一种微功耗电磁阀的制作方法

本发明属于电磁阀技术领域，尤其是涉及一种微功耗电磁阀。

背景技术：

电磁阀是用电磁控制的工业设备，在工业控制系统中用于调整介质的方向、流量、速度和其他的参数，电磁阀的种类繁多，如二位二通电磁阀、二位三通电磁阀、二位四通电磁阀、三位三通电磁阀等等。

现有的电磁阀通常由阀体、线圈和先导头组件构成，通电时阀体打开，断电后阀体关闭。若需要电磁阀保持打开状态，必须一直通电，使用时耗电量大。市面上也存在自保持电磁阀，线圈通电之后，动静铁芯吸合，电磁阀打开，然后断电，靠强磁继续保持动静铁芯吸合，电磁阀仍然保持打开状态；当需要关闭电磁阀时，需对线圈通入反向的瞬间电流，使动静铁芯分离，电磁阀关闭，且通入的瞬间电流时间不能过长，否则阀关闭后再次打开，操作较为繁琐。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种功耗较低、操作简便的微功耗电磁阀。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种微功耗电磁阀，包括阀体和设置在所述的阀体上的先导头组件，所述的先导头组件包括套筒、电磁线圈和控制器，所述的套筒内沿轴向依次设置有静铁芯、复位弹簧和用于打开或关闭所述的阀体的动铁芯，所述的电磁线圈环绕设置在所述的套筒的外侧，所述的控制器与所述的电磁线圈电连接，所述的电磁线圈外侧设置有永磁铁，所述的控制器包括mcu处理器、取样电路、开关电路、h桥电路和储能电容，所述的取样电路包括第一电阻和第二电阻，所述的h桥电路包括第一二极管、第一npn管、第二npn管、第三npn管、第四npn管、第一pnp管、第二pnp管、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述的mcu处理器的第1引脚、所述的第一电阻的一端、第一二极管的正极分别与电源电压连接，所述的mcu处理器的第3引脚、所述的第一电阻的另一端及所述的第二电阻的一端连接，所述的mcu处理器的第4引脚与所述的开关电路连接，所述的mcu处理器的第6引脚与第三电阻的一端连接，所述的第三电阻的另一端与所述的第一npn管的基极连接，所述的第一npn管的集电极、所述的第二npn管的基极、所述的第一pnp管的基极及所述的第四电阻的一端连接，所述的第四电阻的另一端、所述的储能电容的一端、所述的第一二极管的负极、所述的第二npn管的集电极、所述的第三npn管的集电极及所述的第五电阻的一端连接，所述的第二npn管的发射极、所述的第一pnp管的发射极及所述的电磁线圈的一端连接，所述的电磁线圈的另一端、所述的第三npn管的发射极及所述的第二pnp管的发射极连接，所述的第五电阻的另一端、所述的第三npn管的基极、所述的第二pnp管的基极及所述的第四npn管的集电极连接，所述的第四npn管的基极与所述的第六电阻的一端连接，所述的第六电阻的另一端与所述的mcu处理器的第5引脚连接，所述的mcu处理器的第2引脚、所述的第二电阻的另一端接地、所述的储能电容的另一端、所述的第一npn管的发射极、所述的第一pnp管的集电极、所述的第二pnp管的集电极、所述的第四npn管的发射极均接地。

所述的开关电路包括第七电阻和开关，所述的第七电阻的一端与电源电压连接，所述的第七电阻的另一端、所述的mcu处理器的第4引脚及所述的开关的一端连接，所述的开关的另一端接地。

所述的第二npn管并联有第二二极管，所述的第二二极管的正极与所述的第二npn管的发射极连接，所述的第二二极管的负极与所述的第二npn管的集电极连接；所述的第三npn管并联有第三二极管，所述的第三二极管的正极与所述的第三npn管的发射极连接，所述的第三二极管的负极与所述的第三npn管的集电极连接；所述的第一pnp管并联有第四二极管，所述的第四二极管的正极与所述的第一pnp管的集电极连接，所述的第四二极管的负极与所述的第一pnp管的发射极连接；所述的第二pnp管并联有第五二极管，所述的第五二极管的正极与所述的第二pnp管的集电极连接，所述的第五二极管的负极与所述的第二pnp管的发射极连接。

所述的mcu处理器为型号是pic10f200的集成芯片。

与现有技术相比，本发明的优点在于初始时动铁芯和静铁芯分离，动铁芯插入阀体使阀体关闭，当需要开阀时，使开关电路闭合，mcu处理器的第5引脚输出高电平，mcu处理器的第6引脚输出低电平，此时第一npn管、第三npn管及第一pnp管截止，第二npn管、第四npn管及第二pnp管导通，电磁线圈产生与永磁铁同向的磁场，动铁芯向静铁芯靠近并吸合，阀体导通，储能电容充满电，稳定一定时间后，开关电路断开，mcu处理器的第5引脚和第6引脚均输出低电平，此时第二npn管、第三npn管均导通，第一npn管、第四npn管、第一pnp管及第二pnp管均截止，电磁线圈上无电流通过，即停止对电磁线圈供电，由永磁铁产生的磁场继续保持动静铁芯吸合，阀体保持打开，此时的能耗仅仅是控制器十分微小的待机电流，当需要关阀时，直接切断外部的电源电压，取样电路中输入到mcu处理器的第3引脚的电平变化由高变低，mcu处理器马上使第5引脚输出低电平以及第6引脚输出高电平，储能电容放电，此时第一npn管、第三npn管及第一pnp管导通，第二npn管、第四npn管及第二pnp管截止，电磁线圈产生与永磁铁反向的磁场，该磁场抵消永磁铁产生的磁场，动铁芯在复位弹簧的作用下远离静铁芯并使阀体关闭，功耗较低、操作简便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的电路结构示意图。

图中：1、阀体；2、先导头组件；21、套筒；22、电磁线圈；23、控制器；231、mcu处理器；232、取样电路；233、开关电路；234、h桥电路；235、储能电容；24、静铁芯；25、复位弹簧；26、动铁芯；3、永磁铁。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一：如图所示，一种微功耗电磁阀，包括阀体1和设置在阀体1上的先导头组件2，先导头组件2包括套筒21、电磁线圈22和控制器23，套筒21内沿轴向依次设置有静铁芯24、复位弹簧25和用于打开或关闭阀体1的动铁芯26，电磁线圈22环绕设置在套筒21的外侧，控制器23与电磁线圈22电连接。

本实施例中，电磁线圈22外侧设置有永磁铁3，控制器23包括mcu处理器231、取样电路232、开关电路233、h桥电路234和储能电容235，取样电路232包括第一电阻r1和第二电阻r2，h桥电路234包括第一二极管d1、第一npn管q1、第二npn管q2、第三npn管q3、第四npn管q4、第一pnp管q5、第二pnp管q6、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5和第六电阻r6，mcu处理器231的第1引脚、第一电阻r1的一端、第一二极管d1的正极分别与电源电压连接，mcu处理器231的第3引脚、第一电阻r1的另一端及第二电阻r2的一端连接，mcu处理器231的第4引脚与开关电路233连接，mcu处理器231的第6引脚与第三电阻r3的一端连接，第三电阻r3的另一端与第一npn管q1的基极连接，第一npn管q1的集电极、第二npn管q2的基极、第一pnp管q5的基极及第四电阻r4的一端连接，第四电阻r4的另一端、储能电容235的一端、第一二极管d1的负极、第二npn管q2的集电极、第三npn管q3的集电极及第五电阻r5的一端连接，第二npn管q2的发射极、第一pnp管q5的发射极及电磁线圈22的一端连接，电磁线圈22的另一端、第三npn管q3的发射极及第二pnp管q6的发射极连接，第五电阻r5的另一端、第三npn管q3的基极、第一pnp管q6的基极及第四npn管q4的集电极连接，第四npn管q4的基极与第六电阻r6的一端连接，第六电阻r6的另一端与mcu处理器231的第5引脚连接，mcu处理器231的第2引脚、第二电阻r2的另一端接地、储能电容235的另一端、第一npn管q1的发射极、第一pnp管q5的集电极、第二pnp管q6的集电极、第四npn管q4的发射极均接地。

实施例二：其余部分与实施例一相同，其不同之处在于开关电路233包括第七电阻r7和开关s1，第七电阻r7的一端与电源电压连接，第七电阻r7的另一端、mcu处理器231的第4引脚及开关s1的一端连接，开关s1的另一端接地。

实施例三：其余部分与实施例一相同，其不同之处在于第二npn管q2并联有第二二极管d2，第二二极管d2的正极与第二npn管q2的发射极连接，第二二极管d2的负极与第二npn管q2的集电极连接；第三npn管q3并联有第三二极管d3，第三二极管d3的正极与第三npn管q3的发射极连接，第三二极管d3的负极与第三npn管q3的集电极连接；第一pnp管q5并联有第四二极管d4，第四二极管d4的正极与第一pnp管q5的集电极连接，第四二极管d4的负极与第一pnp管q5的发射极连接；第二pnp管q6并联有第五二极管d5，第五二极管d5的正极与第二pnp管q6的集电极连接，第五二极管d5的负极与第二pnp管q6的发射极连接。

上述三个具体实施例中，mcu处理器231为型号是pic10f200的集成芯片,集成芯片的第1引脚为vcc连接端，第2引脚为gnd连接端，第3引脚至第6引脚分别为双向i/o引脚。

以上实施例公开的微功耗电磁阀的简要工作过程如下：

初始时动铁芯26和静铁芯24分离，动铁芯26插入阀体1并使阀体1关闭，当需要开阀时，将本电磁阀连接外部的电源电压，取样电路232发出高电平信号给mcu处理器231，使开关电路233闭合，mcu处理器231的第5引脚输出高电平，mcu处理器231的第6引脚输出低电平，此时第一npn管q1、第三npn管q3及第一pnp管q5截止，第二npn管q2、第四npn管q4及第二pnp管q6导通，外接电源、第一二极管d1、第二npn管q2、电磁线圈22、第二pnp管q6构成回路，电磁线圈22产生与永磁铁3同向的磁场，动铁芯26向静铁芯24靠近并吸合，阀体1导通，储能电容235充满电，稳定一定时间后，开关电路233断开，mcu处理器231的第5引脚和第6引脚均输出低电平，此时第二npn管q2、第三npn管q3均导通，第一npn管q1、第四npn管q4、第一pnp管q5及第二pnp管q6均截止，电磁线圈22上无电流通过，即停止对电磁线圈22供电，由永磁铁3产生的磁场继续保持动静铁芯吸合，阀体1保持打开，此时的能耗仅仅是控制器23十分微小的待机电流，当需要关阀时，直接切断外部的电源电压，取样电路232中输入到mcu处理器231的第3引脚的电平变化由高变低，mcu处理器231马上使第5引脚输出低电平以及第6引脚输出高电平，储能电容235放电，此时第一npn管q1、第三npn管q3及第一pnp管q5导通，第二npn管q2、第四npn管q4及第二pnp管q6截止，储能电容235、第三npn管q3、电磁线圈22、第一pnp管q5构成回路，电磁线圈22产生与永磁铁3反向的磁场，该磁场抵消永磁铁3产生的磁场，动铁芯26在复位弹簧25的作用下远离静铁芯24并使阀体1关闭，功耗较低、操作简便。