具有三極管型開(kāi)關(guān)脈沖發(fā)生電路的節(jié)電型交流電磁閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及低圧電器領(lǐng)域，尤其涉及一種具有節(jié)約電能之功能的“具有三極管型開(kāi)關(guān)脈沖發(fā)生電路的節(jié)電型交流電磁閥”。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁閥(Electromagnetic valve)是一種依靠勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的電磁力來(lái)驅(qū)動(dòng)閥門開(kāi)、關(guān)的流體控制器件。
[0003]交流電磁閥是電磁閥中的一種類型，是家用電器和工控設(shè)備中應(yīng)用非常廣泛的低壓電器。其特點(diǎn)是在勵(lì)磁線圈中接入交流電壓、用交流電流產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)閥門開(kāi)、關(guān)的電磁力。
[0004]交流電磁閥主要由勵(lì)磁線圏、閥芯、復(fù)位彈簧組成。圖la、圖1b為交流電磁閥控制流體(氣或液)通、斷的示意圖；圖2a、圖2b為液壓設(shè)備中用的交流液壓電磁閥控制“液壓油”流向的示意圖。
[0005]結(jié)合圖1a:當(dāng)勵(lì)磁線圈的A1、A2端接通AC220V、AC110V或AC380V電壓(以下通稱AC220V、ACllOV或AC380V為AC電壓)時(shí)，其產(chǎn)生的電磁力推動(dòng)閥芯克服復(fù)位彈簧的阻力而向下移動(dòng)，與閥芯相連接的活塞也隨之下移，所述的交流電磁閥打開(kāi)，其“入口”與“出口”接通。
[0006]結(jié)合圖1b:當(dāng)勵(lì)磁線圈中的AC電壓關(guān)斷時(shí)，閥芯失磁力，受復(fù)位彈簧的作用而上移，活塞也隨之上移，所述的交流電磁閥“復(fù)位”，其“入口”與“出口”關(guān)斷。
[0007]結(jié)合圖2a:液壓電磁閥的勵(lì)磁線圈之A1、A2端接通AC電壓時(shí)，其產(chǎn)生的電磁力推動(dòng)閥芯克服復(fù)位彈簧的阻力而向右移動(dòng)，與閥芯相連接的一組活塞也隨之右移，所述的液壓電磁閥之2 口與3 口、I 口與4 口便被接通。
[0008]結(jié)合圖2b:液壓電磁閥的勵(lì)磁線圈中的AC電壓關(guān)斷時(shí)，閥芯失磁力，受復(fù)位彈簧的作用而左移，活塞也隨之左移，所述的液壓電磁閥“復(fù)位”，其之I 口與2 口、4 口與5 口便被接通。
[0009]綜上所述，交流電磁閥的工作過(guò)程可分為“推動(dòng)”、“保持” “復(fù)位”三個(gè)階段:
[0010]1、推動(dòng):勵(lì)磁線圏的A1、A2端與AC電壓接通，電磁力推動(dòng)閥芯運(yùn)動(dòng)；
[0011]2、保持:閥芯到達(dá)設(shè)定的位置，勵(lì)磁線圏繼續(xù)與AC電壓接通，閥芯繼續(xù)受電磁力作用而保持在設(shè)定的位置上；
[0012]3、復(fù)位:勵(lì)磁線圏斷開(kāi)AC電壓，閥芯失電磁力作用而復(fù)位。
[0013]顯爾易見(jiàn)，在推動(dòng)階段，閥芯必須克服靜摩擦力與復(fù)位彈簧的彈力需較大的電磁力作用才能運(yùn)動(dòng)。與此相對(duì)應(yīng)，AC電壓必須提供較高的電壓、較大的功率(以下稱推動(dòng)功率)勵(lì)磁線圏才能產(chǎn)生較大的電磁力，方能保證閥芯的運(yùn)動(dòng)。
[0014]在保持階段，閥芯已到達(dá)設(shè)定位置，只須克服復(fù)位彈簧的彈力就可保持在設(shè)定位置上。與此相對(duì)應(yīng)，若此時(shí)勵(lì)磁線圏仍通以與推動(dòng)階段一樣高的交流電壓，將造成能量浪費(fèi)并使勵(lì)磁線圏無(wú)惠的升溫！
[0015]傳統(tǒng)的交流電磁閥由于推動(dòng)與保持階段勵(lì)磁線圏中均通以相同交流電電壓(例如AC220V)，因此存在以下的嚴(yán)重缺點(diǎn):
[0016]1、發(fā)熱:前已述，在推動(dòng)和保持階段，傳統(tǒng)的交流電磁閥均通以相同交流電壓(例如AC220V)，因此，發(fā)熱嚴(yán)重，勵(lì)磁線圏因過(guò)熱而燒毀的現(xiàn)象也屢屢發(fā)生；
[0017]2、耗電:傳統(tǒng)的交流電磁閥發(fā)熱的能源就是輸入勵(lì)磁線圏中電能，此種有害的發(fā)熱帶來(lái)的另一個(gè)缺點(diǎn)就是無(wú)謂的耗電。減少這種耗電，就可取得“節(jié)電”的效果；
[0018]3、失控:勵(lì)磁線圏發(fā)熱之后，其阻抗增加，電流變小，電磁力亦隨之減小而不能推動(dòng)閥芯至設(shè)定位置，家用電器或工控設(shè)備會(huì)因此而系統(tǒng)失控。
[0019]針對(duì)傳統(tǒng)的交流電磁閥的缺點(diǎn)，本發(fā)明要迖到的目標(biāo)是:
[0020]1、“用電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)”，設(shè)計(jì)一種電子線路盡量簡(jiǎn)單的、所用器件盡量少的、價(jià)格盡量廉的、可使傳統(tǒng)交流電磁閥節(jié)電的“節(jié)電單元”；
[0021]2、該“節(jié)電單元”可用于改造在線使用的傳統(tǒng)交流電磁閥，使這些交流電磁閥升級(jí)成為具有節(jié)電功能的交流電磁閥；
[0022]3、該“節(jié)電單元”也可集成到將要生產(chǎn)的交流電磁閥中，使交流電磁閥的制造商生產(chǎn)出與“節(jié)電單元”一體化的新型的具有節(jié)電功能的“節(jié)電型交流電磁閥”。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023]為了達(dá)到上述目標(biāo)，本發(fā)明設(shè)計(jì)的技術(shù)方案是:一種節(jié)電型交流電磁閥，包括節(jié)電單元100與傳統(tǒng)交流電磁閥兩部份，其特征在于:所述的節(jié)電單元100由AC-DC轉(zhuǎn)換電路101、開(kāi)關(guān)脈沖發(fā)生電路102、開(kāi)關(guān)電路103、降壓電路104、雙極型瞬態(tài)電壓抑止二極管TVS (Bipolar transient voltage suppress1n d1de)組成，并且，所述的 AC-DC轉(zhuǎn)換電路101的輸入端5端與AC電壓的Pl端相連接；所述的開(kāi)關(guān)脈沖發(fā)生電路102的輸入端7端與所述的AC-DC轉(zhuǎn)換電路101的輸出端6端相連接；所述的開(kāi)關(guān)電路103的一端與所述的開(kāi)關(guān)脈沖發(fā)生電路102的輸入端7端相連接，另一端與所述的開(kāi)關(guān)脈沖發(fā)生電路102的輸出端9端相連接；所述的雙極型瞬態(tài)電壓抑止二極管TVS與勵(lì)磁線圈L并聯(lián)，其一端與勵(lì)磁線圈L的Al端相連接，另一端與勵(lì)磁線圈L的A2端相連接；所述的開(kāi)關(guān)電路103之中的公共觸點(diǎn)Kl也與勵(lì)磁線圈L的A2端相連接、動(dòng)斷觸點(diǎn)K2與AC電壓的Pl端相連接、動(dòng)合觸點(diǎn)K3與降壓電路104的一端相連接；降壓電路104的另一端與AC電壓的Pl端相連接；所述的AC-DC轉(zhuǎn)換電路101、開(kāi)關(guān)脈沖發(fā)生電路102、勵(lì)磁線圈L的Al端均與AC電壓的P2端相連接。
[0024]所述的雙極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVS可以用壓敏電阻器(pressure sensitiveresistor)、氣體放電管(gaseous discharge tube)、半導(dǎo)體放電管(thyristor surgesuppressors)、靜電抑止器(Electro-Static discharge)、或瞬態(tài)電壓抑制器(TransientVoltage Suppressor)替代。
[0025]所述的開(kāi)關(guān)脈沖發(fā)生電路102可以采用多種電路結(jié)構(gòu)，本發(fā)明優(yōu)選了以下三種:
[0026](a)、三極管型:由輸入端7、輸出端9、第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容Cl以及三極管Tl組成，它們的連接方式為:輸入端7與所述的AC-DC轉(zhuǎn)換電路101的輸出端6端相連接；第一電阻Rl的一端與輸入端7相連接；另一端與第一電容Cl的一端、第二電阻R2的一端、三極管Tl的基極均相連接；第一電容Cl的另一端、第二電阻R2的另一端、三極管Tl的發(fā)射極均與AC電壓的P2端相連接；三極管Tl的集電極與輸出端9相連接。
[0027](b)、集成電路型I型:由輸入端7、輸出端9、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第三電容C3以及集成電壓比較器ICl組成，它們的連接方式為:輸入端7與所述的AC-DC轉(zhuǎn)換電路101的輸出端6端相連接；第三電阻R3的一端、第五電阻R5的一端、集成電壓比較器ICl的8腳均與輸入端7相連接；第四電阻R4的一端、第六電阻R6的一端、集成電壓比較器ICl的4腳、第三電容C3的一端均與AC電壓的P2端相連接；第三電阻R3的另一端、第四電阻R4的另一端、第三電容C3的另一端均與集成電壓比較器ICl的反相信號(hào)輸入端2腳相連接；第五電阻R5的另一端、第六電阻R6的另一端均與集成電壓比較器ICl的同相信號(hào)輸入端3腳相連接；集成電壓比較器ICl的I腳與輸出端9相連接。
[0028](C)、集成電路型II型:由輸入端7、輸出端9、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第四電容C4以及集成電壓比較器IC2組成，它們的連接方式為:輸入端7與所述的AC-DC轉(zhuǎn)換電路101的輸出端6端相連接；第四電容C4、第七電阻R7、第九電阻R9各自的一端以及集成電壓比較器IC2的8腳均與輸入端7相連接；第八電阻R8、第十電阻RlO各自的一端以及集成電壓比較器IC2的4腳均與AC電壓的P2端相連接；第四電容C4的另一端、第七電阻R7的另一端、第八電阻R8的另一端均與集成電壓比較器IC2的同相信號(hào)輸入端3腳相連接；第九電阻R9的另一端、第十電阻RlO的另一端均與集成電壓比較器IC2的反相信號(hào)輸入端2腳相連接；集成電壓比較器IC2的I腳與輸出端9相連接。
[0029]所述的開(kāi)關(guān)電路103由第一二極管D1、繼電器組成，所述的繼電器包括其之線包J以及公共觸點(diǎn)K1、動(dòng)斷觸點(diǎn)K2、動(dòng)合觸點(diǎn)K3 ;它們的連接方式為:第一二極管Dl與繼電器線包J相并聯(lián)后，其負(fù)極端與開(kāi)關(guān)脈沖發(fā)生電路102的輸入端7端相連接，另一端正極端與所述的開(kāi)關(guān)脈沖發(fā)生電路102的輸