CN109680400B - 一种智能选针器驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能选针器驱动电路,其包括一组或一组以上的驱动线路和一组公共控制电路；所述驱动线路和公共控制电路中均包含驱动芯片，所述驱动线路中的驱动芯片输出端分别连接不同选针线圈的其中一极，所述公共控制电路中的驱动芯片输出端串接所有选针线圈的另一极，驱动线路和公共控制电路的驱动芯片输入端连接同一个微控单元。本发明创造性的将直流电机驱动芯片运用到线圈驱动之中，电路充分利用了驱动芯片的过流过压保护功能，将选针器过流过压损坏的几率降到最低。灵活运用MCU的程序控制作用，实现选针线圈不同的通电时间，从而对选针器的准确控制，执行相应的动作。

Description

一种智能选针器驱动电路

技术领域

本发明涉及电脑横机，具体涉及电脑横机的智能选针器驱动电路。

背景技术

在市面上的选针器和选针器控制器一般采用分离的结构，用户应用时需要两者选配。选针器和控制器进行分体设计存在以下缺陷：过长的驱动和信号反馈电缆，造成能量和信号损失、分体式设计使装配、调试、维修、维护等环节都非常复杂，尤其同时也比较容易发生故障，使用者在匹配控制器、设置编程上均不方便。选针器在执行不同的动作组时需要接收不同的控制信号或控制指令，现有的控制器一般通过有线传输，下载周期长、动作调整不方便，无法满足现有技术的需要。

发明内容

为克服上述存在之不足，本发明的发明人通过长期的探索尝试以及多次的实验和努力，不断改革与创新，提出一种智能选针器驱动电路。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：一种智能选针器驱动电路，其包括一组或一组以上的驱动路和一组公共控制电路；所述驱动线路和公共控制电路中均包含驱动芯片，所述驱动线路中的驱动芯片输出端分别连接不同选针线圈的其中一极，所述公共控制电路中的驱动芯片输出端串接所有选针线圈的另一极，驱动线路和公共控制电路的驱动芯片输入端连接同一个微控单元。所述驱动线路包括第一驱动芯片，所述第一驱动芯片的输入端接微控单元，输出端接选针线圈，驱动电源分为两路分别连接第一驱动芯片和第一电容，第一电容另一端与第一驱动芯片通过第一电阻后的HGND端连接，基准电压分两路，一路通过第二电阻后连接第一驱动芯片，另一路通过第二电容后与第一驱动芯片的GND端连接；

所述公共控制电路包括第二驱动芯片，第二驱动芯片的输入端连接微控单元，输出端串接选针线圈，驱动电源分为两路分别连接第二驱动芯片和第三电容，第三电容另一端与第二驱动芯片通过第三电阻后的HGND端连接，基准电压分两路，一路通过第四电阻后连接第二驱动芯片，另一路通过第四电容后与第二驱动芯片的GND端连接。

根据本发明所述的一种智能选针器驱动电路，其进一步地优选技术方案是：所述驱动电源为24V。

根据本发明所述的一种智能选针器驱动电路，其进一步地优选技术方案是：所述第一驱动芯片和第二驱动芯片均为DRV8870芯片。

根据本发明所述的一种智能选针器驱动电路，其进一步地优选技术方案是：所述驱动线路为4组，通过微控单元控制形成8个半桥，每个半桥的输出端连接1个选针线圈，公共控制电路的驱动芯片串接8个选针线圈。

根据本发明所述的一种智能选针器驱动电路，其进一步地优选技术方案是：所述第一电阻为0.15Ω，第二电阻为100Ω，第一电容和第三电容均为1μF，第二电容和第四电容均为1 nF。

根据本发明所述的一种智能选针器驱动电路，其进一步地优选技术方案是：所述第一驱动芯片为DRV8841PWPR芯片，第二驱动芯片为DRV8870芯片。

根据本发明所述的一种智能选针器驱动电路，其进一步地优选技术方案是：所述第一驱动芯片为2片，每片第一驱动芯片连接4个不同选针线圈，第二驱动芯片串接8个选针线圈。

根据本发明所述的一种智能选针器驱动电路，其进一步地优选技术方案是：所述公共控制电路中驱动电源先经过一组并联电阻R16和R17后分为两路分别与第三电容和第二驱动芯片连接。

本发明创造性的将直流电机驱动芯片运用到线圈驱动之中，电路充分利用了驱动芯片的过流过压保护功能，将选针器过流过压损坏的几率降到最低。灵活运用MCU的程序控制作用，实现选针线圈不同的通电时间，从而对选针器的准确控制，执行相应的动作。

通过本发明的驱动电路，能有效地将选针器和选针器控制器集成一体，简化了电脑横机的控制布线，可实现多系统同时工作，对横机的维护检修更加快速准确，控制更加方便快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1本发明实施例1电路结构示意图。

图2本发明实施例1中驱动芯片输出端与选择线圈接线示意图。

图3本发明电路结构框架示意图。

图4本发明实施例2电路结构示意图。

图5恒流斩波驱动电路的原理图。

具体实施方式

为使本发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

实施例1

如图1、2、3所示：本实施例采用了5个驱动芯片，驱动芯片都是采用的DRV8870芯片，然后设计5个结构相同的电路U1-U5，每个芯片上的8个脚分别采用数字1-8来表示，其中2、3为输入脚，6、8为输出脚。其每个电路的具体是结构是，以U1为例，24V的驱动电源输入端分为两路分别连接1μF电容C1和DRV8870芯片5号脚（芯片的VM接线脚），电容C1的另一脚与DRV8870芯片7号脚经过0.15Ω电阻R2后的HGND端连接，基准电压经过100Ω的电阻R1后与芯片的4号脚连接，同时基准电压的另一路与1 nF的电容C2连接，电容C2的另一脚与芯片的1号脚GND脚连接。

然后将电路U1-U4设置为驱动线路，U5设置为公共控制电路，接线时，将U1-U4中的驱动芯片的2、3脚（ZXA0-ZXA7）及U5中的3脚（ZXA8）都连接在同一个微控单元上，将U1-U4中的驱动芯片的6、8脚（QXA0-QXA7）分别接在8个不同选针线圈上的一脚上，采用U5的6脚（QXA8）将8个不同选针线圈的另一脚串接在一起。这样U1-U4中驱动芯片的8个半桥，U5中驱动芯片作为一个公共控制半桥，然后通过微控单元对驱动芯片的控制，从而对实现8个选针线圈的单独串行控制。

本实施例采用24V电源作为驱动电源， TI芯片DRV8870的输出端即DRV8870的6、8脚连接横机选针器端。

该电路的将直流电机驱动芯片运用到线圈驱动之中。电路中将微控单元的IO口直接控制驱动芯片的逻辑控制端TI芯片DRV8870的2、3脚，实现驱动芯片H桥不同的输出电平组合。系统使用4片驱动芯片，共8个半桥，每个半桥分别连接一个选针线圈，再利用单独一片驱动芯片半桥作为公共控制端，实现8个选针线圈的单独串行控制。电路充分利用了驱动芯片的过流过压保护功能，将选针器过流过压损坏的几率降到最低。灵活运用MCU的程序控制作用，可实现选针线圈不同的通电时间。

实施例2

如图4所示：本实施例采用3个驱动芯片，其中2个为DRV8841PWPR芯片，1个为DRV8870芯片。2个采用DRV8841PWPR芯片的电路结构相同，具体为：为便于描述首先将DRV8841PWPR芯片各脚以1-28来标识，其中20-23为输入脚，在具体电路中20-23脚连接微控单元，5、7、8、10脚连接4个不同的选针线圈。1、2脚上接一个10nF的电容C1作为回路，3、4脚上接24V的驱动电源，且在驱动电源线路上接一个100nF的电容C2，且在电容C2上并联一个1MΩ的电阻R1；6脚和9脚上分别接一个0.25Ω的电阻R2和 R6后接地；14、24、25、26、27、28脚接地；一个5V的基准电压并联三个5.1KΩ的电阻R5、R4、R3和一个100nF的电容C8，然后三个电阻R5、R4、R3分别连接驱动芯片的17、18、19脚，电容C8与16脚上接的10nF电容C22并接后接地。15脚分两路，一路输出3.3V电压，一路接一个10nF的电容C9后接地；11脚接电源，12、13脚并接后接一个1KΩ电阻R14后输出。

采用DRV8870芯片为驱动芯片的电路结构为：为便于描述首先将DRV8870芯片各脚以1-8来标识，其中2、3为输入脚与微控单元连接，6、8为输出脚串接选针线圈的一脚作为公共控制。5V的基准电压分两路，一路接一个33KΩ电阻R15后与4脚连接，另一路经过电容C10后与1脚并接接地。24V的驱动电源经过两个0.1Ω的电阻R16和R17并联后接5脚，在5脚和并联电阻之间并接有一个接地的1μF的电容C26。

将本发明的驱动电路集成在选针器上后，将控制系统与信号源建立稳定连接，使信号源随时可以通过向控制系统发送控制信号，对选针器的发出新的指令并执行，控制系统预存有若干预设控制指令，这些预设控制指令可以使选针器执行相应的动作，具有方法简单、控制灵活、易于操作的优点，这样选针器一体化集成了控制模块，控制模块通过预设控制指令对选针器进行控制，具有一体化程度高，动作调整灵活的优点；控制模块使用信号连接移动终端进行控制，实现8个选针线圈的单独串行控制。

上述实施例中微控单元是通过恒流斩波原理对针器线圈通电加控制，具体如图5所示，当控制脉冲Ui为高电平时，VT1和VT2两个开关管均导通，直流电源向绕组供电。由于绕组电感的影响，采样电阻R上的电压逐渐升高，当超过给定电压Ua的值时，比较器输出低电平，使与门也输出低电平，VT1被截止，直流电源被切断，绕组电流i经VT2、R、VD2续流而衰减，采样电阻R上的电压随之下降。当采样电阻R上的电压小于给定电压Ua时，比较器输出高电平，与门也输出高电平，VT1重新导通，直流电源又开始向绕组供电。如此反复，相绕组的电流就稳定在由给定电压Ua所决定的数值上。

除上述实施例之外，本发明的智能选针器驱动电路，在基本原理相同的情况下，也可采用其他具有相同功能和作用的芯片进行替换。主要是实现对选针器和选针器控制器进行集成和有效地控制，减少多系统同时工作时线路复杂等问题。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种智能选针器驱动电路，其特征在于，包括一组以上的驱动线路和一组公共控制电路；所述驱动线路和公共控制电路中均包含驱动芯片，所述驱动线路中的驱动芯片输出端分别连接不同选针线圈的其中一极，所述公共控制电路中的驱动芯片输出端串接所有选针线圈的另一极，驱动线路和公共控制电路的驱动芯片输入端连接同一个微控单元；

所述驱动线路包括第一驱动芯片，所述第一驱动芯片的输入端接微控单元，输出端接选针线圈，驱动电源分为两路分别连接第一驱动芯片和第一电容，第一电容另一端与第一驱动芯片通过第一电阻后的HGND端连接，基准电压分两路，一路通过第二电阻后连接第一驱动芯片，另一路通过第二电容后与第一驱动芯片的GND端连接；

所述公共控制电路包括第二驱动芯片，第二驱动芯片的输入端连接微控单元，输出端串接选针线圈，驱动电源分为两路分别连接第二驱动芯片和第三电容，第三电容另一端与第二驱动芯片通过第三电阻后的HGND端连接，基准电压分两路，一路通过第四电阻后连接第二驱动芯片，另一路通过第四电容后与第二驱动芯片的GND端连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能选针器驱动电路，其特征在于，所述驱动电源为24V。

3.根据权利要求2所述的一种智能选针器驱动电路，其特征在于，所述第一驱动芯片和第二驱动芯片均为DRV8870芯片。

4.根据权利要求3所述的一种智能选针器驱动电路，其特征在于，所述驱动线路为4组，通过微控单元控制形成8个半桥，每个半桥的输出端连接1个选针线圈，公共控制电路的驱动芯片串接8个选针线圈。

5.根据权利要求4所述的一种智能选针器驱动电路，其特征在于，所述第一电阻为0.15Ω，第二电阻为100Ω，第一电容和第三电容均为1μF，第二电容和第四电容均为1 nF。

6.根据权利要求1所述的一种智能选针器驱动电路，其特征在于，所述第一驱动芯片为DRV8841PWPR芯片，第二驱动芯片为DRV8870芯片。

7.根据权利要求6所述的一种智能选针器驱动电路，其特征在于，所述第一驱动芯片为2片，每片第一驱动芯片连接4个不同选针线圈，第二驱动芯片串接8个选针线圈。

8.根据权利要求7所述的一种智能选针器驱动电路，其特征在于，所述公共控制电路中驱动电源先经过一组并联电阻R16和R17后分为两路分别与第三电容和第二驱动芯片连接。

9.一种智能选针器，其特征在于，该智能选针器包括权利要求1-8任一项所述的智能选针器驱动电路。

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