雙穩態電磁閥的停電自關閉控制電路的製作方法
2023-05-19 19:23:06
專利名稱：雙穩態電磁閥的停電自關閉控制電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及雙穩態電磁閥的控制電路，具體地說是指雙穩態電磁閥的停電自關閉控制電路。
背景技術：
雙穩態電磁閥通常採用雙脈衝信號操作，正脈衝開閥、反脈衝關閥，開、關閥後斷電並記憶，具有常開常閉兩種狀態功能。通常，其控制電路基本結構及工作原理為包括紅外線發射、接收電路、主控制晶片、極性變換控制電路，其中紅外線發射、接收電路的信號輸出端連接到主控制晶片，主控制晶片的兩個信號輸出端連接到極性變換控制電路，極性變換控制電路的兩個輸出端接到雙穩態電磁閥的兩個輸入端。當紅外線從接通狀態變為阻隔狀態時，主控制晶片根據紅外線發射、接收電路發送的信號控制極性變換控制電路產生一正脈衝，使雙穩態電磁閥開啟，當紅外線由阻隔狀態變為接通狀態時，主控制晶片根據紅外線發射、接收電路發送的信號控制極性變換控制電路產生一反脈衝，使雙穩態電磁閥關閉。當然，更複雜的控制電路還可設定延時開啟或延時關閉等功能。
可見，雙穩態電磁閥的開啟和關閉只需瞬間通電極可，而其餘大部分時間雙穩態電磁閥在無電狀態下處於常開和常閉兩種穩定的工作狀態，因此耗電比單穩態電磁閥小得多。但是，雙穩態電磁閥正常工作的前提是其控制電路不能斷電，如果在開啟的情況下其控制電路斷電了，則雙穩態電磁無法自動關閉，如果該穩態電磁閥用於洗手間的自動衝水裝置，將造成極大的水資源的浪費。
目前，已經出現採用備用電源實現停電後仍能正常工作的雙穩態電磁閥控制電路，但是該方案的原理是在停電時用備用電源代替原電源工作，並非真正實現停電自關閉。
發明內容
本發明提供一種雙穩態電磁閥的停電自關閉控制電路，其主要目的在於克服現有技術中的雙穩態電磁閥的控制電路無法真正實現在停電時自動關閉電磁閥，因而可能造成極大浪費或造成事故發生的缺點。
本發明採用如下技術方案方案一，包括極性變換控制電路、雙穩態電磁閥、儲能電容、有源開關電路及工作電源，其中極性變換控制電路輸入端接工作電源，其兩個輸出端與雙穩態電磁閥的兩輸入端連接，極性變換控制電路可產生正、反向脈衝以控制雙穩態電磁閥開啟和關閉；儲能電容正極接雙穩態電磁閥的關閉脈衝輸入端，負極接地，工作電源正常時儲存一定電能；有源開關電路接於雙穩態電磁閥的開啟脈衝輸入端和地之間，其電源輸入端與工作電源連接，工作電源正常時有源開關電路斷開，工作電源斷電時有源開關電路接通。
前述有源開關電路包括一PNP型三極體，其發射極與雙穩態電磁閥的開啟脈衝輸入端連接，集電極接地，基極接工作電源。
前述有源開關電路也可同時包括一PNP型三極體和一NPN型三極體，PNP型三極體的發射極與雙穩態電磁閥的開啟脈衝輸入端連接，集電極接地，基極接NPN型三極體的發射極，NPN型三極體的集電極和基極接工作電源。
方案一採用純硬體電路實現本發明停電自關閉的功能，無需考慮極性變換控制電路的具體結構，只需在原有雙穩態電磁閥控制電路的基礎上增加一個電容和兩個三極體即可，結構簡單，容易實現。
方案二，包括主控制晶片、極性變換控制電路、低壓檢測模塊、雙穩態電磁閥、儲能電容及工作電源，其中極性變換控制電路的兩個控制信號輸入端接主控制晶片的控制信號輸出端，電壓輸入端接工作電源，其兩個脈衝輸出端與雙穩態電磁閥的兩脈衝輸入端連接；儲能電容正極接雙穩態電磁閥的關閉脈衝輸入端，負極接地，工作電源正常時儲存一定電能；主控制晶片發送控制信號至極性變換控制電路，極性變換控制電路根據該控制信號在其脈衝輸出端產生正向或反向脈衝，以控制雙穩態電磁閥開啟或關閉；低壓檢測模塊的電壓輸入端連於工作電源，其信號輸出端接於主控制晶片的一個信號輸入端，工作電源斷電時，主控制晶片根據低壓檢測模塊發送的信號，在極性變換控制電路的開啟脈衝輸出端產生一低電位。
前述的極性變換控制電路包括兩個PNP型三極體和兩個NPN型三極體，兩個PNP型三極體的發射極構成電壓輸入端接到工作電源，集電極分別與兩個NPN型三極體的集電極連接，每個PNP型三極體的基極均與另一個PNP型三極體的集電極連接，兩個NPN型三極體的發射極接地，基極構成兩個控制信號輸入端接到主控制晶片的控制信號輸出端，集電極構成兩個脈衝輸出端，分別接雙穩態電磁閥的兩輸入端。
前述儲能電容負極通過一PNP型三極體接地，儲能電容的負極接該PNP型三極體的發射極，該PNP型三極體的集點極接地，基極接主控制晶片的一控制信號輸出端，斷電時主控制晶片先發送一控制信號使該PNP型三極體導通，然後在極性變換控制電路的開啟脈衝輸出端產生一低電位。
方案二採用硬體電路和主控制晶片軟體控制相結合來實現本發明的目的，在硬體上僅需在現有技術的基礎上增加一個電容即可，但需要對主控制晶片進行編程。
綜上所述，和現有技術相比，本發明具有以下顯著優點一，不需採用備用電源，真正實現停電時雙穩態電磁閥的停電自關閉；二，電路結構簡單，容易實現。本發明還克服了人們的以下偏見一，人們認為電容的充電放電達不到為電磁閥供電的需求，因而，人們並未考慮採用電容的充電放電來為雙穩態電磁閥的自關閉進行供電；二，人們以往的設計思路陷入了儲備電源的目的僅是用於代替原電源進行工作的誤區，因而認為採用電容的充電放電僅能使系統在斷電後一段短時間內工作，斷電後，如果系統關閉電磁閥的指令需要在該段時間後才發出，則仍無法實現斷電自關閉。可見，本發明儲能電容的接入點極具創造性。
圖1為本發明電路結構框圖；圖2為本發明具體實施方式
一電路原理圖；圖3為本發明具體實施方式
二電路原理圖；圖4為本發明具體實施方式
三電路原理圖。
具體實施例方式
本發明的具體實施方式
一，將本發明雙穩態電磁閥的停電自關閉控制電路應用於衛生間的自動衝水機構，參照圖1和圖2，該電路包括主控制晶片1、極性變換控制電路2、雙穩態電磁閥3、儲能電容4、有源開關電路40、紅外線發射模塊6、紅外線接收模塊7及工作電源8。
參照圖3，極性變換控制電路2包括兩個PNP型三極體21、22和兩個NPN型三極體23、24，PNP型三極體21、22的發射極構成極性變換控制電路2的電壓輸入端20接到工作電源8，其集電極分別與兩個NPN型三極體23、24的集電極連接，PNP型三極體21的基極通過一電阻與PNP型三極體22的集電極連接，PNP型三極體22的基極也通過一電阻與PNP型三極體21的集電極連接，兩個NPN型三極體23、24的發射極接地，基極構成兩個控制信號輸入端201、202接到主控制晶片1的控制信號輸出端，集電極構成兩個脈衝輸出端，分別接雙穩態電磁閥3的兩脈衝輸入端31、32。
紅外線發射模塊6和紅外線接收模塊7分別通過一放大電路70與主控制晶片連接。工作電源8正常時，主控制晶片1根據紅外線發射模塊6和紅外線接收模塊7傳送的信號，向極性變換控制電路2的控制信號輸入端201或202發送控制信號，極性變換控制電路2據此在其脈衝輸出端產生反向或正向脈衝，從而達到控制雙穩態電磁閥3關閉或開啟。
儲能電容4正極接雙穩態電磁閥2的關閉脈衝輸入端31，負極接地，其作用在於當工作電源8正常時儲存一定的電能。
有源開關電路40包括一PNP型三極體41和一NPN型三極體42，PNP型三極體41的發射極與雙穩態電磁閥3的開啟脈衝輸入端32連接，集電極接地，基極接NPN型三極體42的發射極，NPN型三極體42的集電極和基極接工作電源8。有源開關電路40的作用在於當工作電源8斷電時使雙穩態電磁閥3的開啟脈衝輸入端32接地，從而使儲能電容4與雙穩態電磁閥3形成一迴路，儲能電容4釋放其儲存的電能，在雙穩態電磁閥2的關閉脈衝輸入端31產生一瞬間的脈衝，驅動雙穩態電磁閥3執行關閉的動作。
本實施方式採用純硬體電路實現本發明停電自關閉的功能，無須考慮極性變換控制電路2的具體結構，因此，極性變換控制電路2並不局限於本實施方式中所述的具體結構，只要能夠實現變換極性的功能即可。
本發明的具體實施方式
二，參照圖1和圖3，該電路包括主控制晶片1、極性變換控制電路2、雙穩態電磁閥3、儲能電容4、紅外線發射模塊6、紅外線接收模塊7、低壓檢測模塊5以及工作電源8。
極性變換控制電路2包括兩個PNP型三極體21、22和兩個NPN型三極體23、24，PNP型三極體21、22的發射極構成極性變換控制電路2的電壓輸入端20接到工作電源8，其集電極分別與兩個NPN型三極體23、24的集電極連接，PNP型三極體21的基極通過一電阻與PNP型三極體22的集電極連接，PNP型三極體22的基極也通過一電阻與PNP型三極體21的集電極連接，兩個NPN型三極體23、24的發射極接地，基極構成兩個控制信號輸入端201、202接到主控制晶片1的控制信號輸出端，集電極構成兩個脈衝輸出端，分別接雙穩態電磁閥3的兩脈衝輸入端31、32。
紅外線發射模塊6和紅外線接收模塊7分別通過一放大電路70與主控制晶片連接。工作電源8正常時，主控制晶片1根據紅外線發射模塊6和紅外線接收模塊7傳送的信號，向極性變換控制電路2的控制信號輸入端201或202發送控制信號，極性變換控制電路2據此在其脈衝輸出端產生反向或正向脈衝，從而達到控制雙穩態電磁閥3關閉或開啟。
儲能電容4正極接雙穩態電磁閥2的關閉脈衝輸入端31，負極通過一PNP型三極體43接地，該PNP型三極體43的發射極接儲能電容4的負極，集電極接地，基極接主控制晶片1的一個控制信號轉出端。
低壓檢測模塊5連接到工作電源8，並與主控制晶片1連接，當工作電源8斷電時，產生一信號發送到主控制晶片1。
工作電源8正常時，主控制晶片1間歇性地、定時地發送控制信號至PNP型三極體43，使其導通，對儲能電容43進行充電，工作電源8斷電時，主控制晶片仍可在短時間內進行工作，主控制晶片1根據低壓檢測模塊5發送的信號，先發送一控制信號至PNP型三極體43，使其導通，然後發送一控制信號至NPN型三極體24，使其導通，則儲能電容4、雙穩態電磁閥3形成一迴路，儲能電容4放電，在雙穩態電磁閥2的關閉脈衝輸入端31產生一瞬間的脈衝，驅動雙穩態電磁閥3執行關閉的動作。PNP型三極體43的作用在於使儲能電容4在大部分時間內處於斷開狀態，從而減小其漏電的機會，其作用對於採用乾電池為主電源的系統有較大的間諜，而對於採用市電的系統作用則不明顯。
本實施方式採用硬體電路和主控制晶片軟體控制相結合來實現本發明的目的，需要對主控制晶片進行編程。
本發明的具體實施方式
三，與實施方式二基本相同，其區別在於儲能電容4的負極直接接地，因而儲能電容4始終處於充電狀態，造成儲能電容4有可能少量漏電，對於採用乾電池為主電源的系統，其漏電具有一定的影響。工作電源8斷電時，主控制晶片1根據低壓檢測模塊5發送的信號，發送一控制信號至NPN型三極體24，使其導通，則儲能電容4、雙穩態電磁閥3形成一迴路，儲能電容4放電，在雙穩態電磁閥2的關閉脈衝輸入端31產生一瞬間的脈衝，驅動雙穩態電磁閥3執行關閉的動作。
上述僅為本發明的兩個具體實施方式
，但本發明的設計構思並不局限於此，凡利用此構思對本發明進行非實質性的改動，均應屬於侵犯本發明保護範圍的行為。
權利要求
1.雙穩態電磁閥的停電自關閉控制電路，包括極性變換控制電路、雙穩態電磁閥、儲能電容、有源開關電路及工作電源，其中極性變換控制電路輸入端接工作電源，其兩個輸出端與雙穩態電磁閥的兩輸入端連接，極性變換控制電路可產生正、反向脈衝以控制雙穩態電磁閥開啟和關閉；儲能電容正極接雙穩態電磁閥的關閉脈衝輸入端，負極接地，工作電源正常時儲存一定電能；有源開關電路接於雙穩態電磁閥的開啟脈衝輸入端和地之間，其電源輸入端與工作電源連接，工作電源正常時有源開關電路斷開，工作電源斷電時有源開關電路接通。
2.如權利要求1所述的雙穩態電磁閥的停電自關閉控制電路，其特徵在於有源開關電路包括一PNP型三極體，其發射極與雙穩態電磁閥的開啟脈衝輸入端連接，集電極接地，基極接工作電源。
3.如權利要求1所述的雙穩態電磁閥的停電自關閉控制電路，其特徵在於有源開關電路包括一PNP型三極體和一NPN型三極體，PNP型三極體的發射極與雙穩態電磁閥的開啟脈衝輸入端連接，集電極接地，基極接NPN型三極體的發射極，NPN型三極體的集電極和基極接工作電源。
4.雙穩態電磁閥的停電自關閉控制電路，包括主控制晶片、極性變換控制電路、低壓檢測模塊、雙穩態電磁閥、儲能電容及工作電源，其中極性變換控制電路的兩個控制信號輸入端接主控制晶片的控制信號輸出端，電壓輸入端接工作電源，其兩個脈衝輸出端與雙穩態電磁閥的兩脈衝輸入端連接；儲能電容正極接雙穩態電磁閥的關閉脈衝輸入端，負極接地，工作電源正常時儲存一定電能；主控制晶片發送控制信號至極性變換控制電路，極性變換控制電路根據該控制信號在其脈衝輸出端產生正向或反向脈衝，以控制雙穩態電磁閥開啟或關閉；低壓檢測模塊的電壓輸入端連於工作電源，其信號輸出端接於主控制晶片的一個信號輸入端，工作電源斷電時，主控制晶片根據低壓檢測模塊發送的信號，在極性變換控制電路的開啟脈衝輸出端產生一低電位。
5.如權利要求4所述的雙穩態電磁閥的停電自關閉控制電路，其特徵在於所述的極性變換控制電路包括兩個PNP型三極體和兩個NPN型三極體，兩個PNP型三極體的發射極構成電壓輸入端接到工作電源，集電極分別與兩個NPN型三極體的集電極連接，每個PNP型三極體的基極均與另一個PNP型三極體的集電極連接，兩個NPN型三極體的發射極接地，基極構成兩個控制信號輸入端接到主控制晶片的控制信號輸出端，集電極構成兩個脈衝輸出端，分別接雙穩態電磁閥的兩輸入端。
6.如權利要求4所述的雙穩態電磁閥的停電自關閉控制電路，其特徵在於所述的儲能電容負極通過一PNP型三極體接地，儲能電容的負極接該PNP型三極體的發射極，該PNP型三極體的集點極接地，基極接主控制晶片的一控制信號輸出端，斷電時主控制晶片先發送一控制信號使該PNP型三極體導通，然後在極性變換控制電路的開啟脈衝輸出端產生一低電位。
全文摘要
雙穩態電磁閥的停電自關閉控制電路，包括極性變換控制電路、雙穩態電磁閥、儲能電容、有源開關電路及工作電源，其中，極性變換控制電路輸入端接工作電源，其兩個輸出端與雙穩態電磁閥的兩輸入端連接，極性變換控制電路可產生正、反向脈衝以控制雙穩態電磁閥開啟和關閉；儲能電容正極接雙穩態電磁閥的關閉脈衝輸入端，負極接地，工作電源正常時儲存一定電能；有源開關電路接於雙穩態電磁閥的開啟脈衝輸入端和地之間，其電源輸入端與工作電源連接，工作電源正常時有源開關電路斷開，工作電源斷電時有源開關電路接通。本發明不需採用備用電源，真正實現停電時雙穩態電磁閥的停電自關閉，且其電路結構簡單，容易實現。
文檔編號H01H51/00GK1744250SQ20041003563
公開日2006年3月8日 申請日期2004年8月30日 優先權日2004年8月30日
發明者朱振連 申請人:朱振連