[发明专利]一种双电压合成信号脉宽调制的低功耗高速电磁铁驱动电路

说明书

本发明涉及一种双电压合成信号脉宽调制的低功耗高速电磁铁驱动电路。利用本发明的驱动电路，在电磁铁开启阶段，驱动电路输出高电压使电磁铁线圈电流迅速升到开启电流，电磁铁在短时间内开启；当电磁铁开启后，驱动电路在5%占空比脉宽调制控制信号下，电磁铁进入保持状态，线圈中电流开始下降直到保持电流，由脉宽调制控制信号使电流维持在保持电流附近小范围波动；当电磁铁进入关闭阶段时，线圈电流从较小的保持电流开始下降，电磁铁迅速关闭。此驱动电路采用大电流开启，小电流保持，缩短了电磁铁开启和关闭时间，大幅度降低线圈的功耗，提高电磁铁寿命。该驱动电路使电磁铁实现响应频率高，功耗低等特性。

技术领域

本发明属于电子技术领域，具体是指一种双电压合成信号脉宽调制的低功耗高速电磁铁驱动电路。

背景技术

电磁铁的应用越来越广泛，因此对电磁铁的强电磁力、高频响应、低功耗等方面的性能要求也越来越高，设计一种高效合理的驱动电路在很大程度上能提高电磁铁的性能。现阶段电磁铁的应用中，驱动电路主要有以下三种。

脉宽调制控制驱动，该驱动电路的主要缺点是脉宽调制控制信号由单片机生成，在软件编程上稍显复杂或者脉宽调制控制信号的占空比是固定不变的。

可调电阻式驱动，该电路可以提高电磁铁的响应速度，但是通过改变电阻值来达到改变维持电流大小，电路中可调电阻消耗了较多的能量。

高低电压驱动，该电路因为要提供2种不同的电压，所以受到电源形式的限制，需要进行DC-DC变换，实现起来比较困难，增加了整个电路的复杂性。

因此，设计一种既能够降低电磁铁开启和关闭时间，又能够减少能量损失降低热量产生，提高电磁铁使用寿命的驱动电路是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种双电压合成信号脉宽调制的低功耗高速电磁铁驱动电路，该驱动电路能够降低电磁铁开启和关闭时间，达到高频响应，低功耗，提高电磁铁的使用寿命。

为实现上述目的，本发明的技术方案是包括矩形波发生电路、三角波发生电路、微分型单稳态触发器电路、反相输入求和电路、反相比例运算电路、电压比较器电路及开关电路；所述的矩形波发生电路的输出端连接于三角波发生电路的输入端，所述的微分型单稳态触发器电路接入电磁铁驱动控制信号，微分型单稳态触发器电路的输出端连接于反相输入求和电路的一路输入端，反相输入求和电路的另一路输入端与电磁铁驱动控制信号输入连接，反相输入求和电路的输出端连接于反相比例运算电路的输入端；所述的三角波发生电路的输出端连接于电压比较器电路的一路输入端，反相比例运算电路的输出端连接于电压比较器电路的另一路输入端，该电压比较器电路的输出端与开关电路输入连接；

所述矩形波发生电路用来生成一个占空比、频率均可调的矩形波信号；

所述三角波发生电路以矩形波信号为输入，生成一个幅值、频率均可调的三角波信号；

所述微分型单稳态触发器电路以电磁铁驱动控制信号为输入，生成一个当电磁铁驱动控制信号为上升沿时触发的窄波信号；

所述反相输入求和电路分别以窄波信号、电磁铁驱动控制信号为输入，生成一个幅值可调的负双电压控制信号；

所述反相比例运算电路以负双电压控制信号为输入，生成一个幅值可调的正双电压控制信号；

所述电压比较器电路分别以三角波信号和正双电压控制信号为输入，生成一个前后占空比不一样，频率、占空比均可调的脉宽调制控制信号。