电磁阀驱动电路(完整资料).doc

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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：

图1

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

执行【设计】→【板子形状】→【根据板子外形生成线条】

在PCB板上放置四个直径为2mm的通孔，作为固定孔。放

图15 放置通孔后

执行【自动布线】→【全部】命令，弹出“Situs布线策略”对话框，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。

命令或单击命令栏中的“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。

铜”操作之前，应先切换到底层图层。底层敷铜之后，如图21

图21 底层敷铜后

电磁阀驱动电路PCB实例进本绘制完毕，下面查看3D视图，执行【查看】→【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3、元器件清单

构成本电路的材料清单如表1所示。

表1 元器件清单

序号名称

元件规

格

数

量

元件编号

1 电阻1kΩ

2 R

3 R5

2 电阻10K 2 R1 R5

3 二极管1N4007 1 D1

4 电阻3K 1 R4

5 连接端子SIP2 2 J1 J2

6 发光二极

管

LED 1 D2

7 光电耦合

器

PC817C 1 U1