CN113787845B - 一种打印机的电源控制电路、方法和打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于打印机领域,公开了打印机的电源控制电路、方法和打印机,包括:电源模块与电源控制模块电连接,在所述电源控制模块的控制下为打印机提供工作电压;电源控制模块还与打印机的处理器及打印头电连接,接收并识别打印机的处理器的工作信号,当识别出打印机的处理器工作异常时关闭输出给打印头的电源电压,使得打印头停止工作;当判定打印机的处理器处于正常工作状态时导通输出给打印头的电源电压,使得打印头正常工作;放电模块与打印机的处理器以及打印头电连接,当打印机打印完成后泄放打印头的残留电压。在处理器异常时快速关闭打印头和马达电源,停止打印停止走纸后快速泄放打印头上的残留电压,降低打印头的故障率并减少安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及打印机领域,尤指一种打印机的电源控制电路、方法和打印机。
背景技术
目前的各种热敏打印产品,打印头的不良占比比较高,尤其应用场景条件比较严苛,比如温湿度高的场地,由于有残留电压的存在,会加速打印头腐蚀,产生坏点而损坏。或者是由于处理器控制异常导致未及时关闭打印头电源和马达电源而导致打印头和马达发热严重而烧毁,产生安全隐患。
现有的方案在微处理器异常不受控时,有无法关闭打印头和马达的电源的风险。此时如遇到发热点选通信号有效时,就会损坏打印头,因为发热点阵有个最长可承受的开启时间,比如1.3毫秒~2.5毫秒;持续给发热片供电时,会使打印头严重发热,而产生安全隐患;如遇到马达驱动芯片的控制信号有效时,就会让马达长时间通电,超过几分钟就会使马达温度急剧上升,融化周围的塑料,也会产生安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种打印机的电源控制电路、方法和打印机,解决上述问题。
本发明提供的技术方案如下:
一方面,提供一种打印机的电源控制电路,包括:
电源模块,与电源控制模块电连接,用于在所述电源控制模块的控制下为打印机提供工作电压;
所述电源控制模块,还与所述打印机的处理器及打印头电连接,用于接收并识别所述打印机的处理器的工作信号,当识别出所述打印机的处理器工作异常时,关闭输出给所述打印头的电源电压,使得所述打印头停止工作;当判定所述打印机的处理器处于正常工作状态时,导通输出给打印头的电源电压,使得所述打印头正常工作;
放电模块,与所述打印机的处理器以及打印头电连接,用于当打印机打印完成后,泄放所述打印头上的残留电压。
进一步优选地,还包括:
整流模块,与所述打印机的处理器、所述电源控制模块电连接,用于当所述处理器出现异常时,接收所述打印机的处理器输出的恒定电平,并将所述电源控制模块的使能控制端电压放电直至零伏;
所述整流模块,还用于当所述处理器正常工作时,接收所述处理器输出的正常工作信号,并输出第二预设电压至所述电源控制模块的使能控制端;
所述电源控制模块,用于当其使能控制端接收到的电压小于第一预设电压时,关闭输出给所述打印头的电源电压,使得所述打印头停止工作;其中,所述第一预设电压小于所述第二预设电压。
进一步优选地,所述整流模块包括:
充电整流电路,与所述打印机的处理器电连接,用于当所述打印机的处理器正常工作时,接收所述打印机的处理器输出的PWM控制信号并进行充电整流;
稳压放电电路,与所述充电整流电路和所述电源控制模块连接,用于基于所述打印机的处理器异常时输出的恒定电平信号,将所述电源控制模块的使能控制端的电压放电至零伏;或,当所述打印机的处理器正常工作时,对所述充电整流电路输出的电压信号进行稳压后提供给所述电源控制模块的使能控制端。
进一步优选地,所述充电整流电路,包括:充电电容、第一整流二极管和第二整流二极管;
所述充电电容的第一端与所述打印机的处理器连接,所述充电电容的第二端与所述第一整流二极管的负极端电连接,所述充电电容的输出端与所述第二整流二极管的正极端连接;
所述第一整流二极管的正极端接地;
所述第二整流二极管的负极端与所述稳压放电电路连接。
进一步优选地,所述稳压放电电路,包括:稳压放电电容和稳压放电电阻;
所述稳压放电电容的第一端与所述第二整流二极管的负极端电连接,所述稳压放电电容的第一端还与所述稳压放电电阻的第一端连接,所述稳压放电电容的第二端接地;
所述稳压放电电阻的第一端还与所述电源控制模块的使能控制端电连接,所述稳压放电电阻的第二端接地。
进一步优选地,所述电源控制模块,包括:所述DCDC降压电路,包括:
降压芯片,所述降压芯片的电源输入端与所述电源模块电连接,所述降压芯片的使能控制端与所述整流模块电连接,所述降压芯片的电压输出端与所述打印头电连接;
反馈电路,分别与所述降压芯片与所述打印头电连接,用于采集所述降压芯片提供给所述打印头的电压信息,并将采集到的电压信息反馈给所述降压芯片。
进一步优选地,所述电源控制模块,包括:
MOS管控制电路,所述MOS管控制电路包括第一控制MOS管、第二控制MOS管、第一电阻、第二电阻和第一电容;
所述第一控制MOS管的栅极与所述整流模块的输出端电连接,所述第一控制MOS管的源极接地,所述第一控制MOS管的漏极通过所述第一电阻与所述第二控制MOS管的栅极电连接;
所述第二控制MOS管的源极通过并联的所述第二电阻和所述第一电容,与所述电源模块电连接,所述第二控制MOS管的漏极与所述打印头电连接。
进一步优选地,所述放电模块,包括:
第一放电三极管、第二放电三极管、第一放电电容、第二放电电容、第一放电电阻、第二放电电阻和第三放电电阻;
所述第一放电三极管的栅极通过所述第一放电电容、所述第一放电电阻与所述打印机的处理器电连接;
所述第一放电三极管的源极接地;
所述第一放电三极管的漏极通过所述第二放电电容、所述第二放电电阻与所述第二放电三极管的栅极电连接,与所述打印头的电压输入端电连接;
所述第二放电三极管的源极与所述打印头的电压输入端电连接;
所述第二放电三极管的漏极接地。
进一步优选地,所述放电模块还包括:第四放电电阻;所述第四放电电阻的第一端,与所述打印头、所述电源控制模块、所述第二放电三极管的源极电连接;所述第四放电电阻的第二端,通过与所述第二放电电容、所述第二放电电阻与所述第二放电三极管的栅极电连接。
一种打印机,包括:所述打印机的电源控制电路。
一种打印机的电源控制方法,包括:
接收打印机的处理器的工作信号;
识别所述印机的处理器的工作信号,判断所述打印机的处理器是否处于正常工作状态;
当判定所述打印机的处理器处于异常工作状态时,关闭输出给打印头的电源电压,使得所述打印头停止工作;
当判定所述打印机的处理器处于正常工作状态时,导通输出给打印头的电源电压,使得所述打印头正常工作;
当打印机打印完成后,泄放所述打印头上的残留电压。
本发明提供的一种打印机的电源控制电路、方法和打印机至少具有以下技术效果:
本发明通过控制电源芯片的使能控制信号,在处理器异常时,可以快速关闭打印头和马达电源,同时,停止打印停止走纸后,增加VPRT的放电电路,快速泄放打印头上的残留电压。通过本发明可以大大降低打印头的故障率,并减少安全隐患。
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说明:
图1是本发明的一种打印机的电源控制电路的一个实施例的示意图;
图2是本发明的一种打印机的电源控制电路的另一个实施例的示意图;
图3是本发明的一种打印机的电源控制电路的另一个实施例的示意图;
图4是本发明的一种打印机的电源控制电路的另一个实施例的示意图
图5是本发明的一种打印机的电源控制电路的另一个实施例的示意图;
图6是本发明的打印机的电源控制方法的一个实施例的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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的附图。
为使图面简洁,各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分,它们并不代表其作为产品的实际结构。另外,以使图面简洁便于理解,在有些图中具有相同结构或功能的部件,仅示意性地绘示了其中的一个,或仅标出了其中的一个。在本文中,“一个”不仅表示“仅此一个”,也可以表示“多于一个”的情形。
还应当进一步理解,在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
在本文中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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的附图,并获得其他的实施方式。
需要说明的是,热敏打印机(Thermal Printer Mechanism)是指,带加热点阵,在热敏纸上可以打印文字和图案的打印机。
打印头坏点(Bad Heat Elements)是指:阻抗异常,无法正常发热的点。
马达(Motor)是指:通电线圈在磁场中受力转动带动起动机转子旋转,转子上的小齿轮带动大齿轮和滚轮,滚轮把热敏纸按设定的步数出纸。
通用输入输出端口(GPIO)指微处理器MCU或中央处理器CPU等的通用输入输出管脚,可以设置高低电平等状态,控制外围电路。
实施例一
一方面,如图1所示,本发明提供一种打印机的电源控制电路,包括:
电源模块100,与电源控制模块电连接,用于在所述电源控制模块的控制下为打印机提供工作电压。
具体的,在本实施例中,电源模块100为打印机提供工作电压,以保证打印机能够在稳定的电压下运行。
所述电源控制模块200,还与所述打印机的处理器及打印头电连接,用于接收并识别所述打印机的处理器的工作信号,当识别出所述打印机的处理器工作异常时,关闭输出给所述打印头的电源电压,使得所述打印头停止工作;当判定所述打印机的处理器处于正常工作状态时,导通输出给打印头的电源电压,使得所述打印头正常工作。
放电模块300,与所述打印机的处理器以及打印头电连接,用于当打印机打印完成后,泄放所述打印头上的残留电压。
具体的,放电模块在停止打印停止走纸后,作为放电电路,快速泄放打印头上的残留电压。
现有的方案一般是MCU微处理器使用GPIO直接控制DCDC降压芯片输出电压,然后控制PMOS管关闭或打开此电压VPRT,或者是直接用PMOS管控制外部电源的关闭或打开,最后直接连到打印头和马达供电VPRT。
在本实施例中,通过打印机的处理器发送PWM信号,当电源控制模块200接收到PWM信号(方波信号),电源模块100的输出电压能够被电源控制模块200输出至打印头,以使得打印头正常工作。当打印机的处理器异常时,电源控制电路接收恒定电平信号,并使得打印头的电源输入关闭,以使得打印头停止工作。
如果没有使用本实施例中的这种电源使能控制电路,而直接用处理器的GPIO的端口(VPRT_EN_PWM)连到端口(VPRT_EN),处理器异常时有一定的概率导致输出给打印头和马达的电源VPRT常开。此时,如果遇到发热头片选通信号有效时,就会损坏发热头片。因为发热头片的各个发热点最长可承受的开启发热时间约1.3~2.5毫秒不等;持续给发热片供电时,会使打印头严重发热,而产生严重安全隐患。如果遇到马达驱动芯片的控制信号有效时,就会让马达长时间通电,超过几分钟就会使马达温度急剧上升,融化周围的塑料,也会产生安全隐患。
在本实施例中,本发明有两个改进点:第一个保护点,电源芯片的使能控制信号,在处理器异常时,可以快速关闭打印头和马达电源,另外一个保护点,停止打印停止走纸后,增加VPRT的放电电路,快速泄放打印头上的残留电压。
实施例二
基于上述实施例,如图2、3所示,在本实施例中与上述实施例相同的部分就不一一赘述了,本实施例提供一种打印机的电源控制电路,包括:电源模块100、电源控制模块200、放电模块300。
整流模块,用于与所述打印机的处理器、所述电源控制模块电连接,用于当所述处理器出现异常时,接收所述打印机的处理器输出的恒定电平,并将所述电源控制模块的使能控制端电压放电直至零伏。
所述整流模块,还用于当所述处理器正常工作时,接收所述处理器输出的正常工作信号,并输出第二预设电压至所述电源控制模块的使能控制端。
所述电源控制模块,用于当其使能控制端接收到的电压小于第一预设电压时,关闭输出给所述打印头的电源电压,使得所述打印头停止工作;其中,所述第一预设电压小于所述第二预设电压。
具体的,第一预设电压信号可以包括0.4V的电压信号,第二预设电压信号可以包括0.8V的电压信号。当电源控制模块接收到小于等于0.4V的电压信号时关闭输出,当接收到大于等于0.8V的电压信号时打开输出,并输出电压至打印头。打印头可以包括热敏打印机的打印头。
其中,所述整流模块,包括:
充电整流电路,与所述打印机的处理器电连接,用于当所述打印机的处理器正常工作时,接收所述打印机的处理器输出的PWM控制信号并进行充电整流。
稳压放电电路,与所述充电整流电路和所述电源控制模块连接,用于基于所述打印机的处理器异常时输出的恒定电平信号,将所述电源控制模块的使能控制端的电压放电至零伏;或,当所述打印机的处理器正常工作时,对所述充电整流电路输出的电压信号进行稳压后提供给所述电源控制模块的使能控制端。
示例性的,所述充电整流电路,包括:充电电容(C2)、第一整流二极管和第二整流二极管。
其中,第一整流二极管和第二整流二极管构成器件(D1)。
所述充电电容(C2)的第一端与所述打印机的处理器连接,所述充电电容(C2)的第二端与所述第一整流二极管的负极端电连接,所述所述充电电容(C2)的输出端与所述第二整流二极管的正极端连接。
所述第一整流二极管的正极端接地。
所述第二整流二极管的负极端与所述稳压放电电路连接。
所述稳压放电电路,包括:稳压放电电容(C8)和稳压放电电阻(R1)。
所述稳压放电电容(C8)的第一端与所述第二整流二极管的负极端电连接,所述稳压放电电容(C8)的第一端还与所述稳压放电电阻(R1)的第一端连接,所述稳压放电电容(C8)的第二端接地。
所述稳压放电电阻(R1)的第一端还与所述电源控制模块200的使能控制端(VPRT_EN)电连接,所述稳压放电电阻(R1)的第二端接地。
在本实施例中,通过整流模块实现对打印机的处理器输出的PWM信号或恒定电平信号进行选择和处理,使得电源控制模块能够准备识别打印机的处理器是否正常工作,然后对打印头的电源输入进行控制。
实施例三
基于上述实施例,如图3、4所示,在本实施例中与上述实施例相同的部分就不一一赘述了,本实施例提供一种打印机的电源控制电路,包括:电源模块100、电源控制模块200、放电模块300。
其中,电源控制模块200包括:所述DCDC降压电路,包括:
降压芯片,所述降压芯片的电源输入端与所述电源模块电连接,所述降压芯片的使能控制端与所述整流模块电连接,所述降压芯片的电压输出端与所述打印头电连接。
其中,降压芯片(U1)的电源输入端(IN)与电源连接,降压芯片(U1)的使能控制端(EN)与整流模块100的端口(VPRT_EN)连接,降压芯片(U1)的电压输出端(VPRT)与打印头连接。
具体的,降压芯片(U1)还通过电容(C9)接地,降压芯片(U1)的端口(GND)接地,降压芯片(U1)的端口(ILMT)通过电阻(R2)接地。
降压芯片(U1)的端口(PG)通过电阻(R3)连接端口(SYS_3.3V),降压芯片(U1)的端口(PG)连接端口(VPRT_PGOOD_INT)。
示例性的,如图3所示,整流模块400接到降压芯片(U1)的使能控制信号端口(EN)。其中,充电电容(C2)的输入端与打印机的处理器的输出端(VPRT_EN_PWM)连接,充电电容(C2)的输出端与整流二极管(D1)的端口(3)连接,整流二极管(D1)的端口(1)接地,整流二极管(D1)的端口(2)与稳压放电电容(C8)连接。稳压放电电容(C8)的另一端接地。稳压放电电阻(R1)的一端与DCDC降压模块的端口(VPRT_EN)连接。
其中,端口(VSYS)为输入的电源,一般12~24V,输入到DCDC降压芯片U1。根据不同的热敏打印机的供电需求,配置不同的电阻(R6和R7),可以设置不同的电压VPRT,输出给热敏打印机。
其中,降压芯片(U1)的使能控制信号EN,是通过MCU/CPU的GPIO输出一定频率F1的方波信号VPRT_EN_PWM,例如F1为3KHz,电压幅度3.3V,占空比50%;VPRT_EN_PWM通过充电电容(C2)和整流二极管(D1)充电整流,再经过稳压放电电容(C8)和稳压放电电阻(R1)稳压后得到一个比较稳定的电压VPRT_EN,约2.0-2.64V。这个电压可以通过调整稳压放电电容(C8)和稳压放电电阻(R1)的数值而微调。
反馈电路,分别与所述降压芯片与所述打印头电连接,用于采集所述降压芯片提供给所述打印头的电压信息,并将采集到的电压信息反馈给所述降压芯片。
其中,反馈电路包括电阻(R6、R7),不同的DCDC降压芯片的开关使能电压会有些不同;端口(VPRT)是通过反馈电压端口(FB)和反馈电阻(R6和R7)来设置的,公式如下:VPRT=0.6V*(R6+R7)/R7。
例如24V降为12V的电路,使用R6=191K,R7=10K,算出来VPRT=12.06V。
其中,DCDC降压电路当接收到的所述整流模块输出的电压信号在第一预设电压信号以下时关闭对所述打印头的电压输出,或,当接收到的所述整流模块输出的电压信号在第二预设电压以上时打开对所述打印头的电压输出。
具体的,第一预设电压信号可以包括0.4V的电压信号,第二预设电压信号可以包括0.8V的电压信号。当DCDC降压电路接收到小于等于0.4V的电压信号时关闭输出,当接收到大于等于0.8V的电压信号时打开输出,并输出电压至打印头。打印头可以包括热敏打印机的打印头。
放电模块300接收打印完成后所述打印机的处理器输出的高电平信号以打开所述放电模块,通过所述放电模块将所述打印机的电源控制电路的输出端口的残留电压泄放到地,当所述残留电压泄放完成后拉低所述放电模块的输入端口的电平以关闭所述放电模块。
示例性的,在DCDC降压电路中可以包括滤波电路,所述滤波电路的输入端与所述电源连接,所述滤波电路的输出端与所述DCDC降压电路连接,用于滤除所述电源输出的电压的杂波。
具体的,滤波电路包括通过电容(C1~C7)构成的滤波电路。
在本实施例中,当端口(VPRT_EN)输出的电压<=0.4V时关闭降压芯片(U1)的输出,当端口(VPRT_EN)输出的电压>=0.8V时打开降压芯片(U1)的输出。
不同的DCDC降压芯片的开关使能电压会有些不同;端口(VPRT)是通过反馈电压端口(FB)和反馈电阻(R6和R7)来设置的,公式如下:VPRT=0.6V*(R6+R7)/R7。
例如24V降为12V的电路,使用R6=191K,R7=10K,算出来VPRT=12.06V。
具体的,当处理器出现死机等异常时,打印驱动软件不受处理器控制时,端口(VPRT_EN_PWM)就无法正常翻转输出方波信号,会变为一个恒定的电平,端口(VPRT_EN)会迅速通过电阻(R1)和电容(C8)放电直到零伏。放电时间:t=R*C=20000*4.7*10-8=0.00094秒。
当端口(VPRT_EN)输出的电压<=0.4V后,输出端口(VPRT)就会关闭。
如果没有使用本实施例中的这种电源使能控制电路,而直接用处理器的GPIO的端口(VPRT_EN_PWM)连到端口(VPRT_EN),处理器异常时有一定的概率导致输出给打印头和马达的电源VPRT常开。此时如果遇到发热头片选通信号有效时,就会损坏发热头片。因为发热头片的各个发热点最长可承受的开启发热时间约1.3~2.5毫秒不等;持续给发热片供电时,会使打印头严重发热,而产生严重安全隐患。如果遇到马达驱动芯片的控制信号有效时,就会让马达长时间通电,超过几分钟就会使马达温度急剧上升,融化周围的塑料,也会产生安全隐患。
需要说明的是,在本实施例中,当电源模块100输出的电压与打印头所需的电压一致时,打印机的处理此时输出的PWM信号的占空比为100%,以使得DCDC降压电路不进行降压操作。例如电源模块100输出的电压为24V,打印头所需的电压即工作电压也为24V。或者,电源模块100输出的电压为12V,打印头所需的电压即工作电压也为12V。此时DCDC降压电路不做降压操作。
实施例四
基于上述实施例,如图5所示,在本实施例中与上述实施例相同的部分就不一一赘述了,本实施例提供一种打印机的电源控制电路,包括:电源模块100、电源控制模块200、放电模块300。
电源控制模块200包括MOS管控制电路,所述MOS管控制电路包括第一控制MOS管、第二控制MOS管、第一电阻、第二电阻和第一电容。
所述第一控制MOS管的栅极与所述整流模块的输出端电连接,所述第一控制MOS管的源极接地,所述第一控制MOS管的漏极通过所述第一电阻与所述第二控制MOS管的栅极电连接。
所述第二控制MOS管的源极通过并联的所述第二电阻和所述第一电容,与所述电源模块电连接,所述第二控制MOS管的漏极与所述打印头电连接。
示例性的,如图5所示,第一控制MOS管(Q6),第二控制MOS管(Q5),第一电阻(R13),第二电阻(R12),第一电容(C17)。
所述第一控制MOS管(Q6)的栅极与所述整流模块的输出端电连接,所述第一控制MOS管(Q6)的源极接地,所述第一控制MOS管(Q6)的漏极通过所述第一电阻(R13)与所述第二控制MOS管(Q5)的栅极电连接。所述第二控制MOS管(Q5)的源极通过并联的所述第二电阻(R12)和所述第一电容(C17),与所述电源模块电连接,所述第二控制MOS管(Q5)的漏极与所述打印头电连接。
在本实施例中,当电源模块100的VSYS电压与打印头的工作电压(VPRT电压)相同时,可以直接使用MOS管控制电路。
需要说明的是,当电源模块100的VSYS电压与打印头的工作电压(VPRT电压)不相同时,可以在MOS管控制电路与电源模块100之间增加降压模块,以使得电源模块100的VSYS电压与打印头的工作电压(VPRT电压)相同。
实施例五
基于上述实施例,如图4、5所示,在本实施例中与上述实施例相同的部分就不一一赘述了,本实施例提供一种打印机的电源控制电路,包括:电源模块100、电源控制模块200、放电模块300。
所述放电模块300,包括:
第一放电三极管、第二放电三极管、第一放电电容、第二放电电容、第一放电电阻、第二放电电阻和第三放电电阻。
所述第一放电三极管的栅极通过所述第一放电电容、所述第一放电电阻与所述打印机的处理器电连接。
所述第一放电三极管的源极接地。
所述第一放电三极管的漏极通过所述第二放电电容、所述第二放电电阻与所述第二放电三极管的栅极电连接,与所述打印头的电压输入端电连接。
所述第二放电三极管的源极与所述打印头的电压输入端电连接。
所述第二放电三极管的漏极接地。
优选地,所述放电模块,包括:第一放电三极管、第二放电三极管、第一放电电容、第二放电电容、第一放电电阻、第二放电电阻和第三放电电阻。
打印头和马达的电源网络上面,电路设计时,为了保证马达驱动芯片工作稳定,通常会有一些电容电路,在停止打印走纸后,电路会关闭打印头和马达电源,残留的电压通过电容电阻放电,会缓慢降为零伏,已有的设计没有专门的放电电路。产品在长期使用过程中,会有一些打印头印字变淡,或者某些发热点彻底坏掉,打印成一条白线。
在实验室做模拟测试,机器同时每隔十分钟打印一单,发现在高温高湿环境下,打印持续几天后机器有出现坏点;残留电压放电时间越长,打印头腐蚀的速度越快;高温高湿环境越严苛,同等打印条件下出现的坏点数越多,参考下表:
上表表示高温高湿环境下,坏点出现的时间和残留电压保持时间的关系。
针对以上描述的传统的打印机电源电路设计的缺陷,本发明提出了一种打印机电源使能控制电路和打印机电源放电电路,可以大大降低打印头的故障率,并减少安全隐患。
通过使用了本实施例的打印机的电源控制电路,在实验室做了具体的模拟测试,发现在高温高湿环境下,打印持续几天后机器未出现坏点;残留电压放电时间短,打印头基本未被腐蚀;高温高湿环境越严苛,同等打印条件下未出现的坏点,参考下表:
示例性的,如图4所示,第一放电三极管(Q1)、第二放电三极管(Q2)、第一放电电容(C11)、第二放电电容(C15)、第一放电电阻(R5)、第二放电电阻(R11)和第三放电电阻(R9)。
其中,通过第一放电电容(C11)、第二放电电容(C15)对打印头的残留电压起缓冲作用,避免残留电压过大导致放电模块耗损或损坏。
所述第一放电三极管(Q1)的栅极(G)通过所述第一放电电容(C11)、所述第一放电电阻(R5)与所述打印机的处理器连接。
所述第一放电三极管(Q1)的源极(S)接地。
所述第一放电三极管(Q1)的漏极(D)通过所述第二放电电容(C15)、所述第二放电电阻(R11)与所述第二放电三极管(Q2)的栅极(G)连接,还与所述打印头的电压输入端(VPRT)连接。
所述第二放电三极管(Q2)的源极(S)与所述打印头的电压输入端(VPRT)连接。
所述第二放电三极管(Q2)的漏极(D)接地。
在此基础上,如图4所示,放电模块300还可以包括第四放电电阻(R8);所述第四放电电阻(R8)的第一端,与所述打印头、所述电源控制模块、所述第二放电三极管(Q2)的源极电连接;所述第四放电电阻(R8)的第二端,通过与所述所述第二放电电容(C15)、所述第二放电电阻(R11)与所述第二放电三极管(Q2)的栅极电连接。
所述放电模块的输入端与所述打印机的处理器连接,用于接收所述打印机的处理器输出的高电平信号,所述第一放电三极管(Q1)导通,以使得所述第二放电三极管(Q2)导通,以将所述打印头的残留电压泄放到地。
当所述残留电压泄放完成后,接收所述打印机的处理器输出的低电平信号,所述第一放电三极管(Q1)截止,以使得所述第二放电三极管(Q2)截止以关闭所述放电模块。
具体的,在本实施例中,停止打印停止走纸后,增加VPRT的放电电路,快速泄放打印头上的残留电压。
示例性的,如图2所示,每一单正常打印完后,拉低端口(VPRT_EN_PWM)的电平,关闭端口(VPRT)输出,拉高端口(DISCHARGE_VPRT)的电平,打开泄放电路,使VPRT的残留电压迅速通过导通的MOS管Q2泄放到地。过一段时间后等彻底泄放光残留电压后,拉低端口(DISCHARGE_VPRT)的电平。
通过上述这种方式,可以大大缩减发热头片的带电时间,延长打印头寿命,尤其在高温高湿等恶劣的工作环境下效果尤为明显。
正常开启打印时,先拉低端口(DISCHARGE_VPRT)的电平,再输出端口(VPRT_EN_PWM)方波,使能电源端口(VPRT)。
在本实施例中可以通过放电模块在打印机停止打印、停止走纸后,快速泄放打印头上的残留电压。
实施例六
基于上述实施例,在本实施例中与上述实施例相同的部分就不一一赘述了,本实施例提供一种打印机,包括:所述打印机的电源控制电路。
其中,打印机的电源控制电路包括:
电源模块,与电源控制模块电连接,用于在所述电源控制模块的控制下为打印机提供工作电压。
所述电源控制模块,还与所述打印机的处理器及打印头电连接,用于接收并识别所述打印机的处理器的工作信号,当识别出所述打印机的处理器工作异常时,关闭输出给所述打印头的电源电压,使得所述打印头停止工作;当判定所述打印机的处理器处于正常工作状态时,导通输出给打印头的电源电压,使得所述打印头正常工作。
放电模块,与所述打印机的处理器以及打印头电连接,用于当打印机打印完成后,泄放所述打印头上的残留电压。
在本实施例中,打印机可以包括热敏打印机,当打印机的处理器正常工作时会输出PWM信号至电源控制电路,电源控制电路给打印头提供工作电源。当打印机的处理器异常时,电源控制电路接受恒定电平信号,并使得打印头的电源输入关闭。
同时,在打印头停止打印后,电源控制电路释放打印头的残留电压,避免打印头严重发热而产生的安全隐患。
在本实施例中,本发明的电源芯片的使能控制信号,在打印机的处理器异常时,可以快速关闭打印头和马达电源。同时,在打印机停止打印停止走纸后,通过电源控制电路中VPRT的放电电路,快速泄放打印头上的残留电压。避免打印头严重发热而产生的安全隐患。
实施例七
基于上述实施例,如图6所示,在本实施例中与上述实施例相同的部分就不一一赘述了,本实施例提供一种打印机的电源控制方法,包括:
S100接收打印机的处理器的工作信号。
S200识别所述印机的处理器的工作信号,判断所述打印机的处理器是否处于正常工作状态。
具体的,通过电源控制电路中的电源控制模块接收打印机的处理器的工作信号。通过电源控制模块识别所述打印机的处理器的工作信号。打印机的处理器的正常工作信号是PWM信号,打印机的处理器的异常工作信号是恒定电平信号。
S300当判定所述打印机的处理器处于异常工作状态时,关闭输出给打印头的电源电压,使得所述打印头停止工作。
具体的,当电源控制模块识别出所述打印机的处理器工作异常时,关闭输出给所述打印头的电源电压,使得所述打印头停止工作。
S400当判定所述打印机的处理器处于正常工作状态时,导通输出给打印头的电源电压,使得所述打印头正常工作。
具体的,当电源控制模块判定所述打印机的处理器处于正常工作状态时,导通输出给打印头的电源电压,使得所述打印头正常工作。
S500当打印机打印完成后,泄放所述打印头上的残留电压。
本实施例的方法应用于上述电源控制电路中,通过放电模块将所述打印头的残留电压泄放到地,当所述残留电压泄放完成后拉低所述放电模块的输入端口的电平以关闭所述放电模块。
本发明通过控制电源芯片的使能控制信号,在处理器异常时,可以快速关闭打印头和马达电源,同时,停止打印停止走纸后,增加VPRT的放电电路,快速泄放打印头上的残留电压。通过本发明可以大大降低打印头的故障率,并减少安全隐患。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详细描述或记载的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置/电子设备和方法,可以通过其他的方式实现。示例性的,以上所描述的装置/电子设备实施例仅仅是示意性的,示例性的,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,示例性的,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通讯连接,可以是电性、机械或其他的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可能集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
应当说明的是,上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,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)
1.一种打印机的电源控制电路,其特征在于,包括:
电源模块,与电源控制模块电连接,用于在所述电源控制模块的控制下为打印机提供工作电压;
所述电源控制模块,还与所述打印机的处理器及打印头电连接,用于接收并识别所述打印机的处理器的工作信号,当识别出所述打印机的处理器工作异常时,关闭输出给所述打印头的电源电压,使得所述打印头停止工作;当判定所述打印机的处理器处于正常工作状态时,导通输出给打印头的电源电压,使得所述打印头正常工作;
放电模块,与所述打印机的处理器以及打印头电连接,用于当打印机打印完成后,泄放所述打印头上的残留电压;
整流模块,与所述打印机的处理器、所述电源控制模块电连接,用于当所述处理器出现异常时,接收所述打印机的处理器输出的恒定电平,并将所述电源控制模块的使能控制端电压放电直至零伏;
所述整流模块,还用于当所述处理器正常工作时,接收所述处理器输出的正常工作信号,并输出第二预设电压至所述电源控制模块的使能控制端;
所述电源控制模块,用于当其使能控制端接收到的电压小于第一预设电压时,关闭输出给所述打印头的电源电压,使得所述打印头停止工作;其中,所述第一预设电压小于所述第二预设电压;
其中,所述整流模块包括:
充电整流电路,与所述打印机的处理器电连接,用于当所述打印机的处理器正常工作时,接收所述打印机的处理器输出的PWM控制信号并进行充电整流;
稳压放电电路,与所述充电整流电路和所述电源控制模块连接,用于基于所述打印机的处理器异常时输出的恒定电平信号,将所述电源控制模块的使能控制端的电压放电至零伏;或,当所述打印机的处理器正常工作时,对所述充电整流电路输出的电压信号进行稳压后提供给所述电源控制模块的使能控制端。
2.根据权利要求1所述打印机的电源控制电路,其特征在于,所述充电整流电路,包括:充电电容、第一整流二极管和第二整流二极管;
所述充电电容的第一端与所述打印机的处理器连接,所述充电电容的第二端与所述第一整流二极管的负极端电连接,所述充电电容的输出端与所述第二整流二极管的正极端连接;
所述第一整流二极管的正极端接地;
所述第二整流二极管的负极端与所述稳压放电电路连接。
3.根据权利要求2所述打印机的电源控制电路,其特征在于,所述稳压放电电路,包括:稳压放电电容和稳压放电电阻;
所述稳压放电电容的第一端与所述第二整流二极管的负极端电连接,所述稳压放电电容的第一端还与所述稳压放电电阻的第一端连接,所述稳压放电电容的第二端接地;
所述稳压放电电阻的第一端还与所述电源控制模块的使能控制端电连接,所述稳压放电电阻的第二端接地。
4.根据权利要求1~3中任一项所述打印机的电源控制电路,其特征在于,所述电源控制模块,包括:DCDC降压电路,包括:
降压芯片,所述降压芯片的电源输入端与所述电源模块电连接,所述降压芯片的使能控制端与所述整流模块电连接,所述降压芯片的电压输出端与所述打印头电连接;
反馈电路,分别与所述降压芯片与所述打印头电连接,用于采集所述降压芯片提供给所述打印头的电压信息,并将采集到的电压信息反馈给所述降压芯片。
5.根据权利要求1~3中任一项所述打印机的电源控制电路,其特征在于,所述电源控制模块,包括:
MOS管控制电路,所述MOS管控制电路包括第一控制MOS管、第二控制MOS管、第一电阻、第二电阻和第一电容;
所述第一控制MOS管的栅极与所述整流模块的输出端电连接,所述第一控制MOS管的源极接地,所述第一控制MOS管的漏极通过所述第一电阻与所述第二控制MOS管的栅极电连接;
所述第二控制MOS管的源极通过并联的所述第二电阻和所述第一电容,与所述电源模块电连接,所述第二控制MOS管的漏极与所述打印头电连接。
6.根据权利要求1所述打印机的电源控制电路,其特征在于,所述放电模块,包括:
第一放电三极管、第二放电三极管、第一放电电容、第二放电电容、第一放电电阻、第二放电电阻和第三放电电阻;
所述第一放电三极管的栅极通过所述第一放电电容、所述第一放电电阻与所述打印机的处理器电连接;
所述第一放电三极管的源极接地;
所述第一放电三极管的漏极通过所述第二放电电容、所述第二放电电阻与所述第二放电三极管的栅极电连接,与所述打印头的电压输入端电连接;
所述第二放电三极管的源极与所述打印头的电压输入端电连接;
所述第二放电三极管的漏极接地。
7.根据权利要求6所述打印机的电源控制电路,其特征在于,所述放电模块还包括:第四放电电阻;所述第四放电电阻的第一端,与所述打印头、所述电源控制模块、所述第二放电三极管的源极电连接;所述第四放电电阻的第二端,通过与所述第二放电电容、所述第二放电电阻与所述第二放电三极管的栅极电连接。
8.一种打印机,其特征在于,包括:如权利要求1~7中任一项所述打印机的电源控制电路。
9.一种打印机的电源控制方法,其特征在于,包括:
接收打印机的处理器的工作信号;
识别所述印机的处理器的工作信号,判断所述打印机的处理器是否处于正常工作状态;
当判定所述打印机的处理器处于异常工作状态时,关闭输出给打印头的电源电压,使得所述打印头停止工作;
当判定所述打印机的处理器处于正常工作状态时,导通输出给打印头的电源电压,使得所述打印头正常工作;具体包括步骤:当所述打印机的处理器正常工作时,接收所述打印机的处理器输出的PWM控制信号并进行充电整流;基于所述打印机的处理器异常时输出的恒定电平信号,将所述电源控制模块的使能控制端的电压放电至零伏;或,当所述打印机的处理器正常工作时,对所述充电整流电路输出的电压信号进行稳压后提供给所述电源控制模块的使能控制端;
当打印机打印完成后,泄放所述打印头上的残留电压。
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