设有集成电路型高低电平转换电路的直流电磁阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及直流电器领域，尤其涉及一种具有节电功能的“设有集成电路型高低电平转换电路的直流电磁阀”。
【背景技术】
[0002]电磁阀(Electromagneticvalve)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]直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直流电器。其特点是在励磁线圈中接入直流电压、用直流电流产生驱动阀门开、关的电磁力。
[0004]直流电磁阀主要由励磁线圈、阀芯、复位弹簧组成。图la、图lb为直流电磁阀控制流体(气或液)通、断的示意图；图2a、图2b为液压设备中用的直流液压电磁阀控制“液压油”流向的示意图。
[0005]结合图la:当励磁线圈的A1、A2端接通DC12V、DC24V或其他直流电压(以下通称DC12V、DC24V或其他直流电压为DC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，所述的直流电磁阀打开，其“入口”与“出口”接通。
[0006]结合图lb:当励磁线圈中的DC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，所述的直流电磁阀“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Al、A2端接通DC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、1 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DC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1 口与2 口、4 口与5 口便被接通。
[0009]综上所述，直流电磁阀的工作过程可分为“起动”、“保持”、“复位”三个阶段:
[0010]1、起动:励磁线圈的Al、A2端与DC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，励磁线圈继续与DC电压接通，阀芯继续受电磁力作用；
[0012]3、复位:励磁线圈断开DC电压，阀芯失电磁力作用而回复至起始时的位置。
[0013]显尔易见，在起动阶段，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，DC电压必须提供较大的功率(以下称起动功率)励磁线圈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，DC电压只需提供较小的功率(以下称保持功率)就可使阀芯克服复位弹簧的弹力而保持在设定位置上。与此相对应，若此时DC电压仍提供与起动阶段一样高的功率，将造成电能浪费并使励磁线圈无惠的升温！
[0015]传统的直流电磁阀由于起动功率与保持功率几乎相同，因此，因保持功率过大而存在以下的严重缺点:
[0016]1、发热:传统的直流电磁阀由于保持功率过大而发热严重，励磁线圈因过热而烧毁的现象也屡屡发生；
[0017]2、耗电:传统的直流电磁阀另一个缺点就是保持功率过大而无惠的耗电，减少这种耗电，就可取得“节电”的效果；
[0018]3、失控:励磁线圈发热之后，其阻抗增加，电流变小，电磁力亦随之减小，若此时再次起动电磁阀，阀芯将因电磁力太小而难以到达设定位置，家用电器或工控设备会因此而系统失控。
[0019]针对传统的直流电磁阀的缺点，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、可使传统直流电磁阀节电的“节电单元”；
[0021]2、该“节电单元”可用于改造在线使用的传统直流电磁阀，使这些直流电磁阀升級成为具有节电功能的直流电磁阀；
[0022]3、该“节电单元”也可集成到将要生产的直流电磁阀中，使直流电磁阀的制造商生产出与“节电单元”一体化的、具有节电功能的新型直流电磁阀。
【发明内容】
[0023]为了达到上述目标，本发明设计的技术方案是:一种高低电平转换电路的直流电磁阀，包括节电单元100与传统直流电磁阀两部份，其特征在于:所述的节电单元100由开关脉冲发生电路101、高低电平转换电路102、开关电路103、防接错二极管D1及续流二极管D5组成;并且，所述的防接错二极管D1的正极与DC电压的正极相连接，负极与所述的开关脉冲发生电路101的输入端10端及传统直流电磁阀中的励磁线圈L的A1端均相连接;所述的开关脉冲发生电路101的输出端13端与所述的高低电平转换电路102的输入端14端及所述的开关电路103的输入端15端均相连接;所述的高低电平转换电路102的输出端12端与所述的开关电路103的输入端11端相连接;所述的续流二极管D5与所述的励磁线圈L相并联，其负极与励磁线圈L的A1端相连接，正极与励磁线圈L的A2端及开关电路103的19端均相连接;所述的开关脉冲发生电路101、高低电平转换电路102及开关电路103均具有与DC电压的负极相连接的公共端。
[0024]所述的开关脉冲发生电路101可以采用多种电路结构，本发明优选了以下一种:
[0025]其由集成电压比较器IC1-1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第七电阻R7、输入端1 ο端、输入端11端及输出端13端组成，它们的连接方式为:输入端10端与防接错二极管D1的负极相连接;输入端11端与高低电平转换电路102的输出端12端相连接;第一电阻R1、第三电阻R3、第七电阻R7各自的一端均与输入端10端相连接;第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端、集成电压比较器IC1-1的反相输入端2脚均相连接;第三电阻R3的另一端与集成电压比较器IC1-1的同相输入端3脚及输入端11端均相连接;集成电压比较器IC1-1的8脚亦与输入端10端相连接;第七电阻R7的另一端、集成电压比较器IC1-1的1脚均与输出端13端相连接;第二电阻R2的另一端、集成电压比较器IC1-1的4脚均与DC电压的负极相连接。
[0026]所述的高低电平转换电路102可以采用多种电路结构，本发明优选了以下的两种电路结构:
[0027](a)、三极管型:由三极管ΤΙ、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容Cl、第二二极管D2、第三二极管D3、输入端14端及输出端12端组成，它们的连接方式为:第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1各自的一端均与三极管T1的基极相连接;三极管T1的发射极、第四电阻R4的另一端、第一电容C1的另一端均与DC电压的负极相连接;三极管T1的集电极与输出端12端相连接;第五电阻R5的另一端与第二二极管D2的负极相连接；第六电阻R6的另一端与第三二极管D3的正极相连接;第二二极管D2的正极、第三二极管D3的负极均与输入端14端相连接。
[0028](b)、集成电路型:由集成电压比较器IC1-2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1、第二二极管D2、第三二极管D3、输入端14端及输出端12端共同组成，电路结构为:第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1各自的一端均与集成电压比较器IC1-2的反相输入端6脚相连接;集成电压比较器IC1-2的同相输入端5脚与开关脉冲发生电路101中的集成电压比较器IC1-1之反相输入端2脚相连接;集成电压比较器IC1-2的7脚与输出端12端相连接;第四电阻R4的另一端、第一电容C1的另一端均与DC电压的负极相连接；第五电阻R5的另一端与第二二极管D2的负极相连接;第六电阻R6的另一端与第三二极管D3的正极相连接;第二二极管D2的正极、第三二极管D3的负极均与输入端14端相连接。
[0029]所述的集成电压比较器IC1-1、集成电压比较器IC1-2选用集成电路LM393也可以选用集成电路 TDC393、IR393、LA393、LA6393、MB47393、TA75393、AN6914、upc277c、LM293
[0030]所述的开关电路103可以采用多种电路结构，本发明优选了以下的电路结构:其由输入端15、第八电阻R8、第四二极管D4、瞬态电压抑止二极管TVS、场效应管FET(FieldEffect Transistor)、19端及20端组成，电路结构为:第八电阻R8的一端与输入端15相连接;另一端与第四二极管D4的正极相连接;第四二极管D4的负极与场效应管FET的栅极G及瞬态电压抑止二极管TVS的负极均相连接;19端与场效应管FET的漏极D相连接;20端与场效应管FET的源极S及DC电压的负极均相连接。
[0031]所述的场效应管FET可以用其他开关器件例如绝缘栅双极型晶体管(InsulatendGate Bipolar Transistor，IGBT)、电子注入增强棚.晶体管(In ject1n Enhanced GateTransistors，IEGT)、静电感应晶闸管(Static Induct1n Thyristor，SITH)代替。
[0032]应用本发