一种小型电磁阀的控制电路设计与Multisim仿真.docx

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一种小型电磁阀的控制电路设计与Multisim仿真

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高术森张团善

【摘要】本文介绍了一种小型电磁阀的控制电路原理，传统的控制方式电磁铁吸合、释放时线圈中的电流较大，线圈保持吸合状态会发热。为了使电磁阀工作稳定可靠，本文采用额定电压吸合、矩形波（PWM）维持的控制方式。基于TS555定时器的多稳态特性设计了电磁阀的控制电路，给出了电路的具体分析，利用multisim10进行仿真，最后给出了实验验证结果。

【关键词】电磁阀；PWM；555定时器；multisim10仿真

DesignandMultisimsimulationofakindofsmallsolenoidvalvecontrolcircuit

GAOShusenZHANGTuan-shan

（XianPolytechnicUniversity，Xian710048，China）

【Abstract】Thisarticledescribesakindofsmallsolenoidvalvedrivecircuitprinciple，thetraditionalcontrolmodewhenthesolenoidvalvepull，release，thecoilcurrentislarger，thecoilkeepthestatemayproduceheat.Inordertomakethesolenoidvalveworkstableandreliable，andsotaketheratedvoltagetostart，rectangularwave（PWM）maintainhelditworkinaway.Designsthecontrolcircuitofthesolenoidvalvebasedonthemulti-steady-statecharacteristicoftheTS555timerandgivesthespecificanalysisofthecircuit，Usemultisim10forsimulation，andfinallygivestheexperimentalresults.

【Keywords】Solenoidvalve；PWM；555timer；Multisim10emulation

0引言

電磁阀是纺织机械、针织机械中应用比较普遍的执行元件之一，传统的控制方法通过微处理器控制电磁阀的吸合和释放，电磁阀的实时快速开启和闭合影响着针织机械的编织效果和生产效率。许多研究学者对针织机械使用的小型电磁阀的控制方式做了一定的研究，吴辉[1]等人对提花袜机电磁阀驱动控制方式做了研究，通过CANBus、STM32微处理器和PC817隔离及晶体管的放电作用来驱动电磁阀。刘兴俊[2]等人对飞行器滚控电磁阀驱动方式做了研究，设计了可调制脉冲控制驱动模块。当前，针织机械上的电磁阀的控制大多采用微处理器管脚输出高低电平与光耦隔离放大相结合的控制方式，大量电磁阀的控制会增加机器的硬件及软件成本，采用PWM控制电磁阀，可以在电磁阀吸合状态维持小电流，电磁阀工作中的发热情况以减少，电力的浪费将降低，电磁阀的正常使用寿命将延长。

本文采用TS555定时器来组成多稳态振荡电路用于产生矩形波（PWM）和驱动放大电路一起来控制电磁阀，该控制方式简单可靠，符合针织机械的控制要求，并利用multisim软件对控制电路进行了仿真分析。

1TS555定时器介绍

TS555定时器[3]是一款低功耗单极型CMOS定时器。使用TS555定时器能够构成振荡电路产生和输出周期性的信号波形。该定时器高输入阻抗：1012Ω，高输出电流能力，输出兼容TTL、CMOS和逻辑MOS，所以TS555定时器在延时电路，波形的产生电路、自动化控制、家庭电器控制等领域被广泛应用。

该TS555定时器内部包含有电压比较器A和电压比较器B、基本触发器RS、一个非门、3个5kΩ的电阻R组成的分压器、一个放电MOS管V。如图1所示，各个引脚功能如下：

1脚（GND）：接地或者公共地端电压，正常接地；2脚（TR）：低电平触发端；3脚（Output）：输出端；4脚（Reset）：复位端，外部低电平复位，正常工作时外接高电平；5脚（CO）：为控制电压端；6脚（TH）：高电平触发端；7脚（D）：放电端。与放电MOS管V集电极连接，外接一个电容，放电管导通时放电；8脚（VCC）：电源端，工作在2V～18V范围内使用。