CN203505248U

CN203505248U - 电脉动挤奶机的电子控制器

Info

Publication number: CN203505248U
Application number: CN201320654869.9U
Authority: CN
Inventors: 李保岭
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2023-10-23

Abstract

本实用新型公开了一种电脉动挤奶机的电子控制器，该控制器不仅包括电源电路，电子开关电路，负载短路保护电路，还包括由集成电路IC1的第五、第六两个非门和场效应管BG1组成的12V工作电源保护电路。本实用新型使用六非门的集成电路做IC1，用IC1的第一、第二非门与电阻R3、电阻R4，充放电电容C3、电容C4组成方波发生器；用IC1的第三非门做隔离级，IC1的第四非门做反相器，完成另一路交替脉动信号输出；用IC1的第五、第六两个非门和场效应管BG1组成工作电源保护电路，对三端稳压电源L7812和电阻R1实施保护，可以有效的克服因三端稳压电源L7812和电阻R1温度持续过高导致整机电路板烧毁的问题，控制器的工作性能和工作效率都能得到进一步的保证和提高。

Description

电脉动挤奶机的电子控制器

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。

背景技术

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，而电子控制器是电脉动挤奶机设备上必不可少的关键部件，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。

中国专利号为200920101007.7，名称为“电脉动挤奶机的电子控制器”的实用新型专利中设计的负载短路保护电路对控制器的电路元器件实施了保护，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，电源电路自动恢复接通，克服因意外负载短路造成元器件损坏的问题。该设计在实际使用中，发现该控制器的占空比仍有不对称的现象，导致挤奶机的挤奶动作不协调，奶牛泌乳不顺畅，甚至提前停止泌乳，而且电路调试困难，影响挤奶机的工作效率。

中国专利号为201220493879.4名称为“电脉动挤奶机的电子控制器”的实用新型专利在上述设计基础上进行了改进，解决了原控制器占空比不对称的问题。但在实际使用中，发现该控制器中个别原件损坏时，出现12V工作电源短路的现象，导致三端稳压电源L7812和分压电阻R1的温度持续升高，最终将整机电路板烧毁，因此必须采取措施对三端稳压电源L7812和分压电阻R1进行保护，避免挤奶机投入使用时，发生上述问题给挤奶用户造成损失。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种电脉动挤奶机的电子控制器，该控制器针对上述问题在不改变原电路设计的基础上增设工作电源保护电路，对控制器中的三端稳压电源L7812和分压电阻R1实施保护，解决因三端稳压电源L7812和分压电阻R1温度过高导致整机电路板烧毁的问题。

本实用新型通过以下技术方案来实现：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；电源电路包括桥式整流块，滤波电容C1、C2，分压电阻R1和L7812三端稳压电源；电子开关电路中的方波发生器由集成电路IC1的第一、第二非门、电阻R3、电阻R4、电容C3、电容C4组成，产生占空比为50：50的方波，集成电路IC1第一非门的输入端1脚连接电阻R3和电容C4的一端，输出端2脚连接电阻R3的另一端和电容C3，电容C3的另一端连接集成电路IC1第二非门的输入端3脚、电阻R4，第二非门的输出端4脚连接电阻R4和电容C4的另一端，同时连接第三非门的输入端5脚，集成电路IC1的7脚接地，方波发生器的输出端连接做隔离级使用的集成电路IC1第三非门的输入端，在第三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第三非门的输出端连接二极管D1的正极，二极管D1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第三非门的输出端连接做反相器用的第四非门的输入端，第四非门的输出端连接二极管D2的正极，二极管D2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第四与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R11接地；负载短路保护电路包括场效应管BG1、电阻R2、可控硅CRT、电阻R11，可控硅CRT的控制极连接电阻R11，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R2一端连接场效应管BG1的控制极和可控硅CRT的阳极，另一端连接+24V电源；该控制器中还包括12V工作电源保护电路，12V工作电源保护电路由集成电路IC1的第五、第六两个非门和场效应管BG1组成，IC1的第五非门输入端的11脚连接12V电源的正极，IC1第五非门输出端的10脚连接IC1第六非门输入端的13脚，IC1第六非门输出端的12脚连接场效应管BG1控制极的1脚。

采用上述技术方案的积极效果：本实用新型中使用六非门、型号为CD4069的集成电路做IC1，用IC1的第一、第二非门与电阻R3、电阻R4，充放电电容C3、电容C4组成方波发生器；用IC1的第三非门做隔离级，IC1的第四非门做反相器，完成另一路交替脉动信号输出；用IC1的第五、第六两个非门和场效应管BG1组成工作电源保护电路，对三端稳压电源L7812和电阻R1实施保护，有效的克服了因三端稳压电源L7812和电阻R1温度持续过高导致整机电路板烧毁的问题，控制器的工作性能和工作效率都能得到进一步的保证和提高。

四、附图说明

图1是本实用新型的电路图；

图2是电子控制器的方框图；

图3是原电脉动挤奶机电子控制器的电路图。

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，该控制器中还包括12V工作电源保护电路。电路中的集成电路IC1的型号为CD4069，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，分压电阻R1、三端稳压电源L7812，场效应管BG1、电阻R2。桥式整流块输出脚4连接滤波电容C1正极，同时又通过分压电阻R1连接三端稳压电源L7812的输入端，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+12V电源连接集成电路IC1、IC2的14脚，电阻R2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R2为场效应开关管BG1的工作点提供正偏值电压。在实际工作中常有三端稳压电源L7812温升过高的现象出现，因此在三端稳压电源L7812与电源之间增加分压电阻R1，用于减少三端稳压电源L7812正常工作时产生的温升。

电子开关电路中由集成电路IC1第一、第二非门、电阻R3、电阻R4、充放电电容C3、电容C4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、高低电平时间相等的波形，既多谐振荡器电路。集成电路IC1第一非门的输入端1脚连接电阻R3和电容C4的一端，输出端2脚连接电阻R3的另一端和电容C3，电容C3的另一端连接集成电路IC1第二非门的输入端3脚、电阻R4，第二非门的输出端4脚连接电阻R4和电容C4的另一端，同时连接第三非门的输入端5脚，集成电路IC1的7脚接地。集成电路IC1第二非门的输出端4脚连接做隔离级使用的集成电路IC1第三非门的输入端5脚，在集成电路IC1第三非门的输出端6脚分成两路占空比为50：50的方波信号。一路由集成电路IC1第三非门的输出端6脚连接二极管D1的正极，二极管D1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D1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的漏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R11的一端，电阻R11的另一端接地。场效应管BG2的漏极连接放电二极管D3的正极，放电二极管D3的负极连接＋24V电源。场效应管BG2漏极同时连接R9电阻的一端，电阻R9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D3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第三非门的输出端6脚连接做反相器用的集成电路IC1第四非门的输入端9脚，由第四非门输出端8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第四非门的输出端8脚连接二极管D2的正极，二极管D2的负极连接充放电电容C6、放电电阻R6，放电电阻R6、充放电电容C6的另一端接地。二极管D2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R11的一端，电阻R11的另一端接地。场效应管BG3的漏极连接放电二极管D4的正极，放电二极管D4的负极连接＋24V电源。场效应管BG3漏极同时连接电阻R10的一端，电阻R10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D4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。针对进一步增强控制器的稳定性的问题，在场效应管BG2、场效应管BG3的栅极分别增加下拉电阻R7、R8，具体是将场效应管BG2的栅极连接电阻R7，电阻R7的另一端接地；将场效应管BG3的栅极连接电阻R8，电阻R8的另一端接地。

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R2、可控硅CRT、电阻R11，可控硅CRT的控制极连接电阻R11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R2一端连接+24V电源，另一端连接场效应管BG1的控制极，正常状态下电阻R2控制场效应管BG1的饱和导通。当发生负载短路故障时，电阻R2又是可控硅导通后维持电流的唯一路径。

12V工作电源保护电路由集成电路IC1的第五、第六两个非门和场效应管BG1组成，IC1第五非门输入端的11脚连接12V电源的正极，IC1第五非门输出端的10脚连接IC1第六非门输入端的13脚，IC1第六非门输出端的12脚连接场效应管BG1控制极的1脚。正常工作状态下，IC1第五非门的输入端接在12V工作电源上，既IC1的第五非门的输入端为高电平，其输出端为低电平，IC1的第五非门的输出端直接接在IC1的第六非门的输入端，IC1的第六非门的输出端为高电平。IC1的第六非门的输出端直接触发场效应管BG1的控制极。因为场效应管BG1的控制极有通过电阻R2接通的正偏值电压。场效应管BG1已是饱和导通。IC1的第六非门的输出端的高电平不会影响场效应管BG1的工作状态。但是在12V工作电源发生短路时，其工作状态便发生了变化。12V电源电路一旦被短路，IC1第五非门的输入端便成了低电平，而输出端便是高电平。IC1第六非门的输入端与IC1第五非门的输出端直接相连，那么IC1第六非门的输出端会反转成低电平。当低电平去触发场效应管BG1的控制极时，场效应管BG1便会立刻截止。场效应管BG1的截止便切断了12V工作电源的通道。三端稳压电源L7812和分压电阻R1就不会因电源负载短路通过的电流过大而被烧毁。

本实用新型通过由集成电路IC1的第一、第二两个非门、电阻R3、 R4、电容C3、电容C4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D1、电阻R5、电容C5和集成电路IC2的第一、第四与非门、二极管D2、电阻R6、电容C6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R11上，在电阻R11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。另外在场效应管BG2、场效应管BG3的栅极增加电阻R7、R8，做为场效应管BG2、场效应管BG3的下拉电阻，使场效应管BG2、场效应管BG3在截止状态时，漏电流更小，有效的降低了场效应管BG2、场效应管BG3的温升，提高控制器的稳定性。

当IC1、IC2两个集成电路的12V工作电源发生短路时，由集成电路IC1第五、第六两个非门和场效应管BG1组成的12V工作电源保护电路就会发出让场效应管BG1瞬间截止的信号，让场效应管BG1截止，从而保护了三端稳压电源L7812和分压电阻R1，短路故障排除后，12V工作电源会即刻恢复。

本方案安装在相同类型的电脉动挤奶机上，设定相同的运行时间，用相同的方式人为制造集成电路IC1任意一个非门、集成电路IC2任意一个与非门损坏，进行对比试验。

实施例1：本实用新型在电脉动挤奶机的电子控制器上的使用情况，该电脉动挤奶机的电子控制器的电路图为图1，电路中有12V工作电源保护电路。

实施例2：原设计电路在电脉动挤奶机的电子控制器上的使用情况，该电脉动挤奶机的电子控制器的电路图为图3，电路中无12V工作电源保护电路。

对比试验结果如下表：

Claims

1.一种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；电源电路包括桥式整流块，滤波电容C1、C2，分压电阻R1和L7812三端稳压电源；电子开关电路中的方波发生器由集成电路IC1的第一、第二非门、电阻R3、电阻R4、电容C3、电容C4组成，产生占空比为50：50的方波，集成电路IC1第一非门的输入端1脚连接电阻R3和电容C4的一端，输出端2脚连接电阻R3的另一端和电容C3，电容C3的另一端连接集成电路IC1第二非门的输入端3脚、电阻R4，第二非门的输出端4脚连接电阻R4和电容C4的另一端，同时连接第三非门的输入端5脚，集成电路IC1的7脚接地，方波发生器的输出端连接做隔离级使用的集成电路IC1第三非门的输入端，在第三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第三非门的输出端连接二极管D1的正极，二极管D1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第三非门的输出端连接做反相器用的第四非门的输入端，第四非门的输出端连接二极管D2的正极，二极管D2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第四与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R11接地；负载短路保护电路包括场效应管BG1、电阻R2、可控硅CRT、电阻R11，可控硅CRT的控制极连接电阻R11，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R2一端连接场效应管BG1的控制极和可控硅CRT的阳极，另一端连接+24V电源；其特征在于：该控制器中还包括12V工作电源保护电路，所述的12V工作电源保护电路由集成电路IC1的第五、第六两个非门和场效应管BG1组成，IC1的第五非门输入端的11脚连接12V电源的正极，IC1第五非门输出端的10脚连接IC1第六非门输入端的13脚，IC1第六非门输出端的12脚连接场效应管BG1控制极的1脚。

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：所述的电子开关电路中的集成电路IC1的型号为CD4069。