[实用新型]双电压合成信号脉宽调制的低功耗高速电磁铁驱动电路及其矩形波发生电路

摘要

本实用新型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及其矩形波发生电路。利用本实用新型的驱动电路，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，减少能量损失，降低线圈发热，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。

主权项

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，其特征在于：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；所述矩形波发生电路（1）由运算放大器U1及其外围电路电阻R1、R2、R3、R4和稳压管D1、D2组成，在电阻R4输出一个占空比、频率均可调的矩形波信号，具体连接方式为：运算放大器U1的反相输入端通过电阻R3与地相连，同相输入端分别与电阻R1、R2相连，输出端与电阻R4的一端相连；电阻R1的另一端与运算放大器U2的输出端相连，电阻R2的另一端分别与电阻R4的另一端、稳压管D2的正极相连，稳压管D1的负极与稳压管D2的负极相连，稳压管D1的正极与地相连；所述三角波发生电路（2）由运算放大器U2及其外围电路电阻R5、R6和电容C1组成，在运算放大器U2的输出端输出一个幅值、频率均可调的三角波信号，具体连接方式为：运算放大器U2的反相输入端通过电阻R5与电阻R4输出的矩形波信号相连，同相输入端通过电阻R6与地相连；电容C1一端与反相输入端相连，另一端与运算放大器U2输出端相连。