具有三极管型开关脉冲发生电路的节电型交流电磁阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及低圧电器领域，尤其涉及一种具有节约电能之功能的“具有三极管型开关脉冲发生电路的节电型交流电磁阀”。
【背景技术】
[0002]电磁阀(Electromagnetic valve)是一种依靠励磁线圈产生的电磁力来驱动阀门开、关的流体控制器件。
[0003]交流电磁阀是电磁阀中的一种类型，是家用电器和工控设备中应用非常广泛的低压电器。其特点是在励磁线圈中接入交流电压、用交流电流产生驱动阀门开、关的电磁力。
[0004]交流电磁阀主要由励磁线圏、阀芯、复位弹簧组成。图la、图1b为交流电磁阀控制流体(气或液)通、断的示意图；图2a、图2b为液压设备中用的交流液压电磁阀控制“液压油”流向的示意图。
[0005]结合图1a:当励磁线圈的A1、A2端接通AC220V、AC110V或AC380V电压(以下通称AC220V、ACllOV或AC380V为AC电压)时，其产生的电磁力推动阀芯克服复位弹簧的阻力而向下移动，与阀芯相连接的活塞也随之下移，所述的交流电磁阀打开，其“入口”与“出口”接通。
[0006]结合图1b:当励磁线圈中的AC电压关断时，阀芯失磁力，受复位弹簧的作用而上移，活塞也随之上移，所述的交流电磁阀“复位”，其“入口”与“出口”关断。
[0007]结合图2a:液压电磁阀的励磁线圈之A1、A2端接通AC电压时，其产生的电磁力推动阀芯克服复位弹簧的阻力而向右移动，与阀芯相连接的一组活塞也随之右移，所述的液压电磁阀之2 口与3 口、I 口与4 口便被接通。
[0008]结合图2b:液压电磁阀的励磁线圈中的AC电压关断时，阀芯失磁力，受复位弹簧的作用而左移，活塞也随之左移，所述的液压电磁阀“复位”，其之I 口与2 口、4 口与5 口便被接通。
[0009]综上所述，交流电磁阀的工作过程可分为“推动”、“保持” “复位”三个阶段:
[0010]1、推动:励磁线圏的A1、A2端与AC电压接通，电磁力推动阀芯运动；
[0011]2、保持:阀芯到达设定的位置，励磁线圏继续与AC电压接通，阀芯继续受电磁力作用而保持在设定的位置上；
[0012]3、复位:励磁线圏断开AC电压，阀芯失电磁力作用而复位。
[0013]显尔易见，在推动阶段，阀芯必须克服静摩擦力与复位弹簧的弹力需较大的电磁力作用才能运动。与此相对应，AC电压必须提供较高的电压、较大的功率(以下称推动功率)励磁线圏才能产生较大的电磁力，方能保证阀芯的运动。
[0014]在保持阶段，阀芯已到达设定位置，只须克服复位弹簧的弹力就可保持在设定位置上。与此相对应，若此时励磁线圏仍通以与推动阶段一样高的交流电压，将造成能量浪费并使励磁线圏无惠的升温！
[0015]传统的交流电磁阀由于推动与保持阶段励磁线圏中均通以相同交流电电压(例如AC220V)，因此存在以下的严重缺点:
[0016]1、发热:前已述，在推动和保持阶段，传统的交流电磁阀均通以相同交流电压(例如AC220V)，因此，发热严重，励磁线圏因过热而烧毁的现象也屡屡发生；
[0017]2、耗电:传统的交流电磁阀发热的能源就是输入励磁线圏中电能，此种有害的发热带来的另一个缺点就是无谓的耗电。减少这种耗电，就可取得“节电”的效果；
[0018]3、失控:励磁线圏发热之后，其阻抗增加，电流变小，电磁力亦随之减小而不能推动阀芯至设定位置，家用电器或工控设备会因此而系统失控。
[0019]针对传统的交流电磁阀的缺点，本发明要迖到的目标是:
[0020]1、“用电子技术改造传统产业”，设计一种电子线路尽量简单的、所用器件尽量少的、价格尽量廉的、可使传统交流电磁阀节电的“节电单元”；
[0021]2、该“节电单元”可用于改造在线使用的传统交流电磁阀，使这些交流电磁阀升級成为具有节电功能的交流电磁阀；
[0022]3、该“节电单元”也可集成到将要生产的交流电磁阀中，使交流电磁阀的制造商生产出与“节电单元”一体化的新型的具有节电功能的“节电型交流电磁阀”。
【发明内容】
[0023]为了达到上述目标，本发明设计的技术方案是:一种节电型交流电磁阀，包括节电单元100与传统交流电磁阀两部份，其特征在于:所述的节电单元100由AC-DC转换电路101、开关脉冲发生电路102、开关电路103、降压电路104、双极型瞬态电压抑止二极管TVS (Bipolar transient voltage suppress1n d1de)组成，并且，所述的 AC-DC转换电路101的输入端5端与AC电压的Pl端相连接；所述的开关脉冲发生电路102的输入端7端与所述的AC-DC转换电路101的输出端6端相连接；所述的开关电路103的一端与所述的开关脉冲发生电路102的输入端7端相连接，另一端与所述的开关脉冲发生电路102的输出端9端相连接；所述的双极型瞬态电压抑止二极管TVS与励磁线圈L并联，其一端与励磁线圈L的Al端相连接，另一端与励磁线圈L的A2端相连接；所述的开关电路103之中的公共触点Kl也与励磁线圈L的A2端相连接、动断触点K2与AC电压的Pl端相连接、动合触点K3与降压电路104的一端相连接；降压电路104的另一端与AC电压的Pl端相连接；所述的AC-DC转换电路101、开关脉冲发生电路102、励磁线圈L的Al端均与AC电压的P2端相连接。
[0024]所述的双极型瞬态电压抑制二极管TVS可以用压敏电阻器(pressure sensitiveresistor)、气体放电管(gaseous discharge tube)、半导体放电管(thyristor surgesuppressors)、静电抑止器(Electro-Static discharge)、或瞬态电压抑制器(TransientVoltage Suppressor)替代。
[0025]所述的开关脉冲发生电路102可以采用多种电路结构，本发明优选了以下三种:
[0026](a)、三极管型:由输入端7、输出端9、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容Cl以及三极管Tl组成，它们的连接方式为:输入端7与所述的AC-DC转换电路101的输出端6端相连接；第一电阻Rl的一端与输入端7相连接；另一端与第一电容Cl的一端、第二电阻R2的一端、三极管Tl的基极均相连接；第一电容Cl的另一端、第二电阻R2的另一端、三极管Tl的发射极均与AC电压的P2端相连接；三极管Tl的集电极与输出端9相连接。
[0027](b)、集成电路型I型:由输入端7、输出端9、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第三电容C3以及集成电压比较器ICl组成，它们的连接方式为:输入端7与所述的AC-DC转换电路101的输出端6端相连接；第三电阻R3的一端、第五电阻R5的一端、集成电压比较器ICl的8脚均与输入端7相连接；第四电阻R4的一端、第六电阻R6的一端、集成电压比较器ICl的4脚、第三电容C3的一端均与AC电压的P2端相连接；第三电阻R3的另一端、第四电阻R4的另一端、第三电容C3的另一端均与集成电压比较器ICl的反相信号输入端2脚相连接；第五电阻R5的另一端、第六电阻R6的另一端均与集成电压比较器ICl的同相信号输入端3脚相连接；集成电压比较器ICl的I脚与输出端9相连接。
[0028](C)、集成电路型II型:由输入端7、输出端9、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第四电容C4以及集成电压比较器IC2组成，它们的连接方式为:输入端7与所述的AC-DC转换电路101的输出端6端相连接；第四电容C4、第七电阻R7、第九电阻R9各自的一端以及集成电压比较器IC2的8脚均与输入端7相连接；第八电阻R8、第十电阻RlO各自的一端以及集成电压比较器IC2的4脚均与AC电压的P2端相连接；第四电容C4的另一端、第七电阻R7的另一端、第八电阻R8的另一端均与集成电压比较器IC2的同相信号输入端3脚相连接；第九电阻R9的另一端、第十电阻RlO的另一端均与集成电压比较器IC2的反相信号输入端2脚相连接；集成电压比较器IC2的I脚与输出端9相连接。
[0029]所述的开关电路103由第一二极管D1、继电器组成，所述的继电器包括其之线包J以及公共触点K1、动断触点K2、动合触点K3 ;它们的连接方式为:第一二极管Dl与继电器线包J相并联后，其负极端与开关脉冲发生电路102的输入端7端相连接，另一端正极端与所述的开关脉冲发生电路102的输