应用于吸奶器的电磁阀控制方法、控制系统及吸奶器与流程

1.本发明涉及吸奶器技术领域，尤其涉及应用于吸奶器的电磁阀控制方法、控制系统及吸奶器。


背景技术：

2.现在的电动吸奶器控制板主要都是采用mcu控制技术，采用3.7v锂电池或5v电源适配器提供电源。主控芯片通过控制真空泵和电磁阀的工作和停止时间，实现模仿婴儿吸乳和催乳的功能。人机界面为液晶屏/数码管/led显示，通过感应按键/机械按键实现开关机、工作模式选择和档位调节。
3.如图1、2所示，现有常规的主控芯片控制电磁阀技术，主要是通过mcu控制mos管的开/关，进而控制电磁阀100的通电与断电，进而控制电磁阀100的开启和关闭。开启时，需要mcu控制mos管导通，然后给电磁阀100通电。电磁阀100内部的线圈通电后会产生一个向下的磁力，把阀门金属柱子往下拉，进而使电磁阀100阀门打开，使真空泵内部与大气相通，使吸奶器停止吸奶。关闭时，需要mcu控制mos管关断，然后使电磁阀100断电。电磁阀100内部的线圈断电后不会产生磁力，阀门金属柱子下面的弹簧会把金属柱子顶回原来的位置，进而使电磁阀100阀门关闭，进而使真空泵内部与大气隔开，开始进行抽真空，吸奶器开始吸奶。也就是说，吸奶器吸奶时，电磁阀100是处于不通电且阀门闭合的停止工作状态；吸奶器停止吸奶时，电磁阀100是处于通电且阀门打开的正在工作状态。
4.如图3所示，目前市面上的大部分吸奶器产品，对于电磁阀的开启控制，都是直接控制mos管导通，然后以一个恒定的高电平给电磁阀通电。不同的吸奶器，电磁阀的开启时间有所不同，每一次的这个控制时间最大大概有2秒左右，也就是说在这两秒内电磁阀是在全功率的工作。吸奶器的电磁阀一分钟内工作次数大概有15次，那么一分钟内电磁阀全功率工作30秒。电磁阀是通过内部线圈通电或断电来切换阀门开关状态，这种持续高电平的通电方式会导致线圈发热量大，对电池的耗电量也大。
5.由于穿戴式吸奶器是贴身使用的，使用的时候放在内衣里面，主机会很靠近胸部的皮肤，电磁阀的发热量大会导致吸奶器温度升高，影响妈妈使用吸奶器时的体感和舒适度。同时电磁阀耗电量大，则吸奶器的功耗也会相应的变大，影响吸奶器的续航时间，不利于外出携带使用。
6.因此，如何设计适用于吸奶器且能有效降低功耗的电磁阀控制方法及控制系统是业界亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

7.为了解决现有技术存在的缺陷，本发明提出应用于吸奶器的电磁阀控制方法、控制系统及吸奶器，该电磁阀控制方法能够有效降低电磁阀发热量，提高吸奶器使用的续航时间，优化用户使用体验。
8.本发明采用的技术方案是，设计应用于吸奶器的电磁阀控制方法，吸奶器在不同
工作状态下分别配置有电磁阀的设定打开周期，电磁阀控制方法包括：根据吸奶器的当前工作状态获取对应的设定打开周期；在每个设定打开周期开始时向电磁阀提供启动电平，使电磁阀正常开启；间歇性向电磁阀提供低于启动电平的保持电平，使电磁阀在设定打开周期内保持开启。
9.在一些实施例中，工作状态包括：吸力模式和/或档位，每个吸力模式的不同档位均配置有其对应的设定打开周期。
10.在一些实施例中，电磁阀连接有控制其通电或断电的开关管，通过向开关管提供pwm信号控制开关管导通或关断，以控制启动电平和保持电平的上电时间。
11.优选的，电磁阀控制方法还包括：预先通过实验统计电磁阀在不同设定打开周期下的节能参数，建立设定打开周期与节能参数之间的对照关系表；根据设定打开周期从对照关系表中获取对应的节能参数；按照节能参数向电磁阀供电；其中，节能参数为满足电磁阀在设定打开周期下正常打开的极限启动电平、极限启动电平的上电时间、极限保持电平、以及极限保持电平的上电时间。
12.优选的，预先通过实验统计电磁阀在不同设定打开周期下的节能参数包括：遍历电磁阀在不同设定打开周期下正常打开的启动电平、保持电平及对应的上电时间；计算每个设定打开周期的各组数据的功耗，选择功耗最小的一组数据作为其对应设定打开周期的节能参数。
13.本发明提供了应用于吸奶器的电磁阀控制系统，吸奶器在不同工作状态下分别配置有电磁阀的设定打开周期，电磁阀控制系统包括：给电磁阀供电的电源模块、控制电源模块供电状态的控制模块，控制模块根据吸奶器的当前工作状态获取对应的设定打开周期，向电磁阀提供瞬时上电的启动电平和间歇性上电的保持电平，使电磁阀在设定打开周期内正常打开。
14.在一些实施例中，电磁阀连接有控制其通电或断电的开关管，控制模块连接有向开关管提供pwm信号的驱动模块，控制模块通过驱动模块控制开关管导通或关断，以控制启动电平和保持电平的上电时间。
15.优选的，控制模块中存储有设定打开周期与节能参数之间的对照关系表，控制模块根据设定打开周期从对照关系表中获取对应的节能参数；其中，节能参数为满足所述电磁阀在设定打开周期下正常打开的极限启动电平、极限启动电平的上电时间、极限保持电平、以及极限保持电平的上电时间。
16.本发明还提出了具有上述电磁阀控制系统的吸奶器。
17.本发明还提出了采用上述电磁阀控制方法的吸奶器，吸奶器的主控芯片执行上述电磁阀控制方法。
18.与现有技术相比，本发明仅在电磁阀的设定开启周期对电磁阀进行控制，在设定开启周期开始的瞬间给电磁阀提供启动电平，电磁阀正常开启后，降低提供给电磁阀的电平，以低于启动电平的保持电平向电磁阀间歇性供电，在确保电磁阀能保持正常开启的情
况下，有效降低电磁阀功耗，提高穿戴式吸奶器的锂电池续航时间，同时降低电磁阀的发热量，提升妈妈使用吸奶器的舒适度。
附图说明
19.下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：图1是吸奶器开始吸奶时的电磁阀工作图；图2是吸奶器停止吸奶时的电磁阀工作图；图3是现有技术的电磁阀供电示意图；图4至图6是本发明不同实施例的电磁阀供电示意图。
具体实施方式
20.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
21.下面结合实施例对本发明的原理进行详细说明，如图1、2所示，电磁阀100是通过内部线圈通电或断电来切换阀门开关状态，开启时电磁阀100是处于通电工作状态，电磁阀100的线圈会持续进行耗电和发热。闭合时电磁阀100是处于不通电停止工作状态，电磁阀100的线圈不会耗电和发热，因此只需要在电磁阀100开启时，对电磁阀100进行控制。
22.电磁阀100处于不通电且阀门闭合的状态时，吸奶器开始吸奶，电磁阀100处于通电且阀门打开的状态时，吸奶器停止吸奶。由于吸奶器在不同工作状态下，电磁阀100的阀门打开时间不同，因此吸奶器在不同工作状态下分别配置有电磁阀100的设定打开周期，以一种工作状态为例，电磁阀100会在该工作状态对应的设定打开周期内持续打开，然后关闭一段时间，到下一个设定打开周期内再持续打开，再关闭一段时间，以此类推循环。如果电磁阀100在设定打开周期内能正常打开的同时降低电压，则可以很大程度的降低电磁阀自身的发热量和对电池的耗电量，本发明的电磁阀控制方法和电磁阀控制系统均是基于上述原理进行设计。
23.具体来说，电磁阀控制方法包括：根据吸奶器的当前工作状态获取对应的设定打开周期；在每个设定打开周期开始时向电磁阀100提供启动电平u1，使电磁阀100正常开启；间歇性向电磁阀100提供低于启动电平的保持电平u2，使电磁阀100在设定打开周期内保持开启。
24.应当理解的是，工作状态包括：吸力模式和/或档位，当吸奶器具有多个吸力模式、且每个吸力模式设有不同档位时，每个吸力模式的不同档位均配置有其对应的设定打开周期。实际应用时，若吸奶器仅有吸力模式调节或者档位调节，则给每个吸力模式或每个档位配置其对应的设定打开周期。
25.在本发明的一些实施例中，电磁阀100连接有控制其通电或断电的开关管，开关管可以采用常见的mos管，通过向开关管提供pwm信号控制开关管导通或关断，以控制启动电平u1和保持电平u2的上电时间。
26.根据电磁阀100的开启特性，通过控制不同大小和上电时间的高电平给电磁阀100通电，形成不同的配比组合方式来控制电磁阀100，包括但不限于图4至图6所示的3种方式。在u1和u2的作用下，电磁阀100在设定开启周期内处于开启状态，真空泵内部与大气相通，吸奶器停止吸乳，u1为开启电压，u2为电磁阀开启后通过pwm信号控制的保持电压，保持电压以矩形波的方式出现，以降低电磁阀100的平均功率。
27.启动电平u1、保持电平u2以及上电时间的获取方式如下：预先通过实验统计电磁阀在不同设定打开周期下的节能参数，建立设定打开周期与节能参数之间的对照关系表；根据设定打开周期从对照关系表中获取对应的节能参数；按照节能参数向电磁阀100供电；其中，节能参数为满足电磁阀100在设定打开周期下正常打开的极限启动电平u1、极限启动电平u1的上电时间、极限保持电平u2、以及极限保持电平u2的上电时间。
28.在本发明的优选实施例中，预先通过实验统计电磁阀100在不同设定打开周期下的节能参数包括：遍历电磁阀100在不同设定打开周期下正常打开的启动电平u1、保持电平u2及对应的上电时间；计算每个设定打开周期的各组数据的功耗，选择功耗最小的一组数据作为其对应设定打开周期的节能参数。
29.需要说明的是，判断电磁阀100是否正常打开的方式有多种，电磁阀100闭合时吸奶器会有吸力，电磁阀100打开时吸奶器没有吸力，通过检测吸奶器的吸力值大小来判断电磁阀100是否正常打开，吸力值低于设定值时电磁阀100处于打开状态。当然，电磁阀100本身是一个开关，实际应用中也可以通过肉眼观察电磁阀100是否正常打开。另外，实验测试过程中通过软件逐步调节启动电平u1、保持电平u2以及对应的上电时间，根据测试结果筛选得到满足设定打开周期下电磁阀正常打开的各组数据，每次调节的幅度按照实际应用情况设计，本发明对此不作特殊限制。
30.由于不同的电磁阀100具有不同的开启特性，经过实验统计得到的启动电平u1、保持电平u2以及上电时间是与电磁阀100的开启特性相匹配的，即每个型号的电磁阀100均匹配有其对应的对照关系表，执行电磁阀控制方法时，根据电磁阀100的型号选择对照关系表，再根据设定打开周期从对照关系表中获取对应的节能参数。
31.本发明提供了应用于吸奶器的电磁阀控制系统，吸奶器在不同工作状态下分别配置有电磁阀的设定打开周期，电磁阀控制系统包括：给电磁阀100供电的电源模块、控制电源模块供电状态的控制模块，控制模块根据吸奶器的当前工作状态获取对应的设定打开周期，向电磁阀100提供瞬时上电的启动电平u1和间歇性上电的保持电平u2，使电磁阀100在设定打开周期内正常打开。
32.如图4至图6所示，控制模块在电磁阀100正常开启后，降低提供给电磁阀100的电平，以低于启动电平u1的保持电平u2向电磁阀100间歇性供电，在确保电磁阀100能保持正常开启的情况下，有效降低电磁阀100功耗，提高穿戴式吸奶器的锂电池续航时间，同时降低电磁阀100的发热量，提升妈妈使用吸奶器的舒适度。
33.需要指出的是，工作状态包括：吸力模式和/或档位，当吸奶器具有多个吸力模式、
且每个吸力模式设有不同档位时，每个吸力模式的不同档位均配置有其对应的设定打开周期。实际应用时，若吸奶器仅有吸力模式调节或者档位调节，则给每个吸力模式或每个档位配置其对应的设定打开周期。
34.在一些实施例中，电磁阀100连接有控制其通电或断电的开关管，开关管可以采用常见的mos管，控制模块连接有向开关管提供pwm信号的驱动模块，控制模块通过驱动模块控制开关管导通或关断，以控制启动电平u1和保持电平u2的上电时间。控制模块中存储有设定打开周期与节能参数之间的对照关系表，控制模块根据设定打开周期从对照关系表中获取对应的节能参数；其中，节能参数为满足电磁阀100在设定打开周期下正常打开的极限启动电平u1、极限启动电平u1的上电时间、极限保持电平u2、以及极限保持电平u2的上电时间。
35.应当理解的是，由于不同的电磁阀100具有不同的开启特性，经过实验统计得到的启动电平u1、保持电平u2以及上电时间是与电磁阀100的开启特性相匹配的，即每个型号的电磁阀100均匹配有其对应的对照关系表，在电磁阀控制系统使用之前，根据电磁阀100的型号选择对照关系表，预先将对照关系表存储在控制模块中。
36.上述电磁阀控制系统可以应用在吸奶器中，吸奶器的主控芯片——mcu作为控制模块。当然，上述电磁阀控制方法也可以应用在吸奶器中，吸奶器的mcu执行电池阀控制方法，mcu通过控制mos管，进而控制电磁阀100的开启和闭合。吸奶器使用过程如下，mcu根据吸奶器的当前工作状态获取对应的设定打开周期，在每个设定打开周期开始时向电磁阀100提供启动电平u1，使电磁阀100正常开启，随后间歇性向电磁阀100提供低于启动电平的保持电平u2，使电磁阀100在设定打开周期内保持开启。
37.在mcu的控制下，电磁阀100工作的时候不用全程保持高电平供电，降低发热量的同时可以有效提高吸奶器使用的续航时间，便于外出携带使用。由于吸奶器的发热量明显降低，提升妈妈使用吸奶器时的体感和舒适度。
38.尽管本文较多地使用了一些术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
39.本文中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做出的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。