一種低壓電磁式電器的節(jié)能驅(qū)動(dòng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電源驅(qū)動(dòng)裝置，是一種節(jié)能的驅(qū)動(dòng)裝置，用于完成對(duì)直流或交流接觸 器、繼電器、電磁閥等低壓電磁式電器的吸合與斷開控制。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前直流或交流接觸器、繼電器、電磁閥等低壓電磁式電器應(yīng)用廣泛，尤其是在完 成大電流、高負(fù)載的切換開啟與關(guān)閉或流量控制過(guò)程中。低壓電磁式電器的驅(qū)動(dòng)線圈中流 過(guò)的電流必須要足夠大，并由于線圈屬于感性負(fù)載，啟動(dòng)電流比較大，運(yùn)樣此類低壓電磁式 電器正常工作的時(shí)候，其線圈通常保有很大維持電流，功耗較大，發(fā)熱耗電嚴(yán)重。 陽(yáng)00引W24v電磁閥為例，吸合電流為1. 35A，穩(wěn)態(tài)電流1. 3A(功耗為31. 2w)，釋放電壓 為8V，最小維持電流是0. 38A(功耗為3w)。
[0004] 此前，本申請(qǐng)人迂東學(xué)院已經(jīng)有一項(xiàng)減小驅(qū)動(dòng)電壓的專利，ZL201420300448. 0, 一 種電磁閥的節(jié)能驅(qū)動(dòng)裝置，采用直流電源、集成電路、=極管、電阻、電容，其特征在于該電 路為模塊，連接在電源、啟動(dòng)信號(hào)輸入端與電磁閥線圈之間。其作業(yè)狀態(tài)："外加直流電源 一端通過(guò)電磁閥線圈加到驅(qū)動(dòng)=極管Ql集電極，另一端通過(guò)=端穩(wěn)壓器Ul給延時(shí)集成電 路U2供電。當(dāng)?shù)碗娖絾?dòng)信號(hào)經(jīng)接線插座A的腳1端輸入時(shí)，延時(shí)集成電路U2的輸出腳 3輸出高電平經(jīng)過(guò)基極限流電阻R4為驅(qū)動(dòng)=極管Ql提供基極電流、使驅(qū)動(dòng)=極管Ql飽和 導(dǎo)通，此時(shí)外加直流電源完全加在電磁閥線圈的兩端，使電磁閥全電壓?jiǎn)?dòng)，完成電磁閥額 定電流下快速開啟過(guò)程。"運(yùn)種工作方式是：開始時(shí)滿電壓驅(qū)動(dòng)，延時(shí)一定時(shí)間，然后減小驅(qū) 動(dòng)電壓，達(dá)到節(jié)能的目的。但是該項(xiàng)中缺少對(duì)電磁閥的停止控制按鍵。由于沒(méi)有停止控制， 要想關(guān)斷此類電器，只能采取手動(dòng)或其它聯(lián)動(dòng)關(guān)斷電源，來(lái)完成電磁閥的關(guān)斷。關(guān)電源的方 法對(duì)于電路控制不是最好的方法，因?yàn)榉€(wěn)定的電源建立需要時(shí)間，所W電路一開始是不穩(wěn) 定的。況且也不符合低壓電磁式電器的控制習(xí)慣，低壓電磁式電器一般控制方式是啟動(dòng)與 停止。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽(yáng)〇化]本發(fā)明的目的是提供一種低壓電磁式電器的節(jié)能驅(qū)動(dòng)裝置，通過(guò)程序控制，采用PWM脈寬調(diào)制技術(shù)改變占空比，產(chǎn)生占空比為20%的方波，在不減小驅(qū)動(dòng)電壓前提下，可W 使低壓電磁式電器吸合并使吸合電流降為滿負(fù)荷時(shí)的20%，大大減少了低壓電磁式電器的 功耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目的。
[0006] 運(yùn)種低壓電磁式電器的節(jié)能驅(qū)動(dòng)裝置，采用單片機(jī)、直流電源、=極管、大功率場(chǎng) 效應(yīng)管、電阻、電容，接線端子及PWM控制程序，其特征在于：采用PWM技術(shù)，通過(guò)節(jié)電脈沖 寬度調(diào)制程序控制脈寬調(diào)制改變占空比，設(shè)啟動(dòng)、停止按鈕，所述程序控制大功率場(chǎng)效應(yīng)管 輸出或關(guān)閉給線圈的電流，當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)為開時(shí)，電流經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)=極管及光禪變換，使大功率 場(chǎng)效管導(dǎo)通即開線圈電流進(jìn)入占空比為開時(shí)間20%的控制方式，產(chǎn)生占空比為20%的工 作頻率的方波；當(dāng)關(guān)閉開關(guān)狀態(tài)時(shí)，對(duì)關(guān)線圈電流實(shí)施占空比為關(guān)80%的控制方式；各開、 關(guān)動(dòng)態(tài)之間加延時(shí)50ms，防止誤操作；該節(jié)電脈沖寬度調(diào)制程序固存在單片機(jī)內(nèi)，含有該 單片機(jī)的節(jié)能驅(qū)動(dòng)電路連接端穩(wěn)壓器和單片機(jī)通過(guò)防干擾電容、第一、二濾波電容共同 連接電源并接地、單片機(jī)與=端穩(wěn)壓器之間設(shè)置開、關(guān)的開關(guān)和各自的上拉電阻，單片機(jī)腳 連接驅(qū)動(dòng)=極管，驅(qū)動(dòng)=極管通過(guò)光禪及第一、二電阻、限流電阻連接大功率場(chǎng)效應(yīng)管，續(xù) 流二極管的負(fù)極與低壓電磁式電器線圈的一端及+電源端子相連，續(xù)流二極管的正極再連 接到低壓電磁式電器線圈的另一端并與線圈端子、大功率場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連；所述節(jié)能 驅(qū)動(dòng)電路W模塊電路集成在應(yīng)用設(shè)備的控制電路中，連接在電源、啟動(dòng)、停止信號(hào)輸入端與 低壓電磁式電器線圈之間，構(gòu)成節(jié)能驅(qū)動(dòng)裝置；只要提供額定電壓，選擇好電路中功率管的 反向耐壓參數(shù)，就能適合于不同類型的低壓電磁式電器，實(shí)現(xiàn)節(jié)能驅(qū)動(dòng)作用；該驅(qū)動(dòng)裝置的 節(jié)能模塊電路還可W做成單獨(dú)產(chǎn)品隨低壓電磁式電器一同安裝；或者嵌入到低壓電磁式電 器內(nèi)部，和低壓電磁式電器做成一體，做成節(jié)能低壓電磁式電器。
[0007] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：本設(shè)計(jì)就是基于W上因素通過(guò)電路及節(jié)電脈沖寬度調(diào)制程序來(lái)共 同完成對(duì)低壓電磁式電器的控制與驅(qū)動(dòng)。當(dāng)電磁式電器在開開關(guān)Sl按下時(shí)，單片機(jī)單片機(jī) 輸出高電平，通過(guò)驅(qū)動(dòng)=極管、光禪及大功率場(chǎng)效應(yīng)管，讓低壓電磁式電器線圈通入足夠大 的電流，使其在額定電流下動(dòng)作吸合，經(jīng)過(guò)短暫的延時(shí)后，采用脈寬調(diào)制技術(shù)改變占空比， 使低壓電磁式電器線圈中保持一個(gè)比較小的維持電流，維持低壓電磁式電器的開啟狀態(tài)， 一直到關(guān)開關(guān)S2閉合，單片機(jī)輸出低電平，通過(guò)驅(qū)動(dòng)=極管、光禪及大功率場(chǎng)效應(yīng)管，令低 壓電磁式電器的線圈失電而斷開。本發(fā)明設(shè)置停止按鍵，來(lái)完成對(duì)電磁閥的關(guān)斷，克服之前 所述專利中直接對(duì)低壓電磁式電器斷電方式的不足。
[0008] 由于低壓電磁式電器開啟時(shí)需要足夠的電流，本發(fā)明的低壓電磁式電器的節(jié)能驅(qū) 動(dòng)裝置能夠確保低壓電磁式電器在開啟過(guò)程中產(chǎn)生足夠大的電磁作用力，縮短開啟響應(yīng) 時(shí)間。當(dāng)?shù)蛪弘姶攀诫娖鏖_啟后，因低壓電磁式電器內(nèi)部電磁鐵工作氣隙較小，磁路磁阻很 低，電磁線圈通入較小的保持電流便能產(chǎn)生足夠大的電磁作用力W保證低壓電磁式電器的 可靠開啟。低壓電磁式電器小的保持電流可W降低能量消耗，減小線圈發(fā)熱，既節(jié)約了能量 同時(shí)也有利于電磁式電器的快速閉合。對(duì)于不同型號(hào)的低壓電磁式電器，其直流電阻略有 差異。但是根據(jù)其工作原理，大電流啟動(dòng)，小電流維持的作業(yè)狀態(tài)是一致的，而且啟動(dòng)電流 和維持電流相差非常大。運(yùn)就使啟動(dòng)功率和維持功率相差巨大，由于不需要大的電流維持 低壓電磁式電器的吸合狀態(tài)，因此節(jié)能效果顯著。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1是本設(shè)計(jì)低壓電磁式電器節(jié)能驅(qū)動(dòng)裝置的電路連接示意圖；
[0010] 圖2是低壓電磁式電器節(jié)能驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】 W11] 本發(fā)明低壓電磁式電器的節(jié)能驅(qū)動(dòng)裝置，采用由硬件單片機(jī)（mcu)、直流電源、S極管、大功率場(chǎng)效應(yīng)管、電阻、電容，接線端子及PWM程序，其特征在于采用PWM技術(shù)，對(duì)模擬 信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼，通過(guò)程序控制脈寬調(diào)制改變占空比，該節(jié)電驅(qū)動(dòng)器程序固存在單 片機(jī)內(nèi)，連接在電源、啟動(dòng)、停止信號(hào)輸入端與電磁閥線圈之間；見圖1，含有該程序的節(jié)能 驅(qū)動(dòng)電路的連接端穩(wěn)壓器U3的接地端3腳和單片機(jī)Ul的4腳，防干擾電容CU第一濾 波電容C2和第二濾波電容C3的負(fù)極、光禪限流電阻R4、開啟開關(guān)SI和關(guān)閉開關(guān)S2的一 端一同與OV端子及-電源端子相連、接地；防干擾電容CU第一濾波電容C2的正極一同接 于S端穩(wěn)壓器U3的V+端子輸入端1腳。開啟開關(guān)Sl的上拉電阻RU關(guān)閉開關(guān)S2的上拉 電阻R2和濾波電容C3的正極、單片機(jī)Ul電源正的2腳及驅(qū)動(dòng)=極管Ql的發(fā)射極一同連 接在一起，并與S端穩(wěn)壓器U3的輸出腳2腳及+電源V+端子相連；開啟開關(guān)Sl的另一端 與其上拉電阻Rl的一端及單片機(jī)Ul的1腳相連，作為啟動(dòng)低壓電磁式電器信號(hào)；關(guān)閉開關(guān) S2的另一端與其上拉電阻R2-端及單片機(jī)Ul的3腳相連，作為關(guān)閉低壓電磁式電器信號(hào)； 基極限流電阻R3的一端接于單片機(jī)Ul的8腳，另一端接驅(qū)動(dòng)=極管Ql的基極、驅(qū)動(dòng)=極 管Ql的集電極接光禪肥的1腳，光禪U2的2腳接光禪限流電阻R4的一端；同時(shí)第一分壓 電阻R5、第二分壓電阻R6、限流電阻R7的一端和光禪U2的4腳接到一起、第一分壓電阻R5 的另一端接到=端穩(wěn)壓器U3的輸入端1腳，第二分壓電阻R6的另一端和光禪肥的3腳、 大功率場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極及=端穩(wěn)壓器U3的接地端3腳和單片機(jī)Ul的4腳接到一起，限 流電阻R7的另一端接到大功率場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極；續(xù)流二極管Dl的負(fù)極與低壓電磁式電 器線圈Ll的一端及+電源端子相連，續(xù)流二極管Dl的正極再連接到低壓電磁式電器線圈 Ll的另一端并與線圈端子、大功率場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極相連。所述大功率場(chǎng)效應(yīng)管是泛指， 在電子學(xué)中=極管可W分為小功率=極管，中功率和大功率。該零件功率參數(shù)還需要根據(jù) 具體電路需要具體計(jì)算。
[0012] 所述低壓電磁式電器驅(qū)動(dòng)裝置的脈沖寬度調(diào)制程序：


[0016] P3. 3為I代表高電平，IS代表時(shí)間。
[0017] 制作成小模塊：見圖2,該驅(qū)動(dòng)裝置中