具有三極管型開關脈沖發(fā)生電路的節(jié)電型交流電磁閥的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及低圧電器領域，尤其涉及一種具有節(jié)約電能之功能的“具有三極管型開關脈沖發(fā)生電路的節(jié)電型交流電磁閥”。
【背景技術】
[0002]電磁閥(Electromagnetic valve)是一種依靠勵磁線圈產生的電磁力來驅動閥門開、關的流體控制器件。
[0003]交流電磁閥是電磁閥中的一種類型，是家用電器和工控設備中應用非常廣泛的低壓電器。其特點是在勵磁線圈中接入交流電壓、用交流電流產生驅動閥門開、關的電磁力。
[0004]交流電磁閥主要由勵磁線圏、閥芯、復位彈簧組成。圖la、圖1b為交流電磁閥控制流體(氣或液)通、斷的示意圖；圖2a、圖2b為液壓設備中用的交流液壓電磁閥控制“液壓油”流向的示意圖。
[0005]結合圖1a:當勵磁線圈的A1、A2端接通AC220V、AC110V或AC380V電壓(以下通稱AC220V、ACllOV或AC380V為AC電壓)時，其產生的電磁力推動閥芯克服復位彈簧的阻力而向下移動，與閥芯相連接的活塞也隨之下移，所述的交流電磁閥打開，其“入口”與“出口”接通。
[0006]結合圖1b:當勵磁線圈中的AC電壓關斷時，閥芯失磁力，受復位彈簧的作用而上移，活塞也隨之上移，所述的交流電磁閥“復位”，其“入口”與“出口”關斷。
[0007]結合圖2a:液壓電磁閥的勵磁線圈之A1、A2端接通AC電壓時，其產生的電磁力推動閥芯克服復位彈簧的阻力而向右移動，與閥芯相連接的一組活塞也隨之右移，所述的液壓電磁閥之2 口與3 口、I 口與4 口便被接通。
[0008]結合圖2b:液壓電磁閥的勵磁線圈中的AC電壓關斷時，閥芯失磁力，受復位彈簧的作用而左移，活塞也隨之左移，所述的液壓電磁閥“復位”，其之I 口與2 口、4 口與5 口便被接通。
[0009]綜上所述，交流電磁閥的工作過程可分為“推動”、“保持” “復位”三個階段:
[0010]1、推動:勵磁線圏的A1、A2端與AC電壓接通，電磁力推動閥芯運動；
[0011]2、保持:閥芯到達設定的位置，勵磁線圏繼續(xù)與AC電壓接通，閥芯繼續(xù)受電磁力作用而保持在設定的位置上；
[0012]3、復位:勵磁線圏斷開AC電壓，閥芯失電磁力作用而復位。
[0013]顯爾易見，在推動階段，閥芯必須克服靜摩擦力與復位彈簧的彈力需較大的電磁力作用才能運動。與此相對應，AC電壓必須提供較高的電壓、較大的功率(以下稱推動功率)勵磁線圏才能產生較大的電磁力，方能保證閥芯的運動。
[0014]在保持階段，閥芯已到達設定位置，只須克服復位彈簧的彈力就可保持在設定位置上。與此相對應，若此時勵磁線圏仍通以與推動階段一樣高的交流電壓，將造成能量浪費并使勵磁線圏無惠的升溫！
[0015]傳統(tǒng)的交流電磁閥由于推動與保持階段勵磁線圏中均通以相同交流電電壓(例如AC220V)，因此存在以下的嚴重缺點:
[0016]1、發(fā)熱:前已述，在推動和保持階段，傳統(tǒng)的交流電磁閥均通以相同交流電壓(例如AC220V)，因此，發(fā)熱嚴重，勵磁線圏因過熱而燒毀的現(xiàn)象也屢屢發(fā)生；
[0017]2、耗電:傳統(tǒng)的交流電磁閥發(fā)熱的能源就是輸入勵磁線圏中電能，此種有害的發(fā)熱帶來的另一個缺點就是無謂的耗電。減少這種耗電，就可取得“節(jié)電”的效果；
[0018]3、失控:勵磁線圏發(fā)熱之后，其阻抗增加，電流變小，電磁力亦隨之減小而不能推動閥芯至設定位置，家用電器或工控設備會因此而系統(tǒng)失控。
[0019]針對傳統(tǒng)的交流電磁閥的缺點，本發(fā)明要迖到的目標是:
[0020]1、“用電子技術改造傳統(tǒng)產業(yè)”，設計一種電子線路盡量簡單的、所用器件盡量少的、價格盡量廉的、可使傳統(tǒng)交流電磁閥節(jié)電的“節(jié)電單元”；
[0021]2、該“節(jié)電單元”可用于改造在線使用的傳統(tǒng)交流電磁閥，使這些交流電磁閥升級成為具有節(jié)電功能的交流電磁閥；
[0022]3、該“節(jié)電單元”也可集成到將要生產的交流電磁閥中，使交流電磁閥的制造商生產出與“節(jié)電單元”一體化的新型的具有節(jié)電功能的“節(jié)電型交流電磁閥”。

【發(fā)明內容】

[0023]為了達到上述目標，本發(fā)明設計的技術方案是:一種節(jié)電型交流電磁閥，包括節(jié)電單元100與傳統(tǒng)交流電磁閥兩部份，其特征在于:所述的節(jié)電單元100由AC-DC轉換電路101、開關脈沖發(fā)生電路102、開關電路103、降壓電路104、雙極型瞬態(tài)電壓抑止二極管TVS (Bipolar transient voltage suppress1n d1de)組成，并且，所述的 AC-DC轉換電路101的輸入端5端與AC電壓的Pl端相連接；所述的開關脈沖發(fā)生電路102的輸入端7端與所述的AC-DC轉換電路101的輸出端6端相連接；所述的開關電路103的一端與所述的開關脈沖發(fā)生電路102的輸入端7端相連接，另一端與所述的開關脈沖發(fā)生電路102的輸出端9端相連接；所述的雙極型瞬態(tài)電壓抑止二極管TVS與勵磁線圈L并聯(lián)，其一端與勵磁線圈L的Al端相連接，另一端與勵磁線圈L的A2端相連接；所述的開關電路103之中的公共觸點Kl也與勵磁線圈L的A2端相連接、動斷觸點K2與AC電壓的Pl端相連接、動合觸點K3與降壓電路104的一端相連接；降壓電路104的另一端與AC電壓的Pl端相連接；所述的AC-DC轉換電路101、開關脈沖發(fā)生電路102、勵磁線圈L的Al端均與AC電壓的P2端相連接。
[0024]所述的雙極型瞬態(tài)電壓抑制二極管TVS可以用壓敏電阻器(pressure sensitiveresistor)、氣體放電管(gaseous discharge tube)、半導體放電管(thyristor surgesuppressors)、靜電抑止器(Electro-Static discharge)、或瞬態(tài)電壓抑制器(TransientVoltage Suppressor)替代。
[0025]所述的開關脈沖發(fā)生電路102可以采用多種電路結構，本發(fā)明優(yōu)選了以下三種:
[0026](a)、三極管型:由輸入端7、輸出端9、第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容Cl以及三極管Tl組成，它們的連接方式為:輸入端7與所述的AC-DC轉換電路101的輸出端6端相連接；第一電阻Rl的一端與輸入端7相連接；另一端與第一電容Cl的一端、第二電阻R2的一端、三極管Tl的基極均相連接；第一電容Cl的另一端、第二電阻R2的另一端、三極管Tl的發(fā)射極均與AC電壓的P2端相連接；三極管Tl的集電極與輸出端9相連接。
[0027](b)、集成電路型I型:由輸入端7、輸出端9、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第三電容C3以及集成電壓比較器ICl組成，它們的連接方式為:輸入端7與所述的AC-DC轉換電路101的輸出端6端相連接；第三電阻R3的一端、第五電阻R5的一端、集成電壓比較器ICl的8腳均與輸入端7相連接；第四電阻R4的一端、第六電阻R6的一端、集成電壓比較器ICl的4腳、第三電容C3的一端均與AC電壓的P2端相連接；第三電阻R3的另一端、第四電阻R4的另一端、第三電容C3的另一端均與集成電壓比較器ICl的反相信號輸入端2腳相連接；第五電阻R5的另一端、第六電阻R6的另一端均與集成電壓比較器ICl的同相信號輸入端3腳相連接；集成電壓比較器ICl的I腳與輸出端9相連接。
[0028](C)、集成電路型II型:由輸入端7、輸出端9、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第四電容C4以及集成電壓比較器IC2組成，它們的連接方式為:輸入端7與所述的AC-DC轉換電路101的輸出端6端相連接；第四電容C4、第七電阻R7、第九電阻R9各自的一端以及集成電壓比較器IC2的8腳均與輸入端7相連接；第八電阻R8、第十電阻RlO各自的一端以及集成電壓比較器IC2的4腳均與AC電壓的P2端相連接；第四電容C4的另一端、第七電阻R7的另一端、第八電阻R8的另一端均與集成電壓比較器IC2的同相信號輸入端3腳相連接；第九電阻R9的另一端、第十電阻RlO的另一端均與集成電壓比較器IC2的反相信號輸入端2腳相連接；集成電壓比較器IC2的I腳與輸出端9相連接。
[0029]所述的開關電路103由第一二極管D1、繼電器組成，所述的繼電器包括其之線包J以及公共觸點K1、動斷觸點K2、動合觸點K3 ;它們的連接方式為:第一二極管Dl與繼電器線包J相并聯(lián)后，其負極端與開關脈沖發(fā)生電路102的輸入端7端相連接，另一端正極端與所述的開關脈沖發(fā)生電路102的輸