CN104467778B - 工业缝纫机用电磁铁吸合电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了工业用缝纫机电磁铁吸合电路，其中电磁铁线包L与D1并联，D1的阴极与电源DC+连接，NMOS管的漏极与D1的阳极连接，栅极通过R2连接到UC3844的6脚，源极通过Rs1接地；R4跨接在栅极和源极之间；由外部控制芯片输出的控制信号连接到UC3844的2脚；UC3844的3脚分别与R8和C9连接，C9的另一端接地，R8的另一端连接到源极；UC3844的4脚通过C3接地，UC3844的7脚通过C2接地，R1的两端跨接在UC3844的4脚和7脚之间；R3和C7并联后一端连接到UC3844的1脚，另一端接地。本发明直接利用工业用缝纫机用于电机驱动的直流母线电压产生电流使电磁铁吸合，电路简单，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及工业缝纫机领域，尤其涉及一种工业用缝纫机电磁铁吸合电路。
背景技术
在现代缝制设备中会出现很多电磁执行机构，如剪线、拨线、抬压脚电磁铁等，这些电磁铁与缝制设备的电控部分一起相互配合，完成缝制设备的诸多自动化工作，在控制系统中起着承上启下的作用，能将电能转化为机械能，在工业用缝纫机中起着不可或缺的作用。电磁铁按其线圈电流的性质可分为直流电磁铁、交流电磁铁和本整型电磁铁。交流电磁铁的使用电压一般为交流220V，电气线路配置简单；直流电磁铁一般使用24V直流电压，因此需要专用直流电源；本整型电磁铁本身带有半波整流器，可以在直接使用交流电源的同时，具有直流电磁铁的结构和热性。
工业用缝纫机一般所用电磁铁采用低压电源供电，而工业用缝纫机的主电源是由220V交流电经整流后获得，电压相对较高，现有两种较为常用的解决方案：(1)设计DC/DC变换器提供较低电压的直流电来实现电磁铁的吸合和弹开；（2）采用脉宽调制（PWM）技术将较高电压的直流电降为较低电压的直流电，这需要用到驱动、采样等专用芯片，电路复杂，成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低成本、较少元器件的工业用缝纫机电磁铁吸合电路。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：工业用缝纫机电磁铁吸合电路，包括芯片UC3844、电源DC+、+15V电源、电磁铁线包L、二极管D1、NMOS管、电阻Rs1、R1、R2、R3、R4、R8和电容C2、C3、C7、C9；
电磁铁线包L与二极管D1并联，二极管D1的阴极与电源DC+连接，二极管D1的阳极与NMOS管的漏极连接，NMOS管的栅极通过电阻R2连接到芯片UC3844的脉冲输出引脚，NMOS管的源极通过电阻Rs1连接到地；电阻R4跨接在NMOS管的栅极和源极之间；由外部控制芯片输出的控制信号连接到芯片UC3844的电压反馈引脚；
芯片UC3844的电流取样引脚分别与电阻R8和电容C9连接，电容C9的另一端接地，电阻R8的另一端连接到NMOS管的源极；
芯片UC3844的RT/CT引脚通过电容C3接地，芯片UC3844的基准电压输出引脚通过电容C2接地，电阻R1的两端跨接在芯片UC3844的RT/CT引脚和基准电压输出引脚之间；
电阻R3和电容C7并联后一端连接到芯片UC3844的输出补偿引脚，另一端接地；
芯片UC3844的VCC引脚连接到+15V电源；芯片UC3844的GND引脚接地。
作为优选，电源DC+为驱动工业用缝纫机电机的直流母线电压。
本发明由外部控制芯片输出控制信号（其低电平为0V，高电平为5V或者3.3V）到芯片UC3844的电压反馈引脚（2脚），经过UC3844内部的运算放大器（此时运算放大器作为比较器使用）和后续内部电路，产生常低（控制信号为5V或3.3V）或者常高（控制信号为0V）的驱动信号，并从芯片UC3844的脉冲输出引脚（6脚）输出，再通过驱动电阻R2输出到NMOS管的栅极，从而控制NMOS管导通。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明通过控制NMOS管的导通构成闭合的主回路，直接利用工业用缝纫机用于电机驱动的直流母线电压产生电流使电磁铁吸合，通过斩波电路实现对电磁铁的恒流控制，避免了使用DC/DC变换器或脉宽调制（PWM）技术来实现电磁铁的吸合。本发明设计的电路简单，降低成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明工业用缝纫机电磁铁吸合电路实施例的电路原理图。
图2是本发明工业用缝纫机电磁铁吸合电路实施例的驱动信号产生的原理图。
具体实施方式
图1是一种工业用缝纫机电磁铁吸合电路，包括主回路电路、芯片UC3844、NMOS管驱动电路、采样滤波电路、RC振荡电路、续流回路、补偿电路。
主回路电路由电源DC+、电磁铁线包L、续流二极管D1、NMOS管、采样电阻Rs1和地组成，电源DC+是驱动工业用缝纫机电机的直流母线电压，与续流二极管D1的阴极连接，D1的阳极连接到NMOS管的漏极，电磁铁线包L两端与续流二极管D1并联，NMOS管的源极通过采样电阻Rs1与地连接。
其中由电磁铁线包L和续流二极管D1组成续流回路，当NMOS管关断时，存储在电磁铁线包L中能量经L和D1形成回路释放掉，避免NMOS管漏极承受过电压。
NMOS管驱动电路由芯片UC3844，驱动电阻R2组成，外部控制芯片输出控制信号（其低电平为0V，高电平为5V或者3.3V）到UC3844的电压反馈引脚（2脚），脉冲输出引脚（6脚）通过驱动电阻R2与NMOS管的栅极连接。
采样滤波电路由电阻R8和电容C9组成，电阻R8一端接UC3844的电流取样引脚（3脚），另一端连接到NMOS管的源极。电容C9一端接UC3844的电流取样引脚（3脚），另一端接地。
RC振荡电路由振荡电阻R1和振荡电容C2组成，电阻R1两端分别与接UC3844的基准电压输出引脚（8脚）和UC3844的RT/CT引脚（4脚）连接。电容C2一端接UC3844的基准电压输出引脚（8脚），另一端接地。RC振荡电路产生时钟信号，改变R1和C2的值可以改变振荡频率。
补偿电路由电阻R3、电容C7组成，电阻R3、电容C7并联后一端接地，另一端接UC3844的输出补偿引脚（1脚）。
由外部控制芯片输出控制信号（其低电平为0V，高电平为5V或者3.3V）到UC3844的电压反馈引脚（2脚），经过UC3844内部的运算放大器（此时运算放大器作为比较器使用）和后续内部电路，产生常低（控制信号为5V或3.3V）或者常高（控制信号为0V）的驱动信号，从UC3844的脉冲输出引脚（6脚）输出，通过驱动电阻R2连接到NMOS管的栅极，用以控制NMOS管导通。
电源DC+、电磁铁线包L、NMOS管、采样电阻Rs1与地构成回路，建立起电流，电磁铁吸合。
由采样电阻Rs1进行电流采样，经RC滤波后将信号送入UC3844的电流取样引脚（3脚），当电流达到设定值时，UC3844封锁驱动信号，NMOS管关断，电磁铁弹开。
图2是驱动信号产生的原理图，时钟信号所形成的驱动信号最大是50%占空比的方波信号，当时钟信号产生上升沿时，NMOS管导通，主回路闭合，产生电流，电流增大，当电流上升到设定值时（UC3844内部给定为1V），NMOS管关断，电磁铁线包L与续流二极管D1组成续流回路，电流减小，当下一个上升沿产生时，NOMS管继续导通，···，如此往复。
本实施例通过控制NMOS管的导通构成闭合的主回路，直接利用驱动工业用缝纫机电机的直流母线电压产生电流使电磁铁吸合，通过斩波电路实现对电磁铁的恒流控制，简单经济。
Claims (2)
1.工业用缝纫机电磁铁吸合电路，其特征在于：包括芯片UC3844、电源DC+、+15V电源、电磁铁线包L、二极管D1、NMOS管、电阻Rs1、R1、R2、R3、R4、R8和电容C2、C3、C7、C9；
所述电磁铁线包L与二极管D1并联，二极管D1的阴极与电源DC+连接，二极管D1的阳极与NMOS管的漏极连接，NMOS管的栅极通过电阻R2连接到芯片UC3844的脉冲输出引脚，NMOS管的源极通过电阻Rs1连接到地；电阻R4跨接在NMOS管的栅极和源极之间；由外部控制芯片输出的控制信号连接到芯片UC3844的电压反馈引脚；
芯片UC3844的电流取样引脚分别与电阻R8和电容C9连接，电容C9的另一端接地，电阻R8的另一端连接到NMOS管的源极；
芯片UC3844的RT/CT引脚通过电容C3接地，芯片UC3844的基准电压输出引脚通过电容C2接地，电阻R1的两端跨接在芯片UC3844的RT/CT引脚和基准电压输出引脚之间；
电阻R3和电容C7并联后一端连接到芯片UC3844的输出补偿引脚，另一端接地；
芯片UC3844的VCC引脚连接到+15V电源；芯片UC3844的GND引脚接地。
2.根据权利要求1所述的工业用缝纫机电磁铁吸合电路，其特征在于：所述电源DC+为驱动工业用缝纫机电机的直流母线电压。
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