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电磁阀驱动电路及电磁阀驱动系统的制作方法

2022-11-13 14:43:37 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及电子电路技术领域,尤其涉及一种电磁阀驱动电路及电磁阀驱动系统。


背景技术:

2.电磁阀是电气控制中常用的电控开关通断器件,被广泛使用在各类型的电路之中。一般而言,电磁阀通常由铁芯、线圈、弹簧及其他结构件组成。线圈在通电时会形成磁场磁化铁芯,使得磁化后的铁芯从第一工作位置动作至第二工作位置。此时,电磁阀处于第一工作状态。在线圈断电后,磁场消失,铁芯在弹簧的作用下从第二工作位置动作至第一工作位置,完成复位。此时,电磁阀处于第二工作状态。
3.为控制电磁阀的工作状态,现有技术将电源、电磁阀的线圈、mos管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,金氧半场效晶体管)和地依次连接,通过控制该mos管的通断状态,从而可控制电磁阀线圈的得电与失电,进而控制电磁阀的工作状态,实现电磁阀的驱动。当需要将电磁阀保持在第一工作状态时,现有技术会令mos管持续导通,在此情况下,电磁阀的动作电流将会持续流经电磁阀的线圈。由于电磁阀的动作电流较大,因此,动作电流持续流经电磁阀的线圈会增加电磁阀的功耗并导致发热问题,且对电源有功率要求。
4.考虑到电磁阀仅在铁芯动作时需要较大的电流,在铁芯动作至第二工作位置后,通过一定的维持电流形成较小的磁场即可抵消弹簧的弹力,使得铁芯保持在第二工作位置。因此,为降低电磁阀的功耗,一些现有技术先控制mos管完全打开,当电磁阀的铁芯动作至第二工作位置后,采用pwm(pulse width modulation,脉冲宽度调制)窄脉冲信号驱动mos管,以形成维持电流,令铁芯保持在第二工作位置,从而可降低电磁阀的功耗并缓解电磁阀的发热问题。
5.然而,在上述实现方式中,虽然维持电流的电流值会小于动作电流的电流值,但是维持电流同样也是一个不可忽视的电流量。对于功率较小的电磁阀而言,其维持电流一般为百毫安级别;对于功率较大的电磁阀而言,其维持电流至少为安培级别。因此,在上述电磁阀驱动方式下,电磁阀仍存在难以忽视的发热问题。


技术实现要素:

6.本技术的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一,特别是解决现有的电磁阀驱动方式会导致电磁阀存在难以忽视的发热问题这一技术缺陷。
7.第一方面,本技术提供了一种电磁阀驱动电路,该电路包括:
8.第一开关模块,所述第一开关模块的第一端用于连接电磁阀线圈的第一端;
9.定时模块,所述定时模块的第一端用于连接所述电磁阀线圈的第二端,所述定时模块的第二端连接所述第一开关模块的第二端,所述定时模块的第三端连接所述第一开关模块的控制端;所述定时模块用于在所述定时模块的第一端的电压值为第一电压且所述定
时模块的第二端的电压值为第二电压的情况下导通所述第一开关模块,直至所述第一开关模块的持续导通时间大于或等于预设时间阈值;
10.其中,在所述第一开关模块导通的情况下,第一电流流经所述电磁阀线圈,以驱动电磁阀动铁芯从第一工作位置运动至第二工作位置;在所述电磁阀线圈失电的情况下,所述电磁阀动铁芯在电磁阀强力磁铁的作用下保持在所述第二工作位置。
11.在其中一个实施例中,所述电磁阀驱动电路还包括:
12.储能模块,所述储能模块的第一端连接所述第一开关模块的第一端,所述储能模块的第二端连接所述第一开关模块的第二端;所述储能模块用于在所述定时模块的第一端的电压值为所述第一电压,所述定时模块的第二端的电压值为所述第二电压,且所述第一开关模块的第一端与所述第一开关模块的第二端断开连接的情况下,基于所述第一电压和所述第二电压进行充电;
13.复位模块,所述复位模块的第一端连接所述储能模块的第二端,所述复位模块的第二端用于连接所述电磁阀线圈的第二端;所述复位模块用于在需要复位电磁阀的情况下,导通所述储能模块的第二端与所述电磁阀线圈的第二端之间的连接,以使第二电流流经所述电磁阀线圈,驱动所述电磁阀动铁芯从所述第二工作位置运动至所述第一工作位置并保持在所述第一工作位置;所述第二电流与所述第一电流方向相反。
14.在其中一个实施例中,所述复位模块包括:
15.第一开关单元,所述第一开关单元的第一端连接所述储能模块的第二端,所述第一开关单元的第二端用于连接所述电磁阀线圈的第二端;
16.双端控制单元,所述双端控制单元的第一端连接所述第一开关单元的控制端,所述双端控制单元的第二端连接所述储能模块的第二端,所述双端控制单元的第三端用于连接所述电磁阀线圈的第二端;所述双端控制单元用于在需要复位所述电磁阀的情况下,导通所述第一开关单元,以使所述第二电流流经所述电磁阀线圈。
17.在其中一个实施例中,所述第一开关单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一稳压二极管、第一开关管和第二开关管;
18.所述第一电阻的第一端连接所述双端控制单元的第一端,所述第一电阻的第二端连接所述第一稳压二极管的负极,所述第一稳压二极管的正极分别连接所述第一开关管的控制端和所述第二电阻的第一端,所述第二电阻的第二端分别连接所述储能模块的第一端和所述第一开关管的第一端;
19.所述第一开关管的第二端分别连接所述第三电阻的第一端和所述第四电阻的第一端,所述第四电阻的第二端连接所述第二开关管的控制端,所述第二开关管的第一端用于连接所述电磁阀线圈的第二端,所述第二开关管的第二端分别连接所述储能模块的第二端和所述第三电阻的第二端;
20.其中,在需要复位所述电磁阀的情况下,所述双端控制单元的第一端的电压值与所述储能模块的第一端的电压值之差大于所述第一稳压二极管的击穿电压。
21.在其中一个实施例中,所述双端控制单元包括第二稳压二极管、第三稳压二极管、第三开关管、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻;
22.所述第二稳压二极管的负极分别连接所述储能模块第二端、所述第五电阻的第一端和所述第三开关管的第一端,所述第三开关管的第二端分别连接所述第一电阻的第一端
和所述第六电阻的第一端,所述第六电阻的第二端用于连接所述电磁阀线圈的第二端;
23.所述第七电阻的第一端连接所述第六电阻的第二端,所述第七电阻的第二端分别连接所述第八电阻的第一端和所述第三稳压二极管的正极,所述第三稳压二极管的负极分别连接所述第五电阻的第二端和所述第三开关管的控制端;所述第八电阻的第二端连接所述第二稳压二极管的正极;
24.其中,所述第二稳压二极管的正极作为所述电磁阀驱动电路的正向电压输入端,所述第七电阻的第一端作为所述电磁阀驱动电路的接地端;所述第七电阻和所述第八电阻的电阻比值依据所述第三稳压二极管的击穿电压确定,以使所述第三开关管的第二端的电压值在需要复位所述电磁阀的情况下大于所述第一开关管的导通电压,并导通所述第一开关管。
25.在其中一个实施例中,所述定时模块包括:
26.第二开关单元,所述第二开关单元的第一端用于连接所述电磁阀线圈的第二端,所述第二开关单元的第二端连接所述第一开关模块的控制端;在所述第二开关单元导通的情况下所述第一开关模块导通,在所述第二开关单元断开的情况下所述第一开关模块断开;
27.电容单元,所述电容单元的第一端用于连接所述电磁阀线圈的第二端,所述电容单元的第二端连接所述第一开关模块的第二端,所述电容单元的第三端连接所述第二开关单元的控制端;所述电容单元用于在所述电容单元的第一端的电压值为所述第一电压,且所述电容单元的第二端的电压值为所述第二电压时进行充电并导通所述第二开关单元,直至所述电容单元的持续充电时间大于或等于所述预设时间阈值。
28.在其中一个实施例中,所述电容单元包括第九电阻、第十电阻及第一电容;
29.所述第九电阻的第一端用于连接所述电磁阀线圈的第二端,所述第九电阻的第二端分别连接所述第二开关单元的控制端和所述第十电阻的第一端,所述第十电阻的第二端连接所述第一电容的第一端,所述第一电容的第二端连接所述第一开关模块的第二端。
30.在其中一个实施例中,所述第二开关单元包括第四开关管和第一二极管;
31.所述第四开关管的第一端用于连接所述电磁阀线圈的第二端,所述第四开关管的第二端连接所述第一开关模块的控制端,所述第四开关管的控制端分别连接所述第九电阻的第二端和所述第一二极管的负极,所述第一二极管的正极连接所述第九电阻的第一端。
32.第二方面,本技术实施例提供了一种电磁阀驱动系统,该系统包括通断控制电路以及上述任一实施例所述的电磁阀驱动电路;
33.所述通断控制电路的第一端用于连接电源,所述通断控制电路的第二端连接所述电磁阀驱动电路中第一开关模块的第一端,所述电磁阀驱动电路中定时模块的第三端用于接地;或者,所述通断控制电路的第一端连接所述定时模块的第三端,所述通断控制电路的第二端用于接地,所述第一开关模块的第二端用于连接所述电源;
34.所述通断控制电路的控制端用于接收控制信号,并根据所述控制信号导通或断开所述通断控制电路的第一端与所述通断控制电路的第二端之间的连接。
35.在其中一个实施例中,所述通断控制电路包括第四稳压二极管、第五开关管、第十一电阻和第十二电阻;
36.所述第四稳压二极管的负极分别连接所述第五开关管的控制端、所述十一电阻的
第一端和所述第十二电阻的第一端,所述第四稳压二极管的正极分别连接所述第十一电阻的第二端和所述第五开关管的第一端;
37.所述第五开关管的第一端作为所述通断控制电路的第一端,所述第五开关管的第二端作为所述通断控制电路的第二端,所述第十二电阻的第二端作为所述通断控制电路的控制端。
38.在本技术的电磁阀驱动电路和电磁阀驱动系统中,第一开关模块的第一端用于连接电磁阀线圈的第一端,第一开关模块的第二端连接定时模块的第二端,第一开关模块的控制端连接定时模块的第三端,定时模块的第一端用于连接电磁阀线圈。其中,当定时模块的第一端的电压值为第一电压,且定时模块的第二端的电压值为第二电压时,定时模块导通第一开关模块,直至第一开关模块的持续导通时间大于或等于预设时间阈值。
39.在第一开关模块导通的情况下,电磁阀线圈在第一电压和第二电压的作用下得电,第一电流流经电磁阀线圈,使得电磁阀动铁芯可以在磁场在作用下从第一工作位置运动至第二工作位置。在第一开关模块的持续导通时间大于或等于预设时间阈值的情况下,可以确定,电磁阀动铁芯已经处于第二工作位置,在此情况下,定时模块断开第一开关模块,电磁阀线圈失电,电磁阀动铁芯在电磁阀强力磁铁的作用下保持在第二工作位置,无需维持电流即可令电磁阀保持在第一工作状态。
40.本技术中,定时模块可以在被施加驱动电压的情况下,按照预设时间阈值持续导通第一开关模块,从而为电磁阀提供动作电流,确保电磁阀动铁芯可以从第一工作位置运动至第二工作位置。在第一开关模块的持续导通时间大于预设时间阈值时,定时模块可自动断开第一开关模块,使得电磁阀线圈中基本无电流流过,从而可实现电磁阀驱动的超低静态功耗,进而解决了电磁阀驱动过程中的发热问题。
附图说明
41.为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
42.图1为一个实施例中电磁阀驱动电路的示意性结构框图之一;
43.图2为一个实施例中电磁阀驱动电路的示意性结构框图之二;
44.图3为一个实施例中电磁阀驱动电路的示意性结构框图之三;
45.图4为一个实施例中复位模块的电路图;
46.图5为一个实施例中电磁阀驱动电路的示意性结构框图之四;
47.图6为一个实施例中定时模块的电路图;
48.图7为一个实施例中电磁阀驱动电路的电路图;
49.图8为一个实施例中电磁阀驱动系统的电路图之一;
50.图9为一个实施例中电磁阀驱动系统的电路图之二。
具体实施方式
51.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术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技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
52.在下述各实施例中,本技术提供了一种电磁阀驱动电路及电磁阀驱动系统,该电磁阀驱动电路及电磁阀驱动系统用于驱动特定结构的电磁阀。为便于描述,下文的实施例将该特定结构的电磁阀简称为电磁阀。
53.具体而言,前述“特定结构的电磁阀”是指设有电磁阀线圈、电磁阀动铁芯和电磁阀强力磁铁的电磁阀。当第一电流流经电磁阀线圈时,电磁阀线圈形成磁场方向为第一方向的磁场,并磁化电磁阀动铁芯,使得电磁阀动铁芯从第一工作位置朝第二工作位置的方向运动。当电磁阀动铁芯运动至第二工作位置时,电磁阀强力磁铁可吸住电磁阀动铁芯。如此,即便在电磁阀线圈失电的情况下,电磁阀动铁芯也可以在电磁阀强力磁铁的作用下保持在第二工作位置,使得电磁阀处于第一工作状态。在需要复位电磁阀的情况下,可使第二电流流经电磁阀线圈。其中,第二电流的电流方向与第一电流的电流方向相反。当第二电流流经电磁阀线圈时,电磁阀线圈形成磁场方向为第二方向的磁场,并磁化电磁阀动铁芯,使得电磁阀动铁芯可以摆脱电磁阀强力磁铁的磁力作用,从第二工作位置运动至第一工作位置,进而完成电磁阀的复位。
54.可以理解,在前述特定结构的电磁阀中,电磁阀线圈、电磁阀动铁芯及电磁阀强力磁铁的设置关系可以按照实际需求确定,本技术对此不作具体限制,只需该特定结构的电磁阀可以按照上述工作方式工作即可。在其中一个实施例中,电磁阀强力磁铁可以设于电磁阀中靠近第二工作位置的一端。
55.在一个实施例中,本技术提供了一种电磁阀驱动电路10,该电磁阀驱动电路10包括第一开关模块110和定时模块120。如图1所示,第一开关模块110的第一端用于连接电磁阀线圈l1的第一端,第一开关模块110的第二端连接定时模块120的第二端,第一开关模块110的控制端连接定时模块120的第三端。定时模块120的第一端还用于连接电磁阀线圈l1的第二端。其中,定时模块120的第一端可以作为电磁阀驱动电路10的第一电压输入端,定时模块120的第二端可以作为电磁阀驱动电路10的第二电压输入端,电磁阀驱动电路10可以通过该第一电压输入端和第二电压输入端接收驱动电压,以基于该驱动电压驱动或复位电磁阀。在其中一个实施例中,该第一电压输入端可以为接地端gnd,该第二电压输入端可以为正向电压输入端v ,也即,在对电磁阀进行驱动时,该第一电压输入端可用于接地,该第二电压输入端可用于连接电源。
56.具体而言,在定时模块120第一端的电压值为第一电压,且定时模块120第二端的电压值为第二电压的情况下,定时模块120可导通第一开关模块110,也即定时模块120可导通第一开关模块110的第一端与第一开关模块110的第二端之间的连接,直至第一开关模块110的持续导通时间大于或等于预设时间阈值。
57.在第一开关模块110导通的情况下,第一电压可以施加于电磁阀线圈l1的第二端,第二电压可以通过第一开关模块110施加于电磁阀线圈l1的第一端。因此,在第一电压及第二电压的作用下,电磁阀线圈l1得电,第一电流可流经电磁阀线圈l1。在第一电流流经电磁阀线圈l1的情况下,电磁阀线圈l1形成磁场方向为第一方向的磁场,并磁化电磁阀动铁芯,使得电磁阀动铁芯从第一工作位置朝第二工作位置的方向运动。
58.可以理解,电流的电流方向取决于第一电压及第二电压之间的相对大小关系。例如,当第一电压大于第二电压时,第一电流的电流方向为从电磁阀线圈l1的第二端流向电磁阀线圈l1的第一端的方向;当第一电压小于第二电压时,第一电流的电流方向为从电磁阀线圈l1的第一端流向电磁阀线圈l1的第二端的方向。
59.在定时模块120第一端的电压值为第一电压,且定时模块120第二端的电压值为第二电压的情况下,若第一开关模块110的持续导通时间大于或等于预设时间阈值,则定时模块120可断开第一开关模块110,也即切断第一开关模块110的第一端与第一开关模块110的第二端之间的连接。在此情况下,第二电压无法施加于电磁阀线圈l1的第一端,在无其他通路的情况下,电磁阀线圈l1失电,电磁阀动铁芯在电磁阀强力磁铁的作用下保持在第二工作位置,使得电磁阀保持在第一工作状态。在电磁阀线圈l1失电的情况下,电磁阀线圈l1无维持电流,从而可实现超低静态功耗,进而解决了电磁阀驱动过程中的发热问题。
60.可以理解,本技术的定时模块120可以采用任意方式来实现,例如可通过电压检测电路和控制器来实现,或者采用本文实施例所述的电容充放电电路来实现,本技术对此不作具体限制,只需定时模块120能够实现上述功能即可。预设时间阈值的具体时长也可依据实际需求确定,本技术对此不作具体限制。
61.本技术中,定时模块120可以在被施加驱动电压的情况下,按照预设时间阈值持续导通第一开关模块110,从而为电磁阀提供动作电流,确保电磁阀动铁芯可以从第一工作位置运动至第二工作位置。在第一开关模块110的持续导通时间大于预设时间阈值时,定时模块120可自动断开第一开关模块110,使得电磁阀线圈l1中基本无电流流过,从而可实现电磁阀驱动的超低静态功耗,进而解决了电磁阀驱动过程中的发热问题。
62.此外,本技术通过高低电平即可实现电磁阀的驱动,并实现电磁阀驱动的超低静态功耗,无需pwm波进行驱动,从而可降低对控制信号的要求。
63.在对电磁阀进行驱动后,当电磁阀线圈l1失电时,电磁阀动铁芯会在电磁阀强力磁铁的作用下保持在第二工作位置。为实现电磁阀的复位,使电磁阀动铁芯从第二工作位置运动至第一工作位置,复位时需要向电磁阀线圈l1施加与第一电流方向相反的第二电流,以使电磁阀基于该第二电流进行复位。
64.为使电磁阀驱动电路10能够驱动电磁阀复位,在一个实施例中,如图2所示,电磁阀驱动电路10还可包括储能模块130和复位模块140。其中,储能模块130是指具备电能存储功能的器件或电路,复位模块140是指能够选择性导通或切断储能模块130与电磁阀线圈l1之间连接的电路或设备。储能模块130及复位模块140均可通过现有技术中的任意方式实现,本技术对此不作具体限制。
65.储能模块130与第一开关模块110并联,复位模块140与定时模块120并联。具体而言,储能模块130的第一端连接第一开关模块110的第一端,储能模块130的第二端分别连接第一开关模块110的第二端和复位模块140的第一端,复位模块140的第二端用于连接电磁阀线圈l1的第二端。
66.当定时模块120的第一端的电压值为第一电压且定时模块120的第二端的电压值为第二电压时,若第一开关模块110的第一端与第一开关模块110的第二端之间的连接被导通,则储能模块130被第一开关模块110短路,无法基于第一电压和第二电压进行充电。当定时模块120的第一端的电压值为第一电压且定时模块120的第二端的电压值为第二电压时,
若第一开关模块110的第一端与第一开关模块110的第二端之间的连接被断开,则第一电压可以通过电磁阀线圈l1施加于储能模块130的第一端,第二电压可以施加于储能模块130的第二端,使得储能模块130可以基于第一电压和第二电压进行充电以存储用于复位电磁阀的电能。
67.在需要对电磁阀进行复位时(如定时模块120的第一端的电压值发生变化,和/或定时模块120的第二端的电压值发生变化时),复位模块140可以导通储能模块130的第二端与电磁阀线圈l1第二端之间的连接,此时,储能模块130、复位模块140与电磁阀线圈l1组成回路,储能模块130的第一端的电压可以施加于电磁阀线圈l1的第一端,储能模块130的第二端的电压可以施加于电磁阀线圈l1的第二端,使得与第一电流方向相反的第二电流流经电磁阀线圈l1,进而驱动电磁阀动铁芯从第二工作位置运动至第一工作位置并保持在第一工作位置,实现电磁阀的复位。
68.在具体实现中,电磁阀驱动电路10可选用以下两种连接关系之一:
69.(1)电磁阀驱动电路10的第二电压输入端可以用于连接电源,电磁阀驱动电路10的第一电压输入端可以用于连接nmos管的漏极,nmos管的源极接地。nmos管可以在控制信号的作用下导通或断开,以调整电磁阀驱动电路10第一电压输入端的电压。当nmos管导通时,电磁阀驱动电路10可以实现电磁阀的驱动,当nmos管断开时,电磁阀驱动电路10可以实现电磁阀的复位。
70.(2)电磁阀驱动电路10的第一电压输入端用于接地,电磁阀驱动电路10的第二电压输入端可以用于连接pmos管的漏极,pmos管的源极连接电源。pmos管可以在控制信号的作用下导通或断开,以调整电磁阀驱动电路10第二电压输入端的电压。当pmos管导通时,电磁阀驱动电路10可以实现电磁阀的驱动,当pmos管断开时,电磁阀驱动电路10可以实现电磁阀的复位。
71.在上述两种连接关系中,复位时,电磁阀驱动电路10的第一电压输入端与第二电压输入端的电压变化情况并不相同。为使得电磁阀驱动电路10能够适配于上述两种连接关系,在上述两种连接关系下均能实现电磁阀的复位,本技术的复位模块140可以通过图3所示结构来实现。如图3所示,复位模块140可以包括第一开关单元142和双端控制单元144,第一开关单元142的第一端连接储能模块130的第二端,第一开关单元142的第二端用于连接电磁阀线圈l1的第二端,第一开关单元142的控制端连接双端控制单元144的第一端,双端控制单元144的第二端连接储能模块130的第二端,双端控制单元144的第三端用于连接电磁阀线圈l1的第二端。
72.双端控制单元144用于在需要复位电磁阀的情况下,为第一开关单元142提供导通电压或者导通电流,从而可导通第一开关单元142,也即导通第一开关单元142的第一端与第一开关单元142的第二端之间的连接。在第一开关单元142导通的情况下,储能模块130、第一开关单元142与电磁阀线圈l1构成回路,使得第二电流可以流经电磁阀线圈l1。可以理解,本技术的双端控制单元144可以基于任意形式实现,本技术对此不作具体限制。例如,该双端控制单元144可以为基于控制器来实现,也可以基于电压比较电路来实现。
73.在一个实施例中,第一开关单元142可以采用图4示出的电路结构来实现。如图4所示,第一开关单元142包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第一稳压二极管d1、第一开关管q1和第二开关管q2。可以理解,第一开关管q1和第二开关管q2均分别采
用mos管或者晶体管来实现。为便于说明,图4及本文实施例以第一开关管q1为npn管,第二开关管q2为pnp管为例进行说明。
74.如图4所示,第一电阻r1的第一端连接双端控制单元144的第一端,第一电阻r1的第二端连接第一稳压二极管d1的负极,第一稳压二极管d1的正极分别连接第一开关管q1的控制端和第二电阻r2的第一端,第二电阻r2的第二端分别连接储能模块130的第一端和第一开关管q1的第一端。
75.第一开关管q1的第二端分别连接第三电阻r3的第一端和第四电阻r4的第一端,第四电阻r4的第二端连接第二开关管q2的控制端,第二开关管q2的第一端用于连接电磁阀线圈l1的第二端,第二开关管q2的第二端分别连接储能模块130的第二端和第三电阻r3的第二端。
76.具体而言,可通过双端控制单元144的第一端的电平来击穿第一稳压二极管d1。在需要复位电磁阀的情况下,双端控制单元144的第一端的电压值与储能模块130的第一端的电压值之差大于第一稳压二极管d1的击穿电压,从而可在需要复位电磁阀时击穿该第一稳压二极管d1。
77.当第一稳压二极管d1被击穿时,双端控制单元144的第一端、第一电阻r1、第一稳压二极管d1、第二电阻r2和储能模块130的第一端构成回路,使得第二电阻r2两端存在压降,从而可拉高第一开关管q1的控制端的电压(即基极的电压),使得第一开关管q1可以形成基极驱动电流进而导通。当第一开关管q1导通的情况下,第二开关管q2的控制端的电压被拉低,使得第二开关管q2可以形成基极驱动电流进而导通。在第二开关管q2导通的情况下,储能模块130、第二开关管q2和电磁阀线圈l1组成回路,从而可通过储能模块130为电磁阀线圈l1施加第二电流,以实现电磁阀复位。
78.进一步地,如图4所示,第一开关单元142还可包括第二二极管d2,该第二二极管d2的负极连接第二电阻r2的第一端,第二二极管d2的正极连接第二电阻r2的第二端。如此,可对第一开关管q1进行保护,以避免复位时产生的电压击穿第一开关管q1的基极与发射极。
79.在一个实施例中,双端控制单元144可以采用图4示出的电路结构来实现。如图4所示,双端控制单元144包括第二稳压二极管d3、第三稳压二极管d4、第三开关管q3、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7和第八电阻r8。可以理解,第三开关管q3可以采用mos管或者晶体管来实现,为便于说明,图4及本实施例以第三开关管q3为pnp管为例进行说明。
80.该第二稳压二极管d3的负极分别连接所述储能模块130第二端、所述第五电阻r5的第一端和所述第三开关管q3的第一端,所述第三开关管q3的第二端分别连接所述第一电阻r1的第一端和所述第六电阻r6的第一端,所述第六电阻r6的第二端用于连接所述电磁阀线圈l1的第二端。
81.所述第七电阻r7的第一端连接所述第六电阻r6的第二端,所述第七电阻r7的第二端分别连接所述第八电阻r8的第一端和所述第三稳压二极管d4的正极,所述第三稳压二极管d4的负极分别连接所述第五电阻r5的第二端和所述第三开关管q3的控制端;所述第八电阻r8的第二端连接所述第二稳压二极管d3的正极。
82.其中,所述第二稳压二极管d3的正极作为所述电磁阀驱动电路10的正向电压输入端v ,所述第七电阻r7的第一端作为所述电磁阀驱动电路10的接地端gnd;所述第七电阻r7和所述第八电阻r8的电阻比值依据所述第三稳压二极管d4的击穿电压确定,以使所述第三
开关管q3的第二端的电压值在需要复位所述电磁阀的情况下大于所述第一开关管q1的导通电压,并导通所述第一开关管q1。
83.具体而言,第二稳压二极管d3的正极作为电磁阀驱动电路10的正向电压输入端v ,也即,在需要对电磁阀进行驱动时,该第二稳压二极管d3的正极可用于连接电源,以使该第二稳压二极管d3的正极电压为正电压。第七电阻r7的第一端作为电磁阀驱动电路10的接地端gnd,也即,在需要对电磁阀进行驱动时,该第七电阻r7的第一端可用于接地,以使该第七电阻r7的第一端的电压为参考地电压。
84.对于前述第(1)种电磁阀驱动电路10的连接关系,第二稳压二极管d3的正极用于连接电源,第七电阻r7的第一端用于连接nmos管的漏极。在需要复位的情况下,nmos管在控制信号的作用下断开,电源、第八电阻r8、第七电阻r7、第六电阻r6、第一电阻r1、第一稳压二极管d1、第二电阻r2与储能模块130组成一回路,从而可通过第二电阻r2的压降拉高第一开关管q1的控制端的电压,以导通第一开关管q1,进而可通过上述实施例所述的原理导通第二开关管q2。在第二开关管q2导通的情况下,储能模块130与电磁阀线圈l1形成回路,以使第二电流流经电磁阀线圈l1,并驱动电磁阀动铁芯进行复位。同时,在第二开关管q2导通的情况下,第六电阻r6的第二端的电压被进一步拉高,从而可提高第二电阻r2的第二端处的电压值,以形成正反馈,确保第二开关管q2完全打开。
85.对于前述第(2)种电磁阀驱动电路10的连接关系,第二稳压二极管d3的正极用于连接pmos管的漏极,第七电阻r7的第一端用于接地。在需要复位的情况下,pmos管在控制信号的作用下断开,第三稳压二极管d4的正极电压被拉低到地,第三稳压二极管d4的负极电压被储能模块130拉高到电源电压,因此,第三稳压二极管d4被击穿,第三稳压二极管d4导通稳压,使得第三开关管q3的控制端的电压经第七电阻r7被拉低到地,第三开关管q3的控制端的电压远小于第三开关管q3的第一端的电压(即第三开关管的控制端的电压远小于集电极电压),第三开关管q3导通。在第三开关管q3导通的情况下,第六电阻r6的第一端的电压经第三开关管q3被拉高至高电压,使得第一稳压二极管d1的负极电压被拉高到高电压。由于第一稳压二极管d1的正极电压为储能模块130的负电压,故在第三开关管q3导通时,第一稳压二极管d1被击穿,使得储能模块130、第三开关管q3、第六电阻r6、第一电阻r1、第一稳压二极管d1和第二电阻r2构成一回路,进而可通过第二电阻r2的压降拉高第一开关管q1的控制端的电压,以导通第一开关管q1,进而可通过上述实施例所述的原理导通第二开关管q2,实现电磁阀动铁芯的复位。
86.在一个实施例中,第八电阻r8的阻值可远小于第七电阻r7的阻值。在需要驱动电磁阀的情况下,无论是前述两种关系中的哪一种连接关系,第二稳压二极管d3的正极均用于连接电源,第七电阻r7的第一端均用于接地。由于第七电阻r7的阻值远小于第八电阻r8的阻值,因此,第八电阻r8的压降小于第三稳压二极管d4的击穿电压,因此第三稳压二极管d4截止,第三开关管q3断开。同时,第一开关管q1的控制端的电压经由第六电阻r6拉低,故第一开关管q1也断开。第二开关管q2的控制端的电压经由第四电阻r4和第三电阻r3拉高,故第二开关管q2也断开。也即,无论是采用前述两种连接关系中的哪一种,本实施例的复位模块140可在需要驱动电磁阀的情况下切断储能模块130的第二端与电磁阀线圈l1的第二端之间的连接,以确保第一电流流经电磁阀线圈l1,实现电磁阀的正向导通。
87.在一个实施例中,定时模块120可以包括第二开关单元122和电容单元124。如图5
所示,该第二开关单元122的第一端用于连接电磁阀线圈l1的第二端,第二开关单元122的第二端连接第一开关模块110的控制端,第二开关单元122的控制端连接电容单元124的第三端。电容单元124的第一端用于连接电磁阀线圈l1的第二端,电容单元124的第二端连接第一开关模块110的第二端。
88.其中,所述电容单元124用于在所述电容单元124的第一端的电压值为所述第一电压,且所述电容单元124的第二端的电压值为所述第二电压时进行充电并导通所述第二开关单元122,直至所述电容单元124的持续充电时间大于或等于所述预设时间阈值。在所述第二开关单元122导通的情况下所述第一开关模块110导通,在所述第二开关单元122断开的情况下所述第一开关模块110断开。
89.具体而言,电容单元124的第一端为定时模块120的第一端,电容单元124的第二端为定时模块120的第二端。当电磁阀驱动电路10被施加驱动电压的时候,电容单元124的第一端的电压为第一电压,电容单元124的第二端的电压为第二电压,电容单元124可利用该第一电压及第二电压进行充电。在充电的过程中,电容单元124的第三端的电压会随着充电情况而发生变化,进而可选择性导通或断开第二开关单元122。当电容单元124的充电时间小于预设时间阈值时,电容单元124可导通第二开关单元122,在此情况下,第一开关模块110导通,第二电压可经由第一开关模块110施加于电磁阀线圈l1的第一端,第一电压可施加于电磁阀线圈l1的第二端,故第一电流可流经电磁阀线圈l1,以使电磁阀动铁芯从第一工作位置运动至第二工作位置。当电容单元124的充电时间大于或等于预设时间阈值时,电容单元124可断开第二开关单元122,在此情况下,第一开关模块110也断开,电磁阀线圈l1中无电流流经。
90.本实施例中,通过电容单元124和开关单元即可实现定时模块120,无需采用控制器等器件来实现,从而可降低电磁阀驱动电路10的成本。同时,由于电容的充电完成后,静态电流近似于0,因此,采用电容来实现定时模块120可进一步降低电磁阀驱动电路10的静态功耗。
91.在一个实施例中,如图6所示,电容单元124包括第九电阻r9、第十电阻r10和第一电容c1。第九电阻r9的第一端用于连接电磁阀线圈l1的第二端,第九电阻r9的第二端分别连接第二开关单元122的控制端和第十电阻r10的第一端,第十电阻r10的第二端连接第一电容c1的第一端,第一电容c1的第二端连接第一开关模块110的第二端。
92.具体而言,第九电阻r9的第一端为电容单元124的第一端,第一电容c1的第二端为电容单元124的第二端。当电容单元124的第二端的电压值为第二电压的情况下,由于电容两端的电压差不能突变,因此,第一电容c1的第一端的电压也为第二电压,此时,第十电阻r10的第二端电压为第二电压,第九电阻r9的第一端电压为第一电压,故可通过第九电阻r9的压降导通第二开关单元122。在第一电容c1充电的过程中,第一电容c1两端的压差会从0逐渐变化为第一电压与第二电压之差,第一电容c1的第一端的电压会逐渐趋向于第一电压。因此,在第一电容c1充电的过程中,第九电阻r9的压降会慢慢下降,当第九电阻r9的压降小于第二开关单元122的导通电压的情况下,第二开关单元122断开,第一开关模块110也随之断开。如此,可以简单、低成本的方式实现电容单元124,以降低电磁阀驱动电路10的复杂度与成本。
93.在一个实施例中,如图6所示,第二开关单元122包括第四开关管q4和第一二极管
d5。可以理解,第四开关管q4可以采用mos管或者晶体管来实现,为便于说明,图6及本实施例以第四开关管q4为npn管为例进行说明。
94.如图6所示,第四开关管q4的第一端用于连接电磁阀线圈l1的第二端,第四开关管q4的第二端连接第一开关模块110的控制端,第四开关管q4的控制端分别连接第九电阻r9的第二端和第一二极管d5的负极,第一二极管d5的正极连接第九电阻r9的第一端。
95.具体而言,当第四开关管q4导通时,第一开关模块110的控制端的电压为第一电压,第一开关模块110导通。当第四开关管q4断开的情况下,第一开关模块110也断开。通过将第一二极管d5负极连接至第四开关管q4的控制端,将第一二极管d5的政绩连接至第四开关管q4的第一端,从而可避免复位电磁阀时产生的电压击穿第四开关管q4,以保护第四开关管q4,提高电磁阀驱动电路10的可靠性。
96.在一个实施例中,储能模块130可以为第二电容c2,该第二电容c2的第一端作为储能模块130的第一端,第二电容c2的第二端作为储能模块130的第二端。进一步地,该第二电容c2可以为大容量电容,例如第二电容c2可以为2000微法的电容。由于电容的充电完成后,在第二电容c2储能完成后,电磁阀驱动电路10中基本无电流通过,因此,采用电容来实现储能模块130可进一步降低电磁阀驱动电路10的静态功耗。
97.在一个实施例中,第一开关模块110可以包括第十三电阻r13、第十四电阻r14和第六开关管q6。第十三电阻r13的第一端分别连接定时模块120的第二端和第六开关管q6的第一端,第六开关管q6的第二端用于连接电磁阀线圈l1的第一端,第六开关管q6的控制端连接第十四电阻r14的第一端,第十四电阻r14的第二端分别连接第十三电阻r13的第二端和定时模块120的第三端。如此,可以简单、低成本的方式实现电容单元124,以降低电磁阀驱动电路10的复杂度与成本。
98.为便于理解本技术的方案,下面通过具体的示例进行说明。本技术的电磁阀驱动电路10可如图7所示,该电路包括多个二极管、多个电阻、多个开关管及多个电容,各器件的连接关系可如上述实施例及图7所示。其中,第二稳压二极管d3的正极作为电磁阀驱动电路10的正向电压输入端v ,第七电阻r7的第一端作为电磁阀驱动电路10的接地端gnd。
99.当需要对电磁阀进行驱动时,该正向电压输入端v 用于连接电源,该接地端gnd用于接地。当需要对电磁阀进行复位时,该正向电压输入端v 可直接连接电源,且接地端gnd断开与地之间的连接。或者,当需要对电磁阀进行复位时,该正向电压输入端v 可断开与电源之间的连接,且接地端gnd直接接地。
100.本示例中,第八电阻r8的阻值远小于第七电阻r7的阻值,因此,在需要驱动电磁阀的时候,第一开关管q1、第二开关管q2及第三开关管q3均断开。由于第一电容c1两端的压差不能突变,因此当第一电容c1的第二端的电压为电源电压时,在刚开始充电的情况下,第一电容c1的第一端的电压也为电源电压。因此,第四开关管q4的控制端的电压被拉高,第四开关管q4导通,进而导通第六开关管q6均导通,因此,电源电压可通过第六开关管q6施加于电磁阀线圈l1上,以形成电源、电磁阀线圈l1与地之间的回路,实现电磁阀线圈l1的驱动。
101.当需要对电磁阀进行复位的情况下,如上实施例所示,双端控制单元144会导通第一开关管q1,进而导通第二开关管q2,使得储能模块130与电磁阀线圈l1之间能构成一回路,实现电磁阀的复位。
102.在一个实施例中,本技术还提供了一种电磁阀驱动系统,该系统包括通断控制电
路及上述任一实施例所述的电磁阀驱动电路10。所述通断控制电路的第一端用于连接电源,所述通断控制电路的第二端连接所述电磁阀驱动电路10中第一开关模块110的第一端,所述电磁阀驱动电路10中定时模块120的第三端用于接地;或者,所述通断控制电路的第一端连接所述定时模块120的第三端,所述通断控制电路的第二端用于接地,所述第一开关模块110的第二端用于连接所述电源。
103.所述通断控制电路的控制端用于接收控制信号,并根据所述控制信号导通或断开所述通断控制电路的第一端与所述通断控制电路的第二端之间的连接。
104.具体而言,当通断控制信号导通时,电磁阀驱动电路10可分别连接电源与地,并按照前述实施例所述的方式驱动电磁阀动铁芯从第一工作位置运动至第二工作位置,实现电磁阀的驱动。当通断控制信号断开时,电磁阀驱动电路10可只连接至电源或者只连接至地,并按照前述实施例所述的方式驱动电磁阀动铁芯从第二工作位置运动至第一工作位置,实现电磁阀的复位。
105.可以理解,本技术的通断控制电路可以采用任意方式来实现,本技术对此不作具体限制。在一个实施例中,所述通断控制电路包括第四稳压二极管d7、第五开关管q5、第十一电阻r11和第十二电阻r12。所述第四稳压二极管d7的负极分别连接所述第五开关管q5的控制端、所述十一电阻的第一端和所述第十二电阻r12的第一端,所述第四稳压二极管d7的正极分别连接所述第十一电阻r11的第二端和所述第五开关管q5的第一端。所述第五开关管q5的第一端作为所述通断控制电路的第一端,所述第五开关管q5的第二端作为所述通断控制电路的第二端,所述第十二电阻r12的第二端作为所述通断控制电路的控制端。
106.其中,第四稳压二极管d7用于在第五开关管q5断开连接时,释放电磁阀线圈l1产生的反向瞬间高压,以避免第五开关管q5被击穿,实现第五开关管q5的保护。第十一电阻r11用于保证在控制信号高阻输出时,第五开关管q5可以及时断开,避免电磁阀的误启动。
107.例如,本技术的电磁阀驱动系统可如图8所示,其中,ctrl为控制信号,图8示出了第五开关管q5为nmos管时电磁阀驱动系统的连接结构。又如,本技术的电磁阀驱动系统可如图9所示,图9示出了第五开关管q5为pmos管时电磁阀驱动系统的连接结构。
108.最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,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、物品或者设备不仅包括那些要素,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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本文中,“一”、“一个”、“所述”、“该”和“其”也可以包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。多个是指至少两个的情况,如2个、3个、5个或8个等。“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
109.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间可以根据需要进行组合,且相同相似部分互相参见即可。
110.对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。
对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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