：目前电磁铁已经大范围的应用于办公自动化（OA）产品（如打印机、扫描仪）及金融电子设备（如ATM、VTM、清分机等）的通道换向结构中，其换向的可靠性虽然已得到业界的普遍认可，但随着科学技术日新月异，对OA产品及金融电子设备的工作速度要求慢慢的变快。而在一定的换向通道长度（即换向触发传感器至换向器之间通道距离）情况下，通道换向的响应速度直接制约了机器的工作速度，所以提升通道的换向速度慢慢的变成了提升OA产品或金融电子设备工作速度的一个决定性因素。
电磁铁是利用载流铁心线圈产生的电磁吸力来操纵机械装置，以完成预期动作的一种电器，是将电能转换为机械能的一种电磁元件。因其具备控制的简便性，工作稳定性及可靠性，所以在OA 产品及金融电子设备的换向结构上得到普遍的应用。但科技的发展对产品的工作速度不断提出新要求，传统的制约了电磁铁的响应速度[1]，进而影响了产品工作速度的提升。本文将结合OA 产品的通道换向机构，重点分析传统的电磁铁控制电路的弊端，介绍基于传统的电磁铁控制电路进行改良，实现电磁铁快速换向的新型控制电路。
图1 为通常应用于OA 产品输送通道上的电磁铁换向机构，其工作原理是采用直线电磁铁对换向块进行两个方向的通道切换。电磁铁的传统控制电路如图2 所示，使用一只MOS 管V1 对电磁铁进行驱动，输入信号ON_OFF 为高电平时，V1 的D、S 端导通，DC 36V 电源驱动电磁铁吸合而连通通道方向1；相反，当输入信号ON_OFF 为低电平时，V1 关闭输出，电磁铁在回位弹簧的作用下恢复到通道方向2。图中的V2 是续流二极管，起到了V1 关闭输出后电磁铁两端的反向电压的箝位和续流作用，最大的作用是防止MOS 管V1 及电源其他元件损坏；F1 是熔断式保险丝，起到了短路保护的作用。上述传统控制电路存在以下缺点：换向速度慢，原因是V1 关闭输出后，电磁铁上的磁力能转换成电能，通过续流二极管V2 慢速消耗，消耗过程中形成的回路电流使电磁铁有一定的保持力，从而不能在回位弹簧的作用下快速回位换向。
基于上述传统控制电路的缺陷分析[2]，提出图3 所示的一种新的电磁铁控制电路，该电路可以在一定程度上完成驱动管关闭输出时电磁铁磁力能的快速消耗，来提升换向机构的换向速度。
图3 所示的新型电磁铁驱动电路可对单路电磁铁进行驱动控制，V2 是一个N 沟道MOS 管，作用是控制电磁铁的电源开启和关断；V2 是普通开关二极管，起到了单向导通的功能；V3 是TVS 二极管，作用是对大于其阈值的电压做快速吸收；V4 是P 沟道MOS 管，作用是关闭V3 的上述作用；R1、R2、R3 和V5 的作用是驱动V4；F1 是熔断式保险丝，起到短路保护的作用，具体如下：当ON_OFF1 输入高电平“1”时，V1 的D、S 端导通，DC 36 V 电源驱动电磁铁工作，通道方向将快速切换到通道方向1。在电磁铁正常工作时，当ON_OFF1输入低电平“0”、ON_OFF2 输入低电平“0”时，V1、V4 和V5 关断，电磁铁掉电，根据电感续流特性，电磁铁将产生反向电压，其2 脚电压高于1 脚，反向电压通过V2 加载到V3的两端，V3 的TVS 特性使得反向电流快速消耗完毕，实现电磁铁快速释放，通道方向切换至通道方向2。在电磁铁正常工作时，当ON_OFF1输入低电平“0”、ON_OFF2 输入高电平“1”时，V1 关断，V4 和V5 开启，电磁铁掉电，根据电感续流特性，电磁铁将产生反向电压，其2 脚电压高于1 脚，反向电压通过V2 加载到V3 和V4 的两端，因V4 的D、S 端完全开启导通，反向电流流过V4 形成回流，反向电流慢速消耗完毕，电磁铁只能慢速释放后通道方向切换至通道方向2，与传统控制电路功能相当。进一步，如图3 所示，TVS 二极管V3 的击穿电压与电源电压相匹配，两者可以取相同电压值。V2 可以选取普通开关二极管或肖特基二极管，其反向耐压必须大于电源电压。V1 和V4 主要考虑其额定电流不小于电磁铁的工作电流，一般至少2 倍以上。R1 取值范围：1 kΩ ～ 4.7 kΩ，R3 取值范围：10 kΩ，在电路中，R2的阻值是R3 的2 倍，具体和电源电压大小与V4 的VGS电压有关。
本文主要对传统电磁铁控制电路对提速响应存在的弊端做多元化的分析，并通过对其电路进行改良，很好地解决传统电磁铁控制电路的问题，实现驱动管关闭输出时电磁铁磁力能的快速消耗，以此来实现提高换向机构的换向速度，为OA 设备等产品的提速运行提供技术支持。
[2] 周超群.电磁阈的原理及其在工程设计中的应用探讨[J].石油化学工业自动化，2006(5):92-94.
