电磁阀控制电路

电磁阀控制电路

（1）试制作一个电磁阀控制电路

一个参考设计的电磁阀控制电路和印制电路板图[68]如图6.3.8和6.3.9所示，印制电路板的实际尺寸约为65mm×40mm。霍耳传感器U1和小磁铁等构成了铁片检测电路。“555”时基集成电路U2和电位器RP1、电阻器R4、电容器C2等构成了典型单稳态触发电路。交流固态继电器SSR和压敏电阻器RV、限流电阻器R5等构成了交流无触点开关电路，它的负载是一个交流电磁阀。电源变压器T和硅全桥QD，固定式三端集成稳压器U3、滤波电容器C5等构成了电源电路，将220V 交流变换成平滑的9V直流，供控制电路使用。

图6.3.8 电磁阀控制电路电原理图

图6.3.9 电磁阀控制电路印制电路板图

当无铁片插入时，霍耳传感器U1受小磁铁磁力线的作用，其输出端第3脚处于低电平，发光二极管D1亮，晶体三极管Q1截止，与其集电极相接的时基集成电路U2的低电平触发端第2脚通过电阻器R3接电源正极，单稳态电路处于复位状态。此时，U2内部导通的放电三极管（第7脚）将电容器C2短路，U2输出端第3脚为低电平，发光二极管D2不亮，交流固态继电器SSR因无控制电流而处于截止状态，电磁阀无电不吸动，处在闭阀状态。当将铁片投入专门的投票口时，铁片沿着滑槽迅速下滑，在通过检测电路时，小磁铁与U1之间的磁力线被铁片暂时短路，使U1第3脚输出高电平脉冲，经Q1反相后作为U2的触发脉冲。于是，单稳态电路翻转进入暂稳态，U2的第3脚输出高电平，D2发光；同时SSR导通，使控制电磁阀得电自动开阀。这时，U2内部放电三极管截止，延时电路中的C2通过R P和R4开始充电，并使U2的阀值输入端（高电平触发端）第6脚电位不断上升。当。两端充电电压大于号V DD时，单稳态电路复位，U2的第3脚又恢复为低电平，D2熄灭，SSR截止，电磁阀断电关闭。与此同时，U2内部放电三极管导通，C2经第7脚快速放电，电路又恢复到常态。

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电路中，单稳态电路每次进入暂稳态的时间长短，取决于电容器C2和电阻器R4、电位器R P 的时间常数，可由公式t＝1.1×C2（R4＋R P）来估算。调节RP1阻值，可在3～20s范围内连续改变这一时间。发光二极管D1既是U1工作状态指示灯，又兼作电源指示灯；D2是供水指示灯。C1、C3为交流旁路电容器，主要用于消除各种杂波干扰对单稳态电路造成的误触发，使整个控制电路性能稳定可靠。

电路中元器件选择：U1可选用UGN3120或UGN3020，CS3020型开关型霍耳传感器，基本功能是将磁输入信号转换成开关状态电信号输出，它的内部功能包括稳压、磁敏感区、放大、施密特触发整形、开路输出五部分。稳压部分使器件能在较宽的电源电压范围（4.5V～24V）内工作，开路输出使器件很容易地与众多的逻辑电路系列接口。与霍耳传感器配合使用的小磁铁，可用一块尺寸约为10mm×10mm×15mm的永久性磁铁，体积不宜过大。

U2选用NE555型时基集成电路，也可用SL555、LM555或μA555等同类型电路直接代换。U3用78L09型低功耗、100mA固定式三端集成稳压器。Q1选用9014或其他硅NPN小功率三极管，要求电流放大系数β＝50。QD采用1A、50V硅全桥，亦可用4只1N4001型硅整流二极管构成桥式整流电路代替。D1、D2分别用普通红色和绿色发光二极管。

SSR可自制或者采用SP1110型交流固态继电器，SP1110的通态输出电流为1A（有效值），输出端耐压多350V，断态漏电流＜1mA；控制端输入信号电平2～6V，输入电流3～10mA。

RV用390V、1kA（峰流）氧化锌压敏电阻器，并联在SSR的交流输出端，主要防止电磁阀产生的感应电压击穿SSR输出端。RV也可用一只120Ω、1/4W的电阻和一只0.047μF，400V的电容器串联（构成RC吸收回路）后代替。

RP1采用WS-2-X型锁紧型有机实心电位器。R1～R5一律用RTX-1/4W型碳膜电阻器。C1、C3、C4均用CT1型瓷介电容器；C2宜选用钽电解电容器，以保证电路延时精度；C5用CD11/25V 型电解电容器。T用市售220V/12V，3W成品电源变压器，要求长时间运行不发热。电磁阀可根据管道结构及压力情况选用交流220V的常闭型二位二通汽液电控阀。F用带管座的BGXP-0.15A 型（250V，0.15A）保险管。

该电路可以作为一个自动凭票供水控制电路。改变SSR负载形式，也可以作为其他控制器使用。

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