一種壓布機構(gòu)的電磁鐵驅(qū)動電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種壓布機構(gòu)的電磁鐵驅(qū)動電路，屬于電子【技術(shù)領域】。一種壓布機構(gòu)的電磁鐵驅(qū)動電路，包括低通濾波放大電路、開關控制電路、PWM控制信號產(chǎn)生電路、第一場效應管、第二場效應管和采樣電阻；開關控制電路用于控制第二場效應管的漏極與源極之間的通斷，從而控制電磁鐵的通斷；低通濾波放大電路將微控制器輸出的PWM基準信號轉(zhuǎn)換成相應的直流電壓信號并按照特定倍數(shù)放大；PWM控制信號產(chǎn)生電路對前述直流電壓信號和施加在采樣電阻上的采樣電壓進行實時比較，并根據(jù)兩者的電壓差調(diào)節(jié)其輸出的用于控制第一場效應管的漏極的輸出電流量的PWM控制信號，實現(xiàn)電磁鐵恒流的目的。本發(fā)明可靈活調(diào)節(jié)壓布機構(gòu)的壓力，并使其壓力穩(wěn)定。
【專利說明】一種壓布機構(gòu)的電磁鐵驅(qū)動電路

【技術(shù)領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種電磁鐵驅(qū)動電路，特別涉及一種壓布機構(gòu)的電磁鐵驅(qū)動電路，采用恒流驅(qū)動方式。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的縫紉機行業(yè)中，在自動對邊機上通常設有壓布機構(gòu)。當傳送帶運載布片送入縫紉機前，需要壓布機構(gòu)通過控制電磁鐵的吸合給布片一個適當?shù)膲毫?，用于保持布片的平整。在布片送入壓布機構(gòu)時，壓力太大會使布片的不平整，影響縫制質(zhì)量?？刂粕贤ǔ２捎秒姶盆F帶動壓布機構(gòu)，通過調(diào)節(jié)電磁鐵壓力的方式來調(diào)節(jié)壓布機構(gòu)對布片的壓力。
[0003]電磁鐵的驅(qū)動電路，如倒縫、抬壓腳、剪線等驅(qū)動電路，通常采用恒壓源。這種電磁鐵的工作電壓是固定的，根據(jù)需要吸合力的大小選用不同工作電壓的電磁鐵，而工作在恒壓狀態(tài)下的電磁鐵因為長時間持續(xù)導通電流，會導致電磁鐵發(fā)熱量大，使流過電磁鐵電流減小。使用此種電磁鐵驅(qū)動電路的壓布機構(gòu)，會因長時間的使用導致壓布機構(gòu)的壓力減小，影響實際壓布性能，對布料縫制質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，同時還會引起壓布機構(gòu)較大的振動和噪音。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對上述問題，提供了一種壓布機構(gòu)的電磁鐵驅(qū)動電路，使得壓布機構(gòu)的壓力穩(wěn)定，同時起到減小壓布機構(gòu)的振動和噪音的效果。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0006]一種壓布機構(gòu)的電磁鐵驅(qū)動電路，其特征在于，包括低通濾波放大電路、開關控制電路、PWM控制信號產(chǎn)生電路、第一場效應管、第二場效應管和米樣電阻；
[0007]所述低通濾波放大電路的輸入端接微控制器的PWM基準信號輸出端，低通濾波放大電路的輸出端接PWM控制信號產(chǎn)生電路的反向輸入端，PWM控制信號產(chǎn)生電路的輸出端接第一場效應管的柵極，第一場效應管的漏極接電磁鐵驅(qū)動電源，第一場效應管的源極接電磁鐵的一端，開關控制電路的輸入端接微控制器的電平信號輸出端，開關控制電路的輸出端接第二場效應管的柵極，第二場效應管的漏極接電磁鐵的另一端，第二場效應管的源極經(jīng)采樣電阻后接地，第二場效應管的源極與采樣電阻之間的引出線接PWM控制信號產(chǎn)生電路的正向輸入端；
[0008]所述開關控制電路根據(jù)微控制器輸出的電平信號輸出相應的控制信號至第二場效應管的柵極，用于控制第二場效應管的漏極與源極之間的通斷，從而控制電磁鐵的通斷；
[0009]所述低通濾波放大電路將微控制器輸出的PWM基準信號轉(zhuǎn)換成相應的直流電壓信號并按特定倍數(shù)放大；
[0010]所述PWM控制信號產(chǎn)生電路對低通濾波放大電路輸出的直流電壓信號和施加在采樣電阻上的采樣電壓進行實時比較，并根據(jù)兩者的電壓差調(diào)節(jié)PWM控制信號產(chǎn)生電路輸出的PWM控制信號，該PWM控制信號用于控制第一場效應管的漏極的輸出電流量，從而調(diào)節(jié)流過電磁鐵的電流，使采樣電壓等于低通濾波放大電路輸出的直流電壓信號，實現(xiàn)電磁鐵恒流的目的。
[0011]其中，所述第二場效應管的漏極還接第一二極管的正極，該第一二極管的負極接電磁鐵驅(qū)動電源。
[0012]其中，所述開關控制電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第一三極管、第二三極管和第二二極管；
[0013]所述第八電阻的一端接3.3V電壓，另一端接第一電阻的一端，所述第一電阻的另一端分別接第二電阻的一端和第一三極管的基極，所述第二電阻的另一端和第一三極管的發(fā)射極均接地，所述第一三極管的集電極分別接第三電阻的一端、第四電阻的一端和第五電阻的一端，所述第三電阻的另一端接15V電壓，所述第四電阻的另一端分別接第六電阻的一端和第二三極管的基極，所述第二三極管的集電極接15V電壓，第二三極管的發(fā)射極分別接第六電阻的另一端和第七電阻的一端，所述第七電阻的另一端接第二二極管的正極，所述第二二極管的負極接第五電阻的另一端；
[0014]所述第一電阻和第八電阻之間的引出線接微控制器的電平信號輸出端；所述第七電阻和第二二極管之間的引出線接第二場效應管的柵極。
[0015]其中，所述低通濾波放大電路包括第九電阻、第一電容、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻、第一運算放大器和第二運算放大器；
[0016]所述第九電阻的一端接微控制器的PWM基準信號輸出端，另一端經(jīng)第一電容后接地；
[0017]所述第一運算放大器的正向輸入端接第九電阻和第一電容之間的引出線，反向輸入端分別經(jīng)第十電阻后接地和經(jīng)第十一電阻后接其輸出端；
[0018]所述第二運算放大器的正向輸入端分別接第一運算放大器的輸出端和經(jīng)第十二電阻后接地，反向輸入端經(jīng)第十三電阻后接其輸出端，輸出端依次經(jīng)第十四電阻和第十五電阻后接地；
[0019]所述第十四電阻和第十五電阻之間的引出線接PWM控制信號產(chǎn)生電路的反向輸入端。
[0020]其中，所述PWM控制信號產(chǎn)生電路包括定頻脈寬調(diào)制芯片、第十六電阻、第十七電阻、第十八電阻、第十九電阻、第二十電阻和第二電容；
[0021]所述定頻脈寬調(diào)制芯片的第一誤差放大器的同相信號端經(jīng)第十八電阻后接第二場效應管的源極與采樣電阻之間的引出線，第一誤差放大器的反相信號端接低通濾波放大電路的輸出端，補償元件連接端經(jīng)第十七電阻后接第一誤差放大器的反相信號端，振蕩器外接振蕩電容連接端經(jīng)第二電容后接地，振蕩器外接振蕩電阻連接端經(jīng)第十九電阻后接地，第一推挽電路反相信號輸出端分別接第一場效應管的柵極和經(jīng)第二十電阻后接地，第二推挽電路反相信號輸出端懸空，工作電源電壓輸入端接24V工作電壓，基準電源輸出端經(jīng)第十六電阻后接第二誤差放大器的反相信號端，其余死區(qū)控制信號輸入端、第一推挽電路同相信號輸出端、第二推挽電路同相信號輸出端、輸出方式設定信號輸入端和第二誤差放大器的同相信號端均直接接地。
[0022]本發(fā)明的有益效果為:
[0023]I)采用恒流驅(qū)動方式，使電流不會隨電磁鐵的發(fā)熱而改變，因此壓布機構(gòu)的壓力穩(wěn)定，振動小，噪音小。
[0024]2)可以根據(jù)需要實時調(diào)節(jié)電磁鐵電流，實現(xiàn)壓布機構(gòu)的壓力的靈活可調(diào)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0026]圖2為開關控制電路的原理圖。
[0027]圖3為低通濾波放大電路的原理圖。
[0028]圖4為PWM控制信號產(chǎn)生電路的原理圖。

【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合具體實施例和附圖，進一步闡述本發(fā)明。
[0030]如圖1所示，一種壓布機構(gòu)的電磁鐵驅(qū)動電路，包括低通濾波放大電路1、開關控制電路3、PWM控制信號產(chǎn)生電路2、第一場效應管CSl、第二場效應管CS2和采樣電阻R。
[0031]所述低通濾波放大電路I的輸入端接微控制器4的PWM基準信號輸出端，低通濾波放大電路I的輸出端接PWM控制信號產(chǎn)生電路2的反向輸入端，PWM控制信號產(chǎn)生電路2的輸出端接第一場效應管CSl的柵極，第一場效應管CSl的漏極接電磁鐵驅(qū)動電源，第一場效應管CSl的源極接電磁鐵5的一端，開關控制電路3的輸入端接微控制器4的電平信號輸出端，開關控制電路3的輸出端接第二場效應管CS2的柵極，第二場效應管CS2的漏極接電磁鐵5的另一端，第二場效應管CS2的源極經(jīng)采樣電阻R后接地，第二場效應管CS2的源極與采樣電阻R之間的引出線接PWM控制信號產(chǎn)生電路2的正向輸入端。
[0032]由于電磁鐵5在斷電的瞬間會產(chǎn)生高壓反向電動勢，這個電動勢會因為開關時間變短而變得很高，再疊加電磁鐵驅(qū)動電源電壓，全部作用于第一場效應管CSl的漏極，使第一場效應管CSl擊穿，因而所述第二場效應管CS2的漏極還接第一二極管Dl的正極，該第一二極管Dl的負極接電磁鐵驅(qū)動電源，用于泄放電磁鐵5兩端的反向電動勢，起到保護第一場效應管CSl的作用。
[0033]如圖2所示，開關控制電路3具體包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第一三極管Q1、第二三極管Q2和第二二極管D2。所述第八電阻R8的一端接3V電壓，另一端接第一電阻Rl的一端，所述第一電阻Rl的另一端分別接第二電阻R2的一端和第一三極管Ql的基極，所述第二電阻R2的另一端和第一三極管Ql的發(fā)射極均接地，所述第一三極管Ql的集電極分別接第三電阻R3的一端、第四電阻R4的一端和第五電阻R5的一端，所述第三電阻R3的另一端接15V電壓，所述第四電阻R4的另一端分別接第六電阻R6的一端和第二三極管Q2的基極，所述第二三極管Q2的集電極接15V電壓，第二三極管Q2的發(fā)射極分別接第六電阻R6的另一端和第七電阻R7的一端，所述第七電阻R7的另一端接第二二極管D2的正極，所述第二二極管D2的負極接第五電阻R5的另一端。所述第一電阻Rl和第八電阻R8之間的引出線接微控制器的電平信號輸出端，所述第七電阻R7和第二二極管D2之間的引出線接第二場效應管CS2的柵極。
[0034]該開關控制電路3用于根據(jù)微控制器4輸出的電平信號輸出相應的控制信號至第二場效應管CS2的柵極，用于控制第二場效應管CS2的漏極與源極之間的通斷，從而控制電磁鐵4的通斷。
[0035]其工作原理為:
[0036]當微控制器4輸出高電平時，第一三極管Ql導通，使其集電極的電壓被拉低，導致第二三級管的基極得到低電壓而截止，此時自第二三級管的發(fā)射極引出的第二場效應管CS2的控制信號為低電平，該第二場效應管CS2的漏極與源極之間為截止狀態(tài)，即電磁鐵4關閉。
[0037]當微控制器4輸出低電平時，第一三極管Ql截止，因而第二三級管的基極得到高電壓而導通，此時自第二三級管的發(fā)射極引出的第二場效應管CS2的控制信號為高電平，該第二場效應管CS2的漏極與源極之間為導通狀態(tài)，即電磁鐵4導通。
[0038]如圖3所示，低通濾波放大電路I具體包括第九電阻R9、第一電容Cl、第十電阻R10、第^^一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第一運算放大器Ul和第二運算放大器U2。所述第九電阻R9的一端接微控制器的PWM基準信號輸出端，另一端經(jīng)第一電容Cl后接地。所述第一運算放大器Ul的正向輸入端接第九電阻R9和第一電容Cl之間的引出線，反向輸入端分別經(jīng)第十電阻RlO后接地和經(jīng)第十一電阻Rll后接其輸出端。所述第二運算放大器U2的正向輸入端分別接第一運算放大器Ul的輸出端和經(jīng)第十二電阻R12后接地，反向輸入端經(jīng)第十三電阻R13后接其輸出端，輸出端依次經(jīng)第十四電阻R14和第十五電阻R15后接地。所述第十四電阻R14和第十五電阻R15之間的引出線接PWM控制信號產(chǎn)生電路2的反向輸入端。
[0039]該低通濾波放大電路I將微控制器4輸出的PWM基準信號轉(zhuǎn)換成相應的直流電壓信號并按特定倍數(shù)放大。
[0040]微控制器4輸出的PWM基準信號先經(jīng)由第九電阻R9和第一電容Cl組成的二階無源濾波電路變成直流電壓信號，再經(jīng)運算放大器放大，經(jīng)放大后的直流電壓信號作為后面PWM控制信號產(chǎn)生電路2中用于和采樣電壓作比較的基準電壓。在一定范圍內(nèi)，PWM基準信號占空比越大，輸出的直流電壓越高。
[0041]如圖4所示，PWM控制信號產(chǎn)生電路2主要包括定頻脈寬調(diào)制芯片、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第十八電阻R18、第十九電阻R19、第二十電阻R20和第二電容C2。所述定頻脈寬調(diào)制芯片的第一誤差放大器的同相信號端經(jīng)第十八電阻R18后接第二場效應管CS2的源極與采樣電阻R之間的引出線，第一誤差放大器的反相信號端接低通濾波放大電路I的輸出端，補償元件連接端經(jīng)第十七電阻R17后接第一誤差放大器的反相信號端，振蕩器外接振蕩電容連接端經(jīng)第二電容C2后接地，振蕩器外接振蕩電阻連接端經(jīng)第十九電阻R19后接地，第一推挽電路反相信號輸出端分別接第一場效應管CSl的柵極和經(jīng)第二十電阻R20后接地，第二推挽電路反相信號輸出端懸空，工作電源電壓輸入端接24V工作電壓，基準電源輸出端經(jīng)第十六電阻R16后接第二誤差放大器的反相信號端，其余死區(qū)控制信號輸入端、第一推挽電路同相信號輸出端、第二推挽電路同相信號輸出端、輸出方式設定信號輸入端和第二誤差放大器的同相信號端均直接接地。
[0042]所述PWM控制信號產(chǎn)生電路2對低通濾波放大電路I輸出的直流電壓信號和施加在采樣電阻R上的采樣電壓進行實時比較，并根據(jù)兩者的電壓差調(diào)節(jié)PWM控制信號產(chǎn)生電路2輸出的PWM控制信號，該PWM控制信號用于控制第一場效應管CSl的漏極的輸出電流量，從而調(diào)節(jié)流過電磁鐵的電流，使采樣電壓始終保持與低通濾波放大電路I輸出的直流電壓信號相等，實現(xiàn)電磁鐵恒流的目的。
[0043]本發(fā)明中，電磁鐵驅(qū)動電源、第一場效應管CS1、電磁鐵5、第二場效應管CS2和采樣電阻R依次串聯(lián)形成回路，因此流經(jīng)電磁鐵5和采樣電阻R的電流相等，根據(jù)歐姆定律可知，在采樣電阻R的阻值不變的情況下，只要施加在采樣電阻R上的電壓改變，則流經(jīng)采樣電阻R的電流也會相應改變，即流經(jīng)電磁鐵5的電流也會相應改變。因此在低通濾波放大電路I輸出的直流電壓信號不變的情況下，只要保證施加在采樣電阻R上的采樣電壓與該直流電壓信號相等，即可實現(xiàn)電磁鐵5恒流的目的。
[0044]因此，當需要改變壓布機構(gòu)的壓力時，只需改變微控制器4輸出的PWM基準信號的占空比，以此改變低通濾波放大電路I輸出的直流電壓信號，即改變作為PWM控制信號產(chǎn)生電路2中用于和采樣電壓作比較的基準電壓，而PWM控制信號產(chǎn)生電路2的作用是通過改變第一場效應管CSl的漏極的輸出電流量，進一步將采樣電壓調(diào)整至與低通濾波放大電路I輸出的直流電壓相等，從而改變流經(jīng)電磁鐵5的電流，并最終達到電磁鐵5恒流的目的。
[0045]運用本發(fā)明，可方便地根據(jù)需要實時調(diào)節(jié)電磁鐵電流，實現(xiàn)壓布機構(gòu)的壓力的靈活可調(diào)。并且通過對電磁鐵電流的實時采集比較，使流經(jīng)電磁鐵的電流不會隨電磁鐵的發(fā)熱而改變，保持壓布機構(gòu)的壓力穩(wěn)定，且振動小，噪音小。
【權(quán)利要求】
1.一種壓布機構(gòu)的電磁鐵驅(qū)動電路，其特征在于，包括低通濾波放大電路、開關控制電路、PWM控制信號產(chǎn)生電路、第一場效應管、第二場效應管和米樣電阻； 所述低通濾波放大電路的輸入端接微控制器的PWM基準信號輸出端，低通濾波放大電路的輸出端接PWM控制信號產(chǎn)生電路的反向輸入端，PWM控制信號產(chǎn)生電路的輸出端接第一場效應管的柵極，第一場效應管的漏極接電磁鐵驅(qū)動電源，第一場效應管的源極接電磁鐵的一端，開關控制電路的輸入端接微控制器的電平信號輸出端，開關控制電路的輸出端接第二場效應管的柵極，第二場效應管的漏極接電磁鐵的另一端，第二場效應管的源極經(jīng)采樣電阻后接地，第二場效應管的源極與采樣電阻之間的引出線接PWM控制信號產(chǎn)生電路的正向輸入端； 所述開關控制電路根據(jù)微控制器輸出的電平信號輸出相應的控制信號至第二場效應管的柵極，用于控制第二場效應管的漏極與源極之間的通斷，從而控制電磁鐵的通斷； 所述低通濾波放大電路將微控制器輸出的PWM基準信號轉(zhuǎn)換成相應的直流電壓信號并按特定倍數(shù)放大； 所述PWM控制信號產(chǎn)生電路對低通濾波放大電路輸出的直流電壓信號和施加在采樣電阻上的采樣電壓進行實時比較，并根據(jù)兩者的電壓差調(diào)節(jié)PWM控制信號產(chǎn)生電路輸出的PWM控制信號，該PWM控制信號用于控制第一場效應管的漏極的輸出電流量，從而調(diào)節(jié)流過電磁鐵的電流，使采樣電壓等于低通濾波放大電路輸出的直流電壓信號，實現(xiàn)電磁鐵恒流的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓布機構(gòu)的電磁鐵驅(qū)動電路，其特征在于，所述第二場效應管的漏極還接第一二極管的正極，該第一二極管的負極接電磁鐵驅(qū)動電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓布機構(gòu)的電磁鐵驅(qū)動電路，其特征在于，所述開關控制電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第一三極管、第二三極管和第二二極管； 所述第八電阻的一端接3.3V電壓，另一端接第一電阻的一端，所述第一電阻的另一端分別接第二電阻的一端和第一三極管的基極，所述第二電阻的另一端和第一三極管的發(fā)射極均接地，所述第一三極管的集電極分別接第三電阻的一端、第四電阻的一端和第五電阻的一端，所述第三電阻的另一端接15V電壓，所述第四電阻的另一端分別接第六電阻的一端和第二三極管的基極，所述第二三極管的集電極接15V電壓，第二三極管的發(fā)射極分別接第六電阻的另一端和第七電阻的一端，所述第七電阻的另一端接第二二極管的正極，所述第二二極管的負極接第五電阻的另一端； 所述第一電阻和第八電阻之間的引出線接微控制器的電平信號輸出端；所述第七電阻和第二二極管之間的引出線接第二場效應管的柵極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓布機構(gòu)的電磁鐵驅(qū)動電路，其特征在于，所述低通濾波放大電路包括第九電阻、第一電容、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻、第一運算放大器和第二運算放大器； 所述第九電阻的一端接微控制器的PWM基準信號輸出端，另一端經(jīng)第一電容后接地； 所述第一運算放大器的正向輸入端接第九電阻和第一電容之間的引出線，反向輸入端分別經(jīng)第十電阻后接地和經(jīng)第十一電阻后接其輸出端； 所述第二運算放大器的正向輸入端分別接第一運算放大器的輸出端和經(jīng)第十二電阻后接地，反向輸入端經(jīng)第十三電阻后接其輸出端，輸出端依次經(jīng)第十四電阻和第十五電阻后接地； 所述第十四電阻和第十五電阻之間的引出線接PWM控制信號產(chǎn)生電路的反向輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓布機構(gòu)的電磁鐵驅(qū)動電路，其特征在于，所述PWM控制信號產(chǎn)生電路包括定頻脈寬調(diào)制芯片、第十六電阻、第十七電阻、第十八電阻、第十九電阻、第二十電阻和第二電容； 所述定頻脈寬調(diào)制芯片的第一誤差放大器的同相信號端經(jīng)第十八電阻后接第二場效應管的源極與采樣電阻之間的引出線，第一誤差放大器的反相信號端接低通濾波放大電路的輸出端，補償元件連接端經(jīng)第十七電阻后接第一誤差放大器的反相信號端，振蕩器外接振蕩電容連接端經(jīng)第二電容后接地，振蕩器外接振蕩電阻連接端經(jīng)第十九電阻后接地，第一推挽電路反相信號輸出端分別接第一場效應管的柵極和經(jīng)第二十電阻后接地，第二推挽電路反相信號輸出端懸空，工作電源電壓輸入端接24V工作電壓，基準電源輸出端經(jīng)第十六電阻后接第二誤差放大器的反相信號端，其余死區(qū)控制信號輸入端、第一推挽電路同相信號輸出端、第二推挽電路同相信號輸出端、輸出方式設定信號輸入端和第二誤差放大器的同相信號端均直接接地。
【文檔編號】D05B29/02GK104465015SQ201410712245
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】史彥亮, 魏福昌, 楊長訓, 陳濤 申請人:上海富山精密機械科技有限公司