CN101559844A - 一种快加热烙铁温度控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种快加热烙铁温度控制装置，具有：电源电压取样电路，对交流市电进行电压取样，输出电源电压的模拟采样信号；过零检测电路，对交流市电进行过零点采样，输出电源电压过零点数字信号；脉冲控制电路，以单片机为控制核心，其输入端接有两点粘接控制信号及三点粘接控制信号，AD转换引脚与电源电压取样电路的输出端相连，中断引脚与过零检测电路的输出端相连；驱动电路，包括三点驱动加热电路及两点驱动加热电路，其输入端分别接自脉冲控制电路中的单片机的控制输出端，输出信号与加热变压器的初级相连。本发明可自动调整快加热烙铁的温度，时间控制精确，粘接质量稳定，操作简单，工作效率高，减少了捆扎带的浪费。

Description

一种快加热烙铁温度控制装置
技术领域
本发明涉及一种捆钞机中的快加热烙铁，具体地说是一种快加热烙铁温度控制装置。
背景技术
我国银行系统对1000张纸币的整理保管方式，主要是采用自动捆钞机进行捆扎成捆，目前捆钞机普遍采用无需预热的快加热烙铁，粘接质量影响纸币的捆扎效果，而快加热烙铁的温度是随市电电源的电压变化的，过去是通过人工，根据粘接效果去调整加热档位，这样做第一是麻烦，因市电电源电压是波动的，有些地区电压波动很大，这样就需操作者经常根据粘接效果去调整加热档位。第二会造成捆扎带的浪费，工作效率的下降。第三是捆扎粘接质量的不稳定会导致粘接不牢。银行系统对于钱币捆扎后的状态有了相应的规范要求，造成目前捆钞机的粘接控制效果不好，已经不能满足用户的需求，这是目前捆钞机急需解决的问题之一。
发明内容
针对现有技术中存在的捆钞机对捆扎带粘接控制效果差的不足之处，本发明要解决的技术问题在于提供一种加热烙铁温度随电压变化而自动调整快加热烙铁温度控制装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
本发明具有电源电压取样电路，对交流市电进行电压取样，输出电源电压的模拟采样信号；过零检测电路，对交流市电进行过零点采样，输出电源电压过零点数字信号；脉冲控制电路，以单片机为控制核心，其输入端接有两点粘接控制信号及三点粘接控制信号，AD转换引脚与电源电压取样电路的输出端相连，中断引脚与过零检测电路的输出端相连；驱动电路，包括三点驱动加热电路及两点驱动加热电路，其输入端分别接自脉冲控制电路中的单片机的控制输出端，输出信号与加热变压器的初级相连。
所述电源电压取样电路具有电压取样变压器，其初级通过滤波器与市电相连，次级整流滤波后再经电位器分压得到电压取样信号；所述过零检测电路具有交流双向光电耦合器及电压比较器，市电经限流电阻限流后由交流双向光电耦合器进行光电隔离输出，再经电压比较器及外围元件整形后接至脉冲控制电路中单片机的中断引脚；所述三点驱动加热电路及两点驱动加热电路结构相同，分别具有双向光耦可控硅及双向可控硅，双向光耦可控硅将来自单片机的触发脉冲信号进行光电隔离后输出至双向可控硅的门极，该双向可控硅的阴极和阳极与加热变压器的初级相连；本发明还具有电源电压显示电路，由移位寄存器驱动七段数码管、LED或LCD组成，移位寄存器的输入端与脉冲控制电路中单片机的虚拟串口相连。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.可自动调整快加热烙铁的温度。本发明以电源电压取样电路及过零检测电路作为检测信号，采用双向可控硅控制电源导通角来实现电源电压调整，使快加热烙铁温度自动调整，保持稳定；
2.操作简单，工作效率高。本发明装置在脉冲控制电路中采用单片机作为控制核心，集成AD转换模块，时间控制精确，且出厂时温度档位设置完成后无需用户调节，粘接质量稳定，不随市电电压波动变化，并能减轻操作者劳动强度，减少捆扎带浪费，提高工作效率。
3.方便调试。本发明装置中显示电路存在的重要性是便于调试人员调试，根据显示的电压，与万用表测试市电交流电压，通过取样电路上的电位器调整一致，就完成电压校准工作，同时也便于维修人员了解，整机电源供电情况。
附图说明
图1为市电电源电压取样电路；
图2交流电源过零点取样电路；
图3脉冲控制部分电路图；
图4驱动部分电路图；
图5电源电压显示电路。
具体实施方式
本发明快加热烙铁温度控制装置，由脉冲控制电路中的单片机U1(本实施例采用STC12C2052AD)通过电源电压取样电路进行市电电压检测，并根据市电的电压变化来调节触发脉冲的宽度，控制驱动电路中双向可控硅的导通角使快加热烙铁温度保持不变。
如图1～5所示，本发明包括电源电压取样电路，对交流市电进行电压取样，输出电源电压的模拟采样信号；过零检测电路，对交流市电进行过零点采样，输出电源电压过零点数字信号；脉冲控制电路，以单片机U1为控制核心，其输入端接有两点粘接控制信号及三点粘接控制信号，AD转换引脚与电源电压取样电路的输出端相连，中断引脚INT0与过零检测电路的输出端相连，脉冲控制电路中的单片机U1的控制输入端接有两点粘接控制信号及三点粘接控制信号；驱动电路，包括三点驱动加热电路及两点驱动加热电路，其输入端分别接自脉冲控制电路中的单片机U1的控制输出端，驱动电路的输出端与加热变压器的初级相连。
所述电源电压取样电路具有电压取样变压器T1，其初级通过滤波器与市电相连，次级整流滤波后再经电位器分压得到电压取样信号；过零检测电路具有交流双向光电耦合器VX1及电压比较器UX1，市电经限流电阻RX6、RX7限流后由交流双向光电耦合器VX1进行光电隔离输出，再经电压比较器UX1及外围元件整形后接至脉冲控制电路中单片机U1的中断引脚INT0；三点驱动加热电路及两点驱动加热电路结构相同，分别包括双向光耦可控硅，其将来自单片机U1的触发脉冲信号进行光电隔离后输出至双向可控硅的门极，该双向可控硅的阴极和阳极与加热变压器的初级相连；还具有电源电压显示电路，由移位寄存器驱动七段数码管、LED或LCD等其他数字显示电路组成，移位寄存器的输入端与脉冲控制电路中单片机U1的虚拟串口T0、T1相连。
如图1所示，电源电压取样电路的工作原理如下，交流市电经电源滤波器滤波后，送给送给隔离降压变压器T1降压，经整流滤波、电阻和电位器的分压后，送给单片机U1的AD转换引脚完成电源电压的取样工作。
如图2所示，为过零检测电路，其工作原理如下：市电经限流电阻RX6、RX7限流送到交流双向光电耦合器VX1的1脚和2脚，经双向光电耦合器内部光电隔离后，由双向光电耦合器的3脚、4脚输出经电压比较器UX1及外围元件整形后送到单片机U1的INT0中断引脚，完成交流电源过零点采样工作。
图3脉冲控制部分电路图工作原理如下：脉冲控制部分核心是STC12C2052AD型单片机U1。采用以单片机为控制核心设计数字式触发器，大大简化硬件电路的组成，并可提高触发器的控制精度，其中触发角的分辨率可达0.1度至0.01度，甚至更高。另外由于元件的可编程性，使单片机数字触发器调节相当灵活，便于参数修正。选用STC12C2052AD单片机，因该单片机内集成AD转换电路，并且抗干扰能力强。控制原理如下：交流电过零时刻产生延时触发基准。它以下降沿的方式送到STC12C2052AD单片机的中断引脚INT0，然后由程序判断单片机2脚(P3.0)和3脚(P3.1)是否接收到加热控制信号，如接到控制信号，再根据单片机的AD转换引脚P1.0送来的电压采样信号，按送入电压控制延时后发触发脉冲，由控制输出端P1.6和P1.7输出送给驱动电路，完成脉冲控制。
图4是驱动电路原理图，该驱动电路分成两部分，分别控制三点粘接烙铁变压器与两点粘接加热变压器。以三点粘接驱动电路为例，其工作原理如下：为安全防止直流部分带有高压电和满足双向可控硅Q1门极对脉冲功率的要求，由单片机U1发出的触发脉冲必须经过隔离驱动才能加到双向可控硅的门极。为了简化电路设计，此电路使用了双向光耦可控硅OP1完成可控硅的驱动工作。被驱动的双向可控硅Q1在门极得到驱动脉冲后导通，在交流过零点时关断，接着等待下一个脉冲的到来，根据单片机U1的控制来调整移相的角度，实现电压的调整，经调整的交流市电输出给加热变压器初级，经加热变压器隔离降压后的低压大电流送给快加热烙铁，用于捆扎带的烫合粘接，两电路驱动部分完全相同。
图5是电源电压显示电路，工作过程如下：单片机U1将经AD转化的电压数值经软件处理后由虚拟串口T0、T1送到显示电路，显示电路以移位寄存器(74HC164)组成显示驱动电路，完成显示驱动。显示电路存在的重要性是便于调试人员调试，根据显示的电压，与万用表测试市电交流电压，通过取样电路上的电位器调整一致，就完成电压校准工作，同时也便于维修人员了解，整机电源供电情况。

Claims (5)

1.一种快加热烙铁温度控制装置，其特征在于具有：
电源电压取样电路，对交流市电进行电压取样，输出电源电压的模拟采样信号；
过零检测电路，对交流市电进行过零点采样，输出电源电压过零点数字信号；
脉冲控制电路，以单片机(U1)为控制核心，其输入端接有两点粘接控制信号及三点粘接控制信号，AD转换引脚与电源电压取样电路的输出端相连，中断引脚(INT0)与过零检测电路的输出端相连；
驱动电路，包括三点驱动加热电路及两点驱动加热电路，其输入端分别接自脉冲控制电路中的单片机(U1)的控制输出端，输出信号与加热变压器的初级相连。
2.按权利要求1所述的快加热烙铁温度控制装置，其特征在于：所述电源电压取样电路具有电压取样变压器(T1)，其初级通过滤波器与市电相连，次级整流滤波后再经电位器分压得到电压取样信号。
3.按权利要求1所述的快加热烙铁温度控制装置，其特征在于：所述过零检测电路具有交流双向光电耦合器(VX1)及电压比较器(UX1)，市电经限流电阻(RX6、RX7)限流后由交流双向光电耦合器(VX1)进行光电隔离输出，再经电压比较器(UX1)及外围元件整形后接至脉冲控制电路中单片机(U1)的中断引脚(INT0)。
4.按权利要求1所述的快加热烙铁温度控制装置，其特征在于：所述三点驱动加热电路及两点驱动加热电路结构相同，分别具有双向光耦可控硅及双向可控硅，双向光耦可控硅将来自单片机(U1)的触发脉冲信号进行光电隔离后输出至双向可控硅的门极，该双向可控硅的阴极和阳极与加热变压器的初级相连。
5.按权利要求1所述的快加热烙铁温度控制装置，其特征在于：还具有电源电压显示电路，由移位寄存器驱动七段数码管、LED或LCD组成，移位寄存器的输入端与脉冲控制电路中单片机(U1)的虚拟串口(T0、T1)相连。
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