一种基于电容自举技术的电磁开关阀驱动电路及方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电容自举技术的电磁开关阀驱动电路及方法，驱动电路包括基础放大电路和N级附加放大支路，其中基础放大电路包括激励电源、第一开关、第二开关、二极管和基础电容，二极管和基础电容并联，附加放大支路上均设置有支路电容。通过基础电容和支路电容的储能，开关的切换，实现在不增大驱动电压的前提下使电磁开关阀激励电压短时间内放大N+2倍，从而使电磁开关阀克服阻力实现开启。本发明专利技术也可以用于电磁开关阀的高动态驱动，通过短时间的电压放大，加快开启电流的上升速度，从而减少电磁阀开启滞后时间，提高电磁开关阀开启动态特性。启动态特性。启动态特性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电容自举技术的电磁开关阀驱动电路及方法


[0001]本专利技术涉及电磁开关阀驱动领域，具体涉及一种基于电容自举技术的电磁开关阀驱动电路及方法。

技术介绍

[0002]21世纪科技快速发展，液压技术被广泛应用于航天航空、冶金机械及工程机械中。电磁开关阀正是液压系统中的重要元件之一。电磁开关阀具有激励电压越高，线圈电流越大，产生的电磁力越大的特点。
[0003]针对液压系统油压过高，亦或者因油液中的杂质堵塞导致电磁开关阀无法通过正常电压激励打开，增大驱动电压又可能出现电气系统无法兼容的情况，本专利技术拟提出一种基于电容自举技术的电磁开关阀驱动电路，通过电容储能，实现在不增大驱动电压的前提下使电磁开关阀激励电压短时间内放大n倍，从而使电磁开关阀克服阻力实现开启。当电磁阀开启后，阀芯运动，工作间隙减小，此时电磁力会显著正大，因此当电容放电完后激励电压恢复原本电压，电磁阀仍可以保存闭合状态。此外本专利技术也可以用于电磁开关阀的高动态驱动，通过短时间的电压放大，加快开启电流的上升速度，从而减少电磁阀开启滞后时间，提高电磁开关阀开启动态特性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提出一种基于电容自举技术的电磁开关阀驱动电路。本专利技术的技术方案如下：
[0005]一方面，本专利技术一个了一种基于电容自举技术的电磁开关阀驱动电路，该电磁开关阀驱动电路具有两倍放大的特性，其包括激励电源、第一开关、第二开关、二极管和基础电容；所述激励电源的正极引出两条支路，其中第一支路上串联设置有所述第一开关和基础电容，其中，第一开关连接基础电容的第一端，第二支路上设有二极管，二极管的正极连接激励电源的正极，二极管的负极与基础电容的第二端相连，连接点处外接引线作为电磁开关阀驱动电路的正输出端，所述基础电容的第一端还通过第二开关连接至激励电源的负极；激励电源的负极作为电磁开关阀驱动电路的负输出端。
[0006]上述基于电容自举技术的电磁开关阀驱动电路的工作方法为：
[0007]断开第一开关S1，闭合第二开关S2，基础电容充电，此时基础电容电压等于激励电源电压U；
[0008]当需要激励电压放大时，闭合第一开关S1，断开第二开关S2，基础电容放电，由于二极管的单向导通特性，基础电容内的电流无法流回激励电源，基础电容下端电势为U，由于电容电压无法突变的特性，基础电容上端电势将上升至2U，故电磁开关阀的激励电压从U放大至2U。
[0009]另一方面，本专利技术提供了一种基于电容自举技术的电磁开关阀驱动电路，其包括基础放大电路和N级附加放大支路，其中N≥1；该电路可提供(N+2)*U的输出电压；
[0010]所述基础放大电路包括激励电源、第一开关、第二开关、二极管、基础电容和第一双触点开关；激励电源的正极引出两条支路，其中一条支路上串联设置有第一开关、基础电容和第一双触点开关，其中，第一开关连接基础电容的第一端，基础电容的第二端连接第一双触点开关的动触点，激励电源的正极引出的另一条支路上设有二极管，并通过二极管的负极连接第一双触点开关的静触点A，所述基础电容的第一端还通过第二开关连接激励电源的负极；
[0011]每级附加放大支路均包括一个支路电容、一个支路开关、一条支路引线，其中，前N
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1级附加放大支路上还设有一个支路双触点开关；第k级支路电容的第一端通过支路开关连接至k
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1级支路电容的第一端，第k级支路电容的第二端连接支路双触点开关的动触点，支路双触点开关的静触点A与基础放大电路的二极管负极相连，第k级支路引线的一端直接与支路电容的第一端连接，另一端连接至k
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1级支路双触点开关的静触点B；
[0012]其中，第一级支路引线的一端直接与第一级支路电容的第一端连接，另一端连接至第一双触点开关的静触点B；第N级附加放大支路不设置支路双触点开关，其支路电容的第二端直接与基础放大电路的二极管负极相连，第N级支路电容的第二端外接引线作为电磁开关阀驱动电路的正输出端；激励电源的负极作为电磁开关阀驱动电路的负输出端。
[0013]上述基于电容自举技术的电磁开关阀驱动电路的工作方法为：
[0014]断开第一开关S1，闭合第二开关S2，闭合各级附加放大支路的支路开关，将第一双触点开关和支路双触点开关的动触点均选择与静触点A接通，此时基础电容和支路电容均充电，各电容电压等于激励电源电压U；
[0015]当需要激励电压放大N倍时，闭合第一开关S1，断开第二开关S2，断开各级附加放大支路的支路开关，第一双触点开关和支路双触点开关的动触点均选择与静触点B接通；基础电容和支路电容通过支路引线相互串联，此时电容和支路电容放电，由于二极管的单向导通特性，电容内的电流无法流回激励电源，故电磁开关阀的激励电压从U放大至(N+2)*U。
[0016]作为本专利技术的优选方案，所述每级附加放大支路中的支路电容完全相同，支路电容与基础电容完全相同。
[0017]作为本专利技术的优选方案，所述的输出端开关断开时，电路不对外输出。
[0018]与现有技术相比，本专利技术利用了二极管的单向导通特性，电容内的电流无法流回激励电源，由于电容电压无法突变的特性，电容上端电势将上升，故电磁开关阀的激励电压可进行放大。
[0019]本专利技术通过电容储能，可以实现在不增大驱动电压的前提下使电磁开关阀激励电压短时间内放大，从而使电磁开关阀克服阻力实现开启。
[0020]本专利技术也可以用于电磁开关阀的高动态驱动，通过短时间的电压放大，加快开启电流的上升速度，从而减少电磁阀开启滞后时间，提高电磁开关阀开启动态特性。也可以使用于无法提高电磁阀额定压力或者电磁阀工作压力超过额定压力导致电磁阀无法正常工作的极限环境下。
附图说明
[0021]图1为实施例1激励电压2倍放大电路；
[0022]图2为激励电压2倍放大电路电容充电状态图；
[0023]图3为激励电压2倍放大电路电容放电状态图；
[0024]图4为激励电压2倍放大电路冲击效果示意图；
[0025]图5为实施例2激励电压3倍放大电路；
[0026]图6为激励电压3倍放大电路电容充电状态图；
[0027]图7为激励电压3倍放大电路电容放电状态图；
[0028]图8为激励电压3倍放大电路冲击效果示意图；
[0029]图9为激励电压4倍放大电路原理图；
[0030]图10为激励电压4倍放大电路电容充电状态图；
[0031]图11为激励电压4倍放大电路电容放电状态图。
具体实施方式
[0032]下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步阐述和说明。本专利技术中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
[0033]本方案将以2倍激励电压放大、3倍激励电压放大和4倍激励电压放大为例进行说明，同理可将电路修改使得激励电压放大至N+1倍。
[0034]实施例1，如图1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电容自举技术的电磁开关阀驱动电路，其特征在于包括激励电源、第一开关、第二开关、二极管和基础电容；所述激励电源的正极引出两条支路，其中第一支路上串联设置有所述第一开关和基础电容，其中，第一开关连接基础电容的第一端，第二支路上设有二极管，二极管的正极连接激励电源的正极，二极管的负极与基础电容的第二端相连，连接点处外接引线作为电磁开关阀驱动电路的正输出端，所述基础电容的第一端还通过第二开关连接至激励电源的负极；激励电源的负极作为电磁开关阀驱动电路的负输出端。2.一种基于电容自举技术的电磁开关阀驱动电路，其特征在于包括基础放大电路和N级附加放大支路，其中N≥1；所述基础放大电路包括激励电源、第一开关、第二开关、二极管、基础电容和第一双触点开关；激励电源的正极引出两条支路，其中一条支路上串联设置有第一开关、基础电容和第一双触点开关，其中，第一开关连接基础电容的第一端，基础电容的第二端连接第一双触点开关的动触点，激励电源的正极引出的另一条支路上设有二极管，并通过二极管的负极连接第一双触点开关的静触点A，所述基础电容的第一端还通过第二开关连接激励电源的负极；每级附加放大支路均包括一个支路电容、一个支路开关、一条支路引线，其中，前N
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1级附加放大支路上还设有一个支路双触点开关；第k级支路电容的第一端通过支路开关连接至k
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1级支路电容的第一端，第k级支路电容的第二端连接支路双触点开关的动触点，支路双触点开关的静触点A与基础放大电路的二极管负极相连，第k级支路引线的一端直接与支路电容的第一端连接，另一端连接至k
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1级支路双触点开关的静触点B；其中，第一级支路引线的一端直接与第一级支路电容的第一端连接，另一端连接至第一双触点开关的静触点B...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟麒，谢耿，何贤剑，王军，汪谢乐，李研彪，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：