CN201504467U

CN201504467U - 电脉动挤奶机的电子控制器

Info

Publication number: CN201504467U
Application number: CN2009201010077U
Authority: CN
Inventors: 李保岭
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2019-09-25

Abstract

本实用新型涉及的是电脉动挤奶机的电子控制器，包括稳压电源，由两个集成电路IC1、IC2，场效应管BG1、BG2、BG3构成的电子开关电路和负载短路保护电路。由集成电路IC1的第一、第二与非门、电阻R2、在供暖R3、电容C3组成方波发生器产生方波信号，再将信号处理成电平相反，频率相同的两路方波信号输出，输出的信号经延时整形变成占空比较高的方波信号由集成电路IC2的第三与非门、第四与非门输送至场效应管BG2、BG3，控制左右脉动线圈J1、J2的通电与释放。控制器的电路工作性能稳定，经测试、使用试验证明：脉动频率稳定、脉动曲线高于国家标准，挤奶效率高；负载电路意外短路时，能够自动断电，对电路实施保护，克服了因意外负载短路时造成元器件损坏的问题。

Description

电脉动挤奶机的电子控制器

一、技术领域

本实用新型涉及的是挤奶设备，具体是用于电脉动挤奶机的电子控制器。

二、背景技术

脉动器是挤奶设备上必不可少的关键部件，它的质量与性能的优劣直接影响挤奶机的工作效率与技术性能。目前的挤奶机大体分为气脉动和电脉动两种。气脉动挤奶机大都是采用气阻尼式脉动器，脉动腔中的脉动膜或脉动皮囊都是通过阻尼孔反馈的正或负压气体压力推动脉动膜或脉动皮囊工作。这种气动脉动器的阻尼孔直径偏小，易被灰尘、污物堵塞，尤其是在寒区或严寒区冬季使用，由于气温低阻尼孔极易被霜冰堵塞影响工作，因此气脉动挤奶机的故障率较高，而电脉动挤奶机因其脉动频率稳定、挤奶速度快、产奶量高而占有市场优势。但就市场现用的电脉动器挤奶机，其脉动器的控制电路复杂，且无负载短路保护，当脉动器发生短路故障时，不能自动断电而导致控制器损坏，既影响正常挤奶，又增加成本。

三、发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题提供一种电脉动挤奶机的电子控制器，控制器的电子开关电路工作性能稳定，并设计负载短路保护电路对控制器的电路元器件实施保护，当电脉动器发生短路故障时，电源电路自动断电，短路故障解除后，电源电路自动延时接通，克服因意外负载短路造成元器件损坏的问题。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：电脉动挤奶机的电子控制器包括电源电路、电子开关电路和负载短路保护电路，其中：

电子开关电路由集成电路IC1的第一、第二与非门、电阻R2、R3、电容C3组成方波发生器，产生占空比为50∶50的方波，方波发生器的输出端连接做隔离级使用的集成电路IC1第三与非门的输入端，在第三与非门的输出端分成两路占空比为50∶50的方波信号；一路由集成电路IC1第三与非门的输出端连接二极管D5的正极，二极管D5的负极连接集成电路IC2第二与非门的输入端，第二与非门的输出端连接集成电路IC2第三与非门的输入端，由第三与非门的输出端输出占空比为70∶30的方波信号，集成电路IC2第三与非门的输出端连接场效应管BG2的控制极，通过场效应管BG2去控制左脉动线圈J1的通电与释放；另一路由集成电路IC1第三与非门的输出端连接做反相器用的第四与非门的输入端，第四与非门的输出端连接二极管D6的正极，二极管D6的负极连接集成电路IC2第一与非门的输入端，第一与非门的输出端连接集成电路IC2第四与非门的输入端，由第四与非门的输出端输出占空比为70∶30的方波信号，集成电路IC2第四非门的输出端连接场效应管BG3的控制极，通过场效应管BG3去控制右脉动线圈J2的通电与释放；场效应管BG2、BG3的源极通过电阻R8接地；

负载短路保护电路包括场效应管BG1、电阻R1、可控硅CRT、电阻R8，可控硅CRT的控制极连接电阻R8，同时连通场效应管BG2、BG3的源极，可控硅CRT的阴极接地，阳极连接场效应管BG1的控制极，电阻R1一端连接场效应管BG1的控制极和可控硅CRT的阳极，另一端连接+24V电源。

本实用新型具有的积极效果：本实用新型在电子开关电路中采用型号为IRFz44N的场效应管BG2、BG3做大功率开关输出管，另外，在负载短路保护电路中也选用型号为IRFz44N的场效应管做电源开关管，是基于场效应管属电压触发元件，它具有触发电流小，导通压降小，截止漏电流小，带载能力强等特点；在电子开关电路选用型号为CD4011B集成电路IC1 IC2，是由于该集成电路是由多只场效应管集合而成，自身耗散功率低，工作电流小，可减轻三端稳压电源元器件的负载，降低三端稳压电源的温升；因此，该电子控制器的电路工作性能稳定、调试简单，经测试、使用试验证明：脉动频率稳定、脉动曲线高于国家标准，挤奶效率高，故障率低，尤其是负载电路意外短路时，能够自动断电，对电路实施保护。

四、附图说明

图1是本实用新型的电路图；

图2是中电子控制器的方框图。

五、具体实施方式：下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型的电路图，图2是电子控制器的方框图，结合图1、图2所示，电脉动挤奶机的电子控制器包括电源电路、电子开关电路和负载短路保护电路。电路中的集成电路IC1、IC2的型号为CD4011B，场效应管BG1、BG2、BG3的型号为IRFz44N，可控硅CRT的型号为97A6。

电源电路包括桥式整流块，滤波电容C1、C2，L7812三端稳压电源，场效应管BG1、电阻R1。桥式整流块输出脚4连接滤波电容C1正极，同时连接三端稳压电源L7812输入端，其输出端连接滤波电容C2的正极，滤波电容C1、C2的负极连接三端稳压电源L7812的接地端2脚一并接地，三端稳压电源L7812输出的正电源连接场效应管BG1的漏极，场效应开关管BG1的源极输出的+12电源连接集成电路IC1、IC2的14脚，电阻R1的一端与+24V电源连通，另一端连接场效应开关管BG1的控制极，由电阻R1为场效应开关管BG1的工作点提供正偏值电压。

电子开关电路中由集成电路IC1第一、第二与非门、电阻R2、R3、充放电电容C3组成方波发生器，其工作频率为60次/分，产生的方波信号占空比为50∶50，即高低电平时间相等的波形。集成电路IC1第一与非门的输入端1、2脚连接电阻R2，输出端3脚连接电阻R3，输出端3脚同时连接集成电路IC1第二与非门的输入端5、6脚，第二与非门的输出端4脚连接充放电电容C3，集成电路IC1的7脚接地。方波发生器集成电路IC1第二与非门的输出端4脚连接做隔离级使用的集成电路IC1第三与非门的输入端8、9脚，在集成电路IC1第三与非门的输出端分成两路占空比为50∶50的方波信号。一路由集成电路IC1第三与非门的输出端10脚连接二极管D5的正极，二极管D5的负极连接充放电电容C4、放电电阻R4，放电电阻R4、充放电电容C4的另一端接地。二极管D5的负极同时连接集成电路IC2的第二与非门的输入端5、6脚，第二与非门的输出端4脚连接集成电路IC2第三与非门的输入端8、9脚，第三与非门的输出端10脚连接场效应管BG2的控制极，场效应管BG2的控制极连接左脉动器线圈J1，左脉动器线圈J1的另一端连接+24V电源。由集成电路IC2第三与非门输出频率为60次/分，占空比为70∶30的方波信号，通过场效应管BG2的导通与关断来控制左脉动线圈J1的通电与释放。场效应管BG2的源极连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地。场效应管BG2的漏极连接放电二极管D7的正极，放电二极管D7的负极连接+24V电源。场效应管BG2漏极同时连接R6电阻的一端，电阻R6的另一端连接发光二极管LED1的负极，发光二极管LED1的正极连接+24V电源。在左脉动线圈J1的失电瞬间，通过二极管D7将左脉动线圈产生的反电势释放掉，对场效应管BG2实施保护。另一路由集成电路IC1第三与非门的输出端10脚连接做反相器用的集成电路IC1第四与非门的输入端12、13脚，由第四与非门输出端11脚输出占空比为50∶50的方波信号，信号的频率与第一路相同，电平相位相反。集成电路IC1第四与非门的输出端11脚连接二极管D6的正极，二极管D6的负极连接充放电电容C5、放电电阻R5，放电电阻R5、充放电电容C5的另一端接地。二极管D6的负极同时连接集成电路IC2的第一与非门的输入端1、2脚，集成电路IC2的7脚接地。第一与非门的输出端3脚连接集成电路IC2第四与非门的输入端12、13脚，集成电路IC2第四与非门的输出端11脚连接场效应管BG3的控制极，场效应管BG3的漏极连接右脉动器线圈J2，右脉动器线圈J2的另一端连接+24V电源。由集成电路IC2第四与非门输出与前一路频率相同，相位相反的占空比为70∶30的方波信号。通过效应管BG3的导通与关断来控制右脉动线圈J2的通电与释放。场效应管BG3的源极连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地。场效应管BG3的漏极连接放电二极管D8的正极，放电二极管D8的负极连接+24V电源。场效应管BG3漏极同时连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接发光二极管LED2的负极，发光二极管LED2的正极连接+24V电源。在右脉动线圈J2的失电瞬间，通过二极管D8将右脉动线圈产生的反电势释放掉，对场效应管BG3实施保护。

由集成电路IC2的第三、第四与非门输出的两路占空比为70∶30的方波信号，分别送至场效应管BG2、BG3，通过效应管BG2、BG3的导通与关断来控制左、右脉动线圈J1、J2的通电与释放。左右两个脉动线圈J1、J2的交替导通与关断的循环延续，就是双电脉动器的正常工作状态。

负载短路保护电路包括场效应管BG1、电阻R1、可控硅CRT、电阻R8，可控硅CRT的控制极连接电阻R8的一端，同时连通场效应管BG2、BG3的源极，可控硅CRT的阴极接地，阳极连接场效应管BG1的控制极，电阻R1一端连接+24V电源，另一端连接场效应管BG1的控制极，正常状态下电阻R1控制场效应管BG1的饱和导通。当发生负载短路故障时，电阻R1又是可控硅导通后维持电流的唯一路径。

本实用新型通过由集成电路IC1的第一、第二两个与非门、电阻R2、R3、电容C3组成的方波发生器产生占空比为50∶50的方波信号，经第三、第四两个与非门处理后分为电平相反，频率相同的两路占空比为50∶50的方波信号，两路方波信号分别经集成电路IC2的第二、第三与非门、二极管D5、电阻R4、电容C4和集成电路IC2的第一、第四与非门、二极管D6、电阻R5、电容C5构成的电路延时整形变成两路占空比为70∶30的方波信号输送至场效应管BG2、BG3分别去控制左、右脉动线圈J1、J2的通电与释放。

当左、右两只脉动线圈中的任意一只发生短路时，在场效应管BG2或BG3导通的瞬间，24V电压全部加到电阻R8上，在电阻R8的上端产生脉冲信号。该脉冲信号加到可控硅CRT的控制极时使可控硅CRT快速导通，可控硅CRT的导通导致了场效应管BG1的截止，切断两只集成电路IC1、IC2的工作电源，使集成电路IC1、IC2彻底停止工作，从而使两只场效应管BG2、BG3控制栅极失压，致使漏极与源极之间关断，两只场效应管BG2、BG3得到了保护。

国家标准GB/T8186-2005中规定挤奶机奶杯脉动腔的脉动曲线4个时相中：B时相＞30％，D时相＞15％。本实用新型用于电脉动挤奶机，经检测与使用实验证明：产奶阶段的B时相可达36％以上，处于休息阶段的D时相在19％左右，脉动曲线高于国家标准，电路性能完全可以满足挤奶机的使用要求。

Claims

1.一种电脉动挤奶机的电子控制器，包括稳压电源，其特征在于：该控制器中还包括电子开关电路和负载短路保护电路，其中：

2.根据权利要求1所述的电脉动挤奶机的电子控制器，其特征在于：电子开关电路中的两只集成电路IC1、IC2，型号为CD4011B，三只场效应管BG1、BG2、BG3的型号为IRFz44N；负载短路保护电路中的可控硅的型号为97A6。

3.根据权利要求1或2所述的电脉动挤奶机的电子控制器，其特征在于：电子开关电路中集成电路IC1第一与非门的输入端1、2脚连接电阻R2，输出端3脚连接电阻R3，同时连接第二与非门的输入端5、6脚，第二与非门的输出端4脚连接充放电电容C3，同时连接集成电路IC1第三与非门的输入端8、9脚，电阻R2、R3、充放电电容C3的另一端连接在一起，集成电路IC1第三与非门的输出端10脚连接二极管D5的正极，负极连接充放电电容C4、放电电阻R4，二极管D5的负极同时连接集成电路IC2的第二与非门的输入端5、6脚，第二与非门输出端4脚连接集成电路IC2第三与非门的输入端8、9脚，第三与非门输出端10脚连接场效应管BG2的控制极，场效应管BG2的源极连接电阻R8的一端，漏极连接左脉动器线圈J1，线圈J1的另一端连接+24V电源；集成电路IC1第三与非门的输出端10脚连接第四与非门的输入端12、13脚，第四与非门的输出端11脚连接二极管D6的正极，负极连接充放电电容C5、放电电阻R5，二极管D6的负极同时连接集成电路IC2的第一与非门的输入端1、2脚，第一与非门的输出端3脚连接集成电路IC2第四与非门的输入端12、13脚，第四与非门的输出端11脚连接场效应管BG3的控制极，场效应管BG3的源极连接电阻R8的一端，漏极连接右脉动器线圈J2，线圈J2的另一端连接+24V电源；放电电阻R4、R5、充放电电容C4、C5的另一端接地；场效应管BG2、BG3的源极连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地。