CN209810409U - 一种碎纸机用电机的正反转电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及碎纸机技术领域，公开了一种碎纸机用电机的正反转电路，包括依次耦接的交流供电模块、电压检测电路、入纸检测电路、单片机IC和触发控制电路，交流供电模块耦接有正反转控制电路和电动机，正反转控制电路包括与交流供电模块耦接的控制开关S1和与单刀双掷开关耦接的换向电路，换向电路与电动机耦接，控制开关S1采用单刀双掷开关，通过单刀双掷开关以及换向电路来实现对电动机的正反转控制，从降低电路的成本。

Description

一种碎纸机用电机的正反转电路

技术领域

本实用新型涉及碎纸机技术领域，更具体地说，它涉及一种碎纸机用电机的正反转电路。

背景技术

碎纸机是由一组旋转的刀刃、纸梳和驱动马达组成的。纸张从相互咬合的刀刃中间送入，被分隔成很多细小的纸片，以达到保密的目的。

因碎纸机产品特性，会经常出现因为使用者放入纸张过多，而导致机器堵转的情况，故碎纸机一般需要正反转功能。中低档碎纸机一般采用翘板开关作为主功能开关，用来控制机器的正反，这种简单功能的碎纸机，为保证利润，对成本的要求很严格，多使用6脚3挡的双刀双掷开关来实现，其中一组用来控制电机的转向，另一组接在控制电路中，可接到MCU上，将正反转信号传递给MCU，以便MCU控制开关S1来接通或者断掉电源，使机器碎纸或者停止。

然而，通常情况下，使用在强电中的双刀双掷开关是需要安全认证的，比如VDE、TUV认证，因其价格比较昂贵，在大批量生产中会造成成本较高的问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种碎纸机用电机的正反转电路，其具有成本低的优点。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种碎纸机用电机的正反转电路，包括依次耦接的交流供电模块、电压检测电路、入纸检测电路、单片机IC和触发控制电路；

所述交流供电模块耦接有正反转控制电路和电动机，所述正反转控制电路包括与所述交流供电模块耦接的所述控制开关S1和与所述控制开关S1耦接的换向电路，所述换向电路与所述电动机耦接，所述控制开关S1采用单刀双掷开关。

通过上述技术方案，采用成本较低的单刀双掷开关以及换向电路来实现对电动机的正反转控制，从降低电路的成本。

本实用新型进一步设置为：所述交流供电模块包括用于提供交流电的高压第一端子J1和高压第二端子J2，所述换向电路包括用于控制所述电动机正转的正转绕组L2以及控制所述电动机反转的反转绕组L3，所述正转绕组L2的一端与所述反转绕组L3的一端耦接；

所述控制开关S1由控制动端S11和第一控制不动端S12以及第二控制不动端S13组成，所述高压第一端子J1耦接所述控制动端S11；

所述第一控制不动端S12耦接所述正转绕组L2远离所述反转绕组L3的一端后，所述正转绕组L2的另一端耦接所述高压第二端子J2；

所述第二控制不动端S13耦接所述反转绕组L3远离所述正转绕组L2的一端后，所述反转绕组L3的另一端耦接所述高压第二端子J2。

通过上述技术方案，当控制动端S11与第一控制不动端S12耦接时，正转绕组L2导通，从而控制电动机正转；

当控制动端S11与第二控制不动端S13耦接时，反转绕组L3导通，从而控制电动机反转，省去了双刀双掷开关，只需要一个3脚单刀双掷开关接到强电回路中控制电机正反转。

本实用新型进一步设置为：所述交流供电模块包括电感L1、电容C2、电容C9、电容C10、电阻R4、电阻R18、二极管D1、二极管D2、稳压管Z1；

所述高压第二端子J2耦接所述电感L1的一端，所述电感L1另一端耦接所述电阻R18，所述电容C9、与所述电阻R18并联耦接；

所述电阻R18另一端分别耦接所述二极管D1的阴极以及所述二极管D2的阳极耦接，所述二极管D2的阴极耦接所述电阻R4以及所述电容C2，所述电容C2的另一端耦接所述二极管D1的阳极后接地；

所述电阻R4的另一端耦接所述稳压管Z1的阴极后接地，所述电容C10并联耦接在所述稳压管Z1的两端。

通过上述技术方案，将交流强电转换成可供后续弱电部分使用的直流电，由电容C2和电容C10提供滤波，可在稳压管Z1的两端形成在9V上下浮动的直流电压。

本实用新型进一步设置为：所述电压检测电路包括稳压管Z2、电阻R7、电阻R22、电容C8；

所述稳压管Z2的阴极耦接所述稳压管Z1的阴极，所述稳压管Z2的阳极耦接所述电阻R7的一端后接地，所述电容C8的一端接地后与所述稳压管Z2的阳极以及所述电阻R22的一端耦接，所述电阻R22的另一端耦接所述单片机IC。

通过上述技术方案，由电阻R7进行分压，电阻R22向单片机IC输出电压为检测电压，检测电压在单片机IC的工作范围之内，并可反映电机的正反转状态；

当正转绕组L2导通控制电动机正转时，检测电压可在4.3V左右浮动；

当反转绕组L3导通控制电动机反转时，检测电压一段时间内会逐渐降低。

本实用新型进一步设置为：所述稳压管Z1的阴极耦接有稳压芯片U1，所述稳压芯片U1的输出端与所述单片机IC的供电端耦接。

通过上述技术方案，稳压芯片U1可以给单片机IC提供稳定的固定电压，从而保证单片机IC的正常运转。

本实用新型进一步设置为：所述入纸检测电路用于检测向碎纸机内送纸的情况，包括电阻R5、电阻R6、红外对管、电容C5，所述红外对管包括红外线发射管HF1和光敏接收管HR1；

所述电阻R5的一端耦接所述稳压芯片U1的输出端，所述电阻R5的另一端耦接所述红外线发射管HF1的阳极后接地，所述稳压芯片U1的输出端耦接所述电阻R6的一端后与所述光敏接收管HR1的集电极、所述电容C5的一端以及所述单片机IC耦接，所述电容C5的另一端以及所述光敏接收管HR1的发射极均接地；

当所述红外线发射管HF1被遮挡，而使所述光敏接收管HR1无法接收所述红外线发射管HF1发出的红外光时，所述光敏接收管HR1的电阻升高。

通过上述技术方案，电阻R6与电容C5的耦接处可出由单片机IC接收的驱动电压，向碎纸机内送纸时，纸张会遮挡红外线发射管HF1，使该驱动电压为高电平，碎纸机内未送纸时，驱动电压为低电平。

本实用新型进一步设置为：所述触发控制电路包括电阻R17、电阻R13、电阻R14、双向晶闸管Q1、三极管Q2；

所述电阻R13的一端与所述单片机IC耦接，另一端与所述电阻R14耦接后接地，所述电阻R13与所述电阻R14的耦接处和所述三极管Q2的基极耦接，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极耦接所述双向晶闸管Q1的控制极G；

所述第一控制不动端S12耦接所述双向晶闸管Q1的A1主电极，所述双向晶闸管Q1的A2主电极耦接所述正转绕组L2远离所述反转绕组L3的一端。

通过上述技术方案，当单片机IC接收到高电平的驱动电压时，会向三极管Q2输出触发双向晶闸管Q1导通的导通信号，从而可在红外线发射管HF1被遮挡时，启动电动机正转，可在红外线发射管HF1不被遮挡时，双向晶闸管Q1不导通，使电动机停转。

本实用新型进一步设置为：所述单片机IC耦接有开关状态检测电路和保护开关S2，所述保护开关S2采用单刀双掷开关，保护动端S21和第一保护不动端S22以及第二保护不动端S23组成；

所述开关状态检测电路包括依次串联的电阻R1、电阻R21、电阻R2、电阻R20和与所述电阻R20并联的电容C11；

所述高压第二端子J2耦接所述保护动端S21；

所述第一保护不动端S22耦接所述反转绕组L3与所述正转绕组L2的耦接处；

所述第二保护不动端S23耦接所述电阻R1远离所述电阻R21的一端，所述电阻R20远离所述电阻R2的一端接地，所述电阻R20远离接地端的一端与所述单片机IC耦接。

通过上述技术方案，在使用碎纸机进行碎纸前，可将保护动端S21与第一保护不动端S22耦接，从而使正转绕组L2与反转绕组L3耦接处与高压第二端子J2耦接，做好启动电动机的准备工作；

当保护动端S21与第二保护不动端S23耦接时，正转绕组L2与反转绕组L3耦接处与高压第二端子J2断开，电动机无法启动，从而避免电动机意外启动，起到保护作用。

本实用新型进一步设置为：所述控制动端S11耦接有主电路电流检测电路，所述主电路电流检测电路包括电阻R10、电阻R11、电阻R19、电容C12、光耦开关U2；

所述电阻R10的一端与所述控制动端S11耦接，另一端耦接所述光耦开关U2中发光二极管的阳极，所述光耦开关U2中发光二极管的阴极耦接有熔断器F1；

所述熔断器F1的一端耦接所述高压第一端子J1，所述熔断器F1的另一端耦接有采样电阻R3，所述采样电阻R3远离所述熔断器F1的一端耦接所述控制动端S11；

所述光耦开关U2中受控三极管的集电极与所述稳压芯片U1的输出端耦接，所述光耦开关U2中受控三极管的发射极分别与所述电阻R11和所述电阻R19的一端耦接，所述电阻R11的另一端接地，所述电阻R19的另一端耦接所述电容C12后接地；

所述电阻R19与所述电容C12的耦接处耦接所述单片机IC。

通过上述技术方案，当保护动端S21与第一保护不动端S22耦接，且电动机启动时，光耦开关U2中发光二极管会得电发光，使光耦开关U2中受控三极管导通，从而使电阻R19可向单片机IC输出电压信号，当电动机不启动时，该电压信号为零。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)通过单刀双掷开关以及换向电路来实现对电动机的正反转控制，从降低电路的成本；

(2)通过将单刀双掷开关的控制动端S11分别与第一控制不动端S12以及第二控制不动端S13耦接时，可分别使正转绕组L2以及反转绕组L3导通，从而控制电动机正反运转；

(3)通过电压检测电路输出的检测电压可由单片机IC接收，来判断电动机的正反转情况。

附图说明

图1为本实用新型实施例中交流供电模块和正反转控制电路的电路图；

图2为本实用新型实施例中交流供电模块和入纸检测电路的电路图；

图3为本实用新型实施例中单片机和触发控制电路的电路图。

附图标记：1、交流供电模块；2、电压检测电路；3、入纸检测电路；4、触发控制电路；5、正反转控制电路；51、换向电路；6、开关状态检测电路；7、主电路电流检测电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。

一种碎纸机用电机的正反转电路，如图1所示，包括依次耦接的交流供电模块1、电压检测电路2（参见图2）、入纸检测电路3（参见图2）、单片机IC（参见图3）和触发控制电路4。单片机IC的引脚可以接收或输出电压信号，其中的AD模块也可以接收电压模拟量并将其向数字量进行转化。

结合图1和图2所示，交流供电模块1包括用于提供高压交流电的高压第一端子J1、高压第二端子J2、电感L1、电容C2、电容C9、电容C10、电阻R4、电阻R18、二极管D1、二极管D2、稳压管Z1。

结合图1和图2所示，高压第二端子J2耦接电感L1的一端，电感L1另一端耦接电阻R18，电容C9、与电阻R18并联耦接，电阻R18另一端分别耦接二极管D1的阴极以及二极管D2的阳极耦接，二极管D2的阴极耦接电阻R4以及电容C2，电容C2的另一端耦接二极管D1的阳极后接地，电阻R4的另一端耦接稳压管Z1的阴极后接地，电容C10并联耦接在稳压管Z1的两端。可将交流强电转换成可供后续弱电部分使用的直流电，由电容C2和电容C10提供滤波，可在稳压管Z1的两端形成在9V上下浮动的直流电压。

结合图1和图2所示，高压第一端子J1和高压第二端子J2耦接有正反转控制电路5和电动机M（参见图1），正反转控制电路5包括与交流供电模块1耦接的控制开关S1和与控制开关S1耦接的换向电路51。稳压管Z1的阴极耦接有稳压芯片U1，稳压芯片U1的输出端给单片机IC的供电端提供稳定的固定电压，从而保证单片机IC的正常运转。

如图1所示，换向电路51包括用于控制电动机的转子正转的正转绕组L2以及控制转子反转的反转绕组L3，正转绕组L2的一端与反转绕组L3的一端耦接。其中，控制开关S1采用单刀双掷开关，该控制开关S1由控制动端S11和第一控制不动端S12以及第二控制不动端S13组成。高压第一端子J1上耦接有熔断器F1，熔断器F1远离高压第一端子J1的一端耦接有采样电阻R3，采样电阻R3的另一端耦接上述的控制动端S11。

如图2所示，入纸检测电路3用于检测向碎纸机内送纸的情况，包括电阻R5、电阻R6、红外对管、电容C5，红外对管包括红外线发射管HF1和光敏接收管HR1。电阻R5的一端耦接稳压芯片U1的输出端，电阻R5的另一端耦接红外线发射管HF1的阳极后接地，稳压芯片U1的输出端耦接电阻R6的一端后与光敏接收管HR1的集电极、电容C5的一端以及单片机IC耦接，电容C5的另一端以及光敏接收管HR1的发射极均接地。

结合图1和图3所示，触发控制电路4包括电阻R17、电阻R13、电阻R14、双向晶闸管Q1、三极管Q2，电阻R13的一端与单片机IC耦接，可向单片机IC输出驱动电压信号，另一端与电阻R14耦接后接地，电阻R13与电阻R14的耦接处和三极管Q2的基极耦接，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极耦接双向晶闸管Q1的控制极G，第一控制不动端S12耦接双向晶闸管Q1的A1主电极，双向晶闸管Q1的A2主电极耦接正转绕组L2远离反转绕组L3的一端。

如图3所示，单片机IC的接收引脚上耦接有开关状态检测电路6和保护开关S2，保护开关S2采用单刀双掷开关，由保护动端S21和第一保护不动端S22以及第二保护不动端S23组成。开关状态检测电路6包括依次串联的电阻R1、电阻R21、电阻R2、电阻R20和与电阻R20并联的电容C11。控制动端S11耦接有主电路电流检测电路7，包括电阻R10、电阻R11、电阻R19、电容C12、光耦开关U2。

如图1所示，高压第二端子J2耦接保护动端S21，第一保护不动端S22耦接反转绕组L3与正转绕组L2的耦接点。第二保护不动端S23耦接电阻R1远离电阻R21的一端，电阻R20远离电阻R2的一端接地，电阻R20远离接地端的一端与单片机IC的输入引脚耦接。

电阻R10的一端与控制动端S11熔断器F1与采样电阻R3的耦接处耦接，另一端耦接光耦开关U2中发光二极管的阳极，光耦开关U2中发光二极管的阴极耦接高压第二端子J2，光耦开关U2中受控三极管的集电极与稳压芯片U1的输出端耦接，光耦开关U2中受控三极管的发射极分别与电阻R11和电阻R19的一端耦接，电阻R11的另一端接地，电阻R19的另一端耦接电容C12后接地，电阻R19与电容C12的耦接处与单片机IC的接收引脚耦接。

在使用碎纸机进行碎纸前，可操作保护开关S2，使保护动端S21与第一保护不动端S22耦接，从而将正转绕组L2与反转绕组L3耦接处与高压第二端子J2耦接，再操作控制开关S1，使控制动端S11与第一控制不动端S12耦接，做好启动电动机的准备工作。

一般来说，红外对管一般会放置在碎纸机的最碎纸入口处，当使用者将纸张放入碎纸机时，纸张可遮挡红外线发射管HF1，使光敏接收管HR1无法接收红外线发射管HF1发出的红外光，从而使光敏接收管HR1的电阻升高，进而使电阻R6与电容C5的耦接处可向单片机IC上的接收引脚输出高电平的驱动电压。当单片机IC接收到高电平的驱动电压时，会通过相应的输出引脚向三极管Q2输出触发双向晶闸管Q1导通的导通信号，启动电动机正转。并在红外线发射管HF1不被遮挡时，使双向晶闸管Q1不导通，停止电动机运转。

当碎纸机被卡死，电动机无法继续正转时，需要操作控制开关S1，使控制动端S11与第二控制不动端S13耦接，使反转绕组L3得电导通，从而使电动机反转。

当操作保护开关S2，使保护动端S21与第二保护不动端S23耦接时，正转绕组L2与反转绕组L3耦接处与高压第二端子J2断开，电动机无法启动，从而避免电动机意外启动，起到保护作用。

当保护动端S21与第一保护不动端S22耦接时，并且在电动机启动时，光耦开关U2中发光二极管会得电发光，使光耦开关U2中受控三极管导通，从而使电阻R19可向单片机IC输出电压信号，当电动机不启动时，该电压信号为零。因此，电压信号的有无可体现电动机的运转情况。

电压检测电路2包括稳压管Z2、电阻R7、电阻R22、电容C8，稳压管Z2的阴极耦接稳压管Z1的阴极，稳压管Z2的阳极耦接电阻R7的一端后接地，电容C8的一端接地后与稳压管Z2的阳极以及电阻R22的一端耦接，电阻R22的另一端与单片机IC的接收引脚耦接。

由电阻R7进行分压，电阻R22向单片机IC输出电压为检测电压，当正转绕组L2导通控制电动机正转时，检测电压可在4.3V左右浮动，当反转绕组L3导通控制电动机反转时，检测电压一段时间内会逐渐降低，该检测电压在单片机IC的工作范围之内，可向单片机IC反映电机的正反转状态。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种碎纸机用电机的正反转电路，其特征在于，包括依次耦接的交流供电模块（1）、电压检测电路（2）、入纸检测电路（3）、单片机IC和触发控制电路（4）；

所述交流供电模块（1）耦接有正反转控制电路（5）和电动机，所述正反转控制电路（5）包括与所述交流供电模块（1）耦接的控制开关S1和与所述控制开关S1耦接的换向电路（51），所述换向电路（51）与所述电动机耦接，所述控制开关S1采用单刀双掷开关。

2.根据权利要求1所述的碎纸机用电机的正反转电路，其特征在于，所述交流供电模块（1）包括用于提供交流电的高压第一端子J1和高压第二端子J2，所述换向电路（51）包括用于控制所述电动机正转的正转绕组L2以及控制所述电动机反转的反转绕组L3，所述正转绕组L2的一端与所述反转绕组L3的一端耦接；

所述控制开关S1由控制动端S11和第一控制不动端S12以及第二控制不动端S13组成，所述高压第一端子J1耦接所述控制动端S11；

所述第一控制不动端S12耦接所述正转绕组L2远离所述反转绕组L3的一端后，所述正转绕组L2的另一端耦接所述高压第二端子J2；

所述第二控制不动端S13耦接所述反转绕组L3远离所述正转绕组L2的一端后，所述反转绕组L3的另一端耦接所述高压第二端子J2。

3.根据权利要求2所述的碎纸机用电机的正反转电路，其特征在于，所述交流供电模块（1）包括电感L1、电容C2、电容C9、电容C10、电阻R4、电阻R18、二极管D1、二极管D2、稳压管Z1；

所述高压第二端子J2耦接所述电感L1的一端，所述电感L1另一端耦接所述电阻R18，所述电容C9、与所述电阻R18并联耦接；

所述电阻R18另一端分别耦接所述二极管D1的阴极以及所述二极管D2的阳极耦接，所述二极管D2的阴极耦接所述电阻R4以及所述电容C2，所述电容C2的另一端耦接所述二极管D1的阳极后接地；

所述电阻R4的另一端耦接所述稳压管Z1的阴极后接地，所述电容C10并联耦接在所述稳压管Z1的两端。

4.根据权利要求3所述的碎纸机用电机的正反转电路，其特征在于，所述电压检测电路（2）包括稳压管Z2、电阻R7、电阻R22、电容C8；

所述稳压管Z2的阴极耦接所述稳压管Z1的阴极，所述稳压管Z2的阳极耦接所述电阻R7的一端后接地，所述电容C8的一端接地后与所述稳压管Z2的阳极以及所述电阻R22的一端耦接，所述电阻R22的另一端耦接所述单片机IC。

5.根据权利要求3所述的碎纸机用电机的正反转电路，其特征在于，所述稳压管Z1的阴极耦接有稳压芯片U1，所述稳压芯片U1的输出端与所述单片机IC的供电端耦接。

6.根据权利要求5所述的碎纸机用电机的正反转电路，其特征在于，所述入纸检测电路（3）包括电阻R5、电阻R6、红外对管、电容C5，所述红外对管包括红外线发射管HF1和光敏接收管HR1；

所述电阻R5的一端耦接所述稳压芯片U1的输出端，所述电阻R5的另一端耦接所述红外线发射管HF1的阳极后接地，所述稳压芯片U1的输出端耦接所述电阻R6的一端后与所述光敏接收管HR1的集电极、所述电容C5的一端以及所述单片机IC耦接，所述电容C5的另一端以及所述光敏接收管HR1的发射极均接地；

当所述红外线发射管HF1被遮挡，而使所述光敏接收管HR1无法接收所述红外线发射管HF1发出的红外光时，所述光敏接收管HR1的电阻升高。

7.根据权利要求6所述的碎纸机用电机的正反转电路，其特征在于，所述触发控制电路（4）包括电阻R17、电阻R13、电阻R14、双向晶闸管Q1、三极管Q2；

所述电阻R13的一端与所述单片机IC耦接，另一端与所述电阻R14耦接后接地，所述电阻R13与所述电阻R14的耦接处和所述三极管Q2的基极耦接，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极耦接所述双向晶闸管Q1的控制极G；

所述第一控制不动端S12耦接所述双向晶闸管Q1的A1主电极，所述双向晶闸管Q1的A2主电极耦接所述正转绕组L2远离所述反转绕组L3的一端。

8.根据权利要求5所述的碎纸机用电机的正反转电路，其特征在于，所述单片机IC耦接有开关状态检测电路（6）和保护开关S2，所述保护开关S2采用单刀双掷开关，保护动端S21和第一保护不动端S22以及第二保护不动端S23组成；

所述开关状态检测电路（6）包括依次串联的电阻R1、电阻R21、电阻R2、电阻R20和与所述电阻R20并联的电容C11；

所述高压第二端子J2耦接所述保护动端S21；

所述第一保护不动端S22耦接所述反转绕组L3与所述正转绕组L2的耦接处；

所述第二保护不动端S23耦接所述电阻R1远离所述电阻R21的一端，所述电阻R20远离所述电阻R2的一端接地，所述电阻R20远离接地端的一端与所述单片机IC耦接。

9.根据权利要求8所述的碎纸机用电机的正反转电路，其特征在于，所述控制动端S11耦接有主电路电流检测电路（7），所述主电路电流检测电路（7）包括电阻R10、电阻R11、电阻R19、电容C12、光耦开关U2；

所述电阻R10的一端与所述控制动端S11耦接，另一端耦接所述光耦开关U2中发光二极管的阳极，所述光耦开关U2中发光二极管的阴极耦接有熔断器F1；

所述熔断器F1的一端耦接所述高压第一端子J1，所述高压第一端子J1的另一端耦接有取样电阻R3，所述取样电阻R3远离所述熔断器F1的一端耦接所述控制动端S11；

所述光耦开关U2中受控三极管的集电极与所述稳压芯片U1的输出端耦接，所述光耦开关U2中受控三极管的发射极分别与所述电阻R11和所述电阻R19的一端耦接，所述电阻R11的另一端接地，所述电阻R19的另一端耦接所述电容C12后接地；

所述电阻R19与所述电容C12的耦接处耦接所述单片机IC。