一种多通道直流电磁铁的保护电路及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种多通道直流电磁铁的保护电路及控制方法，所述保护电路包括：微控制器，连接总断电保护电路和至少1路电磁铁驱动电路，控制所述总断电保护电路的导通和断开，向所述电磁铁驱动电路发送PWM驱动信号，接收所述电磁铁驱动电路发送的电压信号；总断电保护电路，连接所有的电磁铁驱动电路，给所有的电磁铁驱动电路提供工作电压；以及电磁铁驱动电路，接收来自微控制器的PWM驱动信号，向微控制器发送电压信号。本发明专利技术同时保护多路电磁铁，避免出现财产损失和人员伤亡的事故。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电磁铁电路领域，尤其一种多通道直流电磁铁的保护电路及控制方法。
技术介绍
直流电磁铁结构简单，使用一个开关元件即可实现点动式控制，因此在家电及工业设备中得到广泛使用。由于电磁铁通电工作时发热明显，一旦开关元件损坏导致无法关断供电就可能造成电磁铁过热烧毁的后果，严重时甚至可能导致火灾。单通道电磁铁故障检测电路简单的累加无法有效地集中管理多个电磁铁。现有的技术并没有针对这类问题提出有效的解决方案。在电磁铁较多的场合，仍然依赖独立的产品对其中的每个电磁铁分别进行管理，或简单地控制多个电磁铁的通断，缺乏足够的故障诊断与保护措施。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多通道直流电磁铁的保护电路及控制方法，同时保护多路电磁铁，避免出现财产损失和人员伤亡的事故。本专利技术的技术方案是一种多通道直流电磁铁的保护电路，包括：微控制器，连接总断电保护电路和至少1路电磁铁驱动电路，控制所述总断电保护电路的导通和断开，向所述电磁铁驱动电路发送PWM驱动信号，接收所述电磁铁驱动电路发送的电压信号；总断电保护电路，连接所有的电磁铁驱动电路，给所有的电磁铁驱动电路提供工作电压；以及电磁铁驱动电路，接收来自微控制器的PWM驱动信号，向微控制器发送电压信号；其中，所述电磁铁驱动电路包括：PWM驱动电路，连接微控制器和总断电保护电路，接收来自微控制器的PWM驱动信号；以及信号调理电路，连接所述微控制器和PWM驱动电路,采集PWM驱动电路中的电压信号，通过调理后，发送到为控制器中；其中，所述PWM驱动电路包括：电磁铁EM1，连接总断电保护电路和开关管Q1的漏极；续流二极管D1，与所述电磁铁EM1并联，阳极连接总断电保护电路，阴极连接信号调理电路；开关管Q1，源极接地，漏极连接电磁铁EM1的输出端，栅极连接电阻R1的输出端；电阻R1，连接所述微控制器和开关管Q1的栅极；以及电阻R2，连接开关管Q1的栅极和源极。进一步地，所述微控制器包括：核心模块，分别连接定时器、模数转换器和通用IO引脚，通过通用IO引脚向总断电保护电路发送开关控制信号；定时器，同时连接微控制器的至少一个PWM引脚；以及模数转换器，连接微控制器的至少一个ADC引脚；所述微控制器中，所述PWM引脚与ADC引脚的数量相同。进一步地，定时器包括比较输出逻辑单元和同步控制逻辑单元，所述比较输出逻辑单元连接微控制器的至少一个PWM引脚，每个PWM引脚连接一个PWM驱动电路；模数转换器包括同步受控逻辑单元和采集电路，所述同步控制逻辑单元控制同步受控逻辑单元，所述采集电路连接微控制器的至少一个ADC引脚，每个ADC引脚连接一个信号调理电路。进一步地，信号调理电路包括：稳压二极管DZ1，连接限流电阻R7的输出端和地；限流电阻R7，输入端连接开关管Q1的漏极与电磁铁EM之间的公共端，该公共端为电压采样点；电阻R8，连接限流电阻R7的输出端和微控制器的ADC引脚；电阻R9连接电阻R7的输入端和地。进一步地，总断电保护电路包括：开关管Q2，漏极连接电磁铁EM1的输入端，源极连接24V电源，栅极连接电阻R4的输出端；电阻R3，连接开关管Q2的源极和栅极；电阻R4，输入端连接开关管Q3的漏极；开关管Q3，源极接地，栅极连接电阻R5的输出端；电阻R5，输入端连接微控制器；电阻R6，连接开关管Q3的源极和栅极。进一步地，开关管Q1为N沟道场效应管；开关管Q2为P沟道场效应管；开关管Q3为N沟道场效应管。本专利技术的另一个技术方案是一种多通道直流电磁铁保护电路的控制方法，该方法采用前述的保护电路，该方法包括步骤：S1、微控制器向多个PWM驱动电路发出PWM驱动信号，多个信号调理电路分别采集对应的PWM驱动电路中的电压信号，并将采集到的电压信号发送到所述微控制器中的采集电路；以及S2、微控制器运算后，向总断电保护器发出开关控制信号，总断电保护器接收信号后导通或断开。进一步地，步骤S1中，采集电路连续检测10次采样电压，每次都按顺序检测每一个PWM驱动电路中采样点的电压，每检测一个PWM驱动电路中的采样电压，间隔50毫秒，再检测下一个PWM驱动电路中的采样电压，连续10次检测结束后，将每个PWM驱动电路中的检测结果分别进行统计，得出故障的次数，任何一路PWM驱动电路出现故障的次数超过7次，就认为该PWM驱动电路确实出现了故障。进一步地，所述步骤S1中，PWM驱动信号分为高电平和低电平，高电平的所述PWM驱动信号导通7秒内，微控制器内的模数转换器完成电压信号采样，此时，采集到的电压如果高于2.9V，可以确定是开关管Q1开路；微控制器发出低电平的PWM驱动信号时，如果从电压采样点采集到的电压在0.7V～1.5V之间，可以确定是开关管Q1短路；如果从电压采样点采集到的电压小于0.3V，可以确定是电磁铁EM开路。进一步地，步骤S2中，当微控制器中的核心模块通过通用IO引脚向总断电保护电路发送断开的开关控制信号后，开关管Q2和Q3均关断，电磁铁EM1失去能量，进入保护状态；当微控制器中的核心模块通过通用IO引脚向总断电保护电路发送闭合的开关控制信号后，开关管Q2和Q3均导通，电磁铁EM1恢复到工作状态。有益效果：本专利技术同时保护多路电磁铁，避免出现财产损失和人员伤亡的事故。附图说明图1是多通道直流电磁铁的保护电路图。图2是微控制器的内部结构图。图3是包含PWM驱动电路和信号调理电路的集成电路结构图。图中标记：1-微控制器；2-总断电保护电路；3-电磁铁驱动电路；4-信号调理电路；5-PWM驱动电路；6-核心模块；7-定时器；8-模数转换器。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的较优的实施例作进一步的详细说明：结合图1，一种多通道直流电磁铁的保护电路，包括：微控制器1，连接总断电保护电路2和1电磁铁驱动电路3，控制所述总断电保护电路2的导通和断开，向所述电磁铁驱动电路3发送PWM驱动信号，接收所述电磁铁驱动电路3发送的电压信号；总断电保护电路2，连接所有的电磁铁驱动电路3，给所有的电磁铁驱动电路3提供工作电压；以及电磁铁驱动电路3，接收来自微控制器1的PWM驱动信号，向微控制器1发送电压信号；其中，所述电磁铁驱动电路3包括：PWM驱动电路5，连接微控制器1和总断电保护电路2，接收来自微控制器1的PWM驱动信号；以及信号调理电路4，连接所述微控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多通道直流电磁铁的保护电路，其特征在于，包括：微控制器，连接总断电保护电路和至少1路电磁铁驱动电路，控制所述总断电保护电路的导通和断开，向所述电磁铁驱动电路发送PWM驱动信号，接收所述电磁铁驱动电路发送的电压信号；总断电保护电路，连接所有的电磁铁驱动电路，给所有的电磁铁驱动电路提供工作电压；以及电磁铁驱动电路，接收来自微控制器的PWM驱动信号，向微控制器发送电压信号；其中，所述电磁铁驱动电路包括：PWM驱动电路，连接微控制器和总断电保护电路，接收来自微控制器的PWM驱动信号；以及信号调理电路，连接所述微控制器和PWM驱动电路,采集PWM驱动电路中的电压信号，通过调理后，发送到为控制器中；其中，所述PWM驱动电路包括：电磁铁EM1，连接总断电保护电路和开关管Q1的漏极；续流二极管D1，与所述电磁铁EM1并联，阳极连接总断电保护电路，阴极连接信号调理电路；开关管Q1，源极接地，漏极连接电磁铁EM1的输出端，栅极连接电阻R1的输出端；电阻R1，连接所述微控制器和开关管Q1的栅极；以及电阻R2，连接开关管Q1的栅极和源极。

【技术特征摘要】
1.一种多通道直流电磁铁的保护电路，其特征在于，包括：
微控制器，连接总断电保护电路和至少1路电磁铁驱动电路，控制所述总断电保护电路
的导通和断开，向所述电磁铁驱动电路发送PWM驱动信号，接收所述电磁铁驱动电路发送的
电压信号；
总断电保护电路，连接所有的电磁铁驱动电路，给所有的电磁铁驱动电路提供工作电
压；以及
电磁铁驱动电路，接收来自微控制器的PWM驱动信号，向微控制器发送电压信号；
其中，所述电磁铁驱动电路包括：
PWM驱动电路，连接微控制器和总断电保护电路，接收来自微控制器的PWM驱动信号；以
及
信号调理电路，连接所述微控制器和PWM驱动电路,采集PWM驱动电路中的电压信号，通
过调理后，发送到为控制器中；
其中，所述PWM驱动电路包括：
电磁铁EM1，连接总断电保护电路和开关管Q1的漏极；
续流二极管D1，与所述电磁铁EM1并联，阳极连接总断电保护电路，阴极连接信号调理
电路；
开关管Q1，源极接地，漏极连接电磁铁EM1的输出端，栅极连接电阻R1的输出端；
电阻R1，连接所述微控制器和开关管Q1的栅极；以及
电阻R2，连接开关管Q1的栅极和源极。
2.根据权利要求1所述的多通道直流电磁铁的保护电路，其特征在于，所述微控制器包
括：
核心模块，分别连接定时器、模数转换器和通用IO引脚，通过通用IO引脚向总断电保护
电路发送开关控制信号；
定时器，同时连接微控制器的至少一个PWM引脚；以及
模数转换器，连接微控制器的至少一个ADC引脚；
所述微控制器中，所述PWM引脚与ADC引脚的数量相同。
3.根据权利要求2所述的多通道直流电磁铁的保护电路，其特征在于：定时器包括比较
输出逻辑单元和同步控制逻辑单元，所述比较输出逻辑单元连接微控制器的至少一个PWM
引脚，每个PWM引脚连接一个PWM驱动电路；模数转换器包括同步受控逻辑单元和采集电路，
所述同步控制逻辑单元控制同步受控逻辑单元，所述采集电路连接微控制器的至少一个
ADC引脚，每个ADC引脚连接一个信号调理电路。
4.根据权利要求3所述的多通道直流电磁铁的保护电路，其特征在于，信号调理电路包
括：
稳压二极管DZ1，连接限流电阻R7的输出端和地；
限流电阻R7，输入端连接开关管Q1的漏极与电磁铁EM之间的公共端，该公共端为电压
采样点；
电阻R8，连接限流电阻R7的输出端和微控制器的ADC引脚；
电阻R9连接电阻R7的输入端和地。
5.根据权利要求4所述的多通道直流电磁铁的保护电路，其特征在于，总断电保...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨祎航，潘华，
申请(专利权)人：深圳市君航智远科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44