[发明专利]一种往复式气泵及其控制方法

说明书

本发明提出一种往复式气泵，包括驱动装置，用来提供交流电并驱动运动装置往复运动；运动装置，用来往复运动进而实现气泵吸气和排气的循环；所述驱动装置采用直流供电或者交直流供电，并且还包括用于将直流电转变为交流电的转换单元。基于上述往复式气泵，本发明还提出一种往复式气泵的控制方法。本发明的往复式气泵及其控制方法，可以在市电停电后继续提供交流电并驱动运动装置往复运动，进而使气泵实现吸气和排气的循环。

技术领域

本发明涉及一种气泵，特别涉及一种往复式气泵及其控制方法。

背景技术

现有的用于医疗设备、家用鱼缸等应用场合的气泵，大多采用往复式气泵，即通过电磁线圈驱动磁铁往复运动，进而实现吸气和排气的循环。但是，现有往复式气泵的电源驱动装置，一般直接采用市电交流电，利用电磁线圈接通交流电时产生的交变磁场，驱动磁铁轴向重复移动。一旦停电，则气泵无法工作，给用户带来了诸多不便。市面上的UPS不间断电源，虽然在停电后也能够继续供电，但是其体积大、重量大、能量转换效率低，并且通常一个UPS不间断电源同时驱动多个气泵工作，外部线路连接复杂，用户使用不方便。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的往复式气泵在停电后无法工作的问题，提出一种往复式气泵及其控制方法。

本发明的往复式气泵，包括驱动装置，用来提供交流电并驱动运动装置往复运动；运动装置，用来往复运动进而实现气泵吸气和排气的循环；所述驱动装置采用直流供电或者交直流供电，并且还包括用于将直流电转变为交流电的转换单元，从而使所述气泵在市电停电后也能正常工作。

优选地，所述运动装置包括电磁线圈和磁铁，所述电磁线圈接通交流电时产生交变磁场，驱动所述磁铁轴向往复运动，进而实现气泵吸气和排气的循环。

优选地，所述驱动装置的转换单元为采用单片机控制的全桥驱动电路。

优选地，所述单片机控制的全桥驱动电路包含单片机U5、四个光电耦合器(U1、U2、U3和U4)、两个P型功率场效应管(Q1和Q3)、两个N型功率场效应管(Q2和Q4)、保险丝F1、四个肖特基二极管(D1、D2、D3和D4)、线圈电容C1、线圈对地电容(C2和C3)。

优选地，所述单片机控制的全桥驱动电路，单片机的控制程序为：单片机输出四路控制信号(S1、S2、S3和S4)，其中控制信号S1与控制信号S4同步，控制信号S2与控制信号S3同步，控制信号处于高电平时即为通电，在控制信号S1与控制信号S4从高电平变为低电平后，控制信号S2与控制信号S3变为高电平之前，预留一段死区时间，在所述死区时间内所有控制信号均输出低电平，全桥处于关闭状态。

优选地，所述控制信号S1与控制信号S4输出高电平时，光电耦合器U1和光电耦合器U4导通，场效应管Q1和场效应管Q4导通，电流从电源Vcc，经由场效应管Q1、衔铁线圈M和场效应管Q4流向地，衔铁线圈M上形成正向电气导通，电能转换为正向磁场能。

优选地，所述控制信号S2与控制信号S3输出高电平时，光电耦合器U2和光电耦合器U3导通，场效应管Q2和场效应管Q3导通，电流从电源Vcc，经由场效应管Q3、衔铁线圈M和场效应管Q2流向地，衔铁线圈M上形成反向电气导通，电能转换为反向磁场能。

优选地，当控制信号S1与控制信号S4从高电平突然变换为低电平时，场效应管Q1和场效应管Q4瞬间关闭，肖特基二极管D2和肖特基二极管D3为续流电流提供额外的释放通路；或者，当控制信号S2与控制信号S3从高电平突然变换为低电平时，场效应管Q2和场效应管Q3瞬间关闭，肖特基二极管D1和肖特基二极管D4为续流电流提供额外的释放通路，从而削弱或者消除了产生的反向电动势。

优选地，所述气泵还包括软启动程序，首先初始化气泵的运动周期和驱动装置的初始通电时间，随后逐渐增加驱动装置的通电时间，直至达到预设值。