磁保持式电磁插销阀 — 控制电路（附图标记 9）设计仿真

电池供电 · H桥电流换向 · 脉冲驱动 · 断电零功耗磁保持 · 点击下面按钮仿真：关闭（正向电流＋断电）/ 开启（反向电流＋断电）
BT1 3.6V锂电池 ER18505 C1 储能电容 470µF VCC GND Q1 P-MOS Q3 N-MOS Q2 P-MOS Q4 N-MOS 51 61 · · 上电磁线圈51＋下电磁线圈61（串联，绕向使相对端同极性） U1 低功耗MCU 休眠（<1µA） IN1：关闭脉冲（100ms） / IN2：开启脉冲 IN1→Q1,Q4 IN2→Q2,Q3 KR1/KR2 干簧管 阀位反馈（可选） 阀门状态指示 闸板32 流体通道2 线圈电流：无（H桥关断）
电路状态：H桥四管全部关断，线圈无电流；MCU休眠 · 静态电流＜2µA（零功耗磁保持）
阀门状态：关闭（永磁阀芯磁吸保持，无需任何电流）

一、工作原理（对应权利要求8、9）

IN1IN2导通管线圈电流方向两电磁铁相对端极性动作随后
10Q1、Q4M1→M2（正向）同为N极上推下拉·关闭脉冲100ms后 IN1=IN2=0，H桥全断， MCU休眠，磁吸保持
01Q2、Q3M2→M1（反向）同为S极上拉下推·开启
00全断无无极性断电自保持（静态电流＜2µA，保持功耗为0）

二、主要元器件清单（BOM 参考）

位号器件规格 / 作用
BT1锂亚硫酰氯电池ER18505 3.6V（智能水表常用，寿命≥6年）
C1储能电解电容470µF/10V，提供脉冲峰值电流（可选 0.1F 超级电容）
U1低功耗MCUHT66F002 / MSP430，休眠电流＜1µA，软件互锁防桥臂直通
Q1、Q2P沟道MOSFETAO3401（上桥臂）
Q3、Q4N沟道MOSFETAO3400（下桥臂）；续流利用体二极管
L1上电磁线圈51＋下电磁线圈61串联，绕向使两电磁铁相对端同极性；总直流电阻约20Ω，脉冲电流约180mA
KR1/KR2干簧管（可选）关位/开位阀位反馈，供MCU确认动作到位

三、设计要点

项目设计
脉冲宽度100ms（10ms～500ms 可调，对应权利要求8）
静态功耗H桥四管全断＋MCU休眠：＜2µA，阀门状态由永磁体磁吸力保持，保持功耗为 0W
安全互锁MCU软件保证 IN1、IN2 不同时为 1，且切换前先全断 5ms（死区），防止桥臂直通短路
集成替代Q1～Q4 可用集成H桥芯片（MX612E / DRV8837）替代，外围更简
低电量策略C1 储能保证电池内阻增大后仍能输出完整脉冲；MCU可检测电池电压，低电量时禁止开阀并报警
本页面为原理仿真：脉冲时长演示为 1.4s（实际 100ms）；电流粒子仅示意方向，不代表真实流速。