一种汽车通用的新型低功耗电磁控制电器的制作方法

本实用新型涉及电磁控制电器技术领域，特别涉及一种汽车通用的新型低功耗电磁控制电器。

背景技术：

目前汽车通用的电磁控制电器是直接给线圈供电来吸合，不仅功耗大，还经常存在烧坏通电线圈(内部温度高达180℃)，导致电磁控制电器失效的情况，而电磁控制电器在车载产品的应用中又处于举足轻重的地位，很多产品都需要电磁继电器/电磁电源开关提供供电，或者电磁气阀提供供气，一旦电磁控制电器出现故障，整车运行就会出现故障，在行驶中还可能造成安全事故。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提出一种汽车通用的新型低功耗电磁控制器，旨在降低电磁控制电器线圈的损耗，减少通电线圈的无用功，减少通电线圈的发热量，保证电磁控制电器的工作质量和耐久性。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种汽车通用的新型低功耗电磁控制电器，包括：电磁继电器，以及与所述电磁继电器的线圈组成回路的功率开关模块，对电磁控制电器的输入电压进行采样并输出相应的采样信息的采样模块根据所述采样信息及预设的映射关系输出相应占空比的PWM信号的主控模块，以及将输入电压进行降压的降压模块。其中，所述功率开关模块与所述电磁继电器的线圈串联，所述采样模块的采样端与所述电磁控制电器的输入电压端连接，所述采样模块的采样信息输出端与所述主控模块的采样信息输入端连接，所述降压模块的电压输入端与所述电磁控制电器的输入电压端连接，所述降压模块的电压输出端与所述主控模块的电源端连接，所述主控模块的PWM信号输出端与所述功率开关模块的受控端连接。

优选地，所述降压模块包括型号为MIC5200-5.0YM的降压芯片、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、及第一场效应管。所述降压芯片的输入端和使能端连接，并经过第一电容接地。所述降压芯片的输入端还与所述第一场效应管的源极连接，所述第一场效应管的漏极与所述电磁控制电器的输入电压端连接，且所述第一场效应管的漏极还经第二电容接地，所述第一场效应管的栅极与所述降压模块的电压输出端连接。所述第三电容与所述第一电容并联。所述降压芯片的输出端经所述第四电容接地。

优选地，还包括第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述电磁控制电器的输入电压端连接，所述第一二极管的阴极还与所述采样模块的采样端连接。

优选地，所述主控模块设置为FIC12F665型号的单片机。

优选地，所述采样模块包括第一电阻、第二电阻、稳压二极管和第五电容。其中，所述第一电阻、稳压二极管、第五电容并联连接，且所述第一电阻的第一端、稳压二极管的阳极、及第五电容的第一端接地，所述第一电阻的第二端、稳压二极管的阴极、及第五电容的第二端与所述主控模块的采样信息输入端连接；所述主控模块的采样信息输入端还通过所述第二电阻与第一二极管的阴极连接。

优选地，所述功率开关模块包括：型号为IRF7341的场效应芯片，与所述场效应芯片连接的偏执电路，第二二极管以及第一电感和第二电感。所述第一电感的第一端与所述电磁控制电器的输入电压端的正极连接，所述第一电感的第二端与所述电磁继电器的线圈的第一端连接，所述电磁继电器的线圈的第二端与所述场效应芯片的第一漏极连接。所述偏执电路的高电压输出端与所述场效应芯片的第一栅极，所述偏置电路的低电压输出端与所述场效应芯片的第一源极连接。所述场效应芯片的第二漏极与所述场效应芯片的第一源极连接，所述场效应芯片的第二源极接地，所述场效应芯片的第二栅极与所述主控模块的PWM信号输出端连接所述场效应芯片的第二源极经所述第二电感与所述电磁控制电器的输入电压端的负极连接。所述场效应芯片的第一源极与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述电磁继电器的线圈的第一端连接。所述第一电感的第二端与所述降压模块的电压输入端连接。

优选地，还包括第三二极管、第六电容，所述第三二极管的阳极与所述第一电感的第二端连接，所述第三二极管的阴极经第六电容接地。

优选地，所述偏执电路包括：第四二极管、第五二极管、第三电阻、第四电阻及第七电容。所述第四二极管的阳极与所述第一电感的第二端连接，所述第四二极管的阴极经第三电阻、第四电阻与所述场效应芯片的第一源极连接，所述第三电阻与第四电阻之间的结点与所述场效应芯片的第一栅极连接，且所述场效应芯片的第一栅极与所述第五二极管的阴极连接，所述第五二极管的阳极与所述场效应芯片的第一源极连接，所述第七电容与所述第五二极管并联。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：保证电磁控制电器在工作电压内吸力强度的情况下，通过降低电磁控制电器线圈损耗，减少通电线圈无用功，减少通电线圈发热量，使通电线圈温度保持在60℃以下，从而保证电磁控制电器的工作质量和耐久性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型电磁控制电器的原理模块图；

图2为本实用新型降压模块的电路原理图；

图3为本实用新型采样模块与主控模块的连接电路原理图；

图4为本实用新型功率开关模块的电路原理图；

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

本实施例提出的一种汽车通用的新型低功耗电磁控制电器，如图1所示，包括：电磁继电器5，以及与所述电磁继电器5的线圈组成回路的功率开关模块4，对电磁控制电器的输入电压进行采样并输出相应的采样信息的采样模块2，根据所述采样信息及预设的映射关系输出相应占空比的PWM信号的主控模块1，以及将输入电压进行降压的降压模块3。其中，所述功率开关模块4与所述电磁继电器5的线圈串联，所述采样模块2的采样端与所述电磁控制电器的输入电压端连接，所述采样模块2的采样信息输出端与所述主控模块1的采样信息输入端连接，所述降压模块3的电压输入端与所述电磁控制电器的输入电压端连接，所述降压模块3的电压输出端与所述主控模块1的电源端连接所述主控模块1的PWM信号输出端与所述功率开关模块4的受控端连接。

本实施例中，电磁控制电器的输入电压为16V～32V，降压模块3将输入电压降至5V为主控模块1供电，同时，采样模块2会将输入电压进行采样，并将采样信息发送至主控模块1。应当说明的是，所述主控模块1设置为FIC12F665型号的单片机，主控模块1可以预设输入电压与占空比之间的映射关系，当主控模块1收到采样模块2发送的采样信息后，会根据预设的映射关系输出相应的占空比的PWM信号至功率开关模块4，主控模块1通过输出的占空比的PWM信号调节功率开关模块4的开关时间，从而调节电磁继电器5的线圈的工作电流腔制所述电磁继电器5的线圈在一个固定的工作范围内，既能满足标准规定的吸合电压要求，又能在输入电压变化时保证电磁继电器5的线圈保持恒定的损耗。

进一步地，如图2所示，所述降压模块3包括型号为MIC5200-5.0YM的降压芯片、第一电容C7、第二电容C3、第三电容C4、第四电容C5、及第一场效应管Q1。所述降压芯片的输入端和使能端连接，并经过第一电容C7接地。所述降压芯片的输入端还与所述第一场效应管D6的源极连接，所述第一场效应管D6的漏极与所述电磁控制电器的输入电压端连接，且所述第一场效应管D6的漏极还经第二电容C3接地，所述第一场效应管D6的栅极与所述降压模块3的电压输出端连接。所述第三电容C4与所述第一电容C7并联。所述降压芯片的输出端经所述第四电容C5接地。所述降压模块3可以将电磁控制电器的16V～32V输入电压降至5V为主控模块1供电。应当说明的是，还包括第一二极管D6，所述第一二极管D6的阳极与所述电磁控制电器的输入电压端连接，所述第一二极管D6的阴极还与所述采样模块2的采样端连接。应当说明的是，所述第一二极管D6设置为一防反二极管，可以防止由于电压突变导致电流逆流损坏电路，对电路起到保护作用。

进一步地，如图3所示，所述单片机的第三引脚设置为所述采样信息输入端，且与采用模块的采样信息输出端连接，所述单片机的第五引脚设置为PWM信号输出端，且与所述功率开关模块4的受控端连接。所述采样模块2包括第一电阻R5、第二电阻R4、稳压二极管D5和第五电容C8。其中，所述第一电阻R5、稳压二极管D5、第五电容C8并联连接，且所述第一电阻R5的第一端、稳压二极管D5的阳极、及第五电容C8的第一端接地，所述第一电阻R5的第二端、稳压二极管D5的阴极、及第五电容C8的第二端与所述主控模块1的采样信息输入端连接；所述主控模块1的采样信息输入端还通过所述第二电阻R4与第一二极管D6的阴极连接。所述采样模块2的采样端与所述电磁控制电器的输入电压端连接，对输入电压进行采样，并将采样信息发送至发送至主控模块1的采样信息输入端。

进一步地，如图4所示，所述功率开关模块4包括：型号为IRF7341的场效应芯片，与所述场效应芯片连接的偏执电路，第二二极管D2以及第一电感L1和第二电感L2。所述第一电感L1的第一端与所述电磁控制电器的输入电压端的正极连接，所述第一电感L1的第二端与所述电磁继电器5的线圈的第一端连接，所述电磁继电器5的线圈的第二端与所述场效应芯片的第一漏极D1连接。所述偏执电路的高电压输出端与所述场效应芯片的第一栅极G1，所述偏置电路的低电压输出端与所述场效应芯片的第一源极S1连接。所述场效应芯片的第二漏极D2与所述场效应芯片的第一源极S1连接，所述场效应芯片的第二源极S2接地，所述场效应芯片的第二栅极G2与所述主控模块1的PWM信号输出端连接；所述场效应芯片的第二源极S2经所述第二电感L2与所述电磁控制电器的输入电压端的负极连接。所述场效应芯片的第一源极S1与所述第二二极管D2的阳极连接，所述第二二极管D2的阴极与所述电磁继电器5的线圈的第一端连接。所述第一电感L1的第二端与所述降压模块3的电压输入端连接。

当所述场效应芯片的第二栅极G2接收到主控模块1的PWM信号为高时，所述第二栅极G2的电压高于第二源极S3的电压，所述场效应芯片的第二漏极D2与第二源极S2导通。由于所述场效应芯片的第二漏极D2与所述场效应芯片的第一源极S1连接，所述所述场效应芯片的第一源极S1与第一源极为导通状态，所述电磁继电器5的线圈的第二端与所述场效应芯片的第二源极S2接通，并经所述第二电感L2与所述电磁控制电器的输入电压端的负极连接，所述电磁继电器5的线圈的第一端经第一电感L1与电磁控制电器的输入电压端的正极连接，从而将电磁继电器5的线圈与电磁控制电器的输入电压端构成一回路。当所述场效应芯片的第二栅极G2接收到主控模块1的PWM信号为高时，所述第二栅极G2的电压低于第二源极S3的电压，所述场效应芯片的第二漏极D2与第二源极S2不导通。所述电磁继电器5的线圈的第二端与所述场效应芯片的第一漏极连接，所述电磁继电器5的线圈的第一端与所述场效应芯片的第一源极连接，从而将电磁继电器5的线圈与场效应芯片的第一漏极、第一源极、及第二二极管构成一回路。应当说明的是，所述第二二极管可以对回路进行续流。

进一步地，还包括第三二极管D1、第六电容C1，所述第三二极管D1的阳极与所述第一电感L1的第二端连接，所述第三二极管D1的阴极经第六电容C1接地。应当说明的是，所述第三二极管设置为一防反二极管，可以防止由于电压突变导致电流逆流损坏电路，对电路起到保护作用。

具体地，所述偏执电路包括：第四二极管D3、第五二极管D4、第三电阻R1、第四电阻R2及第七电容C2。所述第四二极管D3的阳极与所述第一电感L1的第二端连接，所述第四二极管D3的阴极经第三电阻R1、第四电阻R2与所述场效应芯片的第一源极S1连接，所述第三电阻R1与第四电阻R2之间的结点与所述场效应芯片的第一栅极G1连接，且所述场效应芯片的第一栅极G1与所述第五二极管D4的阴极连接，所述第五二极管D4的阳极与所述场效应芯片的第一源极S1连接，所述第七电容C2与所述第五二极管D4并联。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。