具有集成電路型起動脈沖發生電路的節電直流電磁閥的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及直流電器領域，尤其涉及一種具有節電功能的“具有集成電路型起動脈沖發生電路的節電直流電磁閥”。
【背景技術】
[0002]電磁閥(Electromagnetic valve)是一種依靠勵磁線圈產生的電磁力來驅動閥門開、關的流體控制器件。
[0003]直流電磁閥是電磁閥中的一種類型，是家用電器和工控設備中應用非常廣泛的直流電器。其特點是在勵磁線圈中接入直流電壓、用直流電流產生驅動閥門開、關的電磁力。
[0004]直流電磁閥主要由勵磁線圏、閥芯、復位彈簧組成。圖la、圖lb為直流電磁閥控制流體(氣或液)通、斷的示意圖；圖2&、圖2b為液壓設備中用的直流液壓電磁閥控制“液壓油”流向的示意圖。
[0005]結合圖la:當勵磁線圈的A1、A2端接通DC12V、DC24V或其他直流電壓(以下通稱DC12V、DC24V或其他直流電壓為DC電壓)時，其產生的電磁力推動閥芯克服復位彈簧的阻力而向下移動，與閥芯相連接的活塞也隨之下移，所述的直流電磁閥打開，其“入口”與“出口”接通。
[0006]結合圖lb:當勵磁線圈中的DC電壓關斷時，閥芯失磁力，受復位彈簧的作用而上移，活塞也隨之上移，所述的直流電磁閥“復位”，其“入口”與“出口 ”關斷。
[0007]結合圖2a:液壓電磁閥的勵磁線圈之A1、A2端接通DC電壓時，其產生的電磁力推動閥芯克服復位彈簧的阻力而向右移動，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、1 口與4 口便被接通。
[0008]結合圖2b:液壓電磁閥的勵磁線圈中的DC電壓關斷時，閥芯失磁力，受復位彈簧的作用而左移，活塞也隨之左移，所述的液壓電磁閥“復位”，其之1 口與2 口、4 口與5 口便被接通。
[0009]綜上所述，直流電磁閥的工作過程可分為“起動”、“保持” “復位”三個階段:
[0010]1、起動:勵磁線圏的Al、A2端與DC電壓接通，電磁力推動閥芯運動；
[0011]2、保持:閥芯到達設定的位置，勵磁線圏繼續與DC電壓接通，閥芯繼續受電磁力作用；
[0012]3、復位:勵磁線圏斷開DC電壓，閥芯失電磁力作用而回復至起始時的位置。
[0013]顯爾易見，在起動階段，閥芯必須克服靜摩擦力與復位彈簧的彈力需較大的電磁力作用才能運動。與此相對應，DC電壓必須提供較大的功率(以下稱起動功率)勵磁線圏才能產生較大的電磁力，方能保證閥芯的運動。
[0014]在保持階段，閥芯已到達設定位置，DC電壓只需提供較小的功率(以下稱保持功率)就可使閥芯克服復位彈簧的彈力而保持在設定位置上。與此相對應，若此時DC電壓仍提供與起動階段一樣高的功率，將造成能量浪費并使勵磁線圏無謂的升溫！
[0015]傳統的直流電磁閥由于起動功率與保持功率幾乎相同，因此，因保持功率過大而存在以下的嚴重缺點:
[0016]1、發熱:傳統的直流電磁閥由于保持功率過大而發熱嚴重，勵磁線圏因過熱而燒毀的現象也屢屢發生；
[0017]2、耗電:傳統的直流電磁閥另一個缺點就是保持功率過大而無謂的耗電，減少這種耗電，就可取得“節電”的效果；
[0018]3、失控:勵磁線圏發熱之后，其阻抗增加，電流變小，電磁力亦隨之減小，若此時再次起動電磁閥，閥芯將因電磁力太小而難以到達設定位置，家用電器或工控設備會因此而系統失控。
[0019]針對傳統的直流電磁閥的缺點，本發明要迖到的目標是:
[0020]1、“用電子技術改造傳統產業”，設計一種電子線路盡量簡單的、所用器件盡量少的、價格盡量廉的、可使傳統直流電磁閥節電的“節電單元”；
[0021]2、該“節電單元”可用于改造在線使用的傳統直流電磁閥，使這些直流電磁閥升級成為“脈沖式節電直流電磁閥”；
[0022]3、該“節電單元”也可集成到將要生產的直流電磁閥中，使直流電磁閥的制造商生產出與“節電單元” 一體化的新型的“脈沖式節電直流電磁閥”。
【發明內容】
[0023]為了達到上述目標，本發明設計的技術方案是:一種具有集成電路型起動脈沖發生電路的節電直流電磁閥，包括節電單元100與傳統直流電磁閥兩部份，其特征在于:所述的節電單元100由起動脈沖發生電路101、保持脈沖發生電路102、或門電路103、開關電路104、防接錯二極管D1及續流二極管D5組成；并且，所述的防接錯二極管D1的正極與DC電壓的正極相連接，負極與所述的起動脈沖發生電路101、保持脈沖發生電路102均相連接；所述的起動脈沖發生電路101的輸出端VI端與所述的或門電路103的輸入端11端相連接；所述的保持脈沖發生電路102輸出端V7端與所述的或門電路103的輸入端17端相連接；所述的或門電路103的輸出端18端與所述的開關電路104的VG端相連接；所述的續流二極管D5與傳統直流電磁閥中的勵磁線圈L相并聯，其負極與勵磁線圈L的A1端及防接錯二極管D1的負極相連接，正極與勵磁線圈L的A2端及開關電路104的19端相連接；所述的起動脈沖發生電路101、保持脈沖發生電路102及開關電路104的20端均與DC電壓的負極相連接。
[0024]所述的起動脈沖發生電路101可以采用多種電路結構，本發明優選了以下二種:
[0025](a)、集成電路型:由第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第八電阻R8、第一電容C1、輸出端VI端以及集成電壓比較器IC1的輸出端1腳、反相輸入端2腳、同相輸入端3腳、接地端4腳組成，它們的連接方式為:第一電阻R1、第三電阻R3、第八電阻R8各自的一端均與防接錯二極管D1的負極相連接；第一電阻R1的另一端與第二電阻R2的一端、集成電壓比較器IC1的同相輸入端3腳均相連接；第三電阻R3的另一端與第四電阻R4的一端、集成電壓比較器IC1的反相輸入端2腳及第一電容C1的一端均相連接；第二電阻R2的另一端、第四電阻R4的另一端、第一電容C1的另一端、集成電壓比較器IC1的接地端4腳均與DC電壓的負極相連接；第八電阻R8的另一端與集成電壓比較器IC1的輸出端1腳及本起動脈沖發生電路101的輸出端VI端相連接。
[0026](b)、三極管型:由三極管T1、第三電阻R3、第四電阻R4、第八電阻R8、第一電容C1及輸出端VI端組成，它們的連接方式為:第三電阻R3、第八電阻R8各自的一端均與防接錯二極管D1的負極相連接；第三電阻R3的另一端與第四電阻R4的一端、第一電容C1的一端、三極管T1的基極均相連接；第四電阻R4的另一端、第一電容C1的另一端、三極管T1的發射極均與DC電壓的負極相連接；第八電阻R8的另一端、三極管T1的集電極均與本起動脈沖發生電路101的輸出端VI端相連接。
[0027]所述的保持脈沖發生電路102可以采用多種電路結構，本發明優選了以下的電路結構:其由第一電阻R1、第二電阻R2、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第二二極管D2、第三二極管D3、第二電容C2、輸出端V7端以及集成電壓比較器的同相輸入端5腳、反相輸入端6腳、輸出端7腳、電源端(VCC)8腳共同組成，電路結構為:第一電阻R1的一端、第七電阻R7的一端、集成電壓比較器IC1的電源端8腳均與防接錯二極管D1的負極相連接；第一電阻R1的另一端與第二電阻R2的一端、集成電壓比較器IC1的同相輸入端5腳均相連接；第二電阻R2的另一端、第二電容C2的一端均與DC電壓的負極相連接；第二電容C2的另一端與集成電壓比較器IC1的反相輸入端6腳、第五電阻R5的一端、第六電阻R6的一端均相連接；第五電阻R5的另一端與第二二極管D2的負極相連接；第六電阻R6的另一端與第三二極管D3的正極相連接；第七電阻R7的另一端與第二二極管D2的正極、第三二極管D3的負極、集成電壓比較器IC1的輸出端7腳及本保持脈沖發生電路102的輸出端V7端均相連接。
[0028]所述的集成電壓比較器IC1選用集成電路LM393也可以選用集成電路TDC393、IR393、LA393、LA6393、MB47393、TA75393、AN6914、upc277c、LM293
[0029]所述的或門電路103可以采用多種電路結構，本發明優選了以下二種:
[0030](a)、電阻一二極管型:由輸入端11、輸入端17、第四二極管D4、第九電阻R9、第十電阻R10及輸出端18組成，電路結構為:輸入端11與第四二極管D4的正極相連接；輸入端17與第九電阻R9的一端相連接；第九電阻R9的另一端與第四二極管D4的負極、第十電阻R10的一端及輸出端18均相連接；第十電阻R10的另一端與DC電壓的負極相連接。
[0031](b)、二極管一二極管型:由輸入端11、輸入端17、第四二極管D4、第六二極管D6、第十電阻R10及輸出端18組成，電路結構為:輸入端11與第四二極管D4的正極相連接；輸入端17與第六二極管D6的正極相連接；第四二極管D4的負極與第六二極管D6的負極、第十電阻R10的一端及輸出端18