CN203178722U - 金线键合用螺线管驱动控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的金线键合用螺线管驱动控制器，包括主控CPU电路、以及分别与主控CPU电路连接的驱动放大电路、检测反馈电路和用于供电的电源电路，所述驱动放大电路包括依次连接的D/A转换电路、第一电压放大电路和电流放大电路，输出连接驱动螺线管，所述检测反馈电路包括依次连接的检测电阻和第二电压放大电路，所述检测电阻与螺线管串联连接，检测反馈电路通过检测电压输出到主控CPU电路进行反馈调节，从而更好的驱动螺线管工作，使整个系统更加简单可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种金线键合用螺线管驱动控制器。
背景技术
金丝球焊线机是集精密机械、自动控制、图像识别、光学、超声波热压焊接等领域于一体的现代化高技术微电子封装设备。主要用于LED或集成电路制造后工序中芯片焊盘与外框架间引线的焊接。
金丝球焊线机在焊接LED或集成电路时需要先把料条从上料机构移动到焊台上，焊好了再把料条从焊台移动到下料机构。在移送的过程中需要有一个夹爪把料条夹紧才能把料条移到焊台进行焊线工作，这个夹爪的动作是短距离高速度的，使用螺线管是比较合适的一个方案。整个移送料条的过程是高效的，这就要求夹爪机构的夹紧和放开动作要迅速，如果通过螺线管的电流过大，那么螺线断电后由于剩磁的作用使夹爪机构的放开动作产生延后；如时通过螺线管的电流过小，那么螺线管通电时产生的磁力不足，使夹爪机构无法动作或者夹不紧料条，容易脱落，严重影响生产效率。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供的金线键合用螺线管驱动控制器，通过电压和电流放大输出控制螺线管，同时反馈电压信号控制调节流过螺线管的电流输出量，准确实现自动电流调节的闭环系统。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
金线键合用螺线管驱动控制器，包括主控CPU电路、以及分别与主控CPU电路连接的驱动放大电路、检测反馈电路和电源电路，所述驱动放大电路包括依次连接的D/A转换电路、第一电压放大电路和电流放大电路，输出连接驱动螺线管，所述检测反馈电路包括依次连接的检测电阻和第二电压放大电路，所述检测电阻串联在螺线管所在的支路上，检测反馈电路通过检测所述检测电阻的电压信号进行放大输出反馈到主控CPU电路，所述电流放大电路为达林顿三极管，进行电流放大驱动螺线管。
作为上述技术方案的进一步改进，所述主控CPU电路包括单片机，与单片机连接的复位电路和时钟振荡电路。所述单片机为Atmega8单片机，其内部集成A/D转换模块。
作为上述技术方案的进一步改进，所述D/A转换电路为D/A转换集成芯片。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第一电压放大电路包括第一运算放大器以及与第一运算放大器连接用于调节电压的滑动电阻组，所述第一运算放大器为高增益的运算放大器，通过调节滑动电阻组可以调节电压放大倍数，使输出电压在一个线性区域内变化。
作为上述技术方案的进一步改进，所述达林顿三极管的基极连接第一运算放大器的输出端，集电极连接螺线管，发射极接地，所述达林顿三极管集电极电流最大可以达到5A，足够推动螺线管工作。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第二放大电路包括第二运算放大器和以及与第二运算放大器连接的电阻元件，所述第二运算放大器为高增益的运算放大器，配合电阻元件对检测电压进行十倍的电压放大。
作为上述技术方案的进一步改进，所述电源电路包括稳压开关电源芯片和滤波电路，外接输入电源依次通过稳压开关电源芯片和滤波电路输出供电到整个系统。
本实用新型提供的金线键合用螺线管驱动控制器，与现有技术对比具有以下有益效果是：
本实用新型结合驱动放大电路和检测反馈电路，同时实现驱动控制和检测反馈控制的功能，所有功能由一块主控单片机控制，控制信号经过电压放大和电流放大后驱动螺线管工作，可以实现快速吸合、快速消磁的目的。同时单片机通过检测反馈电路检测到的电压信号，经放大处理后传给单片机，算出流过螺线管的电流，反馈调节控制输出量，使流过螺线管的电流保持不变，实现对电流的闭环控制，从而更好的驱动螺线管工作，使整个系统更加简单可靠。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明。
图1是本实用新型的电路原理框图。
图2是本实用新型的电路原理图。
图3是本实用新型中主控CPU电路与D/A转换电路连接电路图。
具体实施方式
参照图1和图2，本实用新型提供的金线键合用螺线管驱动控制器，以金丝球焊线机为基础，结合螺线管驱动控制的具体要求，实现自动电流调节的闭环系统，该螺线管驱动控制器包括主控CPU电路1、驱动放大电路2、检测反馈电路3和电源电路5，所述主控CPU电路1包括Atmega8单片机，与单片机连接的复位电路和时钟振荡电路,单片机内部集成A/D转换模块。所述驱动放大电路2包括依次连接的D/A转换电路21、第一电压放大电路22和电流放大电路23，电流放大电路23输出连接驱动螺线管4。所述检测反馈电路3包括依次连接的检测电阻31和第二电压放大电路32，检测电阻31串联连接在螺线管4所在的支路上，通过检测所述检测电阻31的电压信号进行放大反馈输出到主控CPU电路1。主控CPU电路1通过D/A转换电路21和第一电压放大电路22输出给螺线管4提供一个驱动电流，使螺线管4闭合；由于螺线管4存在内阻，有电流流过就会发热，使内阻增大，电流变小磁力变弱，这时夹爪很容易会弹开，通过检测反馈信号进行放大输出给主控CPU电路1，反馈控制调节驱动电流的大小，使驱动电流恒定不变，从而保持夹爪的稳定性。
优选地，D/A转换电路21采用DAC0832芯片，图2所示U2为DAC0832芯片，该芯片是八分辨率的D/A转换集成芯片，转换精度可以达到0.0195V，转换时间每次1微秒，足够本驱动控制器的使用。DAC0832具有三种工作方式，分别是单缓冲方式、双缓冲方式、直通方式，为简化程序的编写，本系统采用直通方式与单片机连接，单片机向D/A转换电路21发送一个八位的数据，其范围是0-255，D/A转换电路21把这八位数据转换成模拟电压输出给第一电压放大电路22，参照图3所示的单片机与DAC0832芯片的电路连接结构。
D/A转换电路21的输出电压信号经过第一电压放大电路22和电流放大电路23组成的线性放大器，进行电压放大和电流放大，本实施例中，如图2所示，U3是第一运算放大器，为高增益的运算放大器，通过调节滑动电阻组R1、R2可以调节电压放大的倍数，使输出电压在一个线性区域内变化，使信号稳定。经过放大的电压信号再经过达林顿三极管进行电流放大，推动螺线管4动作。Q1为大功率的达林顿三极管，采用NPN+NPN型同极性，所述达林顿三极管的基极连接第一运算放大器的输出端，集电极连接螺线管4，发射极接地，所述达林顿三极管集电极电流最大可以达到5A，足够推动螺线管4工作。
本实施例中，图2中R3为检测电阻31，检测电阻31串联接在所述达林顿三极管的发射极端，所述第二放大电路包括第二运算放大器和以及与第二运算放大器连接的电阻元件，图2中U4为第二运算放大器，也为高增益的运算放大器，R3是一个大功率的电阻，电阻值较小，检测时可以把流过螺线管4的电流转换成电压，经过U4配合电阻元件进行十倍的电压放大，再传给单片机内的A/D转换模块，进行转换得到一个十位的二进制数据，这样单片机就可以算出流过螺线管4的电流值，调节控制输出量，达到反馈调节的效果，使流过螺线管4的电流保持不变，实现一个自动电流调节的闭环系统。
上述技术方案中，电源电路5包括稳压开关电源芯片51和滤波电路52，图2中所述LM2596S为稳压开关电源芯片51，本实施例采用24V供电，24V的外接输入电源经过滤波电容C1、C3滤波后变成直流电进入稳压开关电源芯片51LM2596S，稳压输出5V电压，然后再经过滤波电路52给整个系统供电。
该螺线管4具体工作过程为，当驱动控制器接收到上位机的启动指令，单片机就会把设置好的一个较大的八位数据以并行的方式传到D/A转换芯片DAC0832中，转换成一个模拟电压，然后经过电压、电流放大后驱动螺线管4产生较大的磁力，闭合夹爪，此过程中通过检测反馈电路3对电流的检测，反馈调节流过螺线管4的电流，使产生的磁力保持不变，从而更好的驱动螺线管4工作，料条不容易脱落，使整个系统更加简单可靠。
以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.金线键合用螺线管驱动控制器，包括主控CPU电路（1）、以及分别与主控CPU电路（1）连接的驱动放大电路（2）、检测反馈电路（3）和电源电路（5），所述驱动放大电路（2）包括依次连接的D/A转换电路（21）、第一电压放大电路（22）和电流放大电路（23），输出连接驱动螺线管（4），所述检测反馈电路（3）包括依次连接的检测电阻（31）和第二电压放大电路（32），其特征在于：所述检测电阻（31）串联在螺线管（4）所在的支路上，检测反馈电路（3）通过检测所述检测电阻（31）的电压信号进行放大输出反馈到主控CPU电路（1），所述电流放大电路（23）为达林顿三极管，对电流进行放大驱动螺线管（4）。
2.根据权利要求1所述的金线键合用螺线管驱动控制器，其特征在于：所述主控CPU电路（1）包括单片机以及与单片机连接的复位电路和时钟振荡电路。
3.根据权利要求2所述的金线键合用螺线管驱动控制器，其特征在于：所述单片机为Atmega8单片机，其内部集成A/D转换模块。
4.根据权利要求1所述的金线键合用螺线管驱动控制器，其特征在于：所述D/A转换电路（21）为D/A转换集成芯片。
5.根据权利要求1所述的金线键合用螺线管驱动控制器，其特征在于：所述第一电压放大电路（22）包括第一运算放大器以及与第一运算放大器连接用于调节电压的滑动电阻组。
6.根据权利要求5所述的金线键合用螺线管驱动控制器，其特征在于：所述达林顿三极管的基极连接第一运算放大器的输出端，集电极连接螺线管（4），发射极接地。
7.根据权利要求1所述的金线键合用螺线管驱动控制器，其特征在于：所述第二电压放大电路（32）包括第二运算放大器和以及与第二运算放大器连接的电阻元件。
8.根据权利要求1所述的金线键合用螺线管驱动控制器，其特征在于：所述电源电路（5）包括稳压开关电源芯片（51）和滤波电路（52），外接输入电源依次通过稳压开关电源芯片（51）和滤波电路（52）输出供电到整个系统。
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