一种直流电磁阀控制电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种双冗余开启、低电流迟滞比较维持、快速关断的直流电磁阀控制电路，采用了双冗余控制技术，一种为脉宽固定的单稳态自启驱动电路，一种是基于电流信号检测控制驱动电路，确保电磁阀可靠打开。此电路通用性强，可广泛用于民用、军工等对电磁阀控制功耗及响应时间有较高要求的系统中。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供了一种双冗余开启、低电流迟滞比较维持、快速关断的直流电磁阀控制电路，采用了双冗余控制技术，一种为脉宽固定的单稳态自启驱动电路，一种是基于电流信号检测控制驱动电路，确保电磁阀可靠打开。此电路通用性强，可广泛用于民用、军工等对电磁阀控制功耗及响应时间有较高要求的系统中。【专利说明】一种直流电磁阀控制电路
本技术涉及模拟集成电路中的一种直流电磁阀控制电路。
技术介绍
直流电磁阀控制电路在石油化工管路控制系统中，尤其是有防爆要求的管路控制中，使用很广泛，在军工系统中，也广为使用。现有电磁阀控制电路有两大类，一类如通过PLC的I/O模块来控制，由固态继电器或晶体管加外围电路组成，来完成电磁阀的通断。另一类为改进电路，内部增加了降电压环节，在电磁阀常压通电设定时间后，降为低压给电磁阀供电。现有两种控制电路均为电压控制方式，无法精确控制电磁阀电流，因为电磁阀长时间通电后，会造成电磁阀阀体发热，绕组阻值变大，稳态电流变小，甚至焊点脱落等情况，且无用功耗很大。一般无加速关闭回路，电磁阀关闭时间较长。有的虽增加了加速释放回路，但线圈的反电动势对驱动管的可靠性要求很高。在此背景下，设计研制了一种双冗余开启、低电流迟滞比较维持、快速关断的电磁阀控制电路。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种直流电磁阀控制电路，具有双冗余开启、低电流迟滞比较维持、快速关断的特点。本技术的技术方案是:一种直流电磁阀控制电路，包括脉宽定时电路、双冗余驱动电路、基准电压电路、电流取样、放大及比较电路以及加速释放回路，其特征是脉宽定时电路包括时基电路D2及外围电路，其中电阻Rl与二极管VlOl并联后，一端与电容Cl连接，同时接入时基电路D2的2脚，另一端与时基电路D2的4脚、8脚以及电阻R2的一端连接，电阻R2另一端与时基电路D2的7脚、6脚以及电容C2的一端连接，电容Cl和C2的另一端与GND连接；双冗余驱动电路包括PNP三极管Vl和P沟道场效应管V3以及外围的电阻和二极管，其中二极管V102的正极与时基电路D2的3脚连接，二极管V102的负极与二极管V105的负极以及电阻R3的一端连接，三极管Vl的2脚分别与电阻R3、R17的一端连接，三极管Vl的3脚与电阻R5 —端连接，电阻R17的另一端、三极管Vl的I脚均与GND连接，场效应管V3的I脚与电阻R4、R5以及稳压二极管V2的正极连接，场效应管V3的2脚与稳压二极管V6的正极连接；场效应管V3的3脚、稳压二极管V2的负极、电阻R4的另一端均与VIN连接；基准电压电路包括基准稳压管V4以及外围的电阻、电容、二极管。稳压二极管V103的负极与VIN端连接，正极与电阻R6的一端连接，基准稳压管V4的I脚与电阻R6的另一端连接，基准稳压管V4的8脚分别连接电阻的R7、R8的一端，基准稳压管V4的I脚、电阻R7、R101以及电容C3的一端接入+5V端，基准稳压管V4的6脚、电阻R8、R102以及电容C3的另一端接入GND端，电阻RlOl与R102的连接端输出参考基准电压Ur ；电流取样、放大及比较电路包括双运放D3A、D3B和电压比较器Dl以及外围的二极管和电阻，电阻R15的两端分别与双运放D3A的2脚、I脚连接，电阻R14的两端分别与双运放D3A的3脚和GND端连接，取样电阻R16 —端与R13连接，另一端与电阻R12和DRV-连接，双运放D3A的3脚和2脚分别连接电阻R12和R13的另一端，组成了电流的取样和差动放大电路；双运放D3A的I脚和D3B的5脚连接，双运放D3B的6脚和7脚之间接入电阻R103，完成电压的跟随；电压比较器Dl的3脚通过电阻R106与双运放D3B的7脚连接，电压比较器Dl的7脚分别与电阻R107、二极管V105的正极、二极管V104的负极连接，电压比较器Dl的2脚通过电阻R104接入Ur端，电压比较器Dl的I脚、4脚与GND端连接，电压比较器Dl的8脚和电阻R107的一端同时接入+5V端；加速释放回路包括N沟道场效应管V10，二极管V6、V7、V8和V9，电阻R9、RlO以及电容C4，电阻R9和RlO串联后与电容C4并联，并联端分别接入VIN和GND端，场效应管VlO的I脚与电阻R9和RlO的公共端连接，场效应管VlO的3脚与二极管V7的正极连接，场效应管VlO的2脚与稳压二极管V9的负极连接，续流二极管V8的负极分别与稳压二极管V6和二极管V7的负极连接。该直流电磁阀控制电路采用了双冗余控制技术，一种为脉宽固定的单稳态自启驱动电路，一种是基于电流信号检测控制驱动电路，确保电磁阀可靠打开。采用较新颖的低电流迟滞比较维持电路，确保电磁阀在一定的电流区间内保持低功耗维持，降低电磁阀的能耗；采用了高效简洁的快速关断电路，使电磁阀的关断时间缩短了 20?30ms，同时消除了反电动势对控制接口电路的影响。此电路通用性强，可广泛用于民用、军工等对电磁阀控制功耗及响应时间有较高要求的系统中。【专利附图】【附图说明】图1是本技术的电路原理框图。【具体实施方式】如图1所示，该电磁阀控制电路主要由脉宽定时电路、双冗余驱动电路、基准电压电路、电流取样、放大及比较电路以及加速释放回路等组成。脉宽定时电路主要由时基电路D2NE555以及外围电路组成。电阻Rl与二极管VlOl并联后，一端与电容Cl连接，同时接入时基电路D2的2脚，另一端与时基电路D2的4脚、8脚以及电阻R2的一端连接。电阻R2另一端与时基电路D2的7脚、6脚以及电容C2的一端连接。电容Cl，C2的另一端与GND连接。主要完成在电路上电时，在D2的3脚输出脉宽固定的高电平信号。双冗余驱动电路主要由PNP三极管Vl和P沟道场效应管V3以及外围的电阻和二极管组成。二极管V102正极与时基电路D2的3脚连接，负极与二极管V105的负极，电阻R3的一端连接。三极管Vl的2脚分别与电阻R3、R17的一端连接，三极管Vl的3脚与电阻R5 —端连接。电阻R17的另一端、三极管Vl的I脚均与GND连接。场效应管V3的I脚与电阻R4，R5以及稳压二极管V2的正极连接，场效应管V3的2脚与稳压二极管V6的正极连接；场效应管V3的3脚、稳压二极管V2的负极、电阻R4的另一端均与VIN连接。双冗余驱动电路主要完成无论是二极管V102还是二极管V105输出高电平时，确保三极管Vl处于导通状态，从而确保场效应管V3导通并输出电磁阀驱动电压。基准电压电路主要由基准稳压管V4以及外围的电阻、电容、二极管组成。稳压二极管V103的负极与VIN端连接，正极与电阻R6的一端连接。基准稳压管V4的I脚与电阻R6的另一端连接，基准稳压管V4的8脚分别连接电阻的R7、R8的一端。电阻RlOl与R102连接，连接端输出参考基准电压Ur。基准稳压管V4的I脚、电阻R7、RlOl以及电容C3的一端接入+5V端。基准稳压管V4的6脚、电阻R8、R102以及电容C3的另一端接入GND端。基准电压电路主要产生+5V工作电压和参考基准电压Ur0电流取样、放大及比较电路主要由双运放D3和电压比较器Dl以及外围的二极管和电阻组成。电阻R15的两端分别与双运放D3A的2脚、I脚连接，电阻R14的两端分别与双运放D3A的3脚和GND端连接，取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流电磁阀控制电路，包括脉宽定时电路、双冗余驱动电路、基准电压电路、电流取样、放大及比较电路以及加速释放回路，其特征是脉宽定时电路包括时基电路D2及外围电路，其中电阻R1与二极管V101并联后，一端与电容C1连接，同时接入时基电路D2的2脚，另一端与时基电路D2的4脚、8脚以及电阻R2的一端连接，电阻R2另一端与时基电路D2的7脚、6脚以及电容C2的一端连接，电容C1和C2的另一端与GND连接； 双冗余驱动电路包括PNP三极管V1和P沟道场效应管V3以及外围的电阻和二极管，其中二极管V102的正极与时基电路D2的3脚连接，二极管V102的负极与二极管V105的负极以及电阻R3的一端连接，三极管V1的2脚分别与电阻R3、R17的一端连接，三极管V1的3脚与电阻R5一端连接，电阻R17的另一端、三极管V1的1脚均与GND连接，场效应管V3的1脚与电阻R4、R5以及稳压二极管V2的正极连接，场效应管V3的2脚与稳压二极管V6的正极连接；场效应管V3的3脚、稳压二极管V2的负极、电阻R4的另一端均与VIN连接； 基准电压电路包括基准稳压管V4以及外围的电阻、电容、二极管，稳压二极管V103的负极与VIN端连接，正极与电阻R6的一端连接，基准稳压管V4的1脚与电阻R6的另一端连接，基准稳压管V4的8脚分别连接电阻的R7、R8的一端，基准稳压管V4的1脚、 电阻R7、R101以及电容C3的一端接入+5V端，基准稳压管V4的6脚、电阻R8、R102以及电容C3的另一端接入GND端，电阻R101与R102的连接端输出参考基准电压Ur； 电流取样、放大及比较电路包括双运放D3A、D3B和电压比较器D1以及外围的二极管和电阻，电阻R15的两端分别与双运放D3A的2脚、1脚连接，电阻R14的两端分别与双运放D3A的3脚和GND端连接，取样电阻R16一端与R13连接，另一端与电阻R12和DRV‑连接，双运放D3A的3脚和2脚分别连接电阻R12和R13的另一端，组成了电流的取样和差动放大电路；双运放D3A的1脚和D3B的5脚连接，双运放D3B的6脚和7脚之间接入电阻R103，完成电压的跟随；电压比较器D1的3脚通过电阻R106与双运放D3B的7脚连接，电压比较器D1的7脚分别与电阻R107、二极管V105的正极、二极管V104的负极连接，电压比较器D1的2脚通过电阻R104接入Ur端，电压比较器D1的1脚、4脚与GND端连接，电压比较器D1的8脚和电阻R107的一端同时接入+5V端； 加速释放回路包括N沟道场效应管V10，二极管V6、V7、V8和V9，电阻R9、R10以及电容C4，电阻R9和R10串联后与电容C4并联，并联端分别接入VIN和GND端，场效应管V10的1脚与电阻R9和R10的公共端连接，场效应管V10的3脚与二极管V7的正极连接，场效应管V10的2脚与稳压二极管V9的负极连接，续流二极管V8的负极分别与稳压二极管V6和二极管V7的负极连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李宏安，李辉，祁宏图，张猛，
申请(专利权)人：西安航天远征流体控制股份有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61