[发明专利]一种多通道直流电磁铁的保护电路及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电磁铁电路领域，尤其一种多通道直流电磁铁的保护电路及控制方法。

背景技术

直流电磁铁结构简单，使用一个开关元件即可实现点动式控制，因此在家电及工业设备中得到广泛使用。由于电磁铁通电工作时发热明显，一旦开关元件损坏导致无法关断供电就可能造成电磁铁过热烧毁的后果，严重时甚至可能导致火灾。

单通道电磁铁故障检测电路简单的累加无法有效地集中管理多个电磁铁。现有的技术并没有针对这类问题提出有效的解决方案。在电磁铁较多的场合，仍然依赖独立的产品对其中的每个电磁铁分别进行管理，或简单地控制多个电磁铁的通断，缺乏足够的故障诊断与保护措施。

发明内容

本发明的目的是提供一种多通道直流电磁铁的保护电路及控制方法，同时保护多路电磁铁，避免出现财产损失和人员伤亡的事故。

本发明的技术方案是一种多通道直流电磁铁的保护电路，包括：

微控制器，连接总断电保护电路和至少1路电磁铁驱动电路，控制所述总断电保护电路的导通和断开，向所述电磁铁驱动电路发送PWM驱动信号，接收所述电磁铁驱动电路发送的电压信号；

总断电保护电路，连接所有的电磁铁驱动电路，给所有的电磁铁驱动电路提供工作电压；以及

电磁铁驱动电路，接收来自微控制器的PWM驱动信号，向微控制器发送电压信号；

其中，所述电磁铁驱动电路包括：

PWM驱动电路，连接微控制器和总断电保护电路，接收来自微控制器的PWM驱动信号；以及

信号调理电路，连接所述微控制器和PWM驱动电路,采集PWM驱动电路中的电压信号，通过调理后，发送到微控制器中；

其中，所述PWM驱动电路包括：

电磁铁EM1，连接总断电保护电路和开关管Q1的漏极；

续流二极管D1，与所述电磁铁EM1并联，阳极连接总断电保护电路，阴极连接信号调理电路；

开关管Q1，源极接地，漏极连接电磁铁EM1的输出端，栅极连接电阻R1的输出端；

电阻R1，连接所述微控制器和开关管Q1的栅极；以及

电阻R2，连接开关管Q1的栅极和源极。

进一步地，所述微控制器包括：

核心模块，分别连接定时器、模数转换器和通用IO引脚，通过通用IO引脚向总断电保护电路发送开关控制信号；

定时器，同时连接微控制器的至少一个PWM引脚；以及

模数转换器，连接微控制器的至少一个ADC引脚；

所述微控制器中，所述PWM引脚与ADC引脚的数量相同。

进一步地，定时器包括比较输出逻辑单元和同步控制逻辑单元，所述比较输出逻辑单元连接微控制器的至少一个PWM引脚，每个PWM引脚连接一个PWM驱动电路；模数转换器包括同步受控逻辑单元和采集电路，所述同步控制逻辑单元控制同步受控逻辑单元，所述采集电路连接微控制器的至少一个ADC引脚，每个ADC引脚连接一个信号调理电路。

进一步地，信号调理电路包括：

稳压二极管DZ1，连接限流电阻R7的输出端和地；

限流电阻R7，输入端连接开关管Q1的漏极与电磁铁EM之间的公共端，该公共端为电压采样点；

电阻R8，连接限流电阻R7的输出端和微控制器的ADC引脚；

电阻R9连接电阻R7的输入端和地。

进一步地，总断电保护电路包括：

开关管Q2，漏极连接电磁铁EM1的输入端，源极连接24V电源，栅极连接电阻R4的输出端；

电阻R3，连接开关管Q2的源极和栅极；

电阻R4，输入端连接开关管Q3的漏极；

开关管Q3，源极接地，栅极连接电阻R5的输出端；

电阻R5，输入端连接微控制器；

电阻R6，连接开关管Q3的源极和栅极。

进一步地，开关管Q1为N沟道场效应管；开关管Q2为P沟道场效应管；开关管Q3为N沟道场效应管。

本发明的另一个技术方案是一种多通道直流电磁铁保护电路的控制方法，该方法采用前述的保护电路，该方法包括步骤：

S1、微控制器向多个PWM驱动电路发出PWM驱动信号，多个信号调理电路分别采集对应的PWM驱动电路中的电压信号，并将采集到的电压信号发送到所述微控制器中的采集电路；以及

S2、微控制器运算后，向总断电保护器发出开关控制信号，总断电保护器接收信号后导通或断开。