专利名称：一种电磁阀高频脉宽调制控制器及其电磁阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁阀及电磁阀高频脉宽调制控制装置。
背景技术：
现有的电磁阀为满足起动时电磁铁具有足够大的吸力克服介质对阀芯的压力和阀芯、衔铁本身的重量，大都设计成大线圈强电流的结构。这种结构的电磁阀起动之后运行时仍然通以强电流，这不仅浪费能源，还常常出现烧毁线圈的技术故障。为解决这个问题，专利号为00225894.3的发明公开了一种交流脉冲电磁阀，实现了大电流启动、小电流保持的功能。但是还存在一些不足一是电流的突然变化，使电磁阀产生很大的噪声和振动；二是提供给电磁线圈的电流仍是脉动的，其大小受输入电压变化的影响，电磁线圈的保持吸力随输入电压的变化而变化，一旦输入电压波动或外界因素影响，电磁铁随时都有跌落的危险，可靠性较差。本发明的目的在于公开一种输入电压变化范围宽，并且既可输入交流又可输入直流，能为电磁阀线圈提供强劲的起动直流电流和恒定的保持电流，电磁阀工作振动小，噪声低，运行平稳，安全可靠，运行费用低廉的高频脉宽调制控制器以及装有这种高频脉宽调制控制器的电磁阀。
发明内容
本发明的技术解决方案是一种电磁阀高频脉宽调制控制器，具有外壳、电源线或接线柱、电路板，其特殊之处在于所说的电路板由AC整流滤波电路或DC变向滤波电路、保持电流形成电路和定时开关电路所组成。
本发明的技术解决方案是一种电磁阀，包括阀体、设在阀体内的活塞套、活塞、阀芯、设在活塞套上方的套筒、电磁线圈、护罩、设在套筒内的衔铁、连接衔铁和阀芯的阀杆、设在阀体或护罩上的电控制器，其特殊之处在于电控制器制成具有AC整流滤波电路或DC变向滤波电路、保持电流形成电路高频脉宽调制控制器。
本发明的技术解决方案中的AC整流滤波电路或DC变向滤波电路，可以由保险管FU、滤波器L2，整流桥BR及滤波电容C1所组成。
本发明的技术解决方案中的保持电流形成电路可以由集稳压控制、高压源、过热、过流保护于一体的IC1及其VD1、VD2、R1、R2、C2等外围元件所组成的脉宽调制电路、设有N2、N3、N4三路输出的变压器T及其VD3～VD6、C3～C6、L1等外围元件所组成的供电电路、IC4、IC3及其R3～R5、R9、C7等外围元件所组成的稳压电路所组成。
本发明的技术解决方案中的定时开关电路可以由1C2及其R6、R7、R11、R10、VD9、VD10、C8等外围元件所组成的电压比较电路、由IC5及其R12、VD7等外围元件所组成的开关电路、由VD8、R8所组成的防抖动电路所组成。
本发明由于采用了以上技术解决方案，具有以下优点一是输入电压的范围宽，在150V～265V之间变动时，对输出到电磁线圈的电流没有影响；二是既能给电磁线圈提供强劲的起动直流电流，又能提供恒定的较小的维持直流，大大提高了电磁阀运行的可靠性；三是使电磁阀在运行时，振动小、噪声低、能耗少，运行费用低。
附图1为本发明电磁阀高频脉宽调制控制器的电路结构图，附图2为本发明一种具有高频脉宽调制控制器的电磁阀的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的说明，实施例一，如附图1、2所示，一种电磁阀高频脉宽调制控制器，具有外壳[2]、电源线或接线柱[13]、电路板[4]，在电路板[4]上依次设置有AC整流滤波电路或DC变向滤波电路[15]、保持电流形成电路[16]和定时开关电路[17]。实施例2如附图2、1所示一种具有高频脉宽调制控制器的电磁阀，包括阀体[12]、设在阀体[12]内的活塞套[8]、活塞[9]、阀芯[11]、设在阀芯[11]上的套芯螺母[10]，设在活塞套[8]上方的套筒[5]、电磁线圈L3、护罩[3]、设在套筒[5]内的衍铁[6]、连接衔铁[6]和阀芯螺母[10]的阀杆[7]，在阀体[12]或护罩[3]上设有电磁阀高频脉宽调制控制器[1]。高频脉宽调制控制器[1]的结构与实施例1完全相同。下面详细描述其电路结构及工作原理AC整流滤波电路或DC变向滤波电路[15]由保险管FU、滤波器L2、整流桥BR及滤波电容C1所组成。AC220V或DC220V电流经整流或变向转变为220～300V的直流电流，整流桥BR输出为两路，一路供给保持电流形成电路[16]，另一路向电磁阀的电磁线圈L3供给起动电流。保持电流形成电路[16]由集稳压控制、高压源、过热、过流保护于一体的IC1及其外围元件所组成的脉宽调制电路、设有N2、N3、N4三路输出的变压器T及其外围元件所组成的供电电路、IC4、IC3及其外围元件所组成的稳压电路所组成。在上述脉宽调制电路中，IC1的D端与变压器T的初级下端相连接，IC1的S端与BR的下输出端相连，IC1的C端与光电耦合器IC4相连，在C端与S端之间依次设有R2和C2，在IC1的D端与T的初级线圈的上端之间对接有VD1、VD2，VD1并联有R1。由IC1产生100KHz的脉宽信号控制开关管的导通，产生高频电流，经变压器T向后级供电。由VD1、VD2、R1组成的脉冲吸收回路保护IC1不过压击穿。在上述供电电路中，N1的上端接BR的上输出端，N3输出端连接由VD4、C4、L1、C6组成的整流滤波器后，向定时开关电路提供12V直流电源，N4输出端连接由VD3、C3、VD6组成的整流滤波器向电磁线圈L3提供保持电流，N2输出端连接由VD5、C5组成的整流滤波器后通过光电耦合器IC4向IC1提供控制信号，实现稳压控制。在上述稳压电路中，IC4的集电极接VD5、C5组成的整流滤波器，IC4发射极接IC1的C端，IC3的正极接BR的下输出端，同时通过R9、R5接L1的右端，R4与C7串联后与R5并联，IC3的负极通过R3、光电耦合器IC4接L1的左端，同时与R4、C7的共公点相连。其稳压原理是当RV输出升高时，IC3导通加大，IC4导通随之加大，IC1输出随之变小，RV输出变低。当RV输出减小时，控制过程相反。定时开关电路[17]由IC2、R6～R8、R10～R12、VD7～VD10、IC5所组成，IC2的脚1、2、3、5分别通过R6、R7、导线、R11接L1的右端，VD9与R6并联，同时IC2的脚1、2、4、5分别通过C8、R10、导线、VD10接BR的下输出端，同时脚2、脚5之间设有R8、VD8组成的防抖动电路，脚5还通过R12接IC5的C端，IC5的D端接电磁线圈L3的下端，VD7与L3并联。IC2为电压比较器，通电时IC4在正相输入为1/2Vcc，反相输入为低电平时IC2的5脚输出高电平使IC5导通，200V～300V直流电经电磁线圈L3、IC5形成回路，L3产生很大的吸力吸引衔铁[6]上升，衔铁[6]通过阀杆[7]带动活塞[9]上移，从而使大阀芯[11]打开，起动电磁阀，随着衔铁[6]的继续上升、大阀芯[11]的不断开启，作用在大阀芯[11]的介质压力也越来越小，此时，RV电源经R6向C8充电，当C8两端电压超过1/2Vcc时，IC2反相输入端电压高于正相输入端电压而输出低电平，IC5关断，电磁线圈L3脱离200V～300V电源，转为由VD6提供40～50V直流供电，用较小的吸力使衔铁[6]稳定在顶端位置，使大阀芯[11]保持在打开状态。本发明的电磁阀高频脉宽调制器，可以装在电磁阀上，也可以装在除电磁阀以外的地方，如控制室等。它可以与各种电磁阀配套使用。本发明电路结构中的IC1可以为TOP系列脉宽调制电源厚膜，如TOP223Y，IC2可以采用LM339电压比较器，IC3可以采用TL431精密稳压器，IC4可以采用TL817或TL621光电耦合器，IC5可以采用IPC60场效应管。本发明经过实验运行，具有起动强劲，保持可靠，振动小、噪声低、效率高、能耗少等优良特点，完全达到了发明之目的。
权利要求
1.一种电磁阀高频脉宽调制控制器，具有外壳[2]、电源线或接线柱[13]、电路板[4]，其特征在于所说的电路板[4]由AC整流滤波电路或DC变向滤波电路[15]、保持电流形成电路[16]、定时开关电路[17]所组成。
2.一种电磁阀，包括阀体[12]、设在阀体[12]内的活塞套[8]、活塞[9]、阀芯[11]、设在阀芯[11]上的套芯螺母[10]、设在活塞套[8]上方的套筒[5]、电磁线圈L3、护罩[3]、设在套筒[5]内的衔铁[6]、连接衔铁[6]和阀芯螺母[10]的阀杆[7]、设在阀体[12]或护罩[3]上的电控制器[1]，其特征在于所说的电控制器[1]，制成具有AC整流滤波电路或DC变向滤波电路[15]、保持电流形成电路[16]、定时开关电路[17]的高频脉宽调制控制器。
3.根据权利要求1、2所述的一种电磁阀高频脉宽调制控制器及其电磁阀，其特征在于所说的AC整流滤波电路或DC变向滤波电路[15]，由保险管FU、滤波器L2、整流桥BR及滤波电容C1所组成。
4.根据权利要求1、2所述的一种电磁阀高频脉宽调制控制器及电磁阀，其特征在于所说的保持电流形成电路[16]，由集稳压控制、高压源、过热、过流保护于一体的IC1及其VD1、VD2、R1、R2、C2等外围元件所组成的脉宽调制电路、设有N2、N3、N4三路输出的变压器T及其外围元件VD3～VD6、C3～C6、L1所组成的供电电路、IC4、IC3及其外围元件R3～R5、R9、C7所组成的稳压电路所组成。
5.根据权利要求1、2所述的一种电磁阀高频脉宽调制控制器及其电磁阀，其特征在于所说的定时开关电路，由IC2及其外围元件R6、R7、R11、R10、VD9、VD10、C8等所组成的电压比较电路、IC5及其外围元件R12、VD7所组成的开关电路、VD8、R8所组成的防抖动电路所组成。
6.根据权利要求4所述的一种电磁阀高频脉宽调制控制器及其电磁阀，其特征在于所说的脉宽调制电路中，IC1的D端与变压器T的初级下端相连，其C端与光电耦合器IC4相连，在其C端与S端之间依次设有R2、C2，在其D端与T的初级线圈N1的上端之间对接有VD1、VD2，VD1并联有R1。
7.根据权利要求4所述的一种电磁阀高频脉宽调制控制器及其电磁阀，其特征在于所说的供电电路中，N3输出端连接有由VD4、C4、L1、C6组成的整流滤波器，N4输出端连接有由VD3、C3、VD6组成的整流滤波器，N2输出端连接有由VD5、C5组成的整流滤波器。
8.根据权利要求4所述的一种电磁阀高频脉宽调制控制器及其电磁阀，其特征在于所说的稳压电路中，IC4的集电极接VD5、C5组成的整流滤波器，IC4的发射极接IC1的C端，IC3的正极接BR的下输出端，同时通过R9、R5接L1的右端，R4与C7串联后与R5并联，1C3的负极通过R3、光电耦合器IC4接L1的左端，同时与R4、C7的共公点相连。
9.根据权利要求5所述的一种电磁阀高频脉宽调制控制器及其电磁阀，其特征在于所说的电压比较电路中，IC2的脚1、2、3、5分别通过R6、R7、导线、R11后，与L1的右端相连，VD9与R6并联，同时IC2的脚1、2、4、5分别通过C8、R10、导线、VD10后，与BR下输出端相连，所说的开关电路中，IC5的S端接BR下输出端，其D端接电磁线圈L3的下端，其C端通过R12接IC2的脚5，所说的防抖动电路中，VD8、R8串联在IC2的脚2与脚5之间。
全文摘要
本发明涉及一种电磁阀高频脉宽调制控制器及其电磁阀，其特征在于电磁阀高频脉宽调制器，由AC整流滤波电路或DC变向滤波电路、脉宽调制电路、供电电路、稳压电路、电压比较电路、防抖动电路和开关电路等电路所组成。它具有输入电压范围宽，能给电磁线圈提供纯净的直流电源，能确保电磁阀起动强劲，保持可靠，振动小，噪声低，效率高，能耗少等优点，使电磁阀的使用性能得到显著提高。
文档编号F16K31/06GK1621722SQ200310110600
公开日2005年6月1日 申请日期2003年11月26日 优先权日2003年11月26日
发明者宋国才, 谌金才, 王生文 申请人:湖南省安化县特种电磁阀有限责任公司