一种多通道直流电磁铁的保护电路的制作方法

本实用新型涉及电磁铁电路领域，尤其一种多通道直流电磁铁的保护电路。
背景技术：
：直流电磁铁结构简单，使用一个开关元件即可实现点动式控制，因此在家电及工业设备中得到广泛使用。由于电磁铁通电工作时发热明显，一旦开关元件损坏导致无法关断供电就可能造成电磁铁过热烧毁的后果，严重时甚至可能导致火灾。单通道电磁铁故障检测电路简单的累加无法有效地集中管理多个电磁铁。现有的技术并没有针对这类问题提出有效的解决方案。在电磁铁较多的场合，仍然依赖独立的产品对其中的每个电磁铁分别进行管理，或简单地控制多个电磁铁的通断，缺乏足够的故障诊断与保护措施。技术实现要素：本实用新型的目的是提供一种多通道直流电磁铁的保护电路，同时保护多路电磁铁，避免出现财产损失和人员伤亡的事故。本实用新型的技术方案是一种多通道直流电磁铁的保护电路，包括：微控制器，连接总断电保护电路和至少1路电磁铁驱动电路，控制所述总断电保护电路的导通和断开，向所述电磁铁驱动电路发送PWM驱动信号，接收所述电磁铁驱动电路发送的电压信号；总断电保护电路，连接所有的电磁铁驱动电路，给所有的电磁铁驱动电路提供工作电压；以及电磁铁驱动电路，接收来自微控制器的PWM驱动信号，向微控制器发送电压信号；其中，所述电磁铁驱动电路包括：PWM驱动电路，连接微控制器和总断电保护电路，接收来自微控制器的PWM驱动信号；以及信号调理电路，连接所述微控制器和PWM驱动电路,采集PWM驱动电路中的电压信号，通过调理后，发送到微控制器中；其中，所述PWM驱动电路包括：电磁铁EM1，连接总断电保护电路和开关管Q1的漏极；续流二极管D1，与所述电磁铁EM1并联，阳极连接总断电保护电路，阴极连接信号调理电路；开关管Q1，源极接地，漏极连接电磁铁EM1的输出端，栅极连接电阻R1的输出端；电阻R1，连接所述微控制器和开关管Q1的栅极；以及电阻R2，连接开关管Q1的栅极和源极。进一步地，所述微控制器包括：核心模块，分别连接定时器、模数转换器和通用IO引脚，通过通用IO引脚向总断电保护电路发送开关控制信号；定时器，同时连接微控制器的至少一个PWM引脚；以及模数转换器，连接微控制器的至少一个ADC引脚；所述微控制器中，所述PWM引脚与ADC引脚的数量相同。进一步地，定时器包括比较输出逻辑单元和同步控制逻辑单元，所述比较输出逻辑单元连接微控制器的至少一个PWM引脚，每个PWM引脚连接一个PWM驱动电路；模数转换器包括同步受控逻辑单元和采集电路，所述同步控制逻辑单元控制同步受控逻辑单元，所述采集电路连接微控制器的至少一个ADC引脚，每个ADC引脚连接一个信号调理电路。进一步地，信号调理电路包括：稳压二极管DZ1，连接限流电阻R7的输出端和地；限流电阻R7，输入端连接开关管Q1的漏极与电磁铁EM之间的公共端，该公共端为电压采样点；电阻R8，连接限流电阻R7的输出端和微控制器的ADC引脚；电阻R9连接电阻R7的输入端和地。进一步地，总断电保护电路包括：开关管Q2，漏极连接电磁铁EM1的输入端，源极连接24V电源，栅极连接电阻R4的输出端；电阻R3，连接开关管Q2的源极和栅极；电阻R4，输入端连接开关管Q3的漏极；开关管Q3，源极接地，栅极连接电阻R5的输出端；电阻R5，输入端连接微控制器；电阻R6，连接开关管Q3的源极和栅极。进一步地，开关管Q1为N沟道场效应管；开关管Q2为P沟道场效应管；开关管Q3为N沟道场效应管。有益效果：本实用新型同时保护多路电磁铁，避免出现财产损失和人员伤亡的事故。附图说明图1是多通道直流电磁铁的保护电路图。图2是微控制器的内部结构图。图中标记：1-微控制器；2-总断电保护电路；3-电磁铁驱动电路；4-信号调理电路；5-PWM驱动电路；6-核心模块；7-定时器；8-模数转换器。具体实施方式下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明：结合图1，一种多通道直流电磁铁的保护电路，包括：微控制器1，连接总断电保护电路2和1电磁铁驱动电路3，控制所述总断电保护电路2的导通和断开，向所述电磁铁驱动电路3发送PWM驱动信号，接收所述电磁铁驱动电路3发送的电压信号；总断电保护电路2，连接所有的电磁铁驱动电路3，给所有的电磁铁驱动电路3提供工作电压；以及电磁铁驱动电路3，接收来自微控制器1的PWM驱动信号，向微控制器1发送电压信号；其中，所述电磁铁驱动电路3包括：PWM驱动电路5，连接微控制器1和总断电保护电路2，接收来自微控制器1的PWM驱动信号；以及信号调理电路4，连接所述微控制器1和PWM驱动电路5,采集PWM驱动电路5中的电压信号，通过调理后，发送到微控制器中；其中，所述PWM驱动电路5包括：电磁铁EM1，连接总断电保护电路2和开关管Q1的漏极；续流二极管D1，与所述电磁铁EM1并联，阳极连接总断电保护电路2，阴极连接信号调理电路4；开关管Q1，源极接地，漏极连接电磁铁EM1的输出端，栅极连接电阻R1的输出端；电阻R1，连接所述微控制器1和开关管Q1的栅极；以及电阻R2，连接开关管Q1的栅极和源极。所述信号调理电路4包括：稳压二极管DZ1，连接限流电阻R7的输出端和地；限流电阻R7，输入端连接开关管Q1的漏极与电磁铁EM之间的公共端，该公共端为电压采样点；电阻R8，连接限流电阻R7的输出端和微控制器1的ADC引脚；电阻R9连接电阻R7的输入端和地。所述总断电保护电路2包括：开关管Q2，漏极连接电磁铁EM1的输入端，源极连接24V电源，栅极连接电阻R4的输出端；电阻R3，连接开关管Q2的源极和栅极；电阻R4，输入端连接开关管Q3的漏极；开关管Q3，源极接地，栅极连接电阻R5的输出端；电阻R5，输入端连接微控制器1；电阻R6，连接开关管Q3的源极和栅极。优选地，开关管Q1为N沟道场效应管；开关管Q2为P沟道场效应管；开关管Q3为N沟道场效应管。所述微控制器1中有一个通用IO引脚，1个ADC引脚和1个PWM引脚。通用IO引脚连接总断电保护电路2。ADC引脚连接信号调理电路4中的电阻R8，PWM引脚PWM驱动电路5中的R1。优选地，所述微控制器1同时连接3个电磁铁驱动电路3，所述微控制器1通过3个ADC引脚分别连接3个信号调理电路4中的电阻R8，通过3个PWM引脚分别连接3个PWM驱动电路5中的R1。优选地，所述微控制器1同时连接4个电磁铁驱动电路3，所述微控制器1通过4个ADC引脚分别连接4个信号调理电路4中的电阻R8，通过4个PWM引脚分别连接4个PWM驱动电路5中的R1。优选地，所述微控制器1同时连接5个电磁铁驱动电路3，所述微控制器1通过5个ADC引脚分别连接5个信号调理电路4中的电阻R8，通过5个PWM引脚分别连接5个PWM驱动电路5中的R1。优选地，所述微控制器1同时连接6个电磁铁驱动电路3，所述微控制器1通过6个ADC引脚分别连接6个信号调理电路4中的电阻R8，通过6个PWM引脚分别连接6个PWM驱动电路5中的R1。结合图1和图2，所述微控制器1包括：核心模块6，分别连接定时器7、模数转换器8和通用IO引脚，通过通用IO引脚向总断电保护电路2发送开关控制信号；定时器7，连接微控制器1的1个PWM引脚；以及模数转换器8，连接微控制器1的1个ADC引脚。优选地，定时器7通过比较输出逻辑单元连接2个PWM引脚，模数转换器8通过集成电路连接2个ADC引脚。优选地，定时器7通过比较输出逻辑单元连接3个PWM引脚，模数转换器8通过集成电路连接3个ADC引脚。优选地，定时器7通过比较输出逻辑单元连接4个PWM引脚，模数转换器8通过集成电路连接4个ADC引脚。优选地，定时器7通过比较输出逻辑单元连接5个PWM引脚，模数转换器8通过集成电路连接5个ADC引脚。优选地，定时器7通过比较输出逻辑单元连接6个PWM引脚，模数转换器8通过集成电路连接6个ADC引脚。结合图2，所述定时器7包括比较输出逻辑单元和同步控制逻辑单元，所述比较输出逻辑单元连接微控制器1的一个PWM引脚，该PWM引脚连接一个PWM驱动电路5；模数转换器8包括同步受控逻辑单元和采集电路，所述同步控制逻辑单元控制同步受控逻辑单元，所述采集电路连接微控制器1的一个ADC引脚，该ADC引脚连接一个信号调理电路4。优选地，比较输出逻辑单元连接微控制器1的2个PWM引脚，每个PWM引脚连接一个PWM驱动电路5；采集电路连接微控制器1的2个ADC引脚，每个ADC引脚连接一个信号调理电路4。优选地，比较输出逻辑单元连接微控制器1的3个PWM引脚，每个PWM引脚连接一个PWM驱动电路5；采集电路连接微控制器1的3个ADC引脚，每个ADC引脚连接一个信号调理电路4。优选地，比较输出逻辑单元连接微控制器1的4个PWM引脚，每个PWM引脚连接一个PWM驱动电路5；采集电路连接微控制器1的4个ADC引脚，每个ADC引脚连接一个信号调理电路4。优选地，比较输出逻辑单元连接微控制器1的5个PWM引脚，每个PWM引脚连接一个PWM驱动电路5；采集电路连接微控制器1的5个ADC引脚，每个ADC引脚连接一个信号调理电路4。优选地，比较输出逻辑单元连接微控制器1的6个PWM引脚，每个PWM引脚连接一个PWM驱动电路5；采集电路连接微控制器1的6个ADC引脚，每个ADC引脚连接一个信号调理电路4。微控制器1将PWM驱动信号通过每一个PWM引脚发送到对应的PWM驱动电路5的开关管Q1中，每一个PWM驱动电路5正常工作，电磁铁EM1的供电电压为24V，每一个调理电路从开关管Q1的漏极与电磁铁EM1之间的公共端采集电压，当电压高于3.1V时，微控制器1中接收到的电压信号为3.1V，当采样点的电压低于3.1V时，微控制器1中接收到的电压信号为实际电压。采集电路连续检测10次采样电压，每次都按顺序检测每一个PWM驱动电路5中采样点的电压，每检测一个PWM驱动电路5中的采样电压，间隔50毫秒，再检测下一个PWM驱动电路5中的采样电压，连续10次检测结束后，将每个PWM驱动电路5中的检测结果分别进行统计，得出故障的次数，任何一路PWM驱动电路5出现故障的次数超过7次，就认为该PWM驱动电路5确实出现了故障。连续10次检测为一个周期。微控制器1的PWM引脚输出低电平时，其中一个ADC引脚采集到的电压在一个检测周期内超过7次小于0.3V，那么对应的PWM驱动电路5出现了故障，对应的电磁铁EM1开路，总断电保护电路2中开关管Q3与开关管Q2均关断，所有PWM驱动电路5中的电磁铁EM1都失去能量，所有PWM驱动电路5进入保护状态。每次检测的结果见表1。采集次数电压（V）第1次0.12第2次0.14第3次0.16第4次0.18第5次0.2第6次0.22第7次0.24第8次0.26第9次0.28第10次0.3表1：在一个周期内，一个ADC引脚采集到的电压值。微控制器1的PWM引脚输出低电平时，其中一个ADC引脚采集到的电压在在一个检测周期内超过7次介于0.7V～1.5V之间，那么对应的PWM驱动电路5出现了故障，对应的场效应管Q1短路，总断电保护电路2中开关管Q3与开关管Q2均关断，所有PWM驱动电路5中的电磁铁EM1失去能量，所有PWM驱动电路5进入保护状态。每次检测的结果见表2。采集次数电压（V）第1次0.7第2次0.8第3次0.9第4次1第5次1.1第6次1.2第7次1.3第8次1.4第9次1.5第10次1.6表2：在一个周期内，一个ADC引脚采集到的电压值。微控制器1的PWM引脚输出高电平时，其中一个ADC引脚在一个检测周期内超过7次在电磁铁驱动电路3导通的7秒内采集到的电压信号大于2.9V，那么对应的PWM驱动电路5出现了故障，此时对应的开关管Q1开路，总断电保护电路2中开关管Q3与开关管Q2均关断，所有PWM驱动电路5中的电磁铁EM1失去能量，所有PWM驱动电路5进入保护状态。每次检测的结果见表3。采集次数电压（V）第1次3第2次3.1第3次3.2第4次3.3第5次3.2第6次3.5第7次3.6第8次3.3第9次3.8第10次3.9表3：在一个周期内，一个ADC引脚采集到的电压值。在一个检测周期内，任何一路PWM驱动电路5出现故障的次数都不超过7次，就认为所有的PWM驱动电路5都没有故障，微控制器1中的核心模块6通过通用IO引脚向总断电保护电路2发送闭合的开关控制信号后，开关管Q2和Q3均持续导通，电磁铁EM1一直到工作状态。本实用新型的技术方案同时保护多路电磁铁，避免出现财产损失和人员伤亡的事故。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。当前第1页1 2 3