电磁阀驱动电路

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1、【最新整理，下载后即可编辑】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

2、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

3、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：电源输入端V V V开丿电路岖 动 电 路y/ 电醯阀电路上 厂L接地鱼共端卩图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

4、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。vcc10KGND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 1N

5、4007 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】一【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。ProjectsWo rk5pace-1.D5 nWrk工库台电噎阔驱謝电路旳Pcb工程 Files C：1 Stru ctu re

6、馬回*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。Mksjkd血 Document 5cur. Message Pnfc电鑑离闔”匚g.Ccirpilf successful nc errors foundUmsDfeN.ID恥也 201W. 1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Z示。找态Add LpartentCl2|性0回00 7-

7、7-/-Z回回回回D1DZHJ2Q1R1R2R3电R5S1U1 !-= :二 二 -= 二二 - =- - - ; = ;二 -=u=.-) 一 - -=:-U00 八=lf一u八 21 - -=LF咼爲覇甜理ST兒症沦耳la耳邑捞妬巨J&.HtOxIo箋电潦胡 SlWfS.PrbDgTo即目爾觀U尿毗Omla匹电崩齣券皿cIo耍电處窝近动巨空.PtbOnc10理电繰觀W洛PTtDBCla电电迸1宓JW蹈.Feb皿Io国电壷医近动巨岳FrbDocTo殴邑孵觀刍聳PltClDCIo箋电潦迟WfSHbDgTo即弓芭觀乓毎ftbOmla9 邑新齣Wi&.HLOMdsdddMudd举* “ d “ *

8、車To七讯武D1la灵岂播娠Wi&.ptom=tNtDL?To国W西闫煎免W岳FtbDocTG国;邑孵觀 課PitOocSzNeKilJIoBft电拂胡两巨思FThDof七脱R1To甲 碗同近站W曲,PttOMTC头电鱷菇謹FrtOoc=tNe+R3_1Io枣电簡盼巨甩毗如弐甌 #ii7S握告更或冋画EHJSES单击【生效更改】按钮，完成状态检测，如图8所示Add爺 NetR2_2MSNftR5.1工程證改顺序Tn3R电耶駆五电隆Td38电点阑踰直曜皿血To珊电彌驱徒證皿險Tfl函 驟曦动电践刚汨处Ta珀 电彌翩胶住禺PdbDxTn阳To躍 曲頭瓯躍哂DCK基 电S她疑匮RcfaEtTd霉 电

9、曹IIBESl电医To函电蔺玛踰电躍皿血To阳电电谓固?电匿圈CkKTdBH电咸礁敢电艮.WbOotTOn邑SI咫胆 哂DocTD基也砌长磨励險td电 电S!瀬屈:吗匮曲0Tn霉电勒潮航电宙皿口口亡Td基I电强飓航电踐用口口：TdI3Q电曹駕固?电艮PcbEvTO函强礦动电書哂口处TflS毛閣阳胶遇程，幽口处K吁惑口45?显丽ft误工壬图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完成状态更改将“Room”和所有元件移动到PCB板上，并调节“Room” 尺寸，如图11所示。图11调节“ Room ”

10、尺寸后元件布局采用手动布局的方式，尽量将元件集中到一个区域， 并采用【排列工具】命令，使元件对齐或等间距排列，排列好的 元件如图12所示。图12排列好的元件再次调节“Room”尺寸，使“Room”区域覆盖所有元件即可，布局完毕后，执行【放置】一【走线】命令，绘制出矩形框，选择绘制出的矩形框，然后执行【设计】一【板子形状】一【按照选择对象定义】命令，执行结果如图13所示。图13定义板型后执行【设计】一【板子形状】一【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。14在 PCB 板上放置四个直径为 2mm 的通孔，作为固定孔。放 置通孔后，如图15所示。图15放置通孔后执行

11、【自动布线】一【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30mi 1，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。图17完成自动布线后完成自动布线后，仍需手动对某些线进行调节或者对某 些元件的布局进行调整，再次调整布线，如图18所示。图18调整后的布线图完成布线后，

12、切换到顶层，执行【放置】一【多边形敷铜】 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。底层敷铜方法与底层敷铜方法一致，需要注意的是执行“敷铜”操作之前，应先切换到底层图层。底层敷铜之后，如图 21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、

13、实物图见下图23Ms皿005-s 5X87C81 ulPC图23硬件实物图SLR暮CA fiFO SO3、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阻1kQ2R3 R52阻10K2R1 R53二极管1N40071D14阻3K1R45连接端子SIP22J1 J26发光二极 管LED1D27光电耦合 器PC817C1U18自锁开关6脚1Sw9三极管TIP1221Q1六、 关于该电路的视频讲解视频讲解文件见本包附带的相应文件夹。七、 配套习题、注意事项习题(1) pc817 是什么芯片？ 答：一种常用的光电耦合器(2) 电路仿真时没有电磁阀怎么办？ 答：可以用继电器代替，他们的原理差不多。(3) 图中1IK电位器是否可以换成定值电阻？ 答：不可以，仿真时用的是继电器，与实际的电磁阀有 一定的区别，加一个电位器方便电路调试。注意事项(1) 当电路各部分设计完毕后，需对各部分进行适当的连 接，并考虑器件间相互的影响。(2) 设计完成后要对电路进行噪声分析、频率分析等测试。(3) 电路图连接完成后