一种高效节能的电磁阀驱动电路设计

Vol. 44 No. 2Apr. 2021第44卷第2期2021年4月电子器件Chinese Journal of ElccLmn DevicesImplementation of a Driving Circuit for EnergySaving Electromagnetic Valve *CHENG Jing * ^ABDULLA Nurmamat , SU Le(College of Electric Engineering ； Key Laboratory of Education Ministry for Renewable Energy Power Generationand Grid Technology in Xinjiang ,Xinjiang University , Urumqi Xinjiang 830047 , China)Abstract : In recent years , with Lhe rapid development of social economy and Lhe acceleration of energy consumption , "energy conservation and environmental protection"has become the proposition of the times. The state has formulatedmore strict conditions for electrical equipment in terms of energy conservation and environmental protection. Electrical equipment is facing great opportunities and challenges. LM317—adjustable three terminal voltage regulator is taken as the core component , an energy-saving driving circuit is designed for electromagnetic valves , the composition and prin ­ciple are described , the circuit model in Multisim software platform is built , and carries out simulation analysis , thenexperimental verification is carried out on the hardware circuit. The results show that the drive circuit can ensure the normal start-up and safe operation of the solenoid valve , and greatly reduce the power consumption , extend its service life,and improve its working safety and stability.Key words : electromagnetic valve ; driving circuit ; energy saving ； safety and stabilityEEACC ：5180 doi ：l 0・3969/j ・issn .1005-9490・2021・02・ 018—种节能电磁阀驱动电路的设计与实现*程静*，努尔买买提•阿布都拉，苏乐(新疆大学电气工程学院，新疆可再生能源发电与并网技术实验室，新疆乌鲁木齐,830047)摘要：近年来，随着社会经济的快速发展，能源的加速消耗，“节能环保”成为时代命题,国家在节能环保方面针对电气设备制定了更加严格的条件，电气设备在节能降耗方面面临着巨大机遇和挑战。

１ １ 电控 单 体 泵 系统 驱 动 要 求 ．
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电 控 单 体 泵 燃 油 系 统 的 主 要 结 构 特 征 在 于 高 速
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５ ｍｓ 电磁 阀 高压峰 值 电流 达 到 ２ 维持 电 流 ｌ 开 启 响 应 时 间 ２ ０ ｓ以 内， 压 维持 电流 ８ Ａ， 足 了 电控 ， Ｏ Ａ， ５Ａ， ０ 低 满 单体 泵 对 升压 驱 动 的要 求 。 关 键 词 ：柴 油 机 ；电 控 单 体 泵 ；电磁 阀 ；驱 动 电 路
ＭＯ Ｓ管 （ 栅 极 ， Ｑ） 在脉 宽调制 信号 的控 制下 ， ＭＯＳ
管 在 周 期 内 完 成 关 断 和 导 通 ， 出 经 过 肖特 基 二 极 输
管 Ｄ。 整流后 ， 由电容 Ｃ。 Ｃ。 出 。 和 输
ａ ）单 片机发 出选 缸 信号 ， 对应 的 ＭＯ Ｓ管在 高

专利名称：一种脉冲电磁阀驱动电路
专利类型：实用新型专利
发明人：刘双春,王志勇,魏肃,柴智,黄志强,刘全喜申请号：CN201820588511.3
申请日：20180423
公开号：CN208112610U
公开日：
20181116
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型提供一种脉冲电磁阀驱动电路，包括单片机U1、第一储能模块、第二储能模块、开关SW1、P型场效应管、N型场效应管、至少两个NPN三极管、若干第一电阻、至少两个第二电阻、至少两个第三电阻。

本实用新型提供的脉冲电磁阀驱动电路，结构简单、实用；通过NPN三极管、P型场效应管和N型场效应管，实现了脉冲电磁阀的打开和关闭；并通过第一储能模块和第二储能模块，保证在掉电阀位记忆时，单片机进行有效的状态记忆存储和维持脉冲电磁阀动作的完成；实现对脉冲电磁阀真实阀位状态进行监测的目的，通过单片机记忆存储真实阀位状态，无需每次开机均重新识别真实阀位状态，节省了开机时间，具有良好的市场前景。

申请人：厦门芯阳科技股份有限公司
地址：361011 福建省厦门市湖里区中国(福建)自由贸易试验区厦门片区港中路1702号403-405单元
国籍：CN
代理机构：厦门加减专利代理事务所(普通合伙)
代理人：李强
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电磁阀电路原理
电磁阀电路原理是通过电磁力作用控制阀门的开关。

电磁阀是利用电磁力原理工作的装置，通过控制电流的通断来控制阀门的开合。

电磁阀电路主要包括电源、继电器、开关和电磁阀本身。

当电源通电时，电流通过继电器的线圈，产生电磁场。

继电器将电流从一组接点切换到另一组接点，从而改变电路的连接关系。

当电流通过继电器的线圈时，电磁场作用于开关，使开关闭合。

开关的闭合导致电流通过电磁阀的线圈，产生磁场。

这个磁场与电磁阀内部的活塞相互作用，使活塞移动，从而控制阀门的开度。

当电源断电时，电磁场消失，开关断开，电磁阀回到初始状态，阀门关闭。

在实际应用中，电磁阀电路常常与传感器、控制器等组合使用，实现对阀门运行状态的监测与控制。

例如，当需要监测液位时，可以将液位传感器与电磁阀电路连接，当液位达到一定高度时，传感器将信号发送给控制器，控制器通过电磁阀电路切换阀门状态，实现对液位的控制。

总之，电磁阀电路通过控制电流的通断，利用电磁力来控制阀门的开合，实现对流体的控制。

它在工业自动化控制、液压传动、液位控制等领域得到广泛的应用。

电磁阀工作原理及控制电路设计
电磁阀是一种常见的控制元件，常用于管道上的流体控制。

其工作原理是利用电
磁力控制流体的开关，从而实现流体的通断。

具体工作过程如下：
1. 电磁阀由主体、线圈和阀芯组成。

主体是外部固定的金属零件，通常由铜、铝
或不锈钢制成。

线圈是用绝缘导线绕成的线圈，能够产生磁场。

阀芯是铁芯，当
线圈通电时能够受到电磁力的作用。

2. 当不通电时，阀芯处于关闭状态，流体无法通过阀门。

此时，弹簧压力将阀芯
推向关闭位置，并将密封圈与阀门密封面紧密贴合，防止流体泄漏。

3. 当线圈通电时，产生的磁场作用于阀芯，产生电磁力将阀芯从关闭位置推向打
开位置。

弹簧压力减小，阀门打开，流体得以通过。

4. 当线圈再次断电时，阀芯受到弹簧力的作用，回到关闭位置，阀门关闭。

设计电磁阀的控制电路一般包括以下几个部分：
1. 电源部分：为线圈提供工作电源，通常选择DC或AC电源。

需要根据具体应
用选择合适的电源供电。

2. 控制信号部分：根据系统的需求，选择合适的开关信号来控制电磁阀的开关。

可以使用按钮、开关、传感器等。

3. 保护部分：添加保护电路，例如过流保护电路、过压保护电路等，以保护电磁
阀的安全可靠运行。

4. 驱动电路部分：根据电磁阀的线圈特性，设计合适的驱动电路。

例如，可以使
用继电器、MOSFET或三极管等来驱动线圈。

5. 信号处理部分：根据需要添加信号处理电路，例如放大、滤波、计时等。

需要根据具体应用情况和要求来设计电磁阀的控制电路，确保其可靠性和稳定性。

电磁阀工作原理及控制电路设计电磁阀工作原理：电磁阀是一种用电磁力来控制流体（液体或气体）的阀门。

其工作原理是通过控制电磁铁产生或断开电磁力来打开或关闭阀门。

电磁铁由线圈和铁芯组成，当施加电流到线圈上时，线圈会产生磁场，吸引铁芯使阀门打开；当电流断开时，磁场消失，铁芯回弹，阀门关闭。

电磁阀的控制电路通常包括一个功率驱动电路和一个控制信号电路。

功率驱动电路负责将电源电压转化为线圈所需的电流，而控制信号电路负责监测输入信号，并根据信号的变化来控制驱动电路的开关。

控制电路设计：1. 选择适当的电源电压和线圈的额定电流，并根据需要选择合适的电磁阀。

2. 设计一个稳压电源电路，将电源电压转化为适合线圈的电流。

稳压电源电路通常包括变压器、整流器、滤波电容和稳压电阻等。

根据电磁阀的额定电流和工作电压，选择合适的变压器和电阻。

3. 设计一个控制信号电路，用于监测输入信号并控制驱动电路的开关。

控制信号电路通常包括信号接收器、比较器、开关电路和驱动电路等。

信号接收器用于接收输入信号，比较器用于将输入信号转化为开关信号，开关电路用于放大和控制开关信号，驱动电路用于接收开关信号并控制电流的通断。

根据具体要求，选择合适的器件和电路拓扑结构。

4. 进行电路布线和连接，根据设计的电路原理图进行电路布线和元件连接。

根据线圈的极性和电源极性，正确连接电源和线圈。

5. 进行电路测试和调整，将设计好的电路进行测试，检查各个部分的工作状态。

根据测试结果调整电路参数和元件安装位置。

6. 进行电路封装和保护，根据需要对电路进行封装和防护，以保证电路的正常工作和安全性。

电磁阀驱动电路原理图
ABS压力调节器的4个常开进油电磁阀的最大起动电流约为3.6 A;4个常闭出油电磁阀最大起动电流约为2.4 A。

而L9349的工作电压4.5～32 V，两路通道内阻0.2Ω，最大负载电流3A；另两路内阻0.3Ω，最大负载电流5A，恰好能满足ABS常开和常闭电磁阀的驱动电流要求，而且较低的导通内阻又能保证低功耗，因此L9349非常适合进行ABS电磁阀的驱动控制。

电磁阀驱动电路原理图见图。

电磁阀驱动电路原理图
在图中，每片L9349能驱动4个电磁阀工作，属于典型的低端驱动。

通过Vs端口给芯片提供12V供电电压；当给输入端IN1～IN4 PWM控制信号，就能方便地控制输出端以驱动4路电磁阀工作，OUT1和OUT2端口的最大驱动能力为5A，应该连接ABS的常闭电磁阀；OUT3和OUT4端口最大驱动能力为3A，应连接ABS常开电磁阀，不可接反；EN端口为使能端，能通过MCU快速关闭芯片；L9349的数字地和模拟地分开，提高了驱动模块的抗干扰能力。

电磁阀驱动电路的驱动原理是通过电流控制电磁铁的开合来驱动电磁阀的开关操作。

具体来说，当线圈通电或断电时，磁芯的运转将导致流体通过阀体或被切断，以达到改变流体方向的目的。

电磁阀里有密闭的腔，在的不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的油管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排油的孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油缸的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞竿带动机械装置动。

这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。

电磁阀驱动电路设计电磁阀驱动电路设计是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素。

以下是关于电磁阀驱动电路设计的详细介绍：一、设计前的准备在开始设计电磁阀驱动电路之前，需要明确电磁阀的参数，如驱动电压、驱动电流和电磁铁阻抗等。

这些参数将决定驱动电路的设计规格。

同时，了解电磁阀的工作原理也是非常重要的，以便更好地设计与之匹配的驱动电路。

二、电路原理图设计电路原理图是整个驱动电路设计的基础。

在设计电路原理图时，需要考虑以下几个方面：1.电源电路：根据电磁阀的驱动电压要求，设计合适的电源电路，确保电源的稳定性和可靠性。

2.开关元件选择：根据电磁阀的驱动电流和电磁铁阻抗等参数，选择合适的开关元件，如晶体管、继电器或场效应管等。

这些开关元件将用于控制电磁阀的通断。

3.保护电路设计：为了保护电磁阀和驱动电路，需要设计相应的保护电路，如过流保护、过压保护和欠压保护等。

4.信号处理电路：根据需要，可以设计信号处理电路，如放大电路、滤波电路和比较电路等，以实现对电磁阀的精确控制。

三、PCB布局设计在完成电路原理图设计后，需要进行PCB布局设计。

在布局设计时，需要考虑以下几个方面：1.元件布局：根据电路原理图和元件封装，合理安排元件在PCB板上的位置，确保电路的稳定性和可靠性。

2.布线设计：根据电路原理图和信号流向，合理规划布线路径和宽度，确保信号的传输质量和稳定性。

3.接地设计：合理设计接地网络，确保电路的稳定性和抗干扰能力。

4.散热设计：对于大功率元件，需要考虑散热问题，合理布置散热片和风扇等散热元件。

四、测试与调试在完成PCB布局设计和制板后，需要进行测试和调试。

测试和调试的目的是验证驱动电路的功能和性能是否符合设计要求。

在测试和调试过程中，需要注意以下几个方面：1.电源测试：测试电源电路的稳定性和可靠性，确保电源符合设计要求。

2.开关元件测试：测试开关元件的通断功能和性能指标，确保其符合设计要求。

3.保护功能测试：测试保护电路的功能是否正常工作，确保在异常情况下能够及时切断电源或发出报警信号。

02
影响电磁炉能效相关的因素
与锅具有关。检测电磁炉能效比时所使用的锅具有严格的要求，必须使用标准锅，所谓的标准锅具就是锅的材质、高度、厚度、口径、含碳量都有严格的要求，检测时不同口径的锅要对应不同的加水量，电磁炉的能效值是在实验室模拟环境下的测试值，具体到消费者使用时由于使用环境的变化，一定会产生偏差，也就是说锅具能够影响电磁炉在使用过程中能效的发挥，同一电磁炉用不同的锅具它的能效值也是不一样的。
主要配件 电磁炉主要有两大部分构成：电子线路部分及结构性包装部分。 电子线路部分包括：功率板、主机板、灯板（操控显示板）、线圈盘及热敏支 架、风扇马达等。 结构性包装部分包括：瓷板（新型电磁炉有用玻璃面板）、塑胶上下盖、风扇叶、风扇支架、电源线、说明书、功率贴纸、操作胶片、合格证、塑胶袋、防震泡沫、彩盒、条码、卡通箱。 内部结构图见下一页：
IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
小知识：
它打破了传统的明火烹调方式，采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具底部铁质材料中的自由电子呈漩涡状交变运动，通过电流的焦耳热（P=I^2*R）使锅底发热。
电磁炉的加热原理决定了这个产品热效高、安全、无污染、节能、使用方便等特点，也正是这些特点促成了电磁炉产品在国外的普及
1
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电磁炉的发明
现代智能型微波炉产品
双头电磁炉 电磁炉茶具
电路解析1
富士宝牌IH-P190B型电磁灶电源与负载驱动电路

第1期(总第177期)现代车用动力No.1(serial No.177)2020年2月MODEＲN VEHICLE POWEＲFeb.2020doi:10．3969/j．issn．1671－5446．2020．01．002网络出版时间:2020年4月网络出版地址:https://www．cnki．net/基于PWM快速电磁阀的驱动控制电路设计*于正同，时培燕，孙锴(中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所，陕西西安710065)摘要:设计了一种快速电磁阀的驱动电路，通过增加接口保护电路，提高了高强度辐射场(HIＲF)防护能力和雷电防护能力。

该电路采用电流闭环控制方法、分组电流控制方法实现强激电流和维持电流独立控制，提高了快速电磁阀的响应速度和电流控制精度。

将快速阀控制电路应用于某航空发动机控制器进行验证，通过验证结果表明，该驱动控制电路能够满足快速电磁阀电流控制要求，并顺利通过HIＲF试验测试。

具有电流控制精度高、电流调节灵活和可靠性高等优点，可适用于航空、车载等控制领域。

关键词:强激电流;维持电流;高强度辐射场;电磁阀中图分类号:TM561．6文献标志码:A文章编号:1671－5446(2020)01－0006－04Design of Drive Circuit for PWM Controlled High Speed Electromagnetic ValveYU Zhengtong，SHI Peiyan，SUN Kai(AVIC Xi’an Aeronautical Computing TechniqueＲesearch Institute，Xi’an710065，China)Abstract:A driving circuit of fast electromagnetic valve is designed．By adding interface protection circuit，the ability of HIＲF protec-tion and lightning protection is improved．The circuit adopts current closed-loop and grouping control methods to realize strong pull-in current and hold-on current independent control，which improves the response speed and current control accuracy of fast electromagnet-ic valve．The fast electromagnetic valve control circuit is applied to an aero engine controller for verification．The results show that the drive control circuit can meet the current control requirements of the fast solenoid valve and pass the HIＲF test successfully．It has the characteristics of high current control accuracy，regulation flexibility and reliability．It can be applied to the control fields of aviation，vehicle and other control fields．Key words:pull-in current;hold-on current;high intensity radiated filed driver current;electromagnetic valve引言快速电磁阀主要用于航空航天发动机喷油控制领域，自从20世纪70年代问世以来，国内外许多厂家及公司对其结构与控制方法进行了研究，中国有关快速电磁阀的研究始于20世纪80年代后期。

电磁阀高低边驱动电路原理首先呢，咱们得知道啥是电磁阀。

电磁阀啊，就是一种用电来控制流体啥的流动方向或者通断的装置。

那为啥要有高低边驱动电路呢？这可就有点讲究啦。

简单来说，高低边驱动电路就是为了能够更好地控制电磁阀工作呗。

就好像你要指挥一个小机器人干活，你得有合适的指令方法，这高低边驱动电路就是给电磁阀的“指令方法”。

那这个高低边驱动电路原理是咋回事呢？通常啊，它是通过控制电流的流向和大小来实现对电磁阀的操作的。

在高边驱动的时候呢，电源这边就像是个大老板，把电能送到电磁阀那边去。

这个过程啊，就有点像大老板给员工发工资（电能），员工（电磁阀）收到工资才能干活（正常工作）。

不过呢，这个过程可不能随便乱来，得按照一定的规则。

比如说，这里面会有一些电子元件来帮忙调节电流的大小和稳定性。

我觉得啊，这就像是公司里的财务人员，把工资算得准准的，不多不少。

低边驱动呢，相对来说就像是从另一个角度来管理这个事情。

它不是从电源直接像高边那样送过去，而是从电磁阀的另一端来进行控制。

这就好比从员工的工作成果那边反过来影响他的收入（电能供应）。

当然啦，这里面也有很多复杂的东西。

在实际操作的时候我们要确定好各个元件之间的连接关系。

这个连接关系呢，不是一成不变的，要根据实际的电磁阀的型号还有使用环境啥的来定。

这就好比你给不同的人安排工作，得根据他们的能力和工作环境来调整工作内容一样。

而且在设计这个电路的时候，我们还要考虑到电压的稳定性。

不稳定的电压就像是情绪不稳定的老板，一会儿给多工资（电能），一会儿给少工资，那电磁阀肯定没法好好工作啦！所以呢，要加一些稳压的元件进去。

这一步真的很重要哦！有时候我们可能会遇到一些小问题，比如说电路突然不工作了。

这时候怎么办呢？先别慌，检查一下连接有没有问题，就像检查一下员工是不是没有收到正确的指令一样。

当然啦，这只是一个初步的检查，具体问题还得具体分析。

一种电磁阀开启力增强与节能模块的制作方法一种电磁阀开启力增强与节能模块的制作方法随着工业化的不断发展，电磁阀在自动化系统中的应用越来越广泛。

然而，传统的电磁阀存在一些问题，如开启力较小、能耗较高等。

为了解决这些问题，我们可以采用一种电磁阀开启力增强与节能模块的制作方法。

我们需要明确目标：增强电磁阀的开启力并降低能耗。

为了实现这个目标，我们可以通过以下步骤来制作电磁阀开启力增强与节能模块。

第一步，优化电磁阀的电磁线圈设计。

电磁线圈是电磁阀的核心部件，通过电磁激励来产生磁场，从而实现阀门的开启和关闭。

我们可以采用多层绕组的设计，增加线圈的匝数，从而增强电磁激励力。

同时，选用高导磁材料作为线圈的芯材，提高磁场的强度。

第二步，优化电磁阀的磁路设计。

磁路是电磁阀中磁场传导的路径，影响磁场的分布和强度。

我们可以采用磁路优化软件对电磁阀进行仿真分析，找出磁场分布不均匀的问题，并通过改变结构或材料来优化磁路设计，提高磁场的强度和均匀性。

第三步，使用永磁材料增强电磁阀的磁场。

传统的电磁阀使用电磁线圈产生磁场，而永磁材料可以产生稳定且强大的磁场。

我们可以在电磁阀的磁路中加入永磁材料，通过与电磁线圈的磁场相互作用来增强磁场，从而增强电磁阀的开启力。

第四步，采用优化的控制电路。

电磁阀的控制电路可以对电磁线圈的供电进行精确控制，从而实现阀门的开启和关闭。

我们可以采用先进的控制算法和高效的功率驱动器，减小能耗并提高响应速度。

同时，可以加入能量回收电路，将阀门关闭时产生的能量回收利用，降低能耗。

通过以上步骤，我们可以制作出一种电磁阀开启力增强与节能模块。

这种模块能够增强电磁阀的开启力，并降低能耗，提高电磁阀的工作效率和可靠性。

在实际应用中，我们可以根据具体需求选择合适的电磁阀和优化方案，并进行系统集成与调试。

电磁阀开启力增强与节能模块的制作方法是通过优化电磁线圈和磁路设计，利用永磁材料增强磁场，以及采用优化的控制电路来实现的。