[实用新型]一种高压电磁阀线圈驱动系统

说明书

本实用新型公开了一种高压电磁阀线圈驱动系统，高压电磁阀线圈为圆锥形，平行圆锥底面的截面半径沿靠近导流孔的方向逐渐增大；驱动电路包含单片机，隔离模块，H桥模块和电源模块等，所述单片机输出一定占空比和频率的脉宽调制(PWM)信号至隔离模块，之后再通过H桥模块对输出PWM信号功率进行放大以驱动高压电磁阀线圈获得控制导流孔和阀芯运动的能量。本实用新型的线圈结构相比于常规的圆柱形线圈能够增强磁感应强度，有效利用磁场梯度力，降低电磁阀的启动电流和维持电流。驱动电路通过PWM的形式为电磁阀线圈供电，且可以调节维持电磁阀状态的电流小于电磁阀启动电流，避免了长期通电导致的电磁阀功耗过高和阀体发热，具有安全、可靠、节能等优点。

技术领域

本实用新型涉及新能源技术及装备领域，具体涉及一种高压电磁阀线圈驱动系统。

背景技术

高压电磁阀通常安装在工业气体钢瓶、新能源汽车燃料气瓶上，某些气体种类的液化临界点较高(如氢气)以及钢瓶储气量的增大，导致电磁阀的工作气压随之提高。以常闭电磁阀为例，高压下线圈往往需要大电流驱动来克服气体压力和弹簧弹力来打开导流孔，并维持导流孔和动铁芯的开启状态，这导致线圈大量发热形成，当应用环境中有可燃气体时会形成重大安全隐患，且电磁阀功耗过高会导致车载蓄电池等电源的使用寿命大大下降，严重制约了新能源汽车行业的发展。当前高压电磁阀节能的手段主要有改变阀体中部件的材料及结构，降低高压电磁阀的启动和维持电流；通过使用机械定位结构使电磁阀启动后，其动铁芯被固定在开启位置上以消除维持电流。这些方法中，机械定位法应用困难，高压电磁阀工作过程中需要频繁开闭，不可避免造成机械定位部件的磨损，存在使用过程的可靠性和安全性问题。改变阀体中部件的材料及结构是一种高压电磁阀节能手段，但是改变线圈的结构和绕制方法更加简单可行，且能够在使用了新结构或新材料的阀体基础上进一步降低高压电磁阀功耗，提升安全、可靠、节能的使用效果。

实用新型内容

为了弥补现有技术的不足，本实用新型提供了一种高压电磁阀线圈驱动系统，该线圈结构和驱动电路能减少线圈发热，降低电磁阀功耗，提高电磁阀的安全性和可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型的是通过以下技术方案实现的：一种高压电磁阀线圈驱动系统，它包括高压电磁阀线圈及驱动电路；所述高压电磁阀线圈沿靠近导流孔方向的圆锥底面半径逐渐增大，漆包线绕制线圈紧密排列；所述驱动电路包括单片机、隔离模块、H桥模块以及电源模块；所述单片机产生频率和占空比的PWM驱动信号并通过隔离模块输出至H桥模块，同时单片机还提供一路数字信号用于H桥模块中MOS管的开关时间控制，H桥模块输出电流放大后的PWM信号作为电源连接至电磁阀线圈进行供电，电源模块为整个驱动电路进行供电。

进一步的，所述高压电磁阀线圈骨架为抗磁材料，且骨架顶端安装抗磁材料薄片以密封磁极。

特别的，所述高压电磁阀线圈骨架为圆台形、棱锥、棱台横截面面积逐渐变化的形状，线圈紧密排列绕制形成与线圈骨架对应的形状。

优选的，所述高压电磁阀线圈骨架为圆锥形，竖剖面为等腰梯形，沿靠近导流孔方向的圆锥底面半径逐渐增大，漆包线沿垂直圆锥高线的方向绕制。

再进一步的，所述单片机输出的PWM信号频率和占空比均可调。

优选的，所述单片机可以通过调节MOS管的开关时间来改变电流放大倍数，在高压电磁阀启动时刻，电流放大倍数大，在高压电磁阀状态维持过程中，电流放大倍数小。