本實(shí)用新型涉及一種多觸發(fā)方式的脈沖閥驅(qū)動(dòng)器，特別涉及用于對(duì)脈沖閥驅(qū)動(dòng)速度要求特別高的儀器設(shè)備中的多觸發(fā)方式的脈沖閥驅(qū)動(dòng)器。

背景技術(shù)：

脈沖閥是用來(lái)控制流體的自動(dòng)化基礎(chǔ)元器件，可用于調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)，因此在工業(yè)設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。脈沖閥的驅(qū)動(dòng)是利用電磁線圈的電磁效應(yīng)，將動(dòng)鐵心吸起，打開脈沖閥。目前脈沖閥大部分采用單一三極管、可控硅等驅(qū)動(dòng)，這種方式驅(qū)動(dòng)不僅打開脈沖閥時(shí)間長(zhǎng)，而且容易燒壞線圈。部分高速脈沖閥驅(qū)動(dòng)器雖然可以提高脈沖閥打開速度，但其打開時(shí)間仍然需要幾毫秒，甚至幾十毫秒，無(wú)法滿足例如二噁英在線檢測(cè)儀等對(duì)脈沖閥驅(qū)動(dòng)速度要求特別高的儀器設(shè)備的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種多觸發(fā)模式的高速脈沖閥驅(qū)動(dòng)器。

為解決技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的解決方案是：

提供一種多觸發(fā)模式的高速脈沖閥驅(qū)動(dòng)器，包括電源模塊、直流升壓模塊、單片機(jī)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電路、外觸發(fā)信號(hào)輸入接口、顯示電路和按鍵；單片機(jī)系統(tǒng)電連接至顯示電路和驅(qū)動(dòng)電路，按鍵、外觸發(fā)信號(hào)接口和電源模塊電連接至單片機(jī)系統(tǒng)，電源模塊和直流升壓模塊電連接至驅(qū)動(dòng)電路；

所述電源模塊用于為驅(qū)動(dòng)器提供5V工作電壓和20V脈沖閥維持電壓；直流升壓模塊用于將20V電壓升至275V，為脈沖閥提供啟動(dòng)電壓；單片機(jī)系統(tǒng)用于控制驅(qū)動(dòng)電路、顯示電路并處理外觸發(fā)信號(hào)接口傳遞的輸入信號(hào)；驅(qū)動(dòng)電路用于控制電源輸入和驅(qū)動(dòng)脈沖閥。

作為改進(jìn)，所述驅(qū)動(dòng)電路具有如下電路結(jié)構(gòu)：

由2個(gè)三極管Q1、Q2，2個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管Q3、Q4，8個(gè)電阻R8、R9、R10、R11、R12、R14、R15、R16，二極管D7，穩(wěn)壓二極管D6，續(xù)流二極管D8和電容C14組成；其中，第八電阻R8一端與單片機(jī)系統(tǒng)相連，另一端與保護(hù)電阻R14和第一三極管Q1基極相連，保護(hù)電阻R14另一端與第十五電阻R15、第十六電阻R16共同接地，第九電阻R9一端與第一三極管Q1集電極和第十五電阻R15相連，另一端與第二三極管Q2基極相連，第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3漏極與第十電阻R10一端及直流升壓模塊相連，第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3柵極與第十電阻R10另一端、穩(wěn)壓二級(jí)管D6負(fù)極和第十一電阻R11一端相連，第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3源極與二極管D7負(fù)極、穩(wěn)壓二極管D6正極和續(xù)流二極管D8負(fù)極相連，第十一電阻R11另一端與第二三極管Q2集電極相連，第二三極管Q2發(fā)射極接地，二極管D7正極與電源模塊相連，第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4漏極與續(xù)流二極管D8正極、第十二電阻R12一端相連，第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4柵極與下拉電阻R16和單片機(jī)系統(tǒng)相連，第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4源極接地，第十二電阻R12另一端與電容C14相連，電容C14另一端接地。

作為改進(jìn)，第二三級(jí)管Q2的V_ce為300V的NPN三極管，其型號(hào)為A42；第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3、第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4的V_DS為500V，V_GS為±20V的N溝道增強(qiáng)型MOS管，型號(hào)為IRF840。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型針對(duì)傳統(tǒng)方法驅(qū)動(dòng)速度慢的缺點(diǎn)進(jìn)行了全新設(shè)計(jì)，通過(guò)直流升壓電路將低壓直流電源電壓提高，為后續(xù)脈沖閥提供高壓驅(qū)動(dòng)電壓；通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)控制切換驅(qū)動(dòng)電路高、低電壓輸入的設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)在200us內(nèi)快速打開脈沖閥，可以保護(hù)驅(qū)動(dòng)電路不受損壞，可以防止脈沖閥因長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)通而燒毀，具有脈沖閥打開速度快、安全、可靠等特點(diǎn)，有效得解決了傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式開啟速度慢、線圈易燒毀等缺點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為高速脈沖閥驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為高速脈沖閥驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。

圖3為脈沖信號(hào)時(shí)序圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，一種多觸發(fā)模式的高速脈沖閥驅(qū)動(dòng)器，包括電源模塊5、直流升壓模塊7、單片機(jī)系統(tǒng)4、驅(qū)動(dòng)電路6、外觸發(fā)信號(hào)輸入接口3、顯示電路1、按鍵2。單片機(jī)系統(tǒng)4電連接至顯示電路1和驅(qū)動(dòng)電路6，按鍵2、外觸發(fā)信號(hào)接口3和電源模塊5電連接至單片機(jī)系統(tǒng)4，電源模塊5和直流升壓模塊7電連接至驅(qū)動(dòng)電路4.

其中，電源模塊5為系統(tǒng)提供5V工作電壓和20V脈沖閥維持電壓；直流升壓模塊7將20V脈沖閥維持電壓升至275V，為脈沖閥提供啟動(dòng)電壓；所述驅(qū)動(dòng)器利用直流升壓模塊7將啟動(dòng)電壓升到275V，能夠在200us內(nèi)打開脈沖閥。單片機(jī)系統(tǒng)4控制驅(qū)動(dòng)電路6、顯示電路1并處理其他的輸入信號(hào)；驅(qū)動(dòng)電路6在單片機(jī)系統(tǒng)4控制下控制高低壓電源的輸入，實(shí)現(xiàn)高壓?jiǎn)?dòng)和低壓保持的方式驅(qū)動(dòng)脈沖閥；外觸發(fā)信號(hào)輸入接口3將外觸發(fā)信號(hào)輸入至單片機(jī)系統(tǒng)4中，單片機(jī)系統(tǒng)4根據(jù)所輸入的外觸發(fā)信號(hào)的高低電平變化控制驅(qū)動(dòng)電路6，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)外觸發(fā)模式驅(qū)動(dòng)脈沖閥；顯示電路1實(shí)現(xiàn)脈沖頻率和占空比的可視化，按鍵2實(shí)現(xiàn)脈沖頻率和占空比設(shè)置及觸發(fā)模式選擇，按鍵2與顯示電路1共同實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能。

本實(shí)用新型中，所述低壓是指20V直流電壓，高壓是指275V直流電壓；所述低電平是指小于0.7V的直流電壓，高電平是指大于2.7V的直流電壓。

如圖2所示，驅(qū)動(dòng)電路6具有如下電路結(jié)構(gòu)：

由2個(gè)三極管Q1、Q2，2個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管Q3、Q4，8個(gè)電阻R8、R9、R10、R11、R12、R14、R15、R16，二極管D7，穩(wěn)壓二極管D6，續(xù)流二極管D8和電容C14組成；其中，第八電阻R8一端與單片機(jī)系統(tǒng)4相連，另一端與保護(hù)電阻R14和第一三極管Q1基極相連，保護(hù)電阻R14另一端與第十五電阻R15、第十六電阻R16共同接地，第九電阻R9一端與第一三極管Q1集電極和第十五電阻R15相連，另一端與第二三極管Q2基極相連，第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3漏極與第十電阻R10一端及直流升壓模塊7相連，第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3柵極與第十電阻R10另一端、穩(wěn)壓二級(jí)管D6負(fù)極和第十一電阻R11一端相連，第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3源極與二極管D7負(fù)極、穩(wěn)壓二極管D6正極和續(xù)流二極管D8負(fù)極相連，第十一電阻R11另一端與第二三極管Q2集電極相連，第二三極管Q2發(fā)射極接地，二極管D7正極與電源模塊5相連，第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4漏極與續(xù)流二極管D8正極、第十二電阻R12一端相連，第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4柵極與下拉電阻R16和單片機(jī)系統(tǒng)4相連，第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4源極接地，第十二電阻R12另一端與電容C14相連，電容C14另一端接地。

當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)4同時(shí)向三極管Q1、場(chǎng)效應(yīng)管Q4發(fā)出高電平驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管Q4導(dǎo)通，第一三極管Q1截至，第一三極管Q1集電極由高電平反轉(zhuǎn)為低電平，第二三極管Q2截至，第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3柵極電壓升高，第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3導(dǎo)通，向脈沖閥提供啟動(dòng)電壓；單片機(jī)系統(tǒng)4程序延時(shí)后向第八電阻R8發(fā)出低電平信號(hào)，第一三極管Q1導(dǎo)通，第一三極管Q1集電極反轉(zhuǎn)為高電平，第二三極管Q2導(dǎo)通，第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3柵極電壓經(jīng)過(guò)第十電阻R10、第十一電阻R11分壓后低于源極電壓，第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3截至，由電源模塊5向脈沖閥提供維持電壓；單片機(jī)系統(tǒng)4經(jīng)過(guò)延時(shí)后向第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4發(fā)出低電平信號(hào)，第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4截至，脈沖閥關(guān)閉。

第二三極管Q2截至第三后場(chǎng)效應(yīng)管Q3柵極電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3源極電壓，在第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3源極電壓上升過(guò)程中，穩(wěn)壓二極管D6將第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3柵極電壓與源極電壓差保持在20V以內(nèi)，保護(hù)第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3柵極與源極間擊穿。

第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4截止后，脈沖閥線圈中儲(chǔ)存的能力通過(guò)續(xù)流二極管D8釋放，保護(hù)其他元器件不受脈沖閥突然失電而產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢(shì)而遭到損壞；當(dāng)?shù)谒膱?chǎng)效應(yīng)管Q4不能可靠關(guān)斷時(shí)電源通過(guò)第十二電阻R12向電容C14充電，當(dāng)電容C14兩端電壓升高到一定值時(shí)，脈沖閥線圈兩端電壓低于維持電壓而自動(dòng)關(guān)斷；第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3、第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4以及脈沖閥采用串聯(lián)的方式連接，當(dāng)?shù)谌龍?chǎng)效應(yīng)管Q3無(wú)法關(guān)斷時(shí)，第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4被關(guān)斷時(shí)也可以有效切斷脈沖閥的驅(qū)動(dòng)電源，保護(hù)脈沖閥不受損壞。

第二三級(jí)管Q2的V_ce為300V的NPN三極管，其型號(hào)為A42；第三場(chǎng)效應(yīng)管Q3、第四場(chǎng)效應(yīng)管Q4的V_DS為500V，V_GS為±20V的N溝道增強(qiáng)型MOS管，型號(hào)為IRF840。