电磁阀驱动电路

设计文件

（项目任务书）

一、设计题目

电磁阀驱动电路系统设计全程解决方案

二、关键词和网络热点词

1．关键词

电磁阀驱动光电耦合……

2．网络热点词

电动开关………..

三、设计任务

设计一个简单的电池阀驱动电路，通过按钮开关控制市场上的12V常闭电池阀打开和闭合。

基本要求：

1）电路供电为24V；

2）电磁阀工作电压为12V；

3）带有光电耦合控制电路；

4）用发光二极管来区别、显示电磁阀的开关开关状态

四、设计方案

1.电路设计的总体思路

电磁阀驱动电路是各种气阀、油阀、水阀工作的首要条件，其作用是通过适当的电路设计，使电池阀能够按时打开或半打开，有需要控制阀以几分之几的规律打

开之类的要求，应设计较精密的的驱动电路。我做的只是一个简单的驱动常闭电池

阀全打开的简单驱动电路。通过光电耦合器控制三极管的导通，进而控制电磁阀的

打开与闭合。电磁阀导通的同时，与之并联的LED灯也随之亮。来指示电磁阀正

在工作。我们选用大功率管TIP122来控制电路的导通、截止，而且这里必须用大

功率管，因为电磁阀导通时电流特别大。考虑到电磁阀断开时会有大股电流回流，这时则需要设置回流回路，防止烧坏元器件，我们这里采用大功率二极管1N4007

与电磁阀形成回流回路来消弱逆流电流的冲击。具体的电路图如下图1所示：

2、系统组成：

在设计整个电路前，我们应该先有个整体构思，建立一个整体框架，然后根据设计要求再逐步细化、设计每一个模块的具体电路，及工作原理。最后将各部分有机的连接到一起，形成一个完整的电路系统。完成项目任务。系统框图如下图2所示：

图2 系统框图

电磁阀驱动电路整个系统主要分两个部分：

第一个部分：光电耦合器控制电路。我们都知道光电耦合器随着输入端电流的增加，其内部发光二极管的亮度也会增强，紧随着光电耦合器的输出电流就会跟着增大。光电耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接受、及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接受而产生光电流，再进一步放大后输出。这就完成了电-光-电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。而我们本电路只需要小电流，故我们加了两个10K限流电阻，产生足以驱动或打开后面的三极管的电流即可。具体电路见图3，其中J1接口外接24V正电源给系统供电。

图3 开关电路原理图

第二部分：电磁阀驱动部分。由前级电路控制三极管开关，当三极管导通后，发光二级管亮，电池阀开关打开。1K电位器的作用是调试电路。因具体的电池

阀驱动电压有一定的浮动值，不同规格的电池阀精度不同，一旦调试好了，完全

可以用定阻代替，这样便可以实现电池阀开关打开与LED灯亮同步进行，这里

的二极管1N4007的作用是与电磁阀形成回流回路来消弱逆流电流的冲击具体电

路图如下图4所示，其中J2接口接电磁阀。

图4 驱动电路原理图

经过实物测试，本设计具有能够驱动电磁阀正常的关断功能，满足设计目的，符合设计要求。

五、电路板布线图（PCB版图）、实物图、元器件清单

1 .PCB绘制过程

执行【文件】→【新建】→【Project】命令，将新工程项目命名为“电磁阀驱动电路”，并向其中添加原理图文件和PCB文件，如图5所示。在原理图编辑环境中，绘制如图1所示的整体电路。

图5 项目工程

绘制完成整体电路后，执行【工程】→【Compile Document 电磁阀驱动电路.SchDoc】命令，查看“Messages”对话框，如图6所示，显示原理图编译无错误。

图6 “Messages”对话框

执行【设计】→【Update PCB Document 电磁阀驱动电路.PcbDoc】命令，弹出“工作顺序更改”对话框，如图7所示。

图7原理图编译后的“Messages”对话框

单击【生效更改】按钮，完成状态检测，如图8所示。

图8 完成状态检测

全部通过检测后，单击【执行更改】按钮，即可完成更改，如图9所示，并在PCB编辑环境下，自动生成PCB图，如图10所示。

图9 完成状态更改

图13 定义板型后

执行【设计】→【板子形状】→【根据板子外形生成线条】命令，使PCB 板外轮廓生成边界线，如图14所示。

单击“Situs布线策略”对话框中【编辑规则】按钮，弹出“PCB规则及约束编辑器”对话框，将“GND”网路中线宽设置为50mil，“VCC”网路中线宽设置为40mil，其他线宽设置为30mil，优先权依次减弱，如图16所示。

, 图16 “PCB规则及约束编辑器”对话框

返回“Situs布线策略”对话框，单击【Route All】按钮，即可自动布线，完成自动布线后，如图17所示。

1 2

4

3

1

2

4

3

2

1

2

1

212

1

321

21

2

1

21 2

1

图17 完成自动布线后

栏中的“敷铜”图标，为PCB敷铜，弹出“多边形敷铜”对话框，参数设置如图19所示。

图19 “多边形敷铜”对话框

设置好参数后，单击【确定】按钮，选择四点，使所画矩形覆盖整个PCB，右键单击退出，顶层敷铜之后如图20所示。

→【切换到3维显示】命令，执行结果如图22所示。

图22 3维显示

2、实物图见下图23

图23 硬件实物图