磁保持电子锁的脉冲驱动电路及磁保持电子锁的制作方法

本发明涉及电子设备领域，尤其涉及一种磁保持电子锁的脉冲驱动电路及磁保持电子锁。

背景技术：

充电桩的充电枪电子锁对于整个充电过程十分重要，充电枪从准备充电到最后充电结束都与人们有着直接的接触，所以充电枪的安全性至关重要，而充电枪的电子锁用于充电过程确保充电的安全。当前市场上充电枪电子锁控制有两种方式，一种是磁保持电子锁，一种是脉冲式电子锁。脉冲式电子锁优点是不需要长时间供电，其缺点是断电时需要手动机械断开电子锁，不便于使用。磁保持电子锁的优点是断电立即断开电子锁，其缺点是需要长时间供电。具体地，磁保持电子锁是一种机械开关，和其它开关器件一样，对电路起着接通和切断作用。所不同的是，磁保持电子锁开关状态是依靠对线圈两端施加正负电压使其切换，最后由内部永久磁铁进行状态保持。其次，驱动时无论施加的是正电压还是负电压，线圈长时间通电会产生温升，对电子锁本身也会带来寿命与可靠性问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种磁保持电子锁的脉冲驱动电路，旨在解决相关技术中磁保持电子锁的可靠性低的技术问题。

本发明提供了一种磁保持电子锁的脉冲驱动电路，其包括：供电单元，用于提供电源；脉冲转换单元，所述脉冲转换单元的输入端与所述供电单元连接，所述脉冲转换单元的输出端用于与磁保持电子锁连接，所述脉冲转换单元用于将电源电压转换为脉冲电压以控制所述磁保持电子锁上锁或解锁。

进一步地，所述脉冲转换单元包括：开关单元，所述开关单元与所述供电单元的正极和负极连接，且用于与所述磁保持电子锁连接以控制所述磁保持电子锁上锁或解锁；正向脉冲转换单元，所述正向脉冲转换单元连接在所述供电单元的正极和所述开关单元之间，用于反馈作用于所述开关单元以使所述开关单元截止形成正向脉冲；反向脉冲转换单元，所述反向脉冲转换单元连接在所述供电单元的负极和所述开关单元之间，用于反馈作用于所述开关单元以使所述开关单元截止形成反向脉冲。

进一步地，所述开关单元包括：第二n沟道增强型mos管，所述正向脉冲转换单元包括：第二电阻、第四电阻以及第一电容，所述第二n沟道增强型mos管的栅极与所述供电单元的正极连接，所述第二n沟道增强型mos管的源极与所述供电单元的负极连接，所述第二n沟道增强型mos管的漏极与所述磁保持电子锁的负极连接，所述第四电阻连接在所述第二n沟道增强型mos管的源极和栅极之间，所述第二电阻连接在所述供电单元的正极和所述第二n沟道增强型mos管的栅极之间，所述第一电容与所述第二电阻并联。

进一步地，所述正向脉冲转换单元还包括：第一整流单元以及第一钳位单元，所述第一整流单元连接在所述供电单元的正极和所述第二电阻之间，所述第一钳位单元连接在所述第二n沟道增强型mos管的源极和栅极之间。

进一步地，所述第一整流单元为第一整流二极管，所述第一钳位单元为第一钳位二极管，所述第一整流二极管的正极与所述供电单元的正极连接，所述第一整流二极管的负极与所述第二电阻连接，所述第一钳位二极管的正极与第二n沟道增强型mos管的源极连接，所述第一钳位二极管的负极与所述第二n沟道增强型mos管的栅极连接。

进一步地，所述开关单元包括：第一n沟道增强型mos管，所述反向脉冲转换单元包括：第一电阻、第三电阻以及第二电容，所述第一n沟道增强型mos管的源极与所述供电单元的正极连接，所述第一n沟道增强型mos管的栅极与所述供电单元的负极连接，所述第一n沟道增强型mos管的漏极与所述磁保持电子锁的正极连接，所述第一电阻连接在所述第一n沟道增强型mos管的源极和栅极之间，所述第三电阻连接在所述供电单元的负极和所述第一n沟道增强型mos管的栅极之间，所述第二电容和所述第三电阻并联。

进一步地，所述反向脉冲转换单元还包括：第二整流单元以及第二钳位单元，所述第二整流单元连接在所述供电单元的负极和所述第三电阻之间，所述第二钳位单元连接在所述第一n沟道增强型mos管的源极和栅极之间。

进一步地，所述第二整流单元为第二整流二极管，所述第二钳位单元为第二钳位二极管，所述第二整流二极管的正极与所述供电单元的负极连接，所述第二整流二极管的负极与所述第三电阻连接，所述第二钳位二极管的正极与所述第一n沟道增强型mos管的源极连接，所述第二钳位二极管的负极与所述第一n沟道增强型mos管的栅极连接。

进一步地，所述脉冲转换单元包括：第一n沟道增强型mos管、第二n沟道增强型mos管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第一整流二极管、第二整流二极管、第一钳位二极管、第二钳位二极管以及双向瞬态抑制二极管，所述第一n沟道增强型mos管的源极与所述供电单元的正极连接，所述第一n沟道增强型mos管的栅极与所述供电单元的负极连接，所述第一n沟道增强型mos管的漏极与所述磁保持电子锁的正极连接，所述第一电阻连接在所述第一n沟道增强型mos管的源极和栅极之间，所述第三电阻连接在所述供电单元的负极和所述第一n沟道增强型mos管的栅极之间，所述第二电容和所述第三电阻并联；所述第二整流二极管的正极与所述供电单元的负极连接，所述第二整流二极管的负极与所述第三电阻连接，所述第二钳位二极管的正极与所述第一n沟道增强型mos管的源极连接，所述第二钳位二极管的负极与所述第一n沟道增强型mos管的栅极连接；所述第二n沟道增强型mos管的栅极与所述供电单元的正极连接，所述第二n沟道增强型mos管的源极与所述供电单元的负极连接，所述第二n沟道增强型mos管的漏极与所述磁保持电子锁的负极连接，所述第四电阻连接在所述第二n沟道增强型mos管的源极和栅极之间，所述第二电阻连接在所述供电单元的正极和所述第二n沟道增强型mos管的栅极之间，所述第一电容与所述第二电阻并联；所述第一整流二极管的正极与所述供电单元的正极连接，所述第一整流二极管的负极与所述第二电阻连接，所述第一钳位二极管的正极与第二n沟道增强型mos管的源极连接，所述第一钳位二极管的负极与所述第二n沟道增强型mos管的栅极连接；所述双向瞬态抑制二极管连接在所述磁保持电子锁的正极和所述磁保持电子锁的负极之间。

本发明还提供了一种磁保持电子锁，其包括：磁保持电子锁的脉冲驱动电路，所述磁保持电子锁的脉冲驱动电路为上述所述的磁保持电子锁的脉冲驱动电路。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过供电单元对脉冲转换单元施加电压，由脉冲转换单元将电压转换为脉冲控制磁保持电子锁上锁或解锁，可以提高可靠性、提升安全性，且便于集成，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本发明磁保持电子锁的脉冲驱动电路的示意框图；

图2为本发明磁保持电子锁的脉冲驱动电路的脉冲转换单元的示意框图；以及

图3为本发明磁保持电子锁的脉冲驱动电路的电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

参照图1-3，其展示了本发明实施例提供的磁保持电子锁30的脉冲驱动电路100的一实施例。所述磁保持电子锁30的脉冲驱动电路100包括供电单元10以及脉冲转换单元20，所述供电单元10用于提供电源；所述脉冲转换单元的输入端与所述供电单元10连接，所述脉冲转换单元的输出端与电子锁30连接，用于将电源电压转换为脉冲电压以控制所述磁保持电子锁30上锁或解锁。当所述供电单元10对所述脉冲转换单元20施加正向电压时，所述脉冲转换单元20将所施加的正向电压转换为正向脉冲输送至所述磁保持电子锁30，驱动所述磁保持电子锁30完成上锁动作；当所述供电单元10对所述脉冲转换单元20施加反向电压时，所述脉冲转换单元20将所施加的反向电压转换为反向脉冲输送至所述磁保持电子锁30，驱动所述磁保持电子锁30完成解锁动作。通过上述设计，相对于脉冲式电子锁30，上锁解锁更加便捷，体积更小，成本低；相对于传统的磁保持电子锁30，不需要长时间通电，线圈不会产生温升，节省电力资源，提高可靠性，提升安全性，且便于集成，成本低。

在一实施例中，所述脉冲转换单元20包括：开关单元23，所述开关单元23与所述供电单元10的正极和负极连接，所述开关单元23与所述磁保持电子锁30连接，用于控制所述磁保持电子锁30上锁或解锁；正向脉冲转换单元21，所述正向脉冲转换单元21连接在所述供电单元10的正极和所述开关单元23之间，用于反馈作用于所述开关单元23以使所述开关单元23截止形成正向脉冲；反向脉冲转换单元22，所述反向脉冲转换单元22连接在所述供电单元10的负极和所述开关单元23之间，用于反馈作用于所述开关单元23以使所述开关单元23截止形成反向脉冲。当所述供电单元10施加正向电压时，所述开关单元23导通，所述磁保持电子锁30上锁，所述正向脉冲转换单元21反馈作用于所述开关单元23使得所述开关单元23截止，从而形成正向脉冲，使得线圈不会长时间通电，只在电子锁30上锁时利用正向脉冲驱动电子锁30完成上锁动作，由此线圈不会产生温升，提高了可靠性和安全性。

在一实施例中，所述开关单元23包括：第二n沟道增强型mos管q2，所述正向脉冲转换单元21包括：第二电阻r2、第四电阻r4以及第一电容c1，所述第二n沟道增强型mos管q2的栅极与所述供电单元10的正极连接，所述第二n沟道增强型mos管q2的源极与所述供电单元10的负极连接，所述第二n沟道增强型mos管q2的漏极与所述磁保持电子锁30的负极连接，所述第四电阻r4连接在所述第二n沟道增强型mos管q2的源极和栅极之间，所述第二电阻r2连接在所述供电单元10的正极和所述第二n沟道增强型mos管q2的栅极之间，所述第一电容c1与所述第二电阻r2并联。当所述供电单元10施加正向电压时，由于所述第一电容c1两端没有电压，电压不能突变，施加的正向电压直接加在所述第四电阻r4上，使得所述第二n沟道增强型mos管q2快速导通，随着所述第一电容c1充满电，所述第四电阻r4两端的电压慢慢下降，所述第二n沟道增强型mos管q2的偏执电压低于导通电压，所述第二n沟道增强型mos管q2截止，从而形成正向脉冲。

在一实施例中，所述正向脉冲转换单元21还包括：第一整流单元21a以及第一钳位单元21b，所述第一整流单元21a连接在所述供电单元10的正极和所述第二电阻r2之间，所述第一钳位单元21b连接在所述第二n沟道增强型mos管q2的源极和栅极之间。其中，所述第一整流单元21a为第一整流二极管d1，所述第一钳位单元21b为第一钳位二极管d4，所述第一整流二极管d1的正极与所述供电单元10的正极连接，所述第一整流二极管d1的负极与所述第二电阻r2连接，所述第一钳位二极管d4的正极与第二n沟道增强型mos管q2的源极连接，所述第一钳位二极管d4的负极与所述第二n沟道增强型mos管q2的栅极连接。所述第一钳位二极管d4起到保护所述第二n沟道增强型mos管q2偏置电压过高的钳位作用。

在一实施例中，所述开关单元23包括：第一n沟道增强型mos管q1，所述反向脉冲转换单元22包括：第一电阻r1、第三电阻r3以及第二电容c2，所述第一n沟道增强型mos管q1的源极与所述供电单元10的正极连接，所述第一n沟道增强型mos管q1的栅极与所述供电单元10的负极连接，所述第一n沟道增强型mos管q1的漏极与所述磁保持电子锁30的正极连接，所述第一电阻r1连接在所述第一n沟道增强型mos管q1的源极和栅极之间，所述第三电阻r3连接在所述供电单元10的负极和所述第一n沟道增强型mos管q1的栅极之间，所述第二电容c2和所述第三电阻r3并联。当所述供电单元10的负极施加反向电压时，所述第二电容c2两端没有电压，电压不能突变，施加的反向电压直接加在所述第一电阻r1上，使得所述第一n沟道增强型mos管q1快速导通，随着所述第二电容c2充满电，所述第一电阻r1两端的电压慢慢下降，所述第一n沟道增强型mos管q1的偏置电压低于导通电压，所述第一n沟道增强型mos管q1截止，从而形成反向脉冲。

在一实施例中，所述反向脉冲转换单元22还包括：第二整流单元22a以及第二钳位单元22b，所述第二整流单元22a连接在所述供电单元10的负极和所述第三电阻r3之间，所述第二钳位单元22b连接在所述第一n沟道增强型mos管q1的源极和栅极之间。其中，所述第二整流单元22a为第二整流二极管d3，所述第二钳位单元22b为第二钳位二极管d2，所述第二整流二极管d3的正极与所述供电单元10的负极连接，所述第二整流二极管d3的负极与所述第三电阻r3连接，所述第二钳位二极管d2的正极与所述第一n沟道增强型mos管q1的源极连接，所述第二钳位二极管d2的负极与所述第一n沟道增强型mos管q1的栅极连接。所述第二钳位二极管d2起到保护所述第一n沟道增强型mos管q1偏置电压过高的作用。

在另一实施例中，参照图3，所述脉冲转换单元20包括：第一n沟道增强型mos管q1、第二n沟道增强型mos管q2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第一电容c1、第二电容c2、第一整流二极管d1、第二整流二极管d3、第一钳位二极管d4、第二钳位二极管d2以及双向瞬态抑制二极管zd1，其中，所述第一n沟道增强型mos管q1、第二n沟道增强型mos管q2组成双n沟道增强型mos管u1；

所述第一n沟道增强型mos管q1的源极与所述供电单元10的正极连接，所述第一n沟道增强型mos管q1的栅极与所述供电单元10的负极连接，所述第一n沟道增强型mos管q1的漏极与所述磁保持电子锁30的正极连接，所述第一电阻r1连接在所述第一n沟道增强型mos管q1的源极和栅极之间，所述第三电阻r3连接在所述供电单元10的负极和所述第一n沟道增强型mos管q1的栅极之间，所述第二电容c2和所述第三电阻r3并联；所述第二整流二极管d3的正极与所述供电单元10的负极连接，所述第二整流二极管d3的负极与所述第三电阻r3连接，所述第二钳位二极管d2的正极与所述第一n沟道增强型mos管q1的源极连接，所述第二钳位二极管d2的负极与所述第一n沟道增强型mos管q1的栅极连接；

所述第二n沟道增强型mos管q2的栅极与所述供电单元10的正极连接，所述第二n沟道增强型mos管q2的源极与所述供电单元10的负极连接，所述第二n沟道增强型mos管q2的漏极与所述磁保持电子锁30的负极连接，所述第四电阻r4连接在所述第二n沟道增强型mos管q2的源极和栅极之间，所述第二电阻r2连接在所述供电单元10的正极和所述第二n沟道增强型mos管q2的栅极之间，所述第一电容c1与所述第二电阻r2并联；所述第一整流二极管d1的正极与所述供电单元10的正极连接，所述第一整流二极管d1的负极与所述第二电阻r2连接，所述第一钳位二极管d4的正极与第二n沟道增强型mos管q2的源极连接，所述第一钳位二极管d4的负极与所述第二n沟道增强型mos管q2的栅极连接；所述双向瞬态抑制二极管zd1连接在所述磁保持电子锁30的正极和所述磁保持电子锁30的负极之间。所述双向瞬态抑制二极管zd1用于吸收所述磁保持电子锁30线圈动作时产生的尖峰电压，以保护所述第一n沟道增强型mos管q1和所述第二n沟道增强型mos管q2。

通过上述设计，所述供电单元10施加正向电压时，产生正向脉冲驱动所述磁保持电子锁30完成上锁动作，所述供电单元10施加反向电压时，产生反向脉冲驱动所述磁保持电子锁30完成解锁动作。解决了线圈长时间通电导致温升的问题，提高了可靠性和安全性。

以下描述本实施例的工作过程：

当输入(+12v-12v)为正向电压时，电压经过d1整流，r2、c1、r4得到一个偏置电压给u1下管mos管q2的vgs两端，mos管q2导通。由于上电前，c1两端没有电压，电压不能突变，输入电压+12v直接加在r4让mos管q2快速导通，随着c1充满，r4两端电压慢慢下降，偏置电压低于mos管q2的导通电压vth时mos管q2截止，d4在这里起着保护mos管q2偏置电压过高嵌位作用。另一个路径，输入电压+12v通过u1上管mos管q1体内二极管直接导通至电子锁正极out+，out-通过u1导通的下管mos管q2回到-12v。最终，电子锁两端out+out-得到一个脉冲200ms左右的正向驱动电压，电子锁完成上锁动作。

当输入(+12v-12v)为负向电压时，电压经过d3整流，r3、c2、r1得到一个偏置电压给u1上管mos管q1的vgs两端，mos管q1导通。由于上电前，c2两端没有电压，电压不能突变，输入电压-12v直接加在r1让mos管q1快速导通，随着c2充满，r1两端电压慢慢下降，偏置电压低于mos管q1的导通电压vth时mos管q1截止，d2在这里起着保护mos管q1偏置电压过高嵌位作用。另一个路径，输入电压-12v通过u1下管mos管q2体内二极管直接导通至电子锁30out-，out+通过u1导通的上管mos管q1回到+12v。最终，电子锁30两端out+和out-得到一个反向脉冲200ms左右的驱动电压，电子锁30完成解锁动作。

本发明实施例展示了一种磁保持电子锁30的脉冲驱动电路100，通过供电单元10对脉冲转换单元20施加电压，由脉冲转换单元20将电压转换为脉冲控制电子锁30上锁或解锁，可以提高可靠性、提升安全性，且便于集成，成本低。

本发明实施例还提供一种磁保持电子锁30，其包括磁保持电子锁30的脉冲驱动电路100，所述磁保持电子锁30的脉冲驱动电路100为上述实施例中的磁保持电子锁30的脉冲驱动电路100。

本发明实施例展示了一种磁保持电子锁30，通过供电单元10对脉冲转换单元20施加电压，由脉冲转换单元20将电压转换为脉冲控制电子锁30上锁或解锁，可以提高可靠性、提升安全性，且便于集成，成本低。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。