一种电磁线圈驱动电路的制作方法
【专利摘要】本发明是关于一种电磁线圈驱动电路，属于电磁线圈驱动领域，所述驱动电路其包括驱动电源，还包括：信号开关模块，用于接收电磁线圈的启动信号并向下级电路输出工作信号；第一固态继电器，用于连通或断开所述驱动电源及电磁线圈之间的电路；控制器，其输入端与所述信号开关模块的输出端连接，其输出端与所述第一固态继电器的信号输入端连接，用于接收所述工作信号并先后输出第一控制信号和第二控制信号；以及补偿延时模块，用于控制所述第一固态继电器为所述电磁线圈提供延时补偿激磁电流。本发明的电磁线圈驱动电路，通过补偿延时模块，为电磁线圈提供延时补偿激磁电流，使所述电磁线圈能够及时产生吸合动作力和保持动作力，从而快速进入工作。
【专利说明】—种电磁线圈驱动电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电磁线圈驱动电路，属于电磁线圈驱动领域，特别是涉及一种单电源的情形下驱动电磁线圈工作的电路。
【背景技术】
[0002]电磁线圈的工作主要取决于其驱动电路提供的激磁电流，基于电磁线圈的电感特性，对于快速工作的电磁线圈一般都需要先大后小两个等级的激磁电流，在启动时提供一个几毫秒-几十毫秒的短时间较大激磁电流，以便能快速形成电磁线圈的吸合动作力，然后再以正常工作电流保持电磁线圈的激磁电流，维持电磁线圈的保持动作力。
[0003]对快速工作的电磁线圈，现有的单电源驱动电路一般包括驱动电源、信号开关电路信号开关模块及可控恒流源电路，所述的可控恒流源电路包括控制器、大电流启动电路及小电流保持电路，所述的信号开关模块用于隔离或接通电磁线圈的启动信号，其输出端与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述大电流启动电路或所述小电流保持电路连接，用于控制接通所述大电流启动电路或所述小电流保持电路，所述大电流启动电路或所述小电流保持电路，其输入端与所述驱动电源连接，其输出端与所述电磁线圈连接，所述大电流启动电路使所述电磁线圈形成吸合动作力，所述小电流保持电路使所述电磁线圈保持动作力。
[0004]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下缺点:
[0005]信号开关模块接通电磁线圈的启动信号后，启动信号传递给控制器，控制器接收到启动信号后需要将该信号进行转换，成下级电路需要的工作信号，然后进行输出，因此其输出信号的时间与电磁线圈的启动信号发送时间之间具有一定的时间差，无法保证电磁线圈快速进入工作。
【发明内容】
[0006]本发明的主要目的在于，提供一种电磁线圈驱动电路，其包括驱动电源，还包括:信号开关模块，用于接收电磁线圈的启动信号并向下级电路输出工作信号；第一固态继电器，用于连通或断开所述驱动电源及电磁线圈之间的电路；控制器，其输入端与所述信号开关模块的输出端连接，其输出端与所述第一固态继电器的信号输入端连接，用于接收所述工作信号并先后输出第一控制信号和第二控制信号两段不同时间和不同占空比的PWM控制信号；第二固态继电器，其输出端与所述第一固态继电器的输入端连接，其信号输入端的正极与所述信号开关模块的输出端连接，用于接收所述工作信号并形成第三控制信号；以及RC电路，其一端与所述第二固态继电器的信号输入端的负极连接，另一端接地；所述的工作信号，控制所述控制器及所述第二固态继电器工作；所述第一控制信号控制所述第一固态继电器工作，为所述电磁线圈提供启动激磁电流；所述第二控制信号控制所述第一固态继电器工作，为所述电磁线圈提供保持激磁电流；所述第三控制信号控制所述第一固态继电器工作，为所述电磁线圈提供延时补偿激磁电流。[0007]较佳的，所述的控制器为S7-200可编程控制器。
[0008]较佳的，所述控制器的输出端通过第一二极管与所述第一固态继电器的输入端连接；所述的第二固态继电器的输出端通过第二二极管与所述第一固态继电器的输入端连接。
[0009]较佳的，所述的信号开关模块包括:第三固态继电器，其输出端与所述第二固态继电器的信号输入端连接，并且与所述控制器的输入端连接。
[0010]进一步的，所述的电磁线圈驱动电路还包括:第一电阻，其一端与所述第三固态继电器的输出端连接，另一端接地。
[0011]进一步的，所述的电磁线圈驱动电路还包括:第二电阻，其一端与所述的第一固态继电器的输入端连接另一端接地。
[0012]较佳的，所述的RC电路 ，包括:电解电容；电位器，与所述电解电容串联；以及第三电阻，与所述电解电容并联，形成放电回路。
[0013]进一步的，所述的电磁线圈驱动电路还包括:第四电阻；第三二极管，与所述第四电阻串联，用于形成所述电磁线圈的放电回路。
[0014]进一步的，所述的电磁线圈驱动电路还包括:第五电阻，位于所述第一固态继电器输出端与所述电磁线圈之间的电路上，用于调试和测试采样。
[0015]较佳的，所述驱动电源的电压不大于所述电磁线圈的绝缘电压的1/2。
[0016]借由上述技术方案，本发明一种电磁线圈驱动电路至少具有下列优点:
[0017]本发明实施例提供的电磁线圈驱动电路，通过设置比控制器先发出控制信号的补偿延时模块，在所述控制器的延时期，控制所述第一固态继电器工作，为所述电磁线圈提供延时补偿激磁电流，使所述电磁线圈能够及时产生吸合动作力和保持动作力，从而快速进入工作。
[0018]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。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明实施例提供的电磁线圈驱动电路的示意图；
[0020]图2是本发明实施例提供的电磁线圈驱动电路的形成的激磁电流波形图；
[0021]图3是本发明实施例提供的电磁线圈驱动电路的具体结构示意图；
【具体实施方式】
[0022]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的电磁线圈驱动电路其【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0023]如图1所示，本发明的一个实施例提出的一种电磁线圈驱动电路，用于为电磁线圈提供激磁电流，其包括驱动电源Vcc、信号开关模块、第一固态继电器1、控制器、第一二极管Dl及补偿延时模块。
[0024]其中，信号开关模块用于接收电磁线圈的启动信号并向下级电路输出工作信号，在本实施例中，信号开关模块接收电磁线圈的控制信号，当接收到所述电磁线圈的启动信号时，所述信号开关模块接通其工作电源，并将其工作电源的电压信号输出给下级电路，作为下级电路的工作信号；所述的第一固态继电器1，其电源端与所述驱动电源Vcc连接，其输出端与所述电磁线圈连接，用于连通或断开所述驱动电源Vcc及所述电磁线圈之间的电路，为所述电磁线圈提供激磁电流，所述第一固态继电器I的工作信号优选PWM信号；所述控制器的输入端与所述信号开关模块的输出端连接，其输出端与所述第一固态继电器I的信号输入端连接，用于接收所述信号开关模块发送的所述工作信号并先后输出第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号和第二控制信号为两段不同时间和不同占空比的PWM控制信号，其控制所述第一固态继电器为所述电磁线圈提供启动激磁电流和保持激磁电流，其中所述第一控制信号的占空比大于所述第二控制信号的占空比，控制所述第一固态继电器I为所述电磁线圈提供大电流的启动激磁电流，使所述电磁线圈形成吸合动作力，所述第二控制信号控制所述第一固态继电器I为所述电磁线圈提供小电流的保持激磁电流，使所述电磁线圈保持动作力；补偿延时模块包括第二固态继电器2及RC电路，其中，第二固态继电器2的输出端与所述第一固态继电器的输入端连接,其信号输入端的正极与所述信号开关模块的输出端连接，用于接收所述工作信号并形成第三控制信号，控制所述第一固态继电器I导通，为所述电磁线圈提供延时补偿激磁电流。
[0025]信号开关模块接收到所述电磁线圈的启动信号时工作，将所述启动信号放大成与其工作电压相同的电压信号，通过两条并联的支路同时向下级电路输出，作为下级电路的工作信号，具体为:通过第一支路向所述控制器输出该工作信号，通过第二支路向所述第二固态继电器输出所述该工作信 号。由于所述控制器接收到所述信号开关模块输出的工作信号后需要将其转换成的两段不同时间和不同占空比的PWM控制信号，然后将所述的PWM控制信号输出给其下级电路，因此所述控制器输出所述第一控制信号及所述第二控制信号的时间会比电磁线圈启动信号的发送时间延迟，延迟时间一般为5-10毫秒；所述工作信号通过第二支路输出给第二固态继电器，使所述第二固态继电器工作，形成第三控制信号，控制所述第一固态继电器工作，如图2所示，为所述电磁线圈提供延时补偿激磁电流a，与此同时，该工作信号的存在使所述RC电路充电，由于RC电路的充电电流逐渐衰减，当充电电流小于触发所述第二固态继电器工作的信号电流时，所述第二固态继电器停止工作，延迟补偿激磁电流a的持续时间可以通过调整RC电路来调整，一般控制该时间为5-10毫秒，即控制器延时时间；由控制器先后输出的两段不同时间和不同占空比的PWM信号，即第一控制信号和第二控制信号，控制所述第一固态继电器工作，形成两段激磁电流，即大电流的启动激磁电流b和小电流的保持激磁电流c。
[0026]本发明实施例提供的电磁线圈驱动电路，通过设置比控制器先输出控制信号的补偿延时模块，在所述控制器的延时期，控制所述第一固态继电器工作，为所述电磁线圈提供延时补偿激磁电流，使所述电磁线圈能够及时产生吸合动作力和保持动作力，从而快速进入工作。
[0027]参见图3，较佳的，所述的控制器为S7-200可编程控制器。S7-200PLC可导轨安装，便于安装调试，并且通过编程即可实现两种PWM控制信号的设置，便于根据需要调整两段PWM控制信号的时间；通过与固态继电器、二极管、电位器、电容、电阻等常用工业元器件配合即可形成快速控制电磁线圈工作的驱动电路，大大简化了电路，无需另外印制电路板，可以直接在控制柜或控制箱内安装，方便调试，并且成本低、抗干扰能力强。
[0028]较佳的，所述控制器的输出端通过第一二极管Dl与所述第一固态继电器I的输入端连接；所述的第二固态继电器2的输出端通过第二二极管D2与所述第一固态继电器的输入端连接。通过设置第一二极管Dl及第二二极管D2，能够阻隔与其并联支路的信号，保证信号的单向传递。
[0029]较佳的，所述的信号开关模块包括第三固态继电器3，其输出端与所述第二固态继电器2的信号输入端连接，并且与所述控制器的输入端连接。本实施例中，所述第三固态继电器3的工作电源为24V电源，其信号输入端接收到所述电磁线圈的启动信号时，所述第三固态继电器3接通，输出所述工作信号，即24V电源电压信号。固态继电器可导轨安装，便于安装和调试。
[0030]较佳的，所述的电磁线圈驱动电路，还包括第一电阻R1，其一端与所述第三固态继电器3的输出端连接，另一端接地，所述第一电阻的阻值优选10ΚΩ以上。通过设置第一电阻Rl，使该部分电路在断开时能够归零，有利于保护电路。
[0031]较佳的，所述的电磁线圈驱动电路，还包括第二电阻R2，其一端与所述的第一固态继电器I的输入端连接另一端接地，其作用与所述第一电阻相同。
[0032]较佳的，所述的RC电路，包括电解电容C、电位器RWl及第三电阻R3，电位器RWl与所述电解电容串联C，第三 电阻R3与电解电容C并联，形成放电回路。由于RC电路的充电电流逐渐衰减，当衰减到一定程度即小于第二固态继电器的工作电流时，第二固态继电器2停止工作，第二固态继电器的工作时间即为补偿延时的所需时间，在工作电压相同时，充电电流的大小和电位器RWl的阻值成反比，充电时间和充电电流的大小也成反比、和电解电容C的容量成正比，因此在本电路中对应第二固态继电器工作时间的充电时间主要由电解电容C的容量确定，调整电位器RWl的阻值起到充电时间的微调的作用。第三电阻R3与电解电容C并联，形成放电回路，在没有控制信号时，迅速将电解电容C的电量释放。
[0033]较佳的，所述的电磁线圈驱动电路，还包括第四电阻R4和第三二极管D3，第三二极管D3与第四电阻R4串联，用于形成所述电磁线圈的放电回路，以保护所述电磁线圈正常工作。
[0034]较佳的，所述的电磁线圈驱动电路，还包括第五电阻R5，其阻值优选I Ω，其位于所述第一固态继电器输出端与所述电磁线圈之间的电路上，用于调试和测试采样，以便于获得与所述电磁线圈最匹配的驱动电路。
[0035]较佳的，所述驱动电源Vcc的电压不大于所述电磁线圈的绝缘电压的1/2，以保证电磁线圈正常工作。
[0036]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种电磁线圈驱动电路，其包括驱动电源，其特征在于，还包括: 信号开关模块，用于接收电磁线圈的启动信号并向下级电路输出工作信号； 第一固态继电器，用于连通或断开所述驱动电源及电磁线圈之间的电路； 控制器，其输入端与所述信号开关模块的输出端连接，其输出端与所述第一固态继电器的信号输入端连接，用于接收所述工作信号并先后输出第一控制信号和第二控制信号两段不同时间和不同占空比的PWM控制信号； 第二固态继电器，其输出端与所述第一固态继电器的输入端连接，其信号输入端的正极与所述信号开关模块的输出端连接，用于接收所述工作信号并形成第三控制信号；以及RC电路，其一端与所述第二固态继电器的信号输入端的负极连接，另一端接地； 所述的工作信号，控制所述控制器及所述第二固态继电器工作； 所述第一控制信号控制所述第一固态继电器工作，为所述电磁线圈提供启动激磁电流； 所述第二控制信号控制所述第一固态继电器工作，为所述电磁线圈提供保持激磁电流； 所述第三控制信号控制所述第一固态继电器工作，为所述电磁线圈提供延时补偿激磁电流。
2.根据权利要求1所述的电磁线圈驱动电路，其特征在于: 所述的控制器为S7-200可编程控制器。
3.根据权利要求1所述的电磁线圈驱动电路，其特征在于: 所述控制器的输出端通过第一二极管与所述第一固态继电器的输入端连接； 所述的第二固态继电器的输出端通过第二二极管与所述第一固态继电器的输入端连接。
4.根据权利要求1所述的电磁线圈驱动电路，其特征在于，所述的信号开关模块，包括: 第三固态继电器，其输出端与所述第二固态继电器的信号输入端连接，并且与所述控制器的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的电磁线圈驱动电路，其特征在于，还包括: 第一电阻，其一端与所述第三固态继电器的输出端连接，另一端接地。
6.根据权利要求5所述的电磁线圈驱动电路，其特征在于，还包括: 第二电阻，其一端与所述的第一固态继电器的输入端连接另一端接地。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电磁线圈驱动电路，其特征在于，所述的RC电路，包括: 电解电容； 电位器，与所述电解电容串联；以及 第三电阻，与所述电解电容并联，形成放电回路。
8.根据权利要求1-6任一项所述的电磁线圈驱动电路，其特征在于，还包括: 第四电阻； 第三二极管，与所述第四电阻串联，用于形成所述电磁线圈的放电回路。
9.根据权利要求1-6任一项所述的电磁线圈驱动电路，其特征在于，还包括:第五电阻，位于所述第一固态继电器输出端与所述电磁线圈之间的电路上，用于调试和测试采样。
10.根据权利要求1-6任一项所述的电磁线圈驱动电路，其特征在于: 所述驱动电源的电压不大于所`述电磁线圈的绝缘电压的1/2。
【文档编号】H01F7/18GK103632803SQ201310532888
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】郝俊强, 叶胜钱, 常瑶, 李涛, 杨海明 申请人:北京二十一世纪科技发展有限公司