高速电磁阀驱动电路的制作方法

本实用新型涉及电路结构技术领域，特别涉及电磁阀电路技术领域，具体是指一种高速电磁阀驱动电路。

背景技术：

电磁阀在工业领域应用越来越广，尤其是高速电磁阀。由于驱动电路设计的不合理性，当前电磁阀在很多场所达不到高速的要求，另外，也造成了过度的能量损失和电磁阀寿命的降低。

现阶段电磁阀应用中，驱动电路主要采用单电压驱动，其电路结构如图1所示。该方式有两种缺点：第一，如图2所示，驱动电流上升和驱动电流释放时间过长，导致电磁阀开闭频率下降，达不到高速要求；第二，采用高电压V1驱动，在电压即将饱和的前期，随着电压上升，电流上升速度明显下降，导致产生大量热量，从而造成能量损失和电磁阀寿命缩短。

因此，如何提供一种既能够满足电磁阀高速开闭的要求，同时又能够减少能量损失，提高高速电磁阀使用寿命的驱动电路成为本领域亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种通过优化的电路设计，既能够满足电磁阀高速开闭的要求，提高电磁阀开闭频率，同时又能够减少能量损失，提高高速电磁阀使用寿命的，且结构简单，成本低廉，应用范围广泛的高速电磁阀驱动电路。

为了实现上述的目的，本实用新型的高速电磁阀驱动电路具有如下构成：

该高速电磁阀驱动电路包括连接于高速电磁阀驱动端与驱动电压VH之间的第一高位开关，该第一高位开关用以控制所述的高速电磁阀驱动端与所述的驱动电压VH之间的导通和断开，还包括连接于所述高速电磁阀选通端和选阀脉冲之间的第一选通开关，所述的第一选通开关用以选择性地控制所述的高速电磁阀的导通和断开。

该高速电磁阀驱动电路中，所述的高速电磁阀工作于开阀阶段、保持阶段和闭阀阶段；当所述的高速电磁阀工作于开阀阶段，所述的驱动电压VH先输出一个高电平，而后输出PWM脉冲电平，所述的选阀脉冲输出一个高电平；当所述的高速电磁阀工作于保持阶段，所述的驱动电压VH输出PWM脉冲电平，所述的选阀脉冲输出一个高电平；当所述的高速电磁阀工作于闭阀阶段，所述的驱动电压VH和所述的选阀脉冲均输出低电平。

该高速电磁阀驱动电路中，包括连接于高速电磁阀驱动端与驱动电压VL之间的第二高位开关，该第二高位开关用以控制所述的高速电磁阀驱动端与所述的驱动电压VL之间的导通和断开。

该高速电磁阀驱动电路中，当所述的高速电磁阀工作于所述的开阀阶段、保持阶段和闭阀阶段，所述的驱动电压VL输出用以保持所述高速电磁阀基准电流的基准电压。

该高速电磁阀驱动电路中，当所述的高速电磁阀长时间处于非工作状态，所述的驱动电压VL不输出电压。

该高速电磁阀驱动电路包括多个所述的高速电磁阀，所述的第一高位开关连接于各所述的高速电磁阀驱动端与所述的驱动电压VH之间，各所述的高速电磁阀选通端分别通过对应的选通开关连接所述的选阀脉冲。

采用了该实用新型的高速电磁阀驱动电路，在开阀阶段，驱动电压VH先输出一个高电平，而后输出PWM脉冲电平，从而在保证电磁阀开闭动作的情况下，避免发热，减少能量损失，提高高速电磁阀使用寿命，进而利用驱动电压VL在闭阀阶段输出用以保持高速电磁阀基准电流的基准电压，从而满足电磁阀高速开闭的要求，提高电磁阀开闭频率，且本实用新型的高速电磁阀驱动电路，其结构简单，成本低廉，应用范围也相当广泛。

附图说明

图1为现有技术中的高速电磁阀驱动电路的电路结构示意图。

图2为现有技术中的高速电磁阀驱动电路的驱动电压波形示意图。

图3为本实用新型的高速电磁阀驱动电路的电路结构示意图。

图4为本实用新型的高速电磁阀驱动电路的驱动电压波形示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图1所示，为本实用新型的高速电磁阀驱动电路的电路结构示意图。

在一种实施方式中，该高速电磁阀驱动电路，如图3所示，包括连接于高速电磁阀驱动端与驱动电压VH之间的第一高位开关，该第一高位开关用以控制所述的高速电磁阀驱动端与所述的驱动电压VH之间的导通和断开，还包括连接于所述高速电磁阀选通端和选阀脉冲之间的第一选通开关，所述的第一选通开关用以选择性地控制所述的高速电磁阀的导通和断开。如图4所示，所述的高速电磁阀工作于开阀阶段、保持阶段和闭阀阶段；当所述的高速电磁阀工作于开阀阶段，所述的驱动电压VH先输出一个高电平，而后输出PWM脉冲电平，所述的选阀脉冲输出一个高电平；当所述的高速电磁阀工作于保持阶段，所述的驱动电压VH输出PWM脉冲电平，所述的选阀脉冲输出一个高电平；当所述的高速电磁阀工作于闭阀阶段，所述的驱动电压VH和所述的选阀脉冲均输出低电平。

在优选的实施方式中，包括连接于高速电磁阀驱动端与驱动电压VL之间的第二高位开关，该第二高位开关用以控制所述的高速电磁阀驱动端与所述的驱动电压VL之间的导通和断开。当所述的高速电磁阀工作于所述的开阀阶段、保持阶段和闭阀阶段，所述的驱动电压VL输出用以保持所述高速电磁阀基准电流的基准电压。而当所述的高速电磁阀长时间处于非工作状态，所述的驱动电压VL不输出电压。

在更优选的实施方式中，如图3所示，该高速电磁阀驱动电路包括多个所述的高速电磁阀，所述的第一高位开关连接于各所述的高速电磁阀驱动端与所述的驱动电压VH之间，各所述的高速电磁阀选通端分别通过对应的选通开关连接所述的选阀脉冲。

高速电磁阀工作根据不同的阶段，需通过驱动电压产生驱动电流I和维持电流i。

驱动电流I：电磁阀克服内部弹簧做功打开电磁阀，当开始驱动电磁阀拉伸弹簧时，所需力量比较大，这种设计方案是利用大电流使电磁阀尽快打开，从而提高开阀速率。但是，研究发现，当驱动电压达到一定程度之后，电流的上升会变得很缓慢，这就造成了需要很大的驱动电源才能产生大电流，这个过程中，多余的能量会产生很大的热量，造成能效降低和电磁阀寿命的缩短。

维持电流i：当电磁阀打开后，只需要维持弹簧处于拉伸状态，所需力量稍小。

本实用新型的意图是，采用双电压驱动，不仅提高电磁阀开闭频率，也降低了能耗，延长了电磁阀的寿命。

在实际应用中，本实用新型的的高速电磁阀驱动电路大致是对现有技术做出了以下两处改进。

改进1、

开阀阶段，驱动电压VH改为一个高电平(T1阶段)和连续的几个PWM波(T2阶段)。在T1阶段，电流会随着VH的升高迅速升高，当到达T2时，驱动电流上升速度会变得很缓慢，如果此时VH继续保持高电压，电流上升很小，多余的能力用来发热，造成能效降低和电磁阀寿命损耗(从波形图中可以发现，原始驱动电流会I比改进后的驱动电流I1大一点，但是电磁阀的主要能量损耗就发生在电流从I1升到I的过程中，本实用新型回避了该阶段)。而此时驱动电磁铁的力量可以克服电磁阀内部的弹簧做功，将电磁阀打开。所以，仅需要几个PWM脉冲，保持驱动电流，便可以打开电磁阀，提高能效，减少放热。

改进2、

采用双电压驱动，增加了一个驱动电压VL。VL的作用是当电磁阀关闭之后(T4阶段)，继续为电磁阀提供一个基准电流，当下一个电磁阀打开信号来临时，可以迅速提高驱动电流，从而更加快速的打开电磁阀，达到高速开闭的目的(由于VL提供的基准电流比较小，能量损耗和对电磁阀的损害很低)。当长时间没有开阀信号时，关闭VL，从而达到提高能效和保护电磁阀的作用。

采用了该实用新型的高速电磁阀驱动电路，在开阀阶段，驱动电压VH先输出一个高电平，而后输出PWM脉冲电平，从而在保证电磁阀开闭动作的情况下，避免发热，减少能量损失，提高高速电磁阀使用寿命，进而利用驱动电压VL在闭阀阶段输出用以保持高速电磁阀基准电流的基准电压，从而满足电磁阀高速开闭的要求，提高电磁阀开闭频率，且本实用新型的高速电磁阀驱动电路，其结构简单，成本低廉，应用范围也相当广泛。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。