專利名稱：電脈動(dòng)擠奶機(jī)的電子控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是擠奶設(shè)備，具體是用于電脈動(dòng)擠奶機(jī)的電子控制器。
二背景技術(shù)：
脈動(dòng)器是擠奶設(shè)備上必不可少的關(guān)鍵部件，它的質(zhì)量與性能的優(yōu)劣直接影響擠奶 機(jī)的工作效率與技術(shù)性能。目前的擠奶機(jī)大體分為氣脈動(dòng)和電脈動(dòng)兩種。氣脈動(dòng)擠奶機(jī)大 都是采用氣阻尼式脈動(dòng)器，脈動(dòng)腔中的脈動(dòng)膜或脈動(dòng)皮囊都是通過(guò)阻尼孔反饋的正或負(fù)壓 氣體壓力推動(dòng)脈動(dòng)膜或脈動(dòng)皮囊工作。這種氣動(dòng)脈動(dòng)器的阻尼孔直徑偏小，易被灰塵、污物 堵塞，尤其是在寒區(qū)或嚴(yán)寒區(qū)冬季使用，由于氣溫低阻尼孔極易被霜冰堵塞影響工作，因此 氣脈動(dòng)擠奶機(jī)的故障率較高，而電脈動(dòng)擠奶機(jī)因其脈動(dòng)頻率穩(wěn)定、擠奶速度快、產(chǎn)奶量高而 占有市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。但就市場(chǎng)現(xiàn)用的電脈動(dòng)器擠奶機(jī)，其脈動(dòng)器的控制電路復(fù)雜，且無(wú)負(fù)載短路 保護(hù)，當(dāng)脈動(dòng)器發(fā)生短路故障時(shí)，不能自動(dòng)斷電而導(dǎo)致控制器損壞，既影響正常擠奶，又增 加成本。
三
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述問(wèn)題提供一種電脈動(dòng)擠奶機(jī)的電子控制器，控制器 的電子開關(guān)電路工作性能穩(wěn)定，并設(shè)計(jì)負(fù)載短路保護(hù)電路對(duì)控制器的電路元器件實(shí)施保 護(hù)，當(dāng)電脈動(dòng)器發(fā)生短路故障時(shí)，電源電路自動(dòng)斷電，短路故障解除后，電源電路自動(dòng)延時(shí) 接通，克服因意外負(fù)載短路造成元器件損壞的問(wèn)題。 本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的電脈動(dòng)擠奶機(jī)的電子控制器包括電源電 路、電子開關(guān)電路和負(fù)載短路保護(hù)電路，其中 電子開關(guān)電路由集成電路IC1的第一、第二與非門、電阻R2、R3、電容C3組成方波 發(fā)生器，產(chǎn)生占空比為50 : 50的方波，方波發(fā)生器的輸出端連接做隔離級(jí)使用的集成電路 IC1第三與非門的輸入端，在第三與非門的輸出端分成兩路占空比為50 : 50的方波信號(hào)； 一路由集成電路IC1第三與非門的輸出端連接二極管D5的正極，二極管D5的負(fù)極連接集 成電路IC2第二與非門的輸入端，第二與非門的輸出端連接集成電路IC2第三與非門的輸 入端，由第三與非門的輸出端輸出占空比為70 : 30的方波信號(hào)，集成電路IC2第三與非門 的輸出端連接場(chǎng)效應(yīng)管BG2的控制極，通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管BG2去控制左脈動(dòng)線圈Jl的通電與釋 放；另一路由集成電路IC1第三與非門的輸出端連接做反相器用的第四與非門的輸入端， 第四與非門的輸出端連接二極管D6的正極，二極管D6的負(fù)極連接集成電路IC2第一與非 門的輸入端，第一與非門的輸出端連接集成電路IC2第四與非門的輸入端，由第四與非門 的輸出端輸出占空比為70 : 30的方波信號(hào)，集成電路IC2第四非門的輸出端連接場(chǎng)效應(yīng) 管BG3的控制極，通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管BG3去控制右脈動(dòng)線圈J2的通電與釋放；場(chǎng)效應(yīng)管BG2、BG3 的源極通過(guò)電阻R8接地； 負(fù)載短路保護(hù)電路包括場(chǎng)效應(yīng)管BG1 、電阻Rl、可控硅CRT、電阻R8，可控硅CRT的 控制極連接電阻R8，同時(shí)連通場(chǎng)效應(yīng)管BG2、BG3的源極，可控硅CRT的陰極接地，陽(yáng)極連接
3場(chǎng)效應(yīng)管BG1的控制極，電阻Rl —端連接場(chǎng)效應(yīng)管BG1的控制極和可控硅CRT的陽(yáng)極，另 一端連接+24V電源。 本實(shí)用新型具有的積極效果本實(shí)用新型在電子開關(guān)電路中采用型號(hào)為IRFz44N 的場(chǎng)效應(yīng)管BG2、 BG3做大功率開關(guān)輸出管，另外，在負(fù)載短路保護(hù)電路中也選用型號(hào)為 IRFz44N的場(chǎng)效應(yīng)管做電源開關(guān)管，是基于場(chǎng)效應(yīng)管屬電壓觸發(fā)元件，它具有觸發(fā)電流小， 導(dǎo)通壓降小，截止漏電流小，帶載能力強(qiáng)等特點(diǎn)；在電子開關(guān)電路選用型號(hào)為CD4011B集成 電路IC1 IC2，是由于該集成電路是由多只場(chǎng)效應(yīng)管集合而成，自身耗散功率低，工作電流 小，可減輕三端穩(wěn)壓電源元器件的負(fù)載，降低三端穩(wěn)壓電源的溫升；因此，該電子控制器的 電路工作性能穩(wěn)定、調(diào)試簡(jiǎn)單，經(jīng)測(cè)試、使用試驗(yàn)證明脈動(dòng)頻率穩(wěn)定、脈動(dòng)曲線高于國(guó)家標(biāo) 準(zhǔn)，擠奶效率高，故障率低，尤其是負(fù)載電路意外短路時(shí)，能夠自動(dòng)斷電，對(duì)電路實(shí)施保護(hù)。
四
圖1是本實(shí)用新型的電路圖； 圖2是中電子控制器的方框圖。
五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明 圖1是本實(shí)用新型的電路圖，圖2是電子控制器的方框圖，結(jié)合圖1、圖2所示，電 脈動(dòng)擠奶機(jī)的電子控制器包括電源電路、電子開關(guān)電路和負(fù)載短路保護(hù)電路。電路中的集 成電路IC1、IC2的型號(hào)為CD4011B，場(chǎng)效應(yīng)管BG1、BG2、BG3的型號(hào)為IRFz44N，可控硅CRT 的型號(hào)為97A6。 電源電路包括橋式整流塊，濾波電容Cl、 C2， L7812三端穩(wěn)壓電源，場(chǎng)效應(yīng)管BG1、 電阻Rl。橋式整流塊輸出腳4連接濾波電容Cl正極，同時(shí)連接三端穩(wěn)壓電源L7812輸入 端，其輸出端連接濾波電容C2的正極，濾波電容Cl、 C2的負(fù)極連接三端穩(wěn)壓電源L7812的 接地端2腳一并接地，三端穩(wěn)壓電源L7812輸出的正電源連接場(chǎng)效應(yīng)管BG1的漏極，場(chǎng)效應(yīng) 開關(guān)管BG1的源極輸出的+12電源連接集成電路IC1、IC2的14腳，電阻Rl的一端與+24V 電源連通，另一端連接場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管BG1的控制極，由電阻Rl為場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管BG1的工作 點(diǎn)提供正偏值電壓。 電子開關(guān)電路中由集成電路IC1第一、第二與非門、電阻R2、R3、充放電電容C3組 成方波發(fā)生器，其工作頻率為60次/分，產(chǎn)生的方波信號(hào)占空比為50 : 50，即高低電平時(shí) 間相等的波形。集成電路IC1第一與非門的輸入端1、2腳連接電阻R2，輸出端3腳連接電 阻R3，輸出端3腳同時(shí)連接集成電路IC1第二與非門的輸入端5、6腳，第二與非門的輸出端 4腳連接充放電電容C3，集成電路IC1的7腳接地。方波發(fā)生器集成電路IC1第二與非門的 輸出端4腳連接做隔離級(jí)使用的集成電路IC1第三與非門的輸入端8、9腳，在集成電路IC1 第三與非門的輸出端分成兩路占空比為50 : 50的方波信號(hào)。 一路由集成電路IC1第三與 非門的輸出端IO腳連接二極管D5的正極，二極管D5的負(fù)極連接充放電電容C4、放電電阻 R4，放電電阻R4、充放電電容C4的另一端接地。二極管D5的負(fù)極同時(shí)連接集成電路IC2的 第二與非門的輸入端5、6腳，第二與非門的輸出端4腳連接集成電路IC2第三與非門的輸 入端8、9腳，第三與非門的輸出端IO腳連接場(chǎng)效應(yīng)管BG2的控制極，場(chǎng)效應(yīng)管BG2的控制 極連接左脈動(dòng)器線圈Jl，左脈動(dòng)器線圈Jl的另一端連接+24V電源。由集成電路IC2第三 與非門輸出頻率為60次/分，占空比為70 : 30的方波信號(hào)，通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管BG2的導(dǎo)通與關(guān)斷來(lái)控制左脈動(dòng)線圈Jl的通電與釋放。場(chǎng)效應(yīng)管BG2的源極連接電阻R8的一端，電阻 R8的另一端接地。場(chǎng)效應(yīng)管BG2的漏極連接放電二極管D7的正極，放電二極管D7的負(fù)極 連接+24V電源。場(chǎng)效應(yīng)管BG2漏極同時(shí)連接R6電阻的一端，電阻R6的另一端連接發(fā)光二 極管LED1的負(fù)極，發(fā)光二極管LED1的正極連接+24V電源。在左脈動(dòng)線圈Jl的失電瞬間， 通過(guò)二極管D7將左脈動(dòng)線圈產(chǎn)生的反電勢(shì)釋放掉，對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管BG2實(shí)施保護(hù)。另一路由集 成電路IC1第三與非門的輸出端10腳連接做反相器用的集成電路IC1第四與非門的輸入 端12、13腳，由第四與非門輸出端11腳輸出占空比為50 : 50的方波信號(hào)，信號(hào)的頻率與 第一路相同，電平相位相反。集成電路IC1第四與非門的輸出端11腳連接二極管D6的正 極，二極管D6的負(fù)極連接充放電電容C5、放電電阻R5，放電電阻R5、充放電電容C5的另一 端接地。二極管D6的負(fù)極同時(shí)連接集成電路IC2的第一與非門的輸入端1、2腳，集成電路 IC2的7腳接地。第一與非門的輸出端3腳連接集成電路IC2第四與非門的輸入端12、13 腳，集成電路IC2第四與非門的輸出端11腳連接場(chǎng)效應(yīng)管BG3的控制極，場(chǎng)效應(yīng)管BG3的 漏極連接右脈動(dòng)器線圈J2，右脈動(dòng)器線圈J2的另一端連接+24V電源。由集成電路IC2第 四與非門輸出與前一路頻率相同，相位相反的占空比為70 : 30的方波信號(hào)。通過(guò)效應(yīng)管 BG3的導(dǎo)通與關(guān)斷來(lái)控制右脈動(dòng)線圈J2的通電與釋放。場(chǎng)效應(yīng)管BG3的源極連接電阻R8 的一端，電阻R8的另一端接地。場(chǎng)效應(yīng)管BG3的漏極連接放電二極管D8的正極，放電二極 管D8的負(fù)極連接+24V電源。場(chǎng)效應(yīng)管BG3漏極同時(shí)連接電阻R7的一端，電阻R7的另一 端連接發(fā)光二極管LED2的負(fù)極，發(fā)光二極管LED2的正極連接+24V電源。在右脈動(dòng)線圈J2 的失電瞬間，通過(guò)二極管D8將右脈動(dòng)線圈產(chǎn)生的反電勢(shì)釋放掉，對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管BG3實(shí)施保護(hù)。 由集成電路IC2的第三、第四與非門輸出的兩路占空比為70 : 30的方波信號(hào)，分 別送至場(chǎng)效應(yīng)管BG2、BG3，通過(guò)效應(yīng)管BG2、BG3的導(dǎo)通與關(guān)斷來(lái)控制左、右脈動(dòng)線圈J1、J2 的通電與釋放。左右兩個(gè)脈動(dòng)線圈Jl、 J2的交替導(dǎo)通與關(guān)斷的循環(huán)延續(xù)，就是雙電脈動(dòng)器 的正常工作狀態(tài)。 負(fù)載短路保護(hù)電路包括場(chǎng)效應(yīng)管BG1 、電阻Rl、可控硅CRT、電阻R8，可控硅CRT的 控制極連接電阻R8的一端，同時(shí)連通場(chǎng)效應(yīng)管BG2、BG3的源極，可控硅CRT的陰極接地，陽(yáng) 極連接場(chǎng)效應(yīng)管BG1的控制極，電阻Rl —端連接+24V電源，另一端連接場(chǎng)效應(yīng)管BG1的控 制極，正常狀態(tài)下電阻R1控制場(chǎng)效應(yīng)管BG1的飽和導(dǎo)通。當(dāng)發(fā)生負(fù)載短路故障時(shí)，電阻R1 又是可控硅導(dǎo)通后維持電流的唯一路徑。 本實(shí)用新型通過(guò)由集成電路IC1的第一、第二兩個(gè)與非門、電阻R2、R3、電容C3組 成的方波發(fā)生器產(chǎn)生占空比為50 : 50的方波信號(hào)，經(jīng)第三、第四兩個(gè)與非門處理后分為電 平相反，頻率相同的兩路占空比為50 : 50的方波信號(hào)，兩路方波信號(hào)分別經(jīng)集成電路IC2 的第二、第三與非門、二極管D5、電阻R4、電容C4和集成電路IC2的第一、第四與非門、二極 管D6、電阻R5、電容C5構(gòu)成的電路延時(shí)整形變成兩路占空比為70 : 30的方波信號(hào)輸送至 場(chǎng)效應(yīng)管BG2、BG3分別去控制左、右脈動(dòng)線圈Jl、 J2的通電與釋放。 當(dāng)左、右兩只脈動(dòng)線圈中的任意一只發(fā)生短路時(shí)，在場(chǎng)效應(yīng)管BG2或BG3導(dǎo)通的瞬 間，24V電壓全部加到電阻R8上，在電阻R8的上端產(chǎn)生脈沖信號(hào)。該脈沖信號(hào)加到可控硅 CRT的控制極時(shí)使可控硅CRT快速導(dǎo)通，可控硅CRT的導(dǎo)通導(dǎo)致了場(chǎng)效應(yīng)管BG1的截止，切 斷兩只集成電路IC1、IC2的工作電源，使集成電路IC1、IC2徹底停止工作，從而使兩只場(chǎng)效 應(yīng)管BG2、 BG3控制柵極失壓，致使漏極與源極之間關(guān)斷，兩只場(chǎng)效應(yīng)管BG2、 BG3得到了保護(hù)。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T8186-2005中規(guī)定擠奶機(jī)奶杯脈動(dòng)腔的脈動(dòng)曲線4個(gè)時(shí)相中B時(shí) 相> 30%，0時(shí)相> 15%。本實(shí)用新型用于電脈動(dòng)擠奶機(jī)，經(jīng)檢測(cè)與使用實(shí)驗(yàn)證明產(chǎn)奶階 段的B時(shí)相可達(dá)36 %以上，處于休息階段的D時(shí)相在19 %左右，脈動(dòng)曲線高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，電 路性能完全可以滿足擠奶機(jī)的使用要求。
權(quán)利要求一種電脈動(dòng)擠奶機(jī)的電子控制器，包括穩(wěn)壓電源，其特征在于該控制器中還包括電子開關(guān)電路和負(fù)載短路保護(hù)電路，其中電子開關(guān)電路由集成電路IC1的第一、第二與非門、電阻R2、R3、電容C3組成方波發(fā)生器，產(chǎn)生占空比為50∶50的方波，方波發(fā)生器的輸出端連接做隔離級(jí)使用的集成電路IC1第三與非門的輸入端，在第三與非門的輸出端分成兩路占空比為50∶50的方波信號(hào)；一路由集成電路IC1第三與非門的輸出端連接二極管D5的正極，二極管D5的負(fù)極連接集成電路IC2第二與非門的輸入端，第二與非門的輸出端連接集成電路IC2第三與非門的輸入端，由第三與非門的輸出端輸出占空比為70∶30的方波信號(hào)，集成電路IC2第三與非門的輸出端連接場(chǎng)效應(yīng)管BG2的控制極，通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管BG2去控制左脈動(dòng)線圈J1的通電與釋放；另一路由集成電路IC1第三與非門的輸出端連接做反相器用的第四與非門的輸入端，第四與非門的輸出端連接二極管D6的正極，二極管D6的負(fù)極連接集成電路IC2第一與非門的輸入端，第一與非門的輸出端連接集成電路IC2第四與非門的輸入端，由第四與非門的輸出端輸出占空比為70∶30的方波信號(hào)，集成電路IC2第四非門的輸出端連接場(chǎng)效應(yīng)管BG3的控制極，通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管BG3去控制右脈動(dòng)線圈J2的通電與釋放；場(chǎng)效應(yīng)管BG2、BG3的源極通過(guò)電阻R8接地；負(fù)載短路保護(hù)電路包括場(chǎng)效應(yīng)管BG1、電阻R1、可控硅CRT、電阻R8，可控硅CRT的控制極連接電阻R8，同時(shí)連通場(chǎng)效應(yīng)管BG2、BG3的源極，可控硅CRT的陰極接地，陽(yáng)極連接場(chǎng)效應(yīng)管BG1的控制極，電阻R1一端連接場(chǎng)效應(yīng)管BG1的控制極和可控硅CRT的陽(yáng)極，另一端連接+24V電源。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電脈動(dòng)擠奶機(jī)的電子控制器，其特征在于電子開關(guān)電路中 的兩只集成電路IC1、IC2，型號(hào)為CD4011B，三只場(chǎng)效應(yīng)管BG1、BG2、BG3的型號(hào)為IRFz44N ; 負(fù)載短路保護(hù)電路中的可控硅的型號(hào)為97A6。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電脈動(dòng)擠奶機(jī)的電子控制器，其特征在于電子開關(guān)電 路中集成電路IC1第一與非門的輸入端1、2腳連接電阻R2，輸出端3腳連接電阻R3，同時(shí)連 接第二與非門的輸入端5、6腳，第二與非門的輸出端4腳連接充放電電容C3，同時(shí)連接集成 電路IC1第三與非門的輸入端8、9腳，電阻R2、R3、充放電電容C3的另一端連接在一起，集 成電路IC1第三與非門的輸出端10腳連接二極管D5的正極，負(fù)極連接充放電電容C4、放電 電阻R4，二極管D5的負(fù)極同時(shí)連接集成電路IC2的第二與非門的輸入端5、6腳，第二與非 門輸出端4腳連接集成電路IC2第三與非門的輸入端8、9腳，第三與非門輸出端10腳連接 場(chǎng)效應(yīng)管BG2的控制極，場(chǎng)效應(yīng)管BG2的源極連接電阻R8的一端，漏極連接左脈動(dòng)器線圈 Jl，線圈Jl的另一端連接+24V電源；集成電路IC1第三與非門的輸出端10腳連接第四與 非門的輸入端12、13腳，第四與非門的輸出端11腳連接二極管D6的正極，負(fù)極連接充放電 電容C5、放電電阻R5，二極管D6的負(fù)極同時(shí)連接集成電路IC2的第一與非門的輸入端1、2 腳，第一與非門的輸出端3腳連接集成電路IC2第四與非門的輸入端12、13腳，第四與非門 的輸出端11腳連接場(chǎng)效應(yīng)管BG3的控制極，場(chǎng)效應(yīng)管BG3的源極連接電阻R8的一端，漏極 連接右脈動(dòng)器線圈J2，線圈J2的另一端連接+24V電源；放電電阻R4、 R5、充放電電容C4、 C5的另一端接地；場(chǎng)效應(yīng)管BG2、BG3的源極連接電阻R8的一端，電阻R8的另一端接地。
專利摘要本實(shí)用新型涉及的是電脈動(dòng)擠奶機(jī)的電子控制器，包括穩(wěn)壓電源，由兩個(gè)集成電路IC1、IC2，場(chǎng)效應(yīng)管BG1、BG2、BG3構(gòu)成的電子開關(guān)電路和負(fù)載短路保護(hù)電路。由集成電路IC1的第一、第二與非門、電阻R2、在供暖R3、電容C3組成方波發(fā)生器產(chǎn)生方波信號(hào)，再將信號(hào)處理成電平相反，頻率相同的兩路方波信號(hào)輸出，輸出的信號(hào)經(jīng)延時(shí)整形變成占空比較高的方波信號(hào)由集成電路IC2的第三與非門、第四與非門輸送至場(chǎng)效應(yīng)管BG2、BG3，控制左右脈動(dòng)線圈J1、J2的通電與釋放?？刂破鞯碾娐饭ぷ餍阅芊€(wěn)定，經(jīng)測(cè)試、使用試驗(yàn)證明脈動(dòng)頻率穩(wěn)定、脈動(dòng)曲線高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，擠奶效率高；負(fù)載電路意外短路時(shí)，能夠自動(dòng)斷電，對(duì)電路實(shí)施保護(hù)，克服了因意外負(fù)載短路時(shí)造成元器件損壞的問(wèn)題。
文檔編號(hào)H02H3/06GK201504467SQ20092010100
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者李保嶺 申請(qǐng)人:李保嶺