專利名稱：直流電磁閥的低功率驅動電路的制作方法
技術領域：
本發明屬于電磁閥，尤其涉及一種直流電磁閥的低功率驅動電路。
背景技術：
目前，所有電磁閥的驅動方式均采用滿功率驅動，這種驅動方式的優點是電路設 計簡單，設計校對直觀；缺點是驅動的后階段能耗較大，造成能源和元器件的浪費，同時也 增大了電路體積。
發明內容
本發明的目的在于克服上述技術的不足，而提供一種降低能耗、縮小元器件和電 路體積的直流電磁閥的低功率驅動電路，將電磁閥的驅動功率減少到原來的20% 50%， 既減少了能耗、又縮小了電路體積，而且驅動靈活、可靠。 本發明為實現上述目的，采用以下技術方案一種直流電磁閥的低功率驅動電路， 其特征是該電路設有的變壓器(B)將220V的交流電變為低壓交流電，并通過四個二極管 (D1 D4)與儲能電容(C)并聯組成整流濾波電路輸出電能；即儲能電容(C)中的電能連同 變壓器(B)經二極管輸出的電能一起通過電子開關(K)加到電磁閥等效負載(R)的兩端； 所述電磁閥等效負載(R)的阻值范圍是1Q 1000 Q ;相應選擇儲能電容(C)的容量范圍 是10000 ii F 100 ii F ;所述變壓器(B)的輸出功率是電磁閥標稱功率的0. 1 0. 9倍；所 述變壓器的輸出電壓是電磁閥標稱電壓的0. 7 0. 9倍，所述儲能電容(C)與電磁閥等效 負載(R)的時間常數是電磁閥開啟時間的0. 5 5倍。 本發明有益效果根據電磁閥的驅動過程實質就是電磁線圈的通電、以及電磁線 圈中鐵芯在"放開位置"和"吸合位置"之間的移動過程。將變壓器的輸出功率小于電磁閥 標稱功率，同時將儲能電容與電磁閥等效電阻的時間常數設計為電磁閥吸合時間的0. 5 5倍，將電磁閥的驅動功率減少到原來的20% 50%，既減少了能耗、又縮小了電路體積， 而且驅動靈活、可靠。它打破了傳統的電磁閥等效負載的兩端一直維持著電磁閥的標稱驅 動電壓不變，使電磁閥一直以標稱功率消耗電能的電路設計。
圖1是本發明的電路原理圖； 圖2是實施例1的電路原理圖；
圖3是實施例2的電路原理圖；
圖4是實施例3的電路原理圖。
具體實施例方式
下面結合附圖及較佳實施例詳細說明本發明的具體實施方式
。 詳見附圖，一種直流電磁閥的低功率驅動電路，該電路設有的變壓器(B)將220V的交流電變為低壓交流電，并通過四個二極管(D1 D4)與儲能電容(C)并聯組成整流濾 波電路輸出電能；即儲能電容(C)中的電能連同變壓器(B)經二極管輸出的電能一起通過 電子開關(K)加到電磁閥等效負載(R)的兩端；所述電磁閥等效負載(R)的阻值范圍是 1 Q 1000 Q ;相應選擇儲能電容(C)的容量范圍是10000 ii F 100 ii F ;所述變壓器(B) 的輸出功率是電磁閥標稱功率的0. 1 0. 9倍；所述變壓器的輸出電壓是電磁閥標稱電壓 的0.7 0.9倍，所述儲能電容(C)與電磁閥等效負載(R)的時間常數是電磁閥開啟時間 的0. 5 5倍。 設計原理分析電磁閥的驅動過程，電磁閥的驅動過程實質就是電磁線圈的通電、 以及電磁線圈中鐵芯在"放開位置"和"吸合位置"之間的移動過程。在這期間可移動的鐵 芯主要受到兩個力的作用一個是電磁線圈的電磁吸力、一個是與電磁吸力方向相反的彈 簧彈力。當鐵芯在"放開位置"且電磁線圈不通電時，電磁吸力為零，鐵芯只受到反向的彈 簧彈力，其值與鐵芯的位移成正比；當電磁線圈通電時，在"放開位置"的鐵芯又受到一個電 磁吸力，由于鐵芯距電磁線圈較近，此時電磁吸力近似與鐵芯位移的平方成正比；當電磁吸 力大于反向的彈簧彈力時，鐵芯便開始移至"吸合位置"，假設此時鐵芯的位移是2，鐵芯在 "吸合位置"受到的反向彈力就變為原來的2倍，而受到的電磁吸力卻是原來的22 = 4倍。 一般情況下，在"放開位置"的電磁吸力與反向的彈簧彈力相比有3 5倍的余量，這樣當 鐵芯到達"吸合位置"時所受的電磁吸力就會有12 20倍的余量。這些過多的余量正是 給我們提供的能量節約空間。經實驗，采用合適的低功率驅動技術完全能夠滿足電磁閥的 驅動要求。 低功率驅動電路的工作過程當電子開關未接通、電磁閥未吸合時，儲能電容兩端 的電壓為電磁閥的標稱驅動電壓，由于儲能電容不是耗能元件，所以此時變壓器的電能輸 出很小。當電子開關接通時，儲能電容中的能量與變壓器輸出的能量同時輸送給電磁閥，電 磁閥獲得標稱驅動功率，由于儲能電容與電磁閥等效電阻的時間常數大于電磁閥的開啟時 間，所以電磁閥獲得的較大驅動功率一直維持到開啟動作結束。開啟動作結束后，電磁閥鐵 芯到達"吸合位置"，電磁吸力余量增大且隨著時間變化儲能電容中的能量逐漸消耗，電容 電壓隨之降低，電磁閥驅動能量逐漸變為由變壓器以低功率狀態獨自供給，這種狀態一直 維持到電子開關關斷、電磁閥放開為止。隨后變壓器又向電容儲存能量、電容電壓充至電磁 閥的標稱驅動電壓，為下次驅動電磁閥做好準備。
實例1 詳見附圖2，電磁閥直流電阻26 Q ，標稱電壓24V，開啟時間40mS，功率消耗22W。設計的
低功率驅動電路，取功率驅動系數為0. 5，則供電變壓器的輸出功率設計為22WX0. 5 = IIW，
變壓器的直流空載輸出電壓設計為24V ;取儲能電容放電的時間常數為電磁閥吸合時間的
3倍，則儲能電容的電容量為(0. 04SX3)+26Q = 4615uF，取C = 4700uF，經實驗，工作效
果良好。 實例2 詳見附圖3 ，電磁閥直流電阻42 Q ，標稱電壓12V，開啟時間20mS ，功率消耗 3.4W。設計的低功率驅動電路，取功率驅動系數為0.3，則供電變壓器的輸出功率設計為 3. 4WX0.3 = 1W，變壓器的直流空載輸出電壓設計為12V;取儲能電容放電的時間常數為 電磁閥吸合時間的4. 5倍，則儲能電容的電容量為(0.02SX4. 5)+42Q 二2143uF，取C二2200uF，經實驗，工作效果良好。
實例3 詳見附圖4，電磁閥直流電阻63 Q ，標稱電壓18V，開啟時間30mS，功率消耗 5. 1W。設計的低功率驅動電路，取功率驅動系數為0. 2，則供電變壓器的輸出功率設計為 5. 1WX0. 2 = 1W，變壓器的直流空載輸出電壓設計為18V ;取儲能電容放電的時間常數為電 磁閥吸合時間的2倍，則儲能電容的電容量為(0.03SX2)+63Q 二 952uF，取C二 1000uF， 經實驗，工作效果良好。 以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明的結構作任何形式上的 限制。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均 仍屬于本發明的技術方案的范圍內。
權利要求
一種直流電磁閥的低功率驅動電路，其特征是該電路設有的變壓器(B)將220V的交流電變為低壓交流電，并通過四個二極管(D1～D4)與儲能電容(C)并聯組成整流濾波電路輸出電能；即儲能電容(C)中的電能連同變壓器(B)經二極管輸出的電能一起通過電子開關(K)加到電磁閥等效負載(R)的兩端；所述電磁閥等效負載(R)的阻值范圍是1Ω～1000Ω；相應選擇儲能電容(C)的容量范圍是10000μF～100μF；所述變壓器(B)的輸出功率是電磁閥標稱功率的0.1～0.9倍；所述變壓器的輸出電壓是電磁閥標稱電壓的0.7～0.9倍，所述儲能電容(C)與電磁閥等效負載(R)的時間常數是電磁閥開啟時間的0.5～5倍。
全文摘要
本發明涉及一種直流電磁閥的低功率驅動電路，其特征是該電路設有的變壓器將220V的交流電變為低壓交流電，并通過四個二極管與電容并聯組成整流濾波電路；即儲能電容中的電能連同變壓器經二極管輸出的電能一起通過電子開關加到電磁閥等效負載的兩端；電磁閥等效負載的阻值范圍是1Ω～1000Ω；相應選擇儲能電容的容量范圍是10000μF～100μF；變壓器的輸出功率是電磁閥標稱功率的0.1～0.9倍；變壓器的輸出電壓是電磁閥標稱電壓的0.7～0.9倍，儲能電容與電磁閥等效負載的時間常數是電磁閥開啟時間的0.5～5倍。有益效果將變壓器的輸出功率小于電磁閥標稱功率，同時電容與電阻的時間常數為電磁閥開啟時間的0.5～5倍，將電磁閥的驅動功率減少到原來的20％～50％，既減少了能耗、又縮小了電路體積。
文檔編號H01F7/18GK101696747SQ20091007084
公開日2010年4月21日 申請日期2009年10月16日 優先權日2009年10月16日
發明者賈建華, 邢鳳棲 申請人:天津市天高化工科技有限公司;天津市漢沽高分子化工助劑有限公司;