(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111503349 A(43)申请公布日 2020.08.07
(21)申请号 202010271225.6(22)申请日 2020.04.08
(71)申请人 北京易斯路电子有限公司
地址 100041 北京市石景山区实兴东街11
号南二楼(72)发明人 甘俊
(74)专利代理机构 北京路浩知识产权代理有限
公司 11002
代理人 沈雅芬(51)Int.Cl.
F16K 31/06(2006.01)G05B 19/042(2006.01)H05K 1/02(2006.01)
权利要求书1页 说明书5页 附图1页
(54)发明名称
一种电磁阀的控制电路和电磁阀(57)摘要
本发明实施例提供了一种电磁阀的控制电路和电磁阀，通过半桥驱动器件和单片机控制器的组合对电磁阀实现驱动，由于选用的是最大电流大于或等于预设电流，且占空比的频率大于或等于预设频率的半桥驱动器件，因此，能够实现对高驱动能力和高频率占空比的电磁阀进行控制。另一方面，通过多层电路板的导热覆铜和散热孔实现了散热，保证了控制电路的正常运行。
CN 111503349 ACN 111503349 A
权 利 要 求 书
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1.一种电磁阀的控制电路，其特征在于，包括单片机控制器、多层电路板和至少一个用于对电磁阀进行控制的半桥驱动器件；
所述单片机控制器和半桥驱动器件均设置在所述多层电路板的顶层；所述单片机控制器和半桥驱动器件通过所述多层电路板的信号层连接，且所述多层电路板设置有导热覆铜和散热孔；
其中，半桥驱动器件的所能提供的最大电流大于或等于预设电流，且占空比的频率大于或等于预设频率。
2.根据权利要求1所述的电磁阀的控制电路，其特征在于，所述预设电流为200mA，所述预设频率为4kHz。
3.根据权利要求1所述的电磁阀的控制电路，其特征在于，还包括通信模块；所述通信模块设置在所述多层电路板的顶层，且通过所述多层电路板的信号层连接所述单片机控制器。
4.根据权利要求1所述的电磁阀的控制电路，其特征在于，所述多层电路板为六层电路板；
所述六层电路板包括顶层、底层、信号层、驱动层和地线层；其中，信号层包括第一信号层和第二信号层。
5.根据权利要求3所述的电磁阀的控制电路，其特征在于，还包括：
所述通信模块用于向外接通信设备发送信息或者接收外接通信设备发送的信息，以通过外接通信设备控制电磁阀；
其中，外接通信设备为电脑或终端。
6.根据权利要求3所述的电磁阀的控制电路，其特征在于，还包括：
通过外接通信设备将用于对所述单片机控制器进行升级的程序包发送到所述单片机控制器，以使得所述单片机控制器根据所述程序包进行升级。
7.根据权利要求1所述的电磁阀的控制电路，其特征在于，半桥驱动器件均匀分布在多层电路板顶端的两端，且在多层电路板顶端的每一端均分布4个半桥驱动器件。
8.一种电磁阀，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的电磁阀的控制电路。
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说 明 书
一种电磁阀的控制电路和电磁阀
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技术领域
[0001]本发明涉及电磁阀控制技术领域，尤其是涉及一种电磁阀的控制电路和电磁阀。背景技术
[0002]电磁阀是运用一种较为广泛的控制器件，现有的电磁阀(例如，萨奥电磁阀)控制只能使用原厂的控制器控制，一般需要与上位机结合在一起，实现对电磁阀编程的控制。上位机用于实现编程，将需要的执行程序通过上位机进行编程，编好程序后，通过串口RS485下载到电磁阀编程控制电路的控制器单片机中。然而，现有的电磁阀控制器属于高功率驱动控制器或者类似PLC的低功率输出控制器，无法驱动需要高驱动能力和高频率占空比的电磁阀。
[0003]可见，现有的电磁阀控制器无法对高驱动能力和高频率占空比的电磁阀进行控制。
发明内容
[0004]本发明实施例提供一种电磁阀的控制电路和电磁阀，用以解决现有的电磁阀控制器无法对高驱动能力和高频率占空比的电磁阀进行控制的问题。[0005]针对以上技术问题，第一方面，本发明实施例提供一种电磁阀的控制电路，其特征在于，包括单片机控制器、多层电路板和至少一个用于对电磁阀进行控制的半桥驱动器件；[0006]所述单片机控制器和半桥驱动器件均设置在所述多层电路板的顶层；[0007]所述单片机控制器和半桥驱动器件通过所述多层电路板的信号层连接，且所述多层电路板设置有导热覆铜和散热孔；[0008]其中，半桥驱动器件的所能提供的最大电流大于或等于预设电流，且占空比的频率大于或等于预设频率。[0009]可选地，所述预设电流为200mA，所述预设频率为4kHz。[0010]可选地，还包括通信模块；
[0011]所述通信模块设置在所述多层电路板的顶层，且通过所述多层电路板的信号层连接所述单片机控制器。[0012]可选地，所述多层电路板为六层电路板；[0013]所述六层电路板包括顶层、底层、信号层、驱动层和地线层；其中，信号层包括第一信号层和第二信号层。[0014]可选地，还包括：
[0015]所述通信模块用于向外接通信设备发送信息或者接收外接通信设备发送的信息，以通过外接通信设备控制电磁阀；[0016]其中，外接通信设备为电脑或终端。[0017]可选地，还包括：
[0018]通过外接通信设备将用于对所述单片机控制器进行升级的程序包发送到所述单
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片机控制器，以使得所述单片机控制器根据所述程序包进行升级。[0019]可选地，半桥驱动器件均匀分布在多层电路板顶端的两端，且在多层电路板顶端的每一端均分布4个半桥驱动器件。[0020]第二方面，本发明实施例提供一种电磁阀，包括以上任一项所述的电磁阀的控制电路。
[0021]本发明的实施例提供了一种电磁阀的控制电路和电磁阀，通过半桥驱动器件和单片机控制器的组合对电磁阀实现驱动，由于选用的是最大电流大于或等于预设电流，且占空比的频率大于或等于预设频率的半桥驱动器件，因此，能够实现对高驱动能力和高频率占空比的电磁阀进行控制。另一方面，通过多层电路板的导热覆铜和散热孔实现了散热，保证了控制电路的正常运行。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本发明实施例提供的电磁阀的控制电路中单片机控制器和半桥驱动器件的结构示意图；
[0024]图2是本发明另一实施例提供的设置电磁阀的控制电路中的多层电路板的结构示意图。
具体实施方式
[0025]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]图1为本实施例提供的电磁阀的控制电路中单片机控制器和半桥驱动器件的结构示意图，图2为本实施例提供的设置电磁阀的控制电路中的多层电路板的结构示意图，参见图1和图2，该电磁阀的控制电路包括单片机控制器、多层电路板和至少一个用于对电磁阀进行控制的半桥驱动器件；
[0027]所述单片机控制器和半桥驱动器件均设置在所述多层电路板的顶层；[0028]所述单片机控制器和半桥驱动器件通过所述多层电路板的信号层连接，且所述多层电路板设置有导热覆铜和散热孔(图2中示出了散热孔的剖面图)；[0029]其中，半桥驱动器件的所能提供的最大电流大于或等于预设电流，且占空比的频率大于或等于预设频率。[0030]其中，单片机控制器为MCU。其中，单片机控制器的控制量达到20000等分。[0031]其中，将需要的执行程序通过上位机进行编程，编好程序后，通将程序发送到或者通过串口RS485导入到单片机控制器中，以通过单片机控制器控制半桥驱动器件。[0032]本实施例提供的电磁阀的控制电路用于对“所能提供的最大电流大于或等于预设
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电流，且占空比的频率大于或等于预设频率”的电磁阀进行控制，例如，该电磁阀为萨奥电磁阀。
[0033]其中，单片机控制器通过内部的程序控制各半桥驱动器件，通过半桥驱动器件对电磁阀的工作状态进行控制。[0034]其中，多层电路板为六层电路板。[0035]其中，半桥驱动器件顶部与压铸铝的外壳接触。[0036]需要说明的是，半桥驱动器件的底部通过六层电路板连接在一起，并通过导热覆铜、散热孔把电路板连接在一起，并且半桥驱动器件顶部通过与压铸铝的外壳接触，这样可以起到很好的散热效果，而且兼顾了电磁兼容避免了器件之间的干扰。[0037]本实施例提供了一种电磁阀的控制电路，通过半桥驱动器件和单片机控制器的组合对电磁阀实现驱动，由于选用的是最大电流大于或等于预设电流，且占空比的频率大于或等于预设频率的半桥驱动器件，因此，能够实现对高驱动能力和高频率占空比的电磁阀进行控制。另一方面，通过多层电路板的导热覆铜和散热孔实现了散热，保证了控制电路的正常运行。
[0038]进一步地，在上述实施例的基础上，所述预设电流为200mA，所述预设频率为4kHz。[0039]其中，半桥驱动器件的型号为BTN62TA。[0040]此外，型号为BTN62TA的半桥驱动器件的选择，是一种把高边驱动和低边驱动融合为一体的控制实现方式。能够实现整体的控制，运行速度更快，稳定性能也更高，体积还变得更小，价格也更便宜。
[0041]本实施例中的半桥驱动器件所能提供的最大电流大于或等于200mA，且占空比的频率大于或等于4kHz，能够实现对高驱动能力和高频率占空比的电磁阀进行控制。[0042]如图1所示，进一步地，在上述各实施例的基础上，还包括通信模块；[0043]所述通信模块设置在所述多层电路板的顶层，且通过所述多层电路板的信号层连接所述单片机控制器。[0044]其中，通过通信模块能够远程控制电磁阀的开启或关闭，还可以通过通信模块对单片机控制器中的程序进行升级，例如，通过通信模块将需要升级的升级包发送到单片机控制器，实现升级过程。
[0045]以萨奥电磁阀为例，现有的萨奥电磁阀控制器只能使用预编写的程序控制运行，无法灵活的实现远程的操作，需要人员到设备的现场去编程处理，我们的一种可用于萨奥电磁阀编程控制器，可以满足远程操控，可使用手机、平板电脑等便携式移动设备，随时随地的控制和查看我们的设备，也可以重新编写新的控制程序远程下载到我们的控制设备，无需亲自到设备现场，可以节约人力和财力成本。
[0046]本实施例通过通信模块实现了对电磁阀的远程控制，且通过通信模块实现了对单片机控制器进行远程升级。[0047]如图2所示，进一步地，在上述各实施例的基础上，所述多层电路板为六层电路板；[0048]所述六层电路板包括顶层101、底层106、信号层(102和103)、驱动层105和地线层104；其中，信号层包括第一信号层102和第二信号层103。
[0049]Core和prereg分别为六层电路板的芯板和预浸材料。[0050]需要说明的是，在六层电路板中，信号层(Signal)分为第一信号层102和第二信号
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层103，两层信号层使得控制信号更加的稳定，防止驱动层大电流和高电压的干扰。
[0051]单独的地线层(GND)104可以护送控制信号的稳定也可以防止其他大电流和高电压的干扰。单独的一层电源驱动层(Power Multiple Nets，驱动层105)和可以防止对其他信号控制的干扰。[0052]此外，顶层和底层是双面的焊接层，双面的焊接层易于元器件。
[0053]本实施例通过半桥驱动器件的底部通过六层电路板连接在一起，并通过导热覆铜、散热孔把电路板连接在一起，并且半桥驱动器件顶部通过与压铸铝的外壳接触，这样可以起到很好的散热效果，而且兼顾了电磁兼容避免了器件之间的干扰。此外，由于是六层电路板的连接，避免了出现断路的情况。[0054]进一步地，在上述各实施例的基础上，还包括：
[0055]所述通信模块用于向外接通信设备发送信息或者接收外接通信设备发送的信息，以通过外接通信设备控制电磁阀；[0056]其中，外接通信设备为电脑或终端。[0057]进一步地，在上述各实施例的基础上，还包括：
[0058]通过外接通信设备将用于对所述单片机控制器进行升级的程序包发送到所述单片机控制器，以使得所述单片机控制器根据所述程序包进行升级。
[0059]本实施通过通信模块实现了通过外接通信设备来对电磁阀进行控制，同时通过通信模块实现了远程对单片机控制器的升级。[0060]需要说明的是，在本申请提供的方案中，半桥驱动器件可以选用若干个。[0061]如图1所示，进一步地，在上述各实施例的基础上，半桥驱动器件均匀分布在多层电路板顶端的两端，且在多层电路板顶端的每一端均分布4个半桥驱动器件。[0062]8个智能开关功率器件(半桥驱动器件)分布在电路板的了两端。[0063]进一步地，在上述各实施例的基础上，所述电磁阀的控制电路还包括串口RS485和CAN总线，分别与单片机控制器相连接，用于接收RS485信号和CAN信号。[00]进一步地，在上述各实施例的基础上，所述电磁阀的控制电路还包括电源模块，24V的DC-DC降压电源模块与单片机控制器相连接，用于为电磁阀的控制电路提供5V和3.3V电源。
[0065]综上，本发明实施例将半桥驱动器件均匀分布在六层电路板边缘，所有的半桥驱动器件的底部都全部通过六层电路板连接在一起，并通过导热覆铜、散热孔把电路板连接在一起，并且半桥驱动器件顶部通过与压铸铝的外壳接触，这样可以起到很好的散热效果，而且兼顾了电磁兼容避免了器件之间的干扰。[0066]具体地，以萨奥电磁阀的控制为例：
[0067]本发明提供一种可用于萨奥电磁阀编程控制电路。其中，所述电路包括半桥驱动器件、单片机控制器，所述半桥驱动器件与单片机控制器相连接，根据单片机控制器的信号来控制半桥驱动器件，继而控制萨奥电磁阀的工作状态。本控制电路可以实现萨奥电磁阀的设备控制。
[0068]优选地，半桥驱动器件设置在六层电路板上，各个半桥驱动器件通过六层电路板相连接，所述电路板上设有导热覆铜、散热孔。[0069]优选地，所述各个半桥驱动器件均匀分布在电路板的两端。
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优选地，所述各个半桥驱动器件为BTN62TA，驱动能力不低于200mA，4K高频率占
空比。
优选地，所述半桥驱动器件为8个。
[0072]优选地，所述电路还包括RS485和CAN总线，分别与单片机控制器相连接，用于接收RS485信号和CAN信号。[0073]优选地，所述电路还包括24V的DC-DC降压电源模块，所述24V的DC-DC降压电源模块与单片机控制器相连接，用于给控制器提供5V和3.3V电源。[0074]优选地，所述控制器为单片机MCU，控制量达到20000等分。[0075]另一方面，本实施例提供了一种电磁阀，包括以上任一实施例所述的电磁阀的控制电路。
[0076]本实施例提供了一种电磁阀，通过半桥驱动器件和单片机控制器的组合对电磁阀实现驱动，由于选用的是最大电流大于或等于预设电流，且占空比的频率大于或等于预设频率的半桥驱动器件，因此，能够实现对高驱动能力和高频率占空比的电磁阀进行控制。另一方面，通过多层电路板的导热覆铜和散热孔实现了散热，保证了控制电路的正常运行。[0077]最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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