具有三極管型起動(dòng)脈沖發(fā)生電路的節(jié)電直流電磁閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及直流電器領(lǐng)域，尤其涉及一種具有節(jié)電功能的“具有三極管型起動(dòng)脈沖發(fā)生電路的節(jié)電直流電磁閥”。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁閥(Electromagnetic valve)是一種依靠勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的電磁力來(lái)驅(qū)動(dòng)閥門開(kāi)、關(guān)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(shè)備中應(yīng)用非常廣泛的直流電器。其特點(diǎn)是在勵(lì)磁線圈中接入直流電壓、用直流電流產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)閥門開(kāi)、關(guān)的電磁力。
[0004]直流電磁閥主要由勵(lì)磁線圏、閥芯、復(fù)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(shè)備中用的直流液壓電磁閥控制“液壓油”流向的示意圖。
[0005]結(jié)合圖la:當(dāng)勵(lì)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(shí)，其產(chǎn)生的電磁力推動(dòng)閥芯克服復(fù)位彈簧的阻力而向下移動(dòng)，與閥芯相連接的活塞也隨之下移，所述的直流電磁閥打開(kāi)，其“入口”與“出口”接通。
[0006]結(jié)合圖lb:當(dāng)勵(lì)磁線圈中的DC電壓關(guān)斷時(shí)，閥芯失磁力，受復(fù)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(fù)位”，其“入口”與“出口 ”關(guān)斷。
[0007]結(jié)合圖2a:液壓電磁閥的勵(lì)磁線圈之A1、A2端接通DC電壓時(shí)，其產(chǎn)生的電磁力推動(dòng)閥芯克服復(fù)位彈簧的阻力而向右移動(dòng)，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(jié)合圖2b:液壓電磁閥的勵(lì)磁線圈中的DC電壓關(guān)斷時(shí)，閥芯失磁力，受復(fù)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(fù)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(guò)程可分為“起動(dòng)”、“保持” “復(fù)位”三個(gè)階段:
[0010]1、起動(dòng):勵(lì)磁線圏的Al、A2端與DC電壓接通，電磁力推動(dòng)閥芯運(yùn)動(dòng)；
[0011]2、保持:閥芯到達(dá)設(shè)定的位置，勵(lì)磁線圏繼續(xù)與DC電壓接通，閥芯繼續(xù)受電磁力作用；
[0012]3、復(fù)位:勵(lì)磁線圏斷開(kāi)DC電壓，閥芯失電磁力作用而回復(fù)至起始時(shí)的位置。
[0013]顯爾易見(jiàn)，在起動(dòng)階段，閥芯必須克服靜摩擦力與復(fù)位彈簧的彈力需較大的電磁力作用才能運(yùn)動(dòng)。與此相對(duì)應(yīng)，DC電壓必須提供較大的功率(以下稱起動(dòng)功率)勵(lì)磁線圏才能產(chǎn)生較大的電磁力，方能保證閥芯的運(yùn)動(dòng)。
[0014]在保持階段，閥芯已到達(dá)設(shè)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(fù)位彈簧的彈力而保持在設(shè)定位置上。與此相對(duì)應(yīng)，若此時(shí)DC電壓仍提供與起動(dòng)階段一樣高的功率，將造成能量浪費(fèi)并使勵(lì)磁線圏無(wú)謂的升溫！
[0015]傳統(tǒng)的直流電磁閥由于起動(dòng)功率與保持功率幾乎相同，因此，因保持功率過(guò)大而存在以下的嚴(yán)重缺點(diǎn):
[0016]1、發(fā)熱:傳統(tǒng)的直流電磁閥由于保持功率過(guò)大而發(fā)熱嚴(yán)重，勵(lì)磁線圏因過(guò)熱而燒毀的現(xiàn)象也屢屢發(fā)生；
[0017]2、耗電:傳統(tǒng)的直流電磁閥另一個(gè)缺點(diǎn)就是保持功率過(guò)大而無(wú)謂的耗電，減少這種耗電，就可取得“節(jié)電”的效果；
[0018]3、失控:勵(lì)磁線圏發(fā)熱之后，其阻抗增加，電流變小，電磁力亦隨之減小，若此時(shí)再次起動(dòng)電磁閥，閥芯將因電磁力太小而難以到達(dá)設(shè)定位置，家用電器或工控設(shè)備會(huì)因此而系統(tǒng)失控。
[0019]針對(duì)傳統(tǒng)的直流電磁閥的缺點(diǎn)，本發(fā)明要迖到的目標(biāo)是:
[0020]1、“用電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)”，設(shè)計(jì)一種電子線路盡量簡(jiǎn)單的、所用器件盡量少的、價(jià)格盡量廉的、可使傳統(tǒng)直流電磁閥節(jié)電的“節(jié)電單元”；
[0021]2、該“節(jié)電單元”可用于改造在線使用的傳統(tǒng)直流電磁閥，使這些直流電磁閥升級(jí)成為“脈沖式節(jié)電直流電磁閥”；
[0022]3、該“節(jié)電單元”也可集成到將要生產(chǎn)的直流電磁閥中，使直流電磁閥的制造商生產(chǎn)出與“節(jié)電單元” 一體化的新型的“脈沖式節(jié)電直流電磁閥”。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023]為了達(dá)到上述目標(biāo)，本發(fā)明設(shè)計(jì)的技術(shù)方案是:一種具有三極管型起動(dòng)脈沖發(fā)生電路的節(jié)電直流電磁閥，包括節(jié)電單元100與傳統(tǒng)直流電磁閥兩部份，其特征在于:所述的節(jié)電單元100由起動(dòng)脈沖發(fā)生電路101、保持脈沖發(fā)生電路102、或門電路103、開(kāi)關(guān)電路104、防接錯(cuò)二極管D1及續(xù)流二極管D5組成；并且，所述的防接錯(cuò)二極管D1的正極與DC電壓的正極相連接，負(fù)極與所述的起動(dòng)脈沖發(fā)生電路101、保持脈沖發(fā)生電路102均相連接；所述的起動(dòng)脈沖發(fā)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(fā)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(kāi)關(guān)電路104的VG端相連接；所述的續(xù)流二極管D5與傳統(tǒng)直流電磁閥中的勵(lì)磁線圈L相并聯(lián)，其負(fù)極與勵(lì)磁線圈L的A1端及防接錯(cuò)二極管D1的負(fù)極相連接，正極與勵(lì)磁線圈L的A2端及開(kāi)關(guān)電路104的19端相連接；所述的起動(dòng)脈沖發(fā)生電路101、保持脈沖發(fā)生電路102及開(kāi)關(guān)電路104的20端均與DC電壓的負(fù)極相連接。
[0024]所述的起動(dòng)脈沖發(fā)生電路101可以采用多種電路結(jié)構(gòu)，本發(fā)明優(yōu)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(cuò)二極管D1的負(fù)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(fù)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(dòng)脈沖發(fā)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(cuò)二極管D1的負(fù)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(fā)射極均與DC電壓的負(fù)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(dòng)脈沖發(fā)生電路101的輸出端VI端相連接。
[0027]所述的保持脈沖發(fā)生電路102可以采用多種電路結(jié)構(gòu)，本發(fā)明優(yōu)選了以下的電路結(jié)構(gòu):其第一電阻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(jié)構(gòu)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(cuò)二極管D1的負(fù)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(fù)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(fù)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(fù)極、集成電壓比較器IC1的輸出端7腳及本保持脈沖發(fā)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(jié)構(gòu)，本發(fā)明優(yōu)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(jié)構(gòu)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(fù)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(fù)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(jié)構(gòu)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(fù)極與第六二極管D6的負(fù)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