本實用新型涉及電器設備領域，具體涉及一種電磁鎖驅動電路及電磁鎖。

背景技術：

目前，一些電器設備使用時需要開門和關門，傳統的門一般是手動門，手動控制開門關門，為了開關門更方便，也有一些設備使用電動門進行開關。例如，洗碗機絕大多數采用的是手動門，也有少數高端品牌采用的是電動門，電動門的驅動主體機構主要是同步電機及大功率電磁鎖，如圖1所示，給出了大功率電磁鎖的結構圖，包括鐵柱1、彈簧2、永磁體3、勵磁線圈4和勵磁線圈的引線5，其中鐵柱1是電磁鎖的運動部件，是電磁鎖被吸合和被釋放的主體，彈簧2為電磁鎖開鎖時釋放提供回彈力，永磁體3為電磁鎖吸合保持提供強大磁力；勵磁線圈4通正電流時，產生與永磁體同方向的磁場，通反向電流時產生與永磁體相反方向的磁場；勵磁線圈引線5與外圍驅動電路高壓直流端連接。一般整個電磁鎖正向吸合時間為小于0.2s，反向釋放時間小于0.1s，通電時間間隔最少4S。

關門時，同步電機配合減速齒輪機構將門緩慢平穩拉起，當門離內膽邊框距離接近5cm左右時，大功率電磁鎖啟動并快速將門拉緊關好，此時大功率的電磁鎖在吸合時需要較大功率；然而，在電動門釋放時需要較小的功率，功率過大可能導致產生的與永磁體相反方向的磁場過大，鐵柱1仍被吸合，造成電磁鎖無法釋放而導致門無法打開。由于吸合和釋放需要提供正反兩個方向的電壓或電流，同時正反方向電壓或電流大小也不能相同，故常規做法是采用兩個不同電源來提供吸合和釋放的驅動源，電路結構復雜，成本高，不利于自動門的普及。

技術實現要素：

因此，本實用新型要解決的技術問題在于克服現有技術中的電磁鎖需要兩個驅動電源使得電路結構復雜、成本高的缺陷。

為此，本實用新型實施例提供一種電磁鎖驅動電路，包括第一電源輸入端、第二電源輸入端和電流控制元件，所述電磁鎖驅動電路在第一工作狀態時，所述第一電源輸入端與電磁鎖的勵磁線圈的第二端連接，所述第二電源輸入端與電磁鎖的勵磁線圈的第一端連接；所述電磁鎖驅動電路在第二工作狀態時，所述第一電源輸入端與電磁鎖的勵磁線圈的第一端連接，所述第二電源輸入端與電磁鎖的勵磁線圈的第二端連接，所述電流控制元件串聯連接在所述第一工作狀態或所述第二工作狀態所形成的回路中，用于改變流過所述回路的電流。

優選地，在所述第二工作狀態所形成的回路中，所述電流控制元件設置在第一電源輸入端和電磁鎖的勵磁線圈的第一端之間，或所述電流控制元件設置在第二電源輸入端與電磁鎖的勵磁線圈的第二端之間；

或者

在所述第一工作狀態所形成的回路中，所述電流控制元件設置在第一電源輸入端和電磁鎖的勵磁線圈的第二端之間，或所述電流控制元件設置在第二電源輸入端與電磁鎖的勵磁線圈的第一端之間。

優選地，所述電流控制元件包括電容或電感。

優選地，在所述電流控制元件的兩端并聯設置有泄放元件。

優選地，所述電磁鎖驅動電路通過雙刀雙擲可控開關在所述第一工作狀態和所述第二工作狀態之間切換，所述雙刀雙擲可控開關的第一靜觸點連接所述勵磁線圈的第一端，第二靜觸點連接所述勵磁線圈的第二端；第一動觸點和第四動觸點均連接第二電源輸入端；第二動觸點和第三動觸點均連接第一電源輸入端；

第一工作狀態下所述第一靜觸點連接第一動觸點，第二靜觸點連接第三動觸點，第二工作狀態下所述第一靜觸點連接第二動觸點，所述第二靜觸點連接第四動觸點。

優選地，第二工作狀態所形成的回路中，所述電流控制元件設置在所述第四動觸點和第二電源輸入端之間；或者所述電流控制元件設置在所述第二動觸點和第一電源輸入端之間。

優選地，所述雙刀雙擲可控開關為雙刀雙擲繼電器，其輸入端連接第二電力電子開關的輸出端，所述電力電子開關的輸入端連接第二信號輸出端。

優選地，所述第一電源輸入端和第二電源輸入端連接直流電源或者連接由交流電源經整流電路整流后輸出的直流電源。

優選地，在所述交流電源和所述整流電路之間設置有第一可控開關。

優選地，所述第一可控開關為繼電器，其輸入端連接第一電力電子開關的輸出端，所述電力電子開關的輸入端連接第一信號輸出端。

此外，本實用新型實施例還提供一種使用上述的電磁鎖驅動電路驅動的電磁鎖。

本實用新型實施例提供的技術方案，具有如下優點：

1.本實用新型實施例提供的電磁鎖驅動電路，包括第一電源輸入端和第二電源輸入端和電流控制元件，該電路包括兩個工作狀態，在兩個工作狀態下，第一電源輸入端和第二電源輸入端分別交替連接電磁鎖的勵磁線圈的第一端和第二端，使得輸入勵磁線圈的電流方向相反，所述電流控制元件串聯連接在所述第一工作狀態或所述第二工作狀態所形成的回路中，用于改變流過所述回路的電流，從而使得在第一工作狀態和第二工作狀態下流入勵磁線圈的電流不同，使得勵磁線圈產生的磁場也不同，分別滿足電磁鎖閉鎖和開鎖的需求，從而該驅動電路實現了通過單一電源控制電磁鎖，減少了電源數量，省去了常規電路復雜的降壓部分，大大簡化了外圍電路，降低了外圍電路的設計難度及設計成本，解決了電磁鎖反向勵磁時功率過大無法回彈釋放的問題，提高了系統的可靠性。

2.本實用新型提供的電磁鎖驅動電路，所述電流控制元件包括電容或電感，優選為電容，該電容能夠實現降壓限流的作用，由于電容具有隔直通交的作用，從電容通電到充滿電的過程中，勵磁線圈電流逐漸減小直至為0，電壓逐漸減小直至為0，整個過程中電磁鎖的功率由于電容的串入相比正向吸合過程功率大大降低，其功率的大小可以通過選擇不同的容值的電容來調節，當調節到勵磁線圈反向產生的磁場強度與永磁體的磁場強度大小相等、方向相反時，電磁鎖的釋放功能達到最佳，解決了現有技術中電磁鎖釋放不開的問題，提高了系統的可靠性。

3.本實用新型實施例所述的電磁鎖驅動電路，在所述電流控制元件的兩端并聯設置有泄放電阻，其目的是在下個釋放時刻到來前將電容充滿的電荷釋放完畢，為下次開啟續流做準備，保證流控制元件每次正常工作。

4.本實用新型實施例所述的電磁鎖驅動電路，通過雙刀雙擲可控開關在所述第一工作狀態和所述第二工作狀態之間切換，雙刀雙擲可控開關可以是雙刀雙擲繼電器，雙向同時切換，且容易控制，提高了電磁鎖的吸合和釋放速度。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為電磁鎖的結構圖；

圖2A、圖2B、圖2C分別為本實用新型實施例1中電磁鎖驅動電路的具體示例的結構圖；

圖3為本實用新型實施例2中的電磁鎖驅動電路的一個具體實例的結構圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，還可以是兩個元件內部的連通，可以是無線連接，也可以是有線連接。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

此外，下面所描述的本實用新型不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結合。

實施例1

本實施例中提供一種電磁鎖驅動電路，用于驅動電磁鎖的閉鎖或開鎖動作，該電磁鎖的結構如圖1所示，該電磁鎖驅動電路接入所述電磁鎖的勵磁線圈4的第一端和第二端，用于通過控制輸入電磁鎖勵磁線圈的電流而控制電磁鎖的工作狀態。

本實施例中的電磁鎖驅動電路如圖2A和圖2B所示，包括第一電源輸入端、第二電源輸入端和電流控制元件，其中第一電源輸入端和第二電源輸入端可以直接連接直流電源或者連接由交流電源經整流后輸出的直流電源，第一電源輸入端和第二電源輸入端分別是電源的正極端和負極端。

本實施例中的電磁鎖驅動電路具有兩個工作狀態：

第一工作狀態例如為電磁鎖的閉鎖狀態，如圖2A所示，電磁鎖驅動電路在閉鎖時，所述第一電源輸入端與電磁鎖的勵磁線圈的第二端連接，所述第二電源輸入端與電磁鎖的勵磁線圈的第一端連接。此時，電磁鎖的勵磁線圈輸出與電磁鎖的永磁體方向相同的磁場，使得磁場強度增強，電磁鎖的鐵柱1克服彈簧2的彈力運動并與永磁體3吸合，實現閉鎖。

第二工作狀態例如為開鎖狀態，如圖2B所示，電磁鎖驅動電路開鎖時，其第一電源輸入端與電磁鎖的勵磁線圈的第一端連接，所述第二電源輸入端與電磁鎖的勵磁線圈的第二端連接，電流接入方向與閉鎖狀態相反，電流控制元件串聯連接在該第二工作狀態所形成的回路中。如圖2B所示，電流控制元件即可以設置在第一電源輸入端和電磁鎖的勵磁線圈的第一端之間，也可以設置在第二電源輸入端與電磁鎖的勵磁線圈的第二端，選擇其中的一個位置設置即可，當然兩個位置均設置也是可以的。

作為電流控制元件的一種具體實現方式，如圖2C所示，電流控制元件可以選擇電容，由于電容值可以根據需要來選擇，且接入回路簡單方便，成本低，因此電流控制元件優選電容，圖2C中該電容串聯在第二電源輸入端與勵磁線圈的第二端之間，用于改變流過該回路的電流。在開鎖過程中電磁鎖的功率由于電容的串入相比正向吸合過程功率大大降低，當調節到勵磁線圈反向產生的磁場強度與永磁體的磁場強度大小相等、方向相反時，電磁鎖的釋放功能達到最佳，解決了現有技術中電磁鎖釋放不開的問題，提高了系統的可靠性。為了保證電容上的電荷每次充分釋放，作為進一步優化方式，還在所述電容的兩端并聯設置泄放元件，泄放元件可以是圖2C中的泄放電阻，在電容的兩端并聯設置電阻，用于泄放回路中的電荷，其目的是在下個釋放時刻到來前將電容充滿的電荷釋放完畢，為下次開啟續流做準備，保證電容每次正常工作。

作為其他可以替換的實現方式，電流控制元件還可以選擇為電感等具有電流控制功能的器件，其位置可以選擇在第二工作狀態下串聯在第一電源輸入端與勵磁線圈的第一端之間或串聯在第二電源輸入端與勵磁線圈的第二端之間，只要在第二工作狀態形成的回路中接入電流控制元件實現功率的變化即可。當然為了實現開鎖狀態和閉鎖狀態的電流不同，也可以將電流控制元件設置在閉鎖狀態形成的回路中，使閉鎖狀態回路形成的電流增大，電流的調節也可以通過電流放大器或者具有電流放大作用的三極管來控制，使得開鎖時的電流小于閉鎖時的電流，開鎖時功率降低，電磁鎖的釋放功能加強，能夠實現順利開鎖即可。因此，上述第一工作狀態和第二工作狀態可以互換，也就是說在開鎖狀態和閉鎖狀態改變電流均可以實現，只要保證開鎖電流小于閉鎖電流即可，在此實用新型構思下的任意實現方式均屬于本實用新型的保護范圍內。

本實施例中的電磁鎖驅動電路，閉鎖和開鎖狀態下，第一電源輸入端和第二電源輸入端分別交替連接電磁鎖的勵磁線圈的第一端和第二端，使得輸入勵磁線圈的電流方向相反，所述電流控制元件串聯連接在第二工作狀態所形成的回路中，用于改變流過所述回路的電流，從而使得在第一工作狀態和第二工作狀態下流入勵磁線圈的電流不同，使得勵磁線圈產生的磁場也不同，分別滿足電磁鎖閉鎖和釋放的需求，從而實現了通過單一電源控制電磁鎖的驅動電路，減少了電源數量，省去了常規電路復雜的降壓部分，大大簡化了外圍電路，降低了外圍電路的設計難度及設計成本，解決了電磁鎖反向勵磁時功率過大無法回彈釋放的問題，提高了系統的可靠性。

實施例2：

本實施例中提供一種電磁鎖驅動電路，在實施例1的基礎上，第一電源輸入端和第二電源輸入端連接由交流電源經整流電路整流后輸出的直流電源，通過交流電源來為電磁鎖驅動電路供電。此外，本實施例中的電磁鎖驅動電路通過雙刀雙擲可控開關在開鎖和閉鎖狀態之間進行切換。

如圖2所示，本實施例中的電磁驅動電路的電源由交流電源提供，交流電源經橋式整流電路整流后輸出直流電源，所述交流電源的輸出端ACN通過整流二極管D1(D1為正向連接)連接第一電源輸入端，通過整流二極管D2(D2為反向接入)連接第二電源輸入端，所述整流二極管D1與所述整流二極管D2方向相反，所述交流電源的第二輸出端ACL通過整流二極管D3(D3反向接入)連接第二電源輸入端，通過整流二極管D4(D4正向接入)連接第一電源輸入端，所述整流二極管D3與整流二極管D4方向相反，所述整流二極管D3與所述整流二極管D2方向相同，整流二極管D1與D4方向相同。此處的整流二極管D1、D2、D3、D4可選常規的1N4007，也可以是其他合適的二極管或整流橋。通過該整流電路，將交流電源轉換為直流電源輸出，第一電源輸入端為正極輸入端，第二電源輸入端為負極輸入端。

為了對電源進行控制，在所述交流電源的輸入端ACL和整流電路之間設置有第一可控開關，所述第一可控開關為繼電器K1，繼電器K1的接線端連接第一電力電子開關的輸出端，所述電力電子開關的輸入端連接第一信號輸出端。此處的電力電子開關可以是三極管Q1，為NPN型三極管，當然其他的三極管或者MOS管也適用。三極管Q1的基極通過電阻R4連接信號輸出端第一I/O口，此處的信號由控制器發出。Q1的集電極連接繼電器K1的接線端口1，在繼電器K1的接線端口1和接線端口2之間還并聯有續流二極管D5，防止繼電器K1斷開時產生的反電勢對電路造成影響或元器件損壞。繼電器K1的接線端口2通過電阻R2連接+12V電源。

本實施例中，所述電磁鎖驅動電路通過雙刀雙擲可控開關在所述第一工作狀態和所述第二工作狀態之間切換。當然不采用雙刀雙擲可控開關，而是選擇其他可控開關通過聯動控制(如多個繼電器相互配合)也可以實現上述切換，但由于雙刀雙擲可控開關可以同時進行雙路控制，因此實現起來更加簡單方便。此處的雙刀雙擲可控開關可以是雙刀雙擲繼電器K2，其第一靜觸點連接所述勵磁線圈的第一端，第二靜觸點連接所述勵磁線圈的第二端；第一動觸點和第四動觸點均連接第二電源輸入端；第二動觸點和第三動觸點均連接第一電源輸入端，第一靜觸點與所述第一動觸點或第二動觸點接觸；第二靜觸點與所述第三動觸點或第四動觸點接觸。本實施例中電流控制元件電容C1設置在所述第四動觸點和第二電源輸入端之間，電容C1的兩端并聯電阻R1。本實施例中，選擇電容C1的耐壓400V以上，容量根據電磁鎖釋放的實際功率進行調整，泄放電阻R1綜合功耗以及所需泄放時間進行合理選擇。

第一工作狀態為閉鎖狀態，所述第一靜觸點連接第一動觸點，第二靜觸點連接第三動觸點，第二工作狀態為開鎖狀態，第一靜觸點連接第二動觸點，所述第二靜觸點連接第四動觸點，第四動觸點通過電容C1連接第二電源輸入端。其中，第一動觸點和第三動觸點為常閉觸點，雙刀雙擲繼電器K1的接線端連接第二電力電子開關的輸出端，當沒有信號輸入時，繼電器K2常閉觸點閉合，當有電流輸入后，繼電器K2的常閉觸點打開，切換到第二動觸點和第四動觸點，實現了雙刀雙擲。

其中，控制繼電器K2啟動的第二電力電子開關為三極管Q2，三極管Q2的基極通過電阻R5連接信號輸出端第二I/O口，該控制信號由控制器發出，通過其輸出的信號進行控制繼電器K2的動作。三極管Q2的集電極連接繼電器K2的一個接線端，控制繼電器K2的雙刀雙擲的切換。繼電器K2的另一接線端還通過電阻R3連接到+12V電源，在繼電器K2的兩個接線端口之間還并聯有續流二極管D6，防止繼電器K2斷開時產生的反電勢對電路造成影響或元器件損壞。三極管Q1和三極管Q2的發射極分別接地，所述第一I/O口和第二I/O口還分別通過電阻R6、R7接地。

將本實施例中的電磁驅動電路應用與電磁鎖中，具體工作過程如下：當按下關門鍵，同步電機通過減速齒輪機構帶動電動門開始慢慢閉合，當自動門閉合到離門框位置約5cm時，門底端的感應開關感應到信號傳輸給主芯片IC，主芯片IC作為主控制器，發出電磁鎖閉合信號，給出高電平，此時三極管Q1導通，繼電器K1動作，市電通過整流橋整流后經繼電器K2的觸點流入電磁鎖的勵磁線圈，此電流產生的磁場方向與永磁體的方向相同，與永磁體磁場疊加后產生的強磁場力克服電磁鎖的彈簧彈力拉動鐵柱直至與永磁體吸合，此時由于永磁體與鐵柱的極近距離而產生強大的磁引力，其值遠大于彈簧的彈力，此時斷電后，吸合狀態仍被保持，直至下次開門動作，整個通電過程約0.2S。

當按下開門鍵，主芯片IC控制Q1和Q2的第一I/O口和第二I/O口輸出高電平，此時三極管Q1和Q2導通，繼電器K1和K2開始動作，市電經整流橋反向流入電磁鎖的勵磁線圈經電容C1返回到電網，由于電容C1具有隔直通交的作用，所以從電容通電到充滿電的過程中，整個勵磁線圈電流逐漸減小直至為0，電壓逐漸減小直至為0，整個過程電磁鎖功率由于電容的串入相比正向吸合過程功率大大降低，其功率的大小可以通過選擇不同容值的電容C1來實現調節，當調節到勵磁線圈反向產生的磁場強度與永磁體的磁場強度大小相等，方向相反時，此時電磁鎖的釋放功能達到最佳，完全解決釋放放不開的問題，電阻R1為C1的泄放電阻，目的是在下個釋放時刻到來前將電容C1充滿的電荷釋放完畢，為下次開啟續流做準備。

本實施例中的電磁鎖驅動電路，通過雙刀雙擲繼電器實現整流后的直流電壓或電流方向的切換，滿足電磁鎖的吸合及釋放勵磁需求，同時通過電容的限流降壓實現功率的轉變，解決電磁鎖釋放功率過大而出現的反吸不放問題。該方案實現了大功率電磁鎖的吸合及釋放，滿足吸合大功率，釋放小功率的要求。

此外，本實施例中還提供一種使用上述電磁鎖驅動電路的電磁鎖，該電磁鎖的勵磁線圈的第一端和第二端分別按照上述方式接入上述的電磁鎖驅動電路中，由于電磁鎖驅動電路中利用電容的無功特性及隔直通交特性有效限制電磁鎖的小功率釋放要求，采用雙刀雙擲繼電器實現電壓及電流的正反切換，實現了通過單一電源實現電壓或電流方向的改變并改變輸出功率，省去了常規電路復雜的降壓部分，通過一個高壓電容巧妙地實現降壓限流，大大簡化外圍電路，降低外圍電路的設計難度及設計成本，解決了電磁鎖反向勵磁時功率過大無法回彈釋放的問題，實現了順利閉鎖和開鎖。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型創造的保護范圍之中。