一种电磁泵控制系统的制作方法

本实用新型涉及电磁泵控制领域，尤其涉及一种电磁泵控制系统。

背景技术：

电磁泵，是利用电磁推杆带动隔膜在膛腔中往复运动，引起膛腔内压力的变化，进而引起吸液阀门和排液阀门的开启和关闭，实现液体的吸入和排出的设备。其中，微型电磁泵是一种电磁铁驱动的柱塞泵，具有体积小、结构紧凑、输出压力高以及密封性强等特点，微型电磁泵的优良特性使其广泛应用于挂烫机等小家电产品中。现有的电磁泵控制系统中常采用在交流电源的输出端串联分压电阻的方式来获取交流信号中的过零信号，再根据过零信号来控制电磁泵工作。但是通过上述方式获取过零信号时容易受到环境中高频信号的干扰，例如电网尖峰脉冲的干扰，导致整个控制系统的稳定性和控制精度降低。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种电磁泵控制系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

本实用新型提供了一种电磁泵控制系统，其特征在于，包括过零检测电路、控制装置和输出控制电路，所述控制装置分别与所述过零检测电路和所述输出控制电路电连接，所述过零检测电路包括隔离器，所述隔离器的输入端与交流电源电连接，所述隔离器的输出端与所述控制装置电连接，所述隔离器用于隔离干扰信号，所述输出控制电路与电磁泵电连接。

本实用新型的电磁泵控制系统的有益效果是：过零检测电路检测交流电源输出的交流信号中的过零信号，并将过零信号传输至控制装置，控制装置接收到过零信号后输出触发信号至输出控制电路，输出控制电路控制电磁泵导通或关断。本实用新型的过零检测电路中采用了隔离器，隔离器用于隔离环境中的干扰信号，能够提高采集到的过零信号的精度，降低噪声信号，从而提高整个控制系统的稳定性和控制精度。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步，所述隔离器包括第一光耦，所述第一光耦为晶体管输出型光耦，包括输入侧的第一光耦二极管和输出侧的第一晶体管，所述过零检测电路还包括整流二极管、限流电阻、保险丝和下拉电阻，所述整流二极管的正极与交流电源的零线电连接，所述整流二极管的负极通过所述限流电阻与所述第一光耦二极管的正极电连接，所述第一光耦二极管的负极经所述保险丝与交流电源的火线电连接，所述第一晶体管的集电极与直流电源电连接，所述第一晶体管的发射极分别与所述控制装置和所述下拉电阻的一端电连接，所述下拉电阻的另一端接地。

上述进一步方案的有益效果是：由于整流二极管具有单向导通特性，第一光耦在市电负半波时导通，正半波时截止。第一光耦输出侧两个引脚分别连接控制装置和直流电源，当第一光耦内晶体管导通时，第一光耦输出高电平。当第一光耦内晶体管截止时，第一光耦输出低电平，控制装置在捕捉到第一光耦输出的脉冲下降沿时输出触发脉冲。过零检测电路中采用第一光耦来隔离高频干扰，能够提高控制系统的稳定性和控制精度。

进一步，所述输出控制电路包括隔离驱动电路和保护电路，所述保护电路包括续流二极管和rc尖峰吸收电路，所述续流二极管的负极与交流电源的火线电连接，所述续流二极管的正极通过所述隔离驱动电路与所述控制装置电连接，所述续流二极管的正极还通过所述rc尖峰吸收电路与交流电源的零线电连接，所述rc尖峰吸收电路包括串联的第一电容和第一电阻，所述续流二极管的正极还与电磁泵的负极电连接，所述续流二极管的负极与电磁泵的正极电连接。

上述进一步方案的有益效果是：尖峰脉冲吸收电路，能够增强电路抗干扰性能。续流二极管接在电磁泵两端，用于在单向可控硅或光耦可控硅关断时提供续流回路，降低电磁泵的感性负载对电路的冲击。

进一步，所述隔离驱动电路包括第一隔离驱动电路。

所述第一隔离驱动电路包括第二光耦、第一上拉电阻和第二电阻，其中，所述第二光耦为单向可控硅输出型光耦，包括输入侧的第二光耦二极管和输出侧的光耦可控硅，所述第二光耦二极管的正极经所述第一上拉电阻连接至直流电源，所述第二光耦二极管的负极与所述控制装置电连接，所述光耦可控硅的阳极与电磁泵的负极电连接，所述光耦可控硅的阴极与交流电源的零线电连接，所述光耦可控硅的控制极通过所述第二电阻连接至交流电源的零线。

上述进一步方案的有益效果是：第二电阻与零线连接用于将光耦可控硅导通角设置为0°。控制装置发出的脉冲信号触发第二光耦输出侧的光耦可控硅导通，光耦可控硅为单向可控硅，由于单向可控硅的单向导通性，第一隔离驱动电路只在交流正半波导通，驱动电磁泵工作。

进一步，所述隔离驱动电路包括第二隔离驱动电路。

所述第二隔离驱动电路包括第三光耦、第二上拉电阻、第三电阻、第四电阻和单向可控硅，其中，所述第三光耦为晶体管输出型光耦，包括输入侧的第三光耦二极管和输出侧的第二晶体管，所述第三光耦二极管的正极经所述第二上拉电阻连接至直流电源，所述第三光耦二极管的负极与所述控制装置电连接，所述第二晶体管的正极与直流电源电连接，所述第二晶体管的负极与地之间依次串联有所述第三电阻和所述第四电阻，所述单向可控硅的控制极连接在所述第三电阻和所述第四电阻之间，所述单向可控硅的阴极与交流电源的零线电连接，所述单向可控硅的阳极与电磁泵的负极电连接。

上述进一步方案的有益效果是：输出控制电路利用了光耦器件的隔离特性，有效防止控制装置的引脚直接控制单向可控硅或光耦可控硅时存在的误触发问题，同时又能够隔离电磁泵通断时刻、交流半波不对称供电方式对控制系统造成的干扰，增加了系统的稳定性。

进一步，还包括基板，所述过零检测电路、所述控制装置和所述隔离驱动电路均设置在所述基板上。

上述进一步方案的有益效果是：将过零检测电路、控制装置和隔离驱动电路设置在基板上，能够缩小控制系统的体积，并且便于布设导线。

进一步，还包括用于供电的电源电路，所述电源电路包括第五电阻、第六电阻、第二电容、第三电容、极性电容、第一二极管、第二二极管、稳压二极管和发光二极管。

所述第五电阻与所述第二电容并联，所述第二电容的一端与交流电源的火线电连接，并通过所述第三电容与交流电源的零线电连接，所述第二电容的另一端分别与所述第一二极管的正极和所述第二二极管的负极电连接，所述第二二极管的正极与交流电源的零线电连接，所述第一二极管的负极与所述稳压二极管的负极电连接，所述稳压二极管的正极与交流电源的零线电连接，所述极性电容的正极与所述稳压二极管的负极电连接，用作所述直流电源，所述极性电容的负极接地，并与所述稳压二极管的正极电连接，所述极性电容的正极还与所述发光二极管的正极电连接，所述发光二极管的负极通过第六电阻与所述控制装置电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过电源电路将交流电源输出交流信号转换为直流信号，不需另外设置直流电源，能够降低成本，以应用在小家电产品中。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种电磁泵控制系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的一种电磁泵控制系统的电路示意图；

图3为本实用新型实施例的一种电磁泵控制系统的第一隔离驱动电路示意图；

图4为本实用新型实施例的一种电磁泵控制系统的第二隔离驱动电路示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、控制模块，10、控制装置，20、输出控制电路，30、过零检测电路，40、电源电路，201、隔离驱动电路，202、保护电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种电磁泵控制系统，包括控制装置10、输出控制电路20和过零检测电路30，所述控制装置10分别与所述过零检测电路30和所述输出控制电路20电连接，所述过零检测电路30包括隔离器，所述隔离器的输入端与交流电源电连接，所述隔离器的输出端与所述控制装置10电连接，所述隔离器用于隔离干扰信号，所述输出控制电路20与电磁泵电连接。

本实施例中，过零检测电路30检测交流电源输出的交流信号中的过零信号，并将过零信号传输至控制装置10，控制装置10接收到过零信号后输出触发信号至输出控制电路20，输出控制电路20控制电磁泵导通或关断。本实用新型的电磁泵过零检测电路中采用了隔离器，隔离器用于隔离环境中的干扰信号，能够提高采集到的过零信号的精度，降低噪声信号，从而提高整个控制系统的稳定性和控制精度。

具体地，控制装置10可采用单片机或单稳态触发器或计数器，例如可采用mcs51系列单片机，单稳态触发器只有一个稳定状态和一个暂稳态，在过零信号的作用下，单稳态触发器可以从一个稳定状态翻转到一个暂稳态，即在接收到过零信号后，输出一个触发信号。计数器在数字电路中对脉冲的个数进行计数，还可用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列等，计数器由基本的计数单元和一些控制门组成，计数单元则由一系列具有存储信息功能的各类触发器构成，计数器可对过零信号进行计数，并输出脉冲信号。交流电源用于为整个控制电路和电磁泵供电，可采用市电作为交流电源，可根据电磁泵的实际输入选择对应输出的交流电源，输出电压可为220v或380v等。

直流电源用于为控制装置10等元器件供电，例如输出5v直流工作电压给控制装置10，保证控制装置10正常工作。

需要说明的是，本实用新型只涉及对电路结构的改进，不涉及对方法本身的改进，其中控制装置接收到过零信号后输出触发信号为现有技术。

优选地，所述隔离器包括第一光耦，即u1，第一光耦u1为晶体管输出型光耦，包括输入侧的第一光耦二极管和输出侧的第一晶体管，所述过零检测电路30还包括整流二极管，即图2中d1，限流电阻，即r1，保险丝，即f1，和下拉电阻，即r2，整流二极管d1与限流电阻r1串联，整流二极管d1的正极与市电的零线n电连接，整流二极管d1的负极通过限流电阻r1与第一光耦二极管的正极电连接，第一光耦二极管的负极经保险丝f1与市电的火线l电连接，第一晶体管的集电极与vcc直流电源电连接，第一晶体管的发射极分别与控制装置10的io2引脚和下拉电阻r2的一端电连接，下拉电阻r2的另一端接地。

具体地，市电零线n经整流二极管d1和限流电阻r1接到第一光耦u1内光耦二极管的阳极，光耦二极管阴极经保险丝f1接到市电火线l上，由于整流二极管d1具有单向导通特性，第一光耦u1在市电负半波时导通，正半波时截止。第一光耦u1输出侧两个引脚分别接io2引脚和vcc电源，同时io2引脚还经下拉电阻r5接地。当第一光耦u1内晶体管导通时，控制装置10的io2引脚得到高电平。当第一光耦u1内晶体管截止时，io2引脚得到低电平，控制装置10在捕捉脉冲下降沿时输出触发脉冲。过零检测电路30中采用第一光耦u1来隔离高频干扰，能够提高控制系统的稳定性和控制精度。

在选择限流电阻r1时，可适当增大限流电阻r1的阻值，能够降低电流、减少限流电阻r1的功耗，延长控制系统中元器件的工作寿命。

优选地，所述输出控制电路20包括隔离驱动电路201和保护电路202，所述保护电路202包括续流二极管，即图2中d2，和rc尖峰吸收电路，续流二极管d2的负极与市电的火线l电连接，续流二极管d2的正极通过所述隔离驱动电路201与所述控制装置10电连接，续流二极管d2的正极还通过所述rc尖峰吸收电路与市电的零线n电连接，所述rc尖峰吸收电路包括串联的第一电容，即c1，和第一电阻，即r3，续流二极管d2的正极还与电磁泵的负极p-电连接，续流二极管d2的负极与电磁泵的正极p+电连接。

具体地，c1与r3串联组成尖峰脉冲吸收电路，能够增强电路抗干扰性能。d2为续流二极管，接在电磁泵接口p+和p-两端，用于在单向可控硅或光耦可控硅关断时提供续流回路，降低电磁泵的感性负载对电路的冲击。

优选地，所述隔离驱动电路201包括第一隔离驱动电路。

所述第一隔离驱动电路包括第二光耦，即图3中的u2，第二光耦u2为单向可控硅输出型光耦，所述单向可控硅输出型光耦包括光耦输入侧的光耦二极管和光耦输出侧的光耦可控硅，第二电阻，即r4，和第一上拉电阻，即r5，第二光耦二极管的正极经第一上拉电阻r5连接至vcc直流电源，第二光耦二极管的负极与控制装置10的io2引脚电连接，第二光耦u2内光耦可控硅的阳极与电磁泵的负极p-电连接，第二光耦u2的光耦可控硅的阴极与市电的零线n电连接，第二光耦u2的光耦可控硅的控制极通过第二电阻r4连接至市电的零线。

具体地，第二电阻r4与零线n连接用于将光耦可控硅导通角设置为0°。控制装置10的i/o口经上拉后连接到第二光耦u2的输入端，通过控制装置10发出的宽脉冲信号去触发第二光耦u2输出侧的光耦可控硅导通，光耦可控硅为单向可控硅，由于单向可控硅的单向导通性，第一隔离驱动电路201只在交流正半波导通，驱动电磁泵工作。

优选地，所述隔离驱动电路201包括第二隔离驱动电路。

所述第二隔离驱动电路包括第三光耦，即图4中u3，第三光耦u3为晶体管输出型光耦，所述晶体管输出型光耦包括光耦输入侧的第三光耦二极管和光耦输出侧的第二晶体管，还包括第二上拉电阻，即r8，第三电阻，即r9，第四电阻，即r10，和单向可控硅d8，第三光耦二极管的正极经第二上拉电阻r8连接至vcc直流电源，第三光耦二极管的负极与控制装置10的io3引脚电连接，第二晶体管的集电极与vcc电源电连接，第二晶体管的发射极与地之间依次串联有第三电阻r9和第四电阻r10，单向可控硅d8的控制极连接在第三电阻r9和第四电阻r10之间，单向可控硅d8的阴极与市电的零线n电连接，单向可控硅d8的阳极与电磁泵的负极p-电连接。

具体地，控制装置10的i/o口经上拉后连接到第三光耦u3的输入端，第三光耦u3输入侧的光耦二极管阳极由上拉电阻r8接vcc电源，阴极与io3引脚相连。第三光耦u3输出侧的第二晶体管阳极经上拉电阻r8接vcc直流电源，阴极经两个分压电阻r9和r10接地。单向可控硅d8与电磁泵串联，起到整流以及控制电磁泵通断的作用。单向可控硅d8的控制极接在两个分压电阻r9和r10之间，由此获得控制装置10输出的控制单向可控硅d8通断的触发信号。当控制装置10发出触发脉冲时，第三光耦u3的光耦晶体管导通，单向可控硅d8则在一段时间后导通，电磁泵获得正半波驱动信号。单向可控硅d8的阴极接市电零线n，阳极与电磁泵p-接口相连，电磁泵p+接口再经由保护电路接市电火线l，该回路即为电磁泵驱动回路。

本优选的实施例中，输出控制电路20利用了光耦器件的隔离特性，有效防止控制装置10的引脚直接控制单向可控硅或光耦可控硅时存在的误触发问题，同时又能够隔离电磁泵通断时刻、交流半波不对称供电方式对控制系统造成的干扰，增加了系统的稳定性。

优选地，还包括基板，所述过零检测电路30、所述控制装置10和所述隔离驱动电路201均设置在所述基板上，所述基板上的所有电路被封装成厚膜电路。

具体地，可将控制系统中各部分以模块化形式进行处理，将过零检测电路30、控制装置10和驱动隔离控制电路组合成控制模块1，集成在一块基板上，基板可采用玻璃基板和陶瓷基板等，并将控制模块1上的电路封装成厚膜电路，厚膜电路是指在同一基板上采用阵膜工艺(丝网漏印、烧结和电镀等)制作无源网络并组装上分立的半导体器件、单片集成电路或微型元件而构成的集成电路。同时将其余电路集成在底板上，控制模块1与底板连接组成控制系统。

本优选的实施例中，将控制模块1中的电路封装成厚膜电路，能够使其防水防尘，延长其使用寿命。

优选地，还包括用于供电的电源电路40，所述电源电路40包括第五电阻，即图2中r6，第六电阻，即r7，第二电容，即c3，第三电容，即c5，极性电容，即c4，第一二极管，即d3，第二二极管，即d4，稳压二极管，即d5，和发光二极管，即d6。

第五电阻r6与第二电容c3并联，第二电容c3的一端与市电的火线l电连接，还通过第三电容c5与市电的零线n电连接，第二电容c3的另一端分别与第一二极管d3的正极和第二二极管d4的负极电连接，第二二极管d4的正极与市电零线n电连接，第一二极管d3的负极与稳压二极管d5的负极电连接，稳压二极管d5的正极与市电零线n电连接，极性电容c4的正极与稳压二极管d5的负极电连接，用作所述直流电源，即vcc电源，极性电容c4的负极接地，并与稳压二极管d5的正极电连接，极性电容c4的正极还与发光二极管d6的正极电连接，发光二极管d6的负极通过第六电阻r7与控制装置10的io1引脚电连接。

具体地，利用第五电阻r6和第二电容c3并联组成的降压电路从市电ac220v取电，然后经过第一二极管d3和极性电容c4整流滤波后依靠稳压二极管d5得到控制系统需要的vcc直流电源。第二二极管d4为续流二极管，用于在负载波动时与第一二极管d3和稳压二极管d5构成电路来泄放恒流源vcc电源多余的电流。但是若该电流过大，超过稳压二极管d5的最大稳定电流，则会造成稳压二极管d5永久性损伤，进而导致电源电路故障，因此本申请中设计了下面所述的恒流补偿回路来降低负载波动对vcc直流电源的冲击，其中，将电源电路40输出端，即图中vcc电源经发光二极管d6和电阻r7连接到控制装置10的io1引脚，构成恒流补偿电路。利用控制装置10来控制恒流补偿电路通断状态，使其与输出控制电路20中第二光耦u2或第三光耦u3输入侧的光耦二极管的工作状态互补。并且利用第六电阻r7来调节补偿电路导通时的电流，使其与第二光耦u2或第三光耦u3输入侧的光耦二极管导通时的输入电流大小一致，以此来尽可能的减弱负载波动对vcc电源的影响。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。