul)的输出发射极接第二电阻(R2)的一端，第二电阻(R2)的另一端与N沟道MOS管(Ml)的栅极、第一稳压管(Zl)的正极、第三电阻(R3)的一端相连；N沟道MOS管(Ml)的源极与第一稳压管(Zl) 的负极、第三电阻(R3)的另一端、-24V电源相连；N沟道MOS管(Ml)的漏极与P沟道MOS 管(M2)的漏极、保险丝(FUSEl)的一端相连；电磁铁反向释放电路包括第一电阻(Rl)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第二隔离光耦(U2)、第二稳压管(Z2)和P沟道MOS管(M2)，第一电阻(Rl)的一端与控制信号输入端 Pl相连，第一电阻(Rl)另一端与第二隔离光耦(U2)的输入端正极和第一隔离光耦(Ul)的输入端负极相连，第二隔离光耦(似)的负极与控制信号输入端P2和第一隔离光耦(Ul)的输入端正极相连；第二隔离光耦(U2)的输出发射极接地，第二隔离光耦(U2)的输出集电极接第四电阻(R4)的一端，第四电阻(R4)的另一端与P沟道MOS管(M2)的栅极、第二稳压管(Z2)的负极、第五电阻(R5)的一端相连；P沟道MOS管(M2)的源极与第二稳压管(Z2) 的正极、第五电阻(R5)的另一端、+24V电源相连；P沟道MOS管(M2)的漏极与N沟道MOS 管(Ml)的漏极、保险丝(FUSEl)的一端相连；电磁铁保护电路的结构为，P沟道MOS管(M2)的漏极与反向释放N沟道MOS管(Ml)的漏极、保险丝(FUSEl)的一端相连，保险丝(FUSEl)的另一端与直流电磁铁(Li)的一端相连，直流电磁铁(Li)的另一端接地。
专利摘要直流双向驱动的电磁铁，包括直流电磁铁，它由电磁铁正向吸合电路、反向释放电路和短路保护电路组成，对输入的控制信号先用隔离光耦隔离，再用隔离光耦的输出端控制正向吸合驱动MOS管和反向释放驱动MOS管的通断，当控制信号P1和P2均为高电平或低电平时，电磁铁状态保持不变；二个稳压管用于限压，防止两个MOS管的栅极由于过压而击穿；保险丝用于电磁铁短路保护。
文档编号H01F7/18GK202307406SQ20112041259
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者吕彬, 梁亮, 梁力, 梁少英, 盛锦昌 申请人:浙江省新昌县康立电子有限公司