[实用新型]一种节能降耗模块

说明书

技术领域

一种节能降耗模块，该模块采用先进的电子技术及单片机软硬件技术相结合，主要应用在电磁阀的控制上，涉及电磁阀的制造领域、电磁阀的应用领域和节能领域。

背景技术

随着自动化技术在水、气、油管路中的应用，电磁阀作为管路中的开关部件，应用越来越广泛。按照目前市场普遍使用的电磁阀，功耗少则几十瓦，大则上百瓦，或几百瓦。而这些功耗，绝大部分在实际应用过程中以热的方式消耗掉，或为了电磁阀的可靠开启关闭，需要配置非常大的一部分无为的电源功率。节能、降耗是我们当今这个社会的主旋律。试想一下，全国在管路中有多少个电磁阀，如果我们采用新的、简洁、低成本的技术，能够把每个电磁阀的功耗降低百分之九十，相信对我们的整个社会是一件非常有意义的事情。

发明内容

为了克服现有电磁阀在应用时需要大功率和高能耗的缺点，本实用新型提供一种节能降耗模块，该模块采用先进的电子技术和单片机软硬件技术相结合，与电磁阀配合应用，不仅可以极大降低电磁阀的在应用时的能耗，而且电磁阀永远不会发热能极大延长电磁阀的使用寿命。同时也可以采用此技术使电磁阀的体积更加小型化，节约电磁阀的制造材料。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种节能降耗模块，该模块包括PWM发生器、开关电路、功率电路和电源电路，具有两根输入线和两根输出线；电源电路从两根输入线中获得电源转化为PWM发生器和开关电路所需的电源，PWM发生器的PWM输出信号连接到开关电路的控制端，开关电路的输出控制功率电路的功率输出或截止，功率电路的输出与两根输出线相连，两根输出线的另一端在应用时与电磁阀相连；两根输入线另一端在应用时连接到电磁阀所需要的电源上；该模块内置在电磁阀中，与电磁阀构成一个整体；或外置于电磁阀，串接在电磁阀与电源之间。

其中所述的PWM发生器，采用具有PWM输出的单片机电路和相应的软件，或采用普通的IC与分立器件共同构成能输出PWM信号的电路。该PWM发生器通过修改参数，应该可以非常方便提供不同频率、不同占空比的PWM信号。

其中所述的开关电路，采用晶体管或光耦器件，开关电路的控制端连接到PWM发生器的PWM输出信号，PWM输出信号应该能够控制开关电路的开和关；开关电路的输出连接到功率电路的控制端，开关电路的输出的开和关，带动控制功率电路的功率输出或截止。

 其中所述的功率电路，两输入线是直流则采用相应功率的晶体管或场效应管，功率大小决定于输出端所接电磁阀的功率；两输入线是交流则需要一个过零检测电路来同步，同时功率电路则采用相应电流的双向可控硅。根据抗干扰的要求，功率电路可以采用双端平衡输出或单端不平衡输出，所谓双端平衡输出就是采用两个匹配的功率电路，每个功率电路输出一根线，输出的两端对地平衡；所谓单端输出就是采用一个功率电路，输出一根线，另一根线共电源正或电源负。

 模块工作原理描述，我们知道电磁阀是通过内部活塞移动来关闭或打开通路，而控制电磁阀活塞移动的本质是一组线圈，通过对线圈通电，所产生的磁场力使电磁阀内的塞子移动，塞子的移动使电磁阀连接的管路畅通或关闭。因此电磁阀的负载完全就是一个电感性负载。感抗的大小决定于电感量和电路流过电感线圈的电流频率，也就是说增加感抗的途径有两个要不加大电感量，要不提高流过线圈电流的频率和大小。本模块主要采用提高流过线圈电流的大小以及频率来实现。

所谓PWM就是脉冲宽度调制，这是一种具有一定频率脉冲宽度可以调制的通断电压波形。这种波形通过开关电路和功率电路加载在电磁阀上，就形成具有一定频率的电流波形。这种波形不仅可以改变流过负载的电流大小，而且可以改变流过负载的频率大小。该电流波极大提高电磁阀线圈在工作时的感抗，强大的感抗就产生强大的磁场力。就可以控制电磁阀内部塞子的移动或保持状态。

模块工作过程描述，PWM发生器产生PWM信号，PWM信号输入开关电路，使得开关电路的输出与PWM信号同步但信号的幅度要大一些的PWM信号，这个信号控制着功率电路的输出，而该输出就连接到电磁阀的两端，因此具有相应功率的PWM信号，就加载在电磁阀两端，PWM信号就使得电磁阀启动、保持或中断。

本实用新型的有益效果是，一种节能降耗模块，在与电磁阀的配套应用中不仅可以非常巨大地降低电磁阀在应用中的能耗，而且可极大地延长使用寿命。而且本模块电路结构简洁、成本低、体积小，即可以在制造电磁阀时内置其中构成一个节能电磁阀，也可以外置串接在电磁阀与电源之间，使用连接都非常方便。同时也可以非常方便把本技术内嵌在所有电磁阀的控制系统中。

附图说明