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  (73)专利权人深圳市智寻信息技术有限公司地址518133广东省深圳市宝安区新安街道兴东社区71区志翔大厦工区5层

  (74)专利代理机构北京久诚知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11542专利代理师刘归港

  本实用新型提供一种电磁锁控制电路,涉及电磁锁技术领域。该电路包括供电电源、开关模块、驱动模块和定时充放电模块,在本实用新型中,当驱动模块单片机信号端接收到单片机驱动信号时,通过驱动模块控制定时充放电模块的的充电或放电,控制开关模块的导通与断开,为电磁锁提供一段时间内的脉冲信号。本实用新型能实现确保电磁锁工作于一段时间内的脉冲条件,不再依赖于单片机产生的脉冲的时间的要求,提高设备的可靠性。

  1.一种电磁锁控制电路,其特征是,包括供电电源、开关模块、驱动模块和定时充放电模块,其中,

  所述开关模块包括第一连接端、第二连接端、和第三连接端,其中,第三连接端为控制端,所述开关模块的第一连接端与供电电源连接,所述开关模块的第二连接端与电磁锁的第一端连接,电磁锁的第二端接地,

  所述定时充放电模块包括第一端子、第二端子和第三端子,其中,定时充放电模块的第一端子连接在开关模块与供电电源的公共端上,第二端子与开关模块的控制端连接,

  所述驱动模块包括单片机信号端、第一端和第二端,其中,驱动模块的第一端与定时充放电模块的第三端子连接,第二端接地,

  当驱动模块单片机信号端接收到单片机驱动信号时,通过驱动模块控制定时充放电模块的预设时间内的充电或放电,控制开关模块的导通与断开,为电磁锁提供预设时间内的脉冲信号。

  2.如权利要求1所述的电磁锁控制电路,其特征是,所述定时充放电模块包括,第一电阻、第二电阻、储能电容和第一二极管,

  其中,第一电阻的第一端、第二电阻的第一端、第一二极管的负极均连接在开关模块与供电电源的公共端上,储能电容的两头分别与开关模块的控制端、驱动模块的第一端连接,第一电阻的第二端、第一二极管的正极均连接在储能电容与开关模块的公共端上,第二电阻的第二端连接在储能电容与驱动电路的公共端上,所述预设时间受控于储能电容的充电时间。

  3.如权利要求1所述的电磁锁控制电路,其特征是,所述驱动模块包括NPN型三极管、第一偏置电阻和第二偏置电阻,

  其中,第一偏置电阻的第一端连接单片机的引脚,第一偏置电阻的第二端与NPN型三极管的基极连接,第二偏置电阻的第一端连接在第一偏置电阻与NPN型三极管的公共端上,第二偏置电阻的第二端与NPN型三极管的发射极连接,并共同接地,NPN型三极管的集电极与定时充放电模块的第三端子连接。

  4.如权利要求1所述的电磁锁控制电路,其特征是,所述驱动模块包括N沟道的场效应管、第一偏置电阻和第二偏置电阻,

  其中,第一偏置电阻的第一端连接单片机的引脚,第一偏置电阻的第二端与N沟道的场效应管的栅极连接,第二偏置电阻的第一端连接在第一偏置电阻与N沟道的场效应管的公共端上,第二偏置电阻的第二端与N沟道的场效应管的源极连接,并共同接地,N沟道的场效应管的漏极与定时充放电模块的第三端子连接。

  5.如权利要求1,4任一所述的电磁锁控制电路,其特征是,所述开关模块包括P沟道的场效应管,其源极与供电电源连接,其漏极与电磁锁的第一端连接,其栅极与定时充放电模块的第二端子连接。

  6.如权利要求1,4任一所述的电磁锁控制电路,其特征是,所述电路还包括,依次第五电阻、第六电阻和LED,其中第五电阻两头分别与开关模块的第一连接端、第二连接端连接,LED的负极接地。

  [0002]电磁锁是利用电生磁的原理,当电流通过硅钢片时,电磁锁会产生强大的吸力紧紧地吸住吸附铁板达到锁门的效果。目前,电磁锁的应用十分广泛,如快递柜、超市存放柜、电瓶车换电柜等各种应用场景。以电瓶车换电柜为例,由于电瓶车出行方便快捷,市场急剧扩张,与此同时带来的充电安全问题,一直是该行业的痛点。近期,主流企业已通过充(换、租)电柜的方式,将设备放置户外,用来降低充电对人身安全的风险。换电柜配置多个舱体(箱体),满足多个电池同时充电的需求,为管理充电电池属于特定人使用,必须配置电磁锁,该锁止装置工作原理为,手动推力机械结构上锁,通过电磁铁产生磁场控制机械结构解锁。

  [0003]电磁锁的解锁供电要求在一段时间内的脉冲,如1s以内的脉冲,市场上现有产品通用做法是使用单片机产生1s脉冲,经驱动电路后,驱动电磁锁解锁,其电路图如图1所示。

  [0004]该电磁锁控制电路依赖于软件和单片机的稳定可靠性,一旦产生超长的驱动脉冲,将烧毁电磁锁,以此来降低了设备的可靠性。

  [0006]针对现存技术的不足,本实用新型提供了一种电磁锁控制电路,解决了现有的电磁锁控制电路依赖于软件和单片机的稳定可靠性,导致设备的可靠性较低的技术问题。

  [0009]本实用新型提供一种电磁锁控制电路,包括供电电源、开关模块、驱动模块和定时充放电模块,其中,

  [0010]所述开关模块包括第一连接端、第二连接端、和第三连接端,其中,第三连接端为控制端,所述开关模块的第一连接端与供电电源连接,所述开关模块的第二连接端与电磁锁的第一端连接,电磁锁的第二端接地,

  [0011]所述定时充放电模块包括第一端子、第二端子和第三端子,其中,定时充放电模块的第一端子连接在开关模块与供电电源的公共端上,第二端子与开关模块的控制端连接,

  [0012]所述驱动模块包括单片机信号端、第一端和第二端,其中,驱动模块的第一端与定时充放电模块的第三端子连接,第二端接地。

  [0013]当驱动模块单片机信号端接收到单片机驱动信号时,通过驱动模块控制定时充放电模块的预设时间内的充电或放电,控制开关模块的导通与断开,为电磁锁提供预设时间内的脉冲信号。

  [0014]优选的,所述定时充放电模块包括,第一电阻、第二电阻、储能电容和第一二极管,

  [0015]其中,第一电阻的第一端、第二电阻的第一端、第一二极管的负极均连接在开关模块与供电电源的公共端上,储能电容的两头分别与开关模块的控制端、驱动模块的第一端连接,第一电阻的第二端、第一二极管的正极均连接在储能电容与开关模块的公共端上,第二电阻的第二端连接在储能电容与驱动电路的公共端上。

  [0016] 优选的,所述驱动模块包括NPN型三极管、第一偏置电阻和第二偏置电阻,

  [0017] 其中,第一偏置电阻的第一端连接单片机的引脚,第一偏置电阻的第二端与NPN型三极管的基极连接,第二偏置电阻的第一端连接在第一偏置电阻与NPN型三极管的公共端上,第二偏置电阻的第二端与NPN型三极管的发射极连接,并共同接地,NPN型三极管的集电极与定时充放电模块的第三端子连接。

  [0018] 优选的,所述驱动模块包括N沟道的场效应管、第一偏置电阻和第二偏置电阻,

  [0019] 其中,第一偏置电阻的第一端连接单片机的引脚,第一偏置电阻的第二端与N沟道的场效应管的栅极连接,第二偏置电阻的第一端连接在第一偏置电阻与N沟道的场效应管的公共端上,第二偏置电阻的第二端与N沟道的场效应管的源极连接,并共同接地,N沟道的场效应管的漏极与定时充放电模块的第三端子连接。

  [0020] 优选的,所述开关模块包括P沟道的场效应管,其源极与供电电源连接,其漏极与电磁锁的第一端连接,其栅极与定时充放电模块的第二端子连接。

  [0021] 优选的,所述电路还包括,依次第五电阻、第六电阻和LED,其中第五电阻两头分别与开关模块的第一连接端、第二连接端连接,LED的负极接地。

  [0023] 本实用新型提供了一种电磁锁控制电路。与现存技术相比,具备以下有益效果,

  [0024] 在本实用新型中,当驱动模块单片机信号端接收到单片机驱动信号时,通过驱动模块控制定时充放电模块的一段时间内的充电或放电,控制开关模块的导通与断开,为电磁锁提供一段时间内的脉冲信号。本实用新型能实现确保电磁锁工作于一段时间内的脉冲条件,不再依赖于单片机产生的脉冲的时间的要求,提高设备的可靠性。

  [0025] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现存技术中的技术方案,下面将对实施例或现存技术描述中所需要用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还能够准确的通过这些附图获得其他的附图。

  [0031] 图6为一实施例中包括电路开路、驱动指示电路的电磁锁控制电路的电路图,

  [0034] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

  [0035] 本申请实施例通过提供一种电磁锁控制电路,解决了现有的电磁锁控制电路依赖于软件和单片机的稳定可靠性,导致设备的可靠性较低的技术问题,实现确保电磁锁工作于一段时间内的脉冲条件,提高设备的可靠性。

  [0036] 为越来越好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

  [0037] 本实用新型实施例提供一种电磁锁控制电路,该电磁锁控制电路的结构如图2所示,包括供电电源、开关模块、驱动模块和定时充放电模块,其中,

  [0038] 所述开关模块包括第一连接端、第二连接端、和第三连接端,其中,第三连接端为控制端,所述开关模块的第一连接端与供电电源连接,所述开关模块的第二连接端与电磁锁的第一端连接,电磁锁的第二端接地,

  [0039] 所述定时充放电模块包括第一端子、第二端子和第三端子,其中,定时充放电模块的第一端子连接在开关模块与供电电源的公共端上,第二端子与开关模块的控制端连接,

  [0040] 所述驱动模块包括单片机信号端、第一端和第二端,其中,驱动模块的第一端与定时充放电模块的第三端子连接,第二端接地。

  [0041] 当驱动模块单片机信号端接收到单片机驱动信号时,通过驱动模块控制定时充放电模块的预设时间内的充电或放电,控制开关模块的导通与断开,为电磁锁提供预设时间内的脉冲信号。

  [0042] 本实用新型实施例能实现确保电磁锁工作于预设时间内的脉冲条件,不再依赖于单片机产生的脉冲的时间的要求,提高设备的可靠性。

  [0043] 在一实施例中,由于电磁锁内部为线圈,其电流不能突变,为避免产生电压尖峰而设置防护模块,该电路的结构图如图3所示。在具体实施过程中,一般都会采用一个续流二极管作为防护模块。

  [0044] 图4给出一种电磁锁控制电路的定时充放电模块的具体电路图,在该电路图中,定时充放电模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、储能电容C1和第一二极管D1。其中,第一电阻R1的第一端、第二电阻R2的第一端、第一二极管D1的负极均连接在开关模块与供电电源的公共端上,储能电容C1的两头分别与开关模块的控制端、驱动模块的第一端连接,第一电阻R1的第二端、第一二极管D1的正极均连接在储能电容C1与开关模块的公共端上,第二电阻R2的第二端连接在储能电容C1与驱动电路的公共端上。

  [0045] 图5给出一种电磁锁控制电路的电路图,在该电路图中,定时充放电模块的电路和图4一致,连接方式一致。驱动模块包括三极管Q1 (该实施中选用NPN型三极管) 、第一偏置电阻R3和第二偏置电阻R4。开关模块包括P沟道的场效应管Q2。其中,偏置电阻R3的第一端连接单片机的引脚,偏置电阻R3的第二端与三极管Q1的基极连接,偏置电阻R4的第一端连接在偏置电阻R3与三极管Q1的公共端上,偏置电阻R4的第二端与三极管Q1的发射极连接,并共同接地。三极管Q1的集电极经由储能电容C1与场效应管Q2的栅极连接。场效应管Q2的源

  [0046] 图5中,VCC为驱动电磁锁的供电电源,一般为12VDC。JP1外接电磁锁驱动线圈的端子。单片机驱动信号为嵌入式单片机或其他主控单元产生的解锁信号。

  [0047] 电路的初始状态,单片机驱动信号为低电平或高阻状态,经电阻R3、R4偏置后,Q1的集电极c与发射极e之间处于截止状态。电源经R1、R2分别到达C1的两端,无电流流通路径,即C1的两端电位相等。Q2的源极S与其栅极G之间也为等电位,即Q2的源极S与漏极D之间为截止状态。Q2的D端无输出,电磁锁处于上锁状态。

  [0048] 驱动脉冲为高电平时,当单片机驱动脉冲输出高电平时,经R3限流驱动Q1 ,Q1的C、E导通,即C极低电平,C1两端的电位不能突变(电容特性决定) ,C1与R1相连接的一端也为低电平,而Q2的S极为电源电压,即Q2的G、S之间产生压差而驱动D、S之间导通,驱动电磁锁解锁。在这期间,VCC通过R1对C1进行充电,C1的电位随之增高,导致Q2的S、G的电压差随之减小,直到电压差高于截止值(P型MOS驱动值为负压)时Q2的D、S截止。当该单片机驱动脉冲持续为高电平时,C1已完成充电,电磁锁驱动输出已降低到0V,此时的高电平已经失效,电磁锁驱动时间(即Q2的D、S导通时间、即预设时间)受控于C1的充电时间,时间可根据电磁锁的驱动需求调整R1、C1的值。

  [0049] 驱动脉冲为低电平时,持续的高电平已经失效,如果单片机此时需要再次解锁,即输出高电平,此电路已无响应,原因主要在于C1已完成充电。为满足再次解锁的需要,在下一次解锁前,需要单片机输出低电平。当单片机输出低电平时,Q1的C、E截止,C1的放电路径为

  D1、R2。放电完成后,电路恢复到初始状态。放电时间受控于R2、C1的值,能够准确的通过需要设置。

  [0050] 为了清楚的电路状态,如图6所示,图5的电路还包括R5、R6、LED构成的电路开路、驱动指示电路。当未连接电磁锁或电磁锁内部断线(开路)时,电源通过R5、R6、LED构成回路,LED发出弱光,指示未连接电磁锁或电磁锁回路开路。当连接电磁锁且电磁锁未断线时,电磁锁线的电流主要流过电磁锁线、LED支路(等效电磁锁线圈两端)产生的压降不足以驱动LED发光,即当电磁锁连接正常时,LED指示灯灭。当正常连接时,驱动电路产生高电平,即Q2的D、S导通,R5被短接,R6和LED支路的电压基本为电源电压,驱动LED发出强光。同时,为避免产生电压尖峰而设置防护模块续流二极管

  D2。各个器件的组可根据自身的需求设置,如用于电瓶车的换电柜多个舱体时,各个器件的值可设置如图7所示。同时,设置了C1充电时间约等于放电时间,即0.8s。Q2的G、S之间电容,Q1的C、E之间的电容,对C1的充放电时间都有影响,本例参数根据试验结果调整了C1的值为4uF。

  [0051] 需要说明的是,本实用新型实施例的控制电路还可采用其他的连接方式或选用其他的元器件,如图8所示,D1和D2选用稳压二极管,D2还可选用瞬变二极管,D2当选用稳压二极管或瞬变二极管时,其稳压值大于供电电源电压。Q1选用N沟道的场效应管。

  [0053] 1、在本实用新型实施例中,当驱动模块单片机信号端接收到单片机驱动信号时,通过驱动模块控制定时充放电模块的一段时间内的充电或放电,控制开关模块的导通与断开,为电磁锁提供一段时间内的脉冲信号。本实用新型实施例能实现确保电磁锁工作于一段时间内的脉冲条件,不再依赖于单片机产生的脉冲的时间的要求,提高设备的可靠性。

  [0054] 2、当本实用新型实施例中的单片机驱动脉冲持续为高电平时,C1已完成充电,电

  磁锁驱动输出已降低到0V,此时的高电平已经失效,电磁锁驱动时间(即Q2的D、S导通时间)受控于C1的充电时间,时间可根据电磁锁的驱动需求调整R1、C1的值。避免了单片机程序陷入某个死循环而导致驱动电磁锁信号出现持续输出高电平的情况。

  [0055] 需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间有任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

  [0056] 以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案做修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。