CN106601428B - 一种缝纫机的高压控制系统 - Google Patents

Abstract

一种缝纫机的高压控制系统，其包括一个市电电源，一个滤波整流模块，一个高压电磁铁控制模块，一个高压电磁铁。所述高压电磁铁控制模块包括一个微控制单元，一个开关单元，一个高压电磁铁控制单元，以及一个检测单元。所述微控制单元输出PWM信号。所述开关单元用于控制所述高压电磁铁控制单元工作。所述高压电磁铁控制单元吸收所述高压电磁铁的热量并控制所述高压电磁铁的工作状态。所述检测单元用于检测所述高压电磁控制单元的输出电流、电压，以及高压电磁控制单元本身的温度。缝纫机的高压控制系统所具有的高压电磁铁控制模块可以节约隔离变压器等其他功能模块的设计成本，也可以降低如隔离变压器的体积，有利于整个控制系统的集成。

Description

一种缝纫机的高压控制系统

技术领域

本发明涉及缝纫机领域，尤其涉及一种缝纫机的高压控制系统。

背景技术

传统的工业缝纫机都需要靠恒压电源来驱动的电磁铁来完成一些功能，如剪线等。如在2013年6月26日公开的《一种工业缝纫机用电磁铁驱动系统》所公开的电磁铁驱动系统。该电磁铁驱动系统包括电磁铁、输出脉宽调制信号以控制电磁铁不同时刻所需驱动电压的微控制器，以及分别与微控制器和电磁铁相接的电磁铁驱动电路。所述电磁铁驱动电路包括工作电源、分别与电磁铁串联的上下对称的开关管Q1和开关管Q2。由于所述开关管Q1和开关管Q2的存在，使得该为该电磁铁驱动系统提供电力的电源一般是降压后的电源，因此要使用到高功率隔离变压器，该高功率隔离变压器的体积一般较大，不利于集成。另外，由于该电磁铁驱动系统以及其他功能的电源模块也都电性连接在该高功率隔离变压器的输出端，使得当电磁铁驱动系统工作时，会干扰到其他功能模块的电源模块的输出，使得整个系统变得不稳定，同时电磁铁的使用情况不能被用户系统及时了解，会导致整个系统变得更加不稳定。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种缝纫机的高压控制系统，以克服上述不足。

一种缝纫机的高压控制系统，其包括一个市电电源，一个与该市电电源电性连接的滤波整流模块，一个与所述滤波整流模块直接电性连接的高压电磁铁控制模块，一个与所述高压电磁铁控制模块电性连接的高压电磁铁。所述高压电磁铁控制模块包括一个微控制单元，一个与该微控制单元电性连接的开关单元，一个与所述开关单元电性连接的高压电磁铁控制单元，以及一个连接在所述高压电磁铁控制单元与微控制单元之间的检测单元。所述微控制单元与滤波整流模块电性连接并输出控制所述开关单元通断的PWM信号。所述开关单元用于控制所述高压电磁铁控制单元工作。所述高压电磁铁与所述高压电磁铁控制单元电性连接。所述高压电磁铁控制单元位于所述高压电磁铁的外围以吸收所述高压电磁铁的热量并控制所述高压电磁铁的工作状态。所述检测单元用于检测所述高压电磁控制单元的输出电流、电压，以及高压电磁控制单元本身的温度，并根据所检测到的数据输出控制信号以控制所述微控制单元的输出信号。

进一步地，所述高压电磁铁控制模块还包括一个电性连接在所述微控制单元与开关单元之间的信号放大单元，所述信号放大单元在所述微控制单元的输出信号的功率较小时，用于将该输出信号放大为所述开关单元适用的信号。

进一步地，所述微控制单元为一个可编程单片机或单片微型计算机。

进一步地，所述开关单元为一个高压MOS管。

进一步地，所述开关单元为一个绝缘栅双极型晶体管。

进一步地，所述缝纫机的高压控制系统还包括一个电性连接在所述滤波整流模块上的隔离变压器及开关电源控制电路。

进一步地，所述隔离变压器及开关电源控制电路用于为缝纫机的剪线功能、自动抬压脚功能、自动倒回缝功能、或自动吸风功能单元提供电源。

进一步地，所述缝纫机的高压控制系统还包括一个电性连接在所述滤波整流模块上的电机驱动模块，所述电机驱动模块用于驱动缝纫机工作。

与现有技术相比，本发明的缝纫机的高压控制系统所具有的高压电磁铁控制模块直接电性连接在滤波整流模块的输出上，使得其不需要经过隔离变压器等其他功能模块，从而可以让诸如隔离变压器等其他功能模块的设计不受高压电磁铁的设计要求的限制，从而可以节约隔离变压器等其他功能模块的设计成本，也可以降低如隔离变压器的体积，有利于整个控制系统的集成。同时所述高压电磁铁控制模块直接电性连接在滤波整流模块的输出上，使得所述高压电磁铁在工作时减小了其对其他电源、功能模块所造成的影响，提高了系统的稳定性。另外，由于所述电磁铁控制模块有所述用于检测电压、电流、以及温度的检测单元，可以实时检测渡过高压电磁铁的电流及电磁铁的发热情况，能够改善或解决市场上出现的因过热等原因烧坏电磁铁或电磁铁无力的情况。

附图说明

以下结合附图描述本发明的实施例，其中：

图1为本发明提供的一种缝纫机的高压控制系统的原理框图。

具体实施方式

以下基于附图对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅作为实施例，并不用于限定本发明的保护范围。

请参阅图1，其为本发明提供的一种缝纫机的高压控制系统100的结构示意图。所述缝纫机的高压控制系统100包括一个市电电源10，一个与该市电电源10电性连接的滤波整流模块20，一个与所述滤波整流模块20电性连接的高压电磁铁控制模块30，一个与所述高压电磁铁控制模块电性连接的高压电磁铁40，一个与所述滤波整流模块20电性连接的电机驱动模块50，以及一个与所述滤波整流模块20电性连接的隔离变压器及开关电源控制电路60。可以想到的是，所述缝纫机还包括其他一些功能模块，如缝制控制模块，人机交互模块等，其为缝纫机所共有的现有技术，在此不再详细列出说明。

所述市电电源10可以为中国的标准电压，即220伏的交流电，当然也可以为其他国家或地区的标准电压，如日本的110伏交流电等。

所述滤波整流模块20，其可以分为滤波电路和整流电路。滤波电路用来滤除杂波和抗浪涌的冲击，以满足电磁兼容的要求，其一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器，或与负载串联电感器，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路。对于整流电路，其可以为一种桥式整流电路，其利用二极管的单向导通性进行整流的电路，以将交流电转变为直流电。桥式整流电路利用四个二极管，并两两对接。当输入正弦波的正半部分时，所述四个二极管中的两个导通，从而输出正的半个正弦波。当输入正弦波的负半部分时，所述四个二极管中的另两个导通。由于这两只管是反接的，所以输出还将是正弦波的正半部分，因而可以减少电量损失。但上述电路对于本领域技术人员来说都是现有技术，在此不再详细说明。

所述高压电磁铁控制模块30包括一个微控制单元31，一个与该微控制单元31电性连接的开关单元32，一个与所述开关单元32电性连接的高压电磁铁控制单元33，以及一个连接在所述高压电磁铁控制单元33与微控制单元31之间的检测单元34。当所述微控制单元31的输出信号的功率较小时，还可以在所述微控制单元31与开关单元32之间电性连接一个信号放大单元35，以通过该信号放大单元35将所述微控制单元31的输出信号的功率放大从而成为所述开关单元32适用的信号。所述微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)31可以包括一个单片微型计算机或可编程单片机。当然可以想到的是，为了让所述单片微型计算机或可编程单片机有效运行，所述微控制单元31还包括一些用于使单片微型计算机或可编程单片机可以正常运行的外围电路，其为本领域技术人员所习知。所述微控制单元31输出PWM(Pulse Width Modulation)信号，并通过调整该PWM信号的占空比即可以完成对某一个缝制机构的开关时间比、机构运行速率、机构运行方向等的调节。如设定高电平为开启时间，低电平为关闭时间，则通过调节占空比，就可以调节开启时间的长短，也可以调节关闭时间的长短，达到自动化的目的。又如通过调节占空比的输出功率与输出电压的大小即可以调节电机的输出速度从而就可以调节整个机构的运行速率。所述开关单元32可以包括一个高压MOS管或绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，同样的道理，为了让该高压MOS管或绝缘栅双极型晶体管可以正常工作，所述开关单元32也包括一些外围电路，其也为本领域的现有技术。所述高压电磁铁控制单元33的正常工作要通过所述开关单元32的开关来控制其运行状态，即通过高压MOS管或绝缘栅双极型晶体管来控制的通断来控制，而所述高压MOS管或绝缘栅双极型晶体管为本领域技术人员所习知的电子元器件。所述高压电磁铁控制单元33用于控制所述高压电磁铁40的工作，即控制高压电磁铁40的开关。由于高压电磁铁40的工作原理的原因，必须由专门的控制机构来完成其通断。因此需要该高压电磁铁控制单元33来完成该任务。所述高压电磁铁控制单元33包括是外框定子、线圈，弹簧等机械电子结构，其应当为本领域技术人员所习知的技术。所述检测单元34与所述高压电磁铁控制单元33连接，用于检测流过所述高压电磁铁控制单元33的电流、电压的大小，以及感应所述的线圈的温度的高低，并这些参数进行处理，并将处理后的数据传递给微控制单元31，微控制单元31结合这些数据对其输出的PWM信号进行调整，从而可以进一步控制所述高压电磁铁控制单元33的输出信号以控制高压电磁铁40的工作状态，如关断，或降低工作频次等。

所述高压电磁铁40包括电磁铁定子或铁芯、衔铁，工作机械等结构部件，其在高压电磁铁控制单元33的控制下进行工作，如旋转，升降、前后运动等动作，从而完成缝纫机所需要的行程。所述高压电磁铁40的机械结构应为本领域技术人员所习知的技术，在此不在赘述。所述高压电磁铁控制单元33位于所述高压电磁铁40的外围从而以吸收所述高压电磁铁40的热量以利于所述检测单元34的检测。

所述电机驱动模块50与所述滤波整流模块20电性连接以获得电源，同时与所述高压电磁铁控制模块30电性连接，以使所述电机驱动模块50驱动的电机与该高压电磁铁控制模块30控制的高压电磁铁40相互配合实现控制缝纫机执行诸如自动剪线、自动抬压脚，自动倒回缝、自动吸风功能等功能，从而使缝纫机的可以正常并按照用户的要求工作。

进一步地，为了实现上述的诸如自动剪线、自动抬压脚，自动倒回缝、自动吸风功能等功能，所述缝纫机的高压控制系统100还包括一个电性连接在所述滤波整流模块10上的隔离变压器及开关电源控制电路60。所述隔离变压器及开关电源控制电路60用于为缝纫机的剪线功能、自动抬压脚功能、自动倒回缝功能、或自动吸风功能单元提供电源。所述隔离变压器的功率可以为180W，也可以为15W，其功率大小可以根据实际需要来选择，其主要作用在于为其所电性连接的功能单元提供合适的电源。所述开关电源控制电路也应当为本领域技术人员所习知的技术，其主要作用在于控制所述剪线功能、自动抬压脚功能、自动倒回缝功能、或自动吸风功能单元的开关，同时其也与所述电机驱动模块50、高压电磁铁控制模块30电性连接以使所述电机驱动模块50驱动的电机与该高压电磁铁控制模块30控制的高压电磁铁40，以及该隔离变压器及开关电源控制电路60控制的剪线功能、自动抬压脚功能、自动倒回缝功能、或自动吸风功能单元可以相互配合实现缝纫机的正常工作。

与现有技术相比，本发明的缝纫机的高压控制系统所具有的高压电磁铁控制模块30直接电性连接在滤波整流模块20的输出上，使得其不需要经过隔离变压器等其他功能模块，从而可以让诸如隔离变压器等其他功能模块的设计不受高压电磁铁40的设计要求的限制，从而可以节约隔离变压器等其他功能模块的设计成本，也可以降低如隔离变压器的体积，有利于整个控制系统的集成。同时所述高压电磁铁控制模块30直接电性连接在滤波整流模块20的输出上，使得所述高压电磁铁40在工作时减小了其对其他电源、功能模块所造成的影响，提高了系统的稳定性。另外，由于所述电磁铁控制模块30具有所述用于检测电压、电流、以及温度的检测单元34，可以实时检测渡过高压电磁铁40的电流及电磁铁的发热情况，能够改善或解决市场上出现的因过热等原因烧坏电磁铁或电磁铁无力的情况。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则的内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种缝纫机的高压控制系统，其特征在于：所述缝纫机的高压控制系统包括一个市电电源，一个与该市电电源电性连接的滤波整流模块，一个与所述滤波整流模块直接电性连接的高压电磁铁控制模块，一个与所述高压电磁铁控制模块电性连接的高压电磁铁，所述高压电磁铁控制模块包括一个微控制单元，一个与该微控制单元电性连接的开关单元，一个与所述开关单元电性连接的高压电磁铁控制单元，以及一个连接在所述高压电磁铁控制单元与微控制单元之间的检测单元，所述微控制单元与滤波整流模块电性连接并输出控制所述开关单元通断的PWM信号，所述开关单元用于控制所述高压电磁铁控制单元工作，所述高压电磁铁与所述高压电磁铁控制单元电性连接，所述高压电磁铁控制单元位于所述高压电磁铁的外围以吸收所述高压电磁铁的热量并控制所述高压电磁铁的工作状态，所述检测单元用于检测所述高压电磁控制单元的输出电流、电压，以及高压电磁控制单元本身的温度，并根据所检测到的数据输出控制信号以控制所述微控制单元的输出信号。

2.如权利要求1所述的缝纫机的高压控制系统，其特征在于：所述高压电磁铁控制模块还包括一个电性连接在所述微控制单元与开关单元之间的信号放大单元，所述信号放大单元在所述微控制单元的输出信号的功率较小时，用于将该输出信号放大为所述开关单元适用的信号。

3.如权利要求1所述的缝纫机的高压控制系统，其特征在于：所述微控制单元为一个可编程单片机或单片微型计算机。

4.如权利要求1所述的缝纫机的高压控制系统，其特征在于：所述开关单元为一个高压MOS管。

5.如权利要求1所述的缝纫机的高压控制系统，其特征在于：所述开关单元为一个绝缘栅双极型晶体管。

6.如权利要求1所述的缝纫机的高压控制系统，其特征在于：所述开关单元为一个或多个继电器。

7.如权利要求1所述的缝纫机的高压控制系统，其特征在于：所述缝纫机的高压控制系统还包括一个电性连接在所述滤波整流模块上的隔离变压器及开关电源控制电路。

8.如权利要求7所述的缝纫机的高压控制系统，其特征在于：所述隔离变压器及开关电源控制电路用于为缝纫机的剪线功能、自动抬压脚功能、自动倒回缝功能、或自动吸风功能单元提供电源。

9.如权利要求1所述的缝纫机的高压控制系统，其特征在于：所述缝纫机的高压控制系统还包括一个电性连接在所述滤波整流模块上的电机驱动模块，所述电机驱动模块用于驱动缝纫机工作。