一种冰箱电磁门驱动电感的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种冰箱电磁门驱动电感，包括四个开关，四个开关的两端分别对应跨接有一个二极管，第一、第二开关的一端接电源，另一端接负载端，第三、第四开关的一端接入负载端，另一端接地；第一、第二开关中均包括三极管和P型MOS管，P型MOS管的漏极接负载端，其源极和衬底接电源，其栅极与三极管的集电极连接，P型MOS管的源极和漏极间跨接有二极管，三极管的集电极通过一电阻接电源，其发射极接地，其基极连另一电阻；第三、第四开关中包括一N型MOS管，其漏极接负载端，其源极和衬底接地，其栅极接一电阻，其源极和漏极间跨接有一二极管。本发明安全可靠，有较大的输出功率，效率很高，在不增加额外成本的情况下可以用来控制较大冰箱门。
【专利说明】一种冰箱电磁门驱动电感
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种驱动电感，具体涉及一种冰箱电磁门驱动电感。
[0003]
【背景技术】
[0004]在日常生活中，人们通常会遇到这样的情况，当打开冰箱门后再关上，等到下一次再想打开冰箱门，却发现十分吃力，这是因为上一次冰箱打开时，热空气的进入导致了冰箱内压力的变化，冰箱内外形成了压力差，从而使得用户不易重新开门。
[0005]目前Fisher & Paykel (F&P)公司提出了一个解决方案，就是通过电磁系统来辅助用户开门。电磁系统中的核心是门控制器，门控制器的的要求是必须使用一个驱动电感来打开和关上冰箱门。但是目前F&P公司方案中设计的驱动电感非但成本很贵，而且输出功率不高，现需要一种不但具有较大输出功率，且总成本又不会过高的驱动电感。
[0006]
【发明内容】
[0007]为了解决上述的问题，本发明旨在提供一种冰箱电磁门驱动电感，通过改变DC电流的方向和幅值，使电磁铁产生一个力能够排斥或者吸引这个永久磁铁，来实现开闭冰箱电磁门。
[0008]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现:
一种冰箱电磁门驱动电感，主要包括一个H电桥,所述的H电桥包括第一、第二、第三、
第四开关，所述的第一、第二、第三、第四开关的两端分别对应跨接有第一、第二、第三、第四反激式二极管，所述第一、第二开关的一端分别接入电源，另一端分别接入负载端，所述第三、第四开关的一端分别接入负载端，另一端分别接地；
打开第一开关和第四开关来驱动正向电流开门，打开第二开关和第三开关来驱动反向电流关门。所述的四个开关由脉宽调制(PWM)信号来驱动控制电感平均电流。可以通过调高频宽比来增加电感的平均电流，相反的，也可以通过调低频宽比来减小平均电流。PWM的频率设置在250Hz，这样能够很容易地让磁性传感器来测量电流纹波。
[0009]当驱动电磁铁时必须使用四个所述的反激式二极管，目的是，当PWM开关时所述反激式二极管能钳制电感电压并且防止电流崩塌。
[0010]所述第一开关中包括第一 NPN型三极管和第一 P型MOS管，所述第一 P型MOS管的漏极接入负载端，其源极和衬底接入电源，其栅极与所述第一 NPN型三极管的集电极连接，所述第一 P型MOS管的源极和漏极之间跨接有所述第一反激式二极管，所述第一 NPN型三极管的集电极通过第一电阻接入电源，其发射极接地，其基极连接第二电阻；
所述第二开关中包括第二 NPN型三极管和第二 P型MOS管，所述第二 P型MOS管的漏极接入负载端，其源极和衬底接入电源，其栅极与所述第二 NPN型三极管的集电极连接，所述第二 P型MOS管的源极和漏极之间跨接有所述第二反激式二极管，所述第二 NPN型三极管的集电极通过第三电阻接入电源，其发射极接地，其基极连接第四电阻；
所述第三开关中包括第一 N型MOS管，所述第一 N型MOS管的漏极接入负载端，其源极和衬底接地，其栅极连接第五电阻，所述第一 N型MOS管的源极和漏极之间跨接有所述第三反激式二极管；
所述第四开关中包括第二 N型MOS管，所述第二 N型MOS管的漏极接入负载端，其源极和衬底接地，其栅极连接第六电阻，所述第二 N型MOS管的源极和漏极之间跨接有所述第四
反激式二极管。
[0011]进一步的，所述第一、第二、第三、第四反激式二极管均为BYV26C型二极管；选择BYV26C 二极管是因为它具有很低的正向电压和快速开关的特性。
[0012]所述四个开关中的NPN型三极管能够使一个0-5V的信号通过转换15V和OV的门电压来开关四个MOS管。所述的MOS管选择STPl2PR)6 (P型)和STP16NF06L (N型)，这种MOS管的优点是在电流低于5A时它们的效率很高(Rds〈0.2 Ω )。
[0013]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
本发明设计的驱动电感安全可靠，有较大的输出功率，效率很高，在不增加额外成本的情况下本发明可以用来控制较大冰箱门。
[0014]本发明设计的驱动电感采用STP12PR)6 (P型)和STP16NF06L (N型)的MOS管来建立H电桥，选择这种MOS管的优点是在电流低于5A时它们的效率很高。H电桥中的NPN型三极管能够使一个0-5V的信号通过转换15V和OV的门电压来开关MOS管。
[0015]本发明设计的驱动电感设置有反激式二极管，具有很低的正向电压和快速开关的特性，当PWM开关时反激式二极管能钳制电感电压并且防止电流崩塌。
[0016]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的【具体实施方式】由以下实施例及其附图详细给出。
[0017]
【专利附图】
【附图说明】
[0018]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明的电路结构不意图；
图2为本发明的电路原理图；
图3为本发明的输出功率和输入功率曲线图。
【具体实施方式】
[0019]下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
[0020]参见图1所示，一种冰箱电磁门驱动电感，主要包括一个H电桥,所述的H电桥包括第一、第二、第三、第四开关SI，S2，S3，S4，所述的第一、第二、第三、第四开关SI，S2，S3，S4的两端分别对应跨接有BYV26C型的第一、第二、第三、第四反激式二极管Dl，D2，D3，D4，所述第一、第二开关SI，S2的一端分别接入电源，另一端分别接入负载端，所述第三、第四开关S3，S4的一端分别接入负载端，另一端分别接地。
[0021 ] 打开第一开关SI和第四开关S4来驱动正向电流开门，打开第二开关S2和第三开关S3来驱动反向电流关门。所述的四个开关由脉宽调制(PWM)信号来驱动控制电感平均电流。可以通过调高频宽比来增加电感的平均电流，相反的，也可以通过调低频宽比来减小平均电流。PWM的频率设置在250Hz，这样能够很容易地让磁性传感器来测量电流纹波。
[0022]当驱动电磁铁时必须使用四个所述的反激式二极管，目的是，当PWM开关时所述反激式二极管能钳制电感电压并且防止电流崩塌。选择BYV26C 二极管是因为它具有很低的正向电压和快速开关的特性。
[0023]参见图2所示，所述第一开关SI中包括第一 NPN型三极管Q5和第一 P型MOS管Ql，所述第一 P型MOS管Ql的漏极接入负载端，其源极和衬底接入电源，其栅极与所述第一NPN型三极管Q5的集电极连接，所述第一 P型MOS管Ql的源极和漏极之间跨接有所述第一反激式二极管Dl，所述第一 NPN型三极管Q5的集电极通过第一电阻Rl接入电源，其发射极接地，其基极连接第二电阻R2 ；
所述第二开关S2中包括第二 NPN型三极管Q6和第二 P型MOS管Q2，所述第二 P型MOS管Q2的漏极接入负载端，其源极和衬底接入电源，其栅极与所述第二 NPN型三极管Q6的集电极连接，所述第二 P型MOS管Q2的源极和漏极之间跨接有所述第二反激式二极管D2，所述第二 NPN型三极管Q6的集电极通过第三电阻R3接入电源，其发射极接地，其基极连接第四电阻R4 ；
所述第三开关S3中包括第一 N型MOS管Q3，所述第一 N型MOS管Q3的漏极接入负载端，其源极和衬底接地 ，其栅极连接第五电阻R5，所述第一 N型MOS管Q3的源极和漏极之间跨接有所述第三反激式二极管D3 ；
所述第四开关S4中包括第二 N型MOS管Q4，所述第二 N型MOS管Q4的漏极接入负载端，其源极和衬底接地，其栅极连接第六电阻R6，所述第二 N型MOS管Q4的源极和漏极之间跨接有所述第四反激式二极管D4。
[0024]所述的四个开关中的NPN型三极管能够使一个0-5V的信号通过转换15V和OV的门电压来开关四个MOS管。MOS管选择STPl2PR)6 (P型)和STP16NF06L (N型)，选择这种MOS管的优点是在电流低于5A时它们的效率很高(Rds〈0.2 Ω )。本发明的驱动电感的输出功率和输入功率参见图3所示，图中很明显能看出本发明的驱动电感因采用MOS管，能输出较大的功率，效率较高。
[0025]本发明的所有器件值的计算如下:
第一开关SI和第二开关S2
通过第一、第二电阻Rl, R2的理想电流设定在1.2mA ；
B B^asxsen)—卩.5 -0.2) — ?” 料、
1:2x10』 12x10 3
[0026]第一、第二 NPN三极管Q5，Q6的最小hfe是200，选择过激系数3来保证第一、第二 NPN三极管Q5，Q6正常开关。
i 200
[0027]— =67.H 3
【权利要求】
1.一种冰箱电磁门驱动电感，其特征在于:主要包括一个H电桥,所述的H电桥包括第一、第二、第三、第四开关(SI，S2，S3，S4)，所述的第一、第二、第三、第四开关(SI，S2，S3，S4)的两端分别对应跨接有第一、第二、第三、第四反激式二极管(D1，D2，D3，D4)，所述第一、第二开关(SI，S2)的一端分别接入电源，另一端分别接入负载端，所述第三、第四开关(S3，S4)的一端分别接入负载端，另一端分别接地； 所述第一开关(SI)中包括第一 NPN型三极管(Q5)和第一 P型MOS管(Ql)，所述第一P型MOS管(Ql)的漏极接入负载端，其源极和衬底接入电源，其栅极与所述第一 NPN型三极管(Q5)的集电极连接，所述第一 P型MOS管(Ql)的源极和漏极之间跨接有所述第一反激式二极管(Dl)，所述第一 NPN型三极管(Q5)的集电极通过第一电阻(Rl)接入电源，其发射极接地，其基极连接第二电阻(R2)； 所述第二开关(S2)中包括第二 NPN型三极管(Q6)和第二 P型MOS管(Q2)，所述第二P型MOS管(Q2)的漏极接入负载端，其源极和衬底接入电源，其栅极与所述第二 NPN型三极管(Q6)的集电极连接，所述第二 P型MOS管(Q2)的源极和漏极之间跨接有所述第二反激式二极管(D2 )，所述第二 NPN型三极管(Q6 )的集电极通过第三电阻(R3 )接入电源，其发射极接地，其基极连接第四电阻(R4)； 所述第三开关(S3)中包括第一 N型MOS管(Q3)，所述第一 N型MOS管(Q3)的漏极接入负载端，其源极和衬底接地，其栅极连接第五电阻(R5)，所述第一 N型MOS管(Q3)的源极和漏极之间跨接有所述第三反激式二极管(D3)； 所述第四开关(S4)中包括第二 N型MOS管(Q4)，所述第二 N型MOS管(Q4)的漏极接入负载端，其源极和衬底接地，其栅极连接第六电阻(R6)，所述第二 N型MOS管(Q4)的源极和漏极之间跨接有所述第四反激式二极管(D4)。
2.根据权利要求1所述的冰箱电磁门驱动电感，其特征在于:所述第一、第二、第三、第四反激式二极管(Dl，D2，D3，D4)均为BYV26C型二极管。
【文档编号】H03K17/60GK103986448SQ201410230136
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】许岚, 石皋莲, 罗平尔 申请人:苏州工业职业技术学院