CN210466079U - 一种商标机割刀烫板控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种商标机割刀烫板控制电路，包括主控MCU、烫板控制电路和若干路割刀控制电路，所述割刀控制电路分别与主控MCU模拟信号输出口和ADC输入接口相连，所述烫板控制电路分别与主控MCU的SPI口和数字输出口相连。本实用新型的优点是：割刀控制电路设有两个控制回路，提高了割刀控制电路输出的稳定性，同时使割刀控制具备了断线、过流、输出异常等异常检测功能；烫板控制电路中设有光耦和共模电阻，解决了干扰问题，提高了烫板控制的准确度；烫板和割刀有同一个主控MCU控制，无需分别控制。

Description

一种商标机割刀烫板控制电路

技术领域

本实用新型涉及商标机设备领域，尤其涉及一种商标机割刀烫板控制电路。

背景技术

商标机在下布前会对机上的布匹进行加工：主要有切割和定型.切割是指用电热丝将布匹分成若干条。定型是指分条后的布匹再次加热到100度左右，使布面边缘平滑，减少毛花和纱线不易移位。切割中的温度控制一般是通过控制电热丝中的电流来实现。由于织造中存在着变纬密和停撬这些工艺，对热割刀的电流控制速度和稳定性要求比较高。定型则通过控制电热丝的电压来稳定烫板上的温度。

目前，采用割刀与烫板在电路上分开控制，相互之间电气隔离。这样在使用的时，烫板和割刀是两个不同的控制对象，不方便操作。同时为了维护方便,割刀控制模块往往做成单个模块,易于更换但是增加了不少成本。同时，现有的商标机割刀烫板控制电路，只能在控制器上进行割刀烫板的温度设定，还不具备断线、短路检测功能。此外，热电偶产生的温差电动势为微伏级,在实际电路中容易受到烫板的漏电流和其它设备的电磁干扰。

发明内容

本实用新型主要解决了上述问题，提供了一种能够避免漏电流和其他设备对烫板热电偶的电磁干扰，提高烫板温度控制的准确度，将烫板和割刀集成在一起的商标机割刀烫板控制电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是, 一种商标机割刀烫板控制电路，包括主控MCU、烫板控制电路和若干路割刀控制电路，所述割刀控制电路分别与主控MCU模拟信号输出口和ADC输入接口相连，所述烫板控制电路分别与主控MCU的SPI口和数字输出口相连。

主控MCU通过模拟信号控制割刀温度，利用ADC输入接口接收割刀控制电路的反馈信息实现割刀电流的闭环控制，还能够检测割刀是否断路，主控MCU通过SPI口和数字输出口与烫板控制电路建立闭环控制，将烫板控制和割刀控制集成在同一控制器上。

作为上述方案的一种优选方案，所述烫板控制电路包括烫板M1、热电偶转换电路和与主控MCU数字输出口相连用于控制烫板M1中加热管运行的继电器U4，所述热电偶转换电路输入端与烫板M1中加热管正负极相连，热电偶转换电路输出端与主控MCU的SPI口相连。热电偶转换电路实现了热电偶电压转数字温度的功能，便于主控MCU获取烫板温度，主控MCU根据获取的烫板温度实时通过数字输出口控制烫板中加热管温度，继电器实现了烫板电源和控制信号的隔离。

作为上述方案的一种优选方案，所述热电偶转换电路包括热电偶转换芯片U3、共模电感L1、光耦U22、光耦U23、光耦U24和DC/DC转换器U10，所述热电偶转换芯片U3电源端通过DC/DC转换器U10与电源VCC相连，热电偶转换芯片U3热电偶正负极通过共模电感L1与烫板M1中加热管正负极相连，热电偶转换芯片U3的SPI管脚分别通过光耦U22、光耦U23和光耦U24与主控MCU的SPI管脚相连。共模电感L1解决了热电偶延长线引入的空间干扰，光耦实现了热电偶转换芯片与主控MCU之间的信号隔离。

作为上述方案的一种优选方案，还包括通信电路，所述通信电路连接上位机和主控MCU的通信接口。通信接口的设置能够实现割刀烫板温度的远程设置及报警信号的远程查看。

作为上述方案的一种优选方案，所述割刀控制电路包括电压输出驱动电路、负载电流转换电压电路和割刀RL，所述电压输出驱动电路输入端分别与主控MCU模拟信号输出口和负载电流转换电压电路的输出端相连，电压输出驱动电路输出端与负载电流转换电压电路的输入端相连，负载电流转换电压电路的输出端还与主控MCU的ADC输入接口相连，负载电流转换电压电路还与割刀RL相连。负载电流转换电压电路将割刀负载电流转换为电压并进行放大，放大后的电压与主控MCU输出的模拟信号共同接入电压输出驱动电路输入端，以稳定电压输出驱动电路输出电压，放大后的电压还接入到主控MCU中，用于修正输出电路和判断线路是否异常。

作为上述方案的一种优选方案，所述电压输出驱动电路包括电阻R4、电阻R8、电阻R10、电容C1、极性电容C3、极性电容C4、电感L2、二极管D2和电压反馈型电源芯片U6，所述主控MCU模拟信号输出口与电阻R4第一端相连，电阻R4第二端分别与电容C1第一端、电阻R10第一端、电阻R8第一端和电压反馈型电源芯片U6的反馈输入端相连，电容C1第二端分别接地GND和电阻R10第二端，电阻R8第二端与负载电流转换电压电路输出端相连，电压反馈型电源芯片U6的电压输入端分别接电源DC48V和极性电容C3正极，极性电容C3负极接地GND，电压反馈型电源芯片U6的电压输出端分别接二极管D2阴极和电感L2第一端，二极管D2阳极接地GND，电感L2第二端分别接极性电容C4正极和负载电流转换电压电路的输入端，极性电容C4负极接地GND。

作为上述方案的一种优选方案，所述负载电流转换电压电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R9、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17和运放U7，所述电压输出驱动电路输出端分别与电阻R5第一端和电阻R6第二端相连，电阻R5第二端分别与电阻R7第一端和割刀RL相连，电阻R7第二端与电阻R12第一端相连，电阻R12第二端分别与电阻R13第一端和电阻R16第一端相连，电阻R13第二端分别与运放U7反相输入端和电阻R9第一端相连，电阻R9第二端分别与运放U7输出端相连，运放U7输出端与主控MCU的ADC输入接口相连，电阻R16第二端接地GND，电阻R6第二端与电阻R11第一端相连，电阻R11第二端分别与电阻R14第一端和电阻R15第一端相连，电阻R14第二端分别与电阻R17第一端和运放U7正相输入端相连，电阻R17第二端和电阻R15第二端均接地GND。

作为上述方案的一种优选方案，所述割刀控制电路包括割刀RL、电感L11、二极管D1、电阻R1、电源控制芯片U1和运放U5，所述主控MCU的模拟信号输出口与电源控制芯片U1的反馈输入端相连，电源控制芯片U1的输出端分别与电感L11第一端和二极管D1阴极相连，电感L11第二端分别与电阻R1第一端和运放U5正相输入端相连，电阻R1第二端分别与运放U5反相输入端和割刀RL正极相连，二极管D1阳极和割刀负极均接地GND，运放U5输出端分别与主控MCU的ADC输入接口和电源控制芯片U1的反馈输入端相连。

本实用新型的优点是：割刀控制电路设有两个控制回路，提高了割刀控制电路输出的稳定性，同时使割刀控制具备了断线、过流、输出异常等异常检测功能；烫板控制电路中设有光耦和共模电阻，解决了干扰问题，提高了烫板控制的准确度；烫板和割刀有同一个主控MCU控制，无需分别控制。

附图说明

图1为实施例1中商标机割刀烫板控制电路的一种原理框图。

图2为实施例1中热电偶转换电路的一种电路原理图。

图3为实施例1中割刀控制电路的一种电路原理图。

图4为实施例2中割刀控制电路的一种电路原理图。

1-主控MCU 2-割刀控制电路 3-割刀控制电路 4-热电偶转换电路 5-通信电路。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的说明。

实施例1：

本实施例一种商标机割刀烫板控制电路，如图1所示，包括主控MCU1、烫板控制电路2、若干路割刀控制电路3和通信电路5，割刀控制电路分别与主控MCU模拟信号输出口和ADC输入接口相连，烫板控制电路包括烫板M1、热电偶转换电路4和继电器U4，继电器U4与主控MCU数字输出口相连用于控制烫板M1中加热管运行，热电偶转换电路输入端与烫板M1中加热管正负极相连，热电偶转换电路输出端与主控MCU的SPI口相连，通信电路连接上位机和主控MCU的通信接口。

如图2所示，热电偶转换电路包括热电偶转换芯片U3、共模电感L1、光耦U22、光耦U23、光耦U24、DC/DC转换器U10、电阻R30、电阻R31和电阻R32，热电偶转换芯片U3第四管脚通过DC/DC转换器U10与电源VCC相连，热电偶转换芯片U3热电偶第二管脚和第二管脚分别通过共模电感L1与烫板M1中加热管正负极相连，热电偶转换芯片U3第五管脚分别与电阻R30第一端和光耦U24受光器输出端相连，电阻R30第二端接电源VCC，光耦U24受光器输入端接地GND，光耦U24发光器阳极与主控MCU的IO口相连，光耦U24发光器阴极与主控MCU的SPI管脚中的SCK管脚相连，热电偶转换芯片U3第六管脚分别与电阻R31第一端和光耦U23受光器输出端相连，电阻R31第二端接电源VCC，光耦U23受光器输入端接地GND，光耦U23发光器阳极与主控MCU的IO口相连，光耦U23发光器阴极与主控MCU的SPI管脚中的CS管脚相连，热电偶转换芯片U3第七管脚分别与光耦U22发光器阴极相连，光耦U22发光器阳极与电阻R32第一端相连，电阻R32第二端接电源VCC，光耦U22受光器输入端与主控MCU的SPI管脚中的MISO管脚相连，光耦U22受光器输出端与主控MCU的IO口相连。共模电感L1解决了热电偶延长线引入的空间干扰，光耦实现了热电偶转换芯片与主控MCU之间的信号隔离，本实施例中热电偶转换芯片U3采用MAX6675芯片，主控MCU采用STM32F105VET6芯片。

如图3所示，所述割刀控制电路包括割刀RL、电感L11、二极管D1、电阻R1、电源控制芯片U1和运放U5，所述主控MCU的模拟信号输出口与电源控制芯片U1的反馈输入端相连，电源控制芯片U1的输出端分别与电感L11第一端和二极管D1阴极相连，电感L11第二端分别与电阻R1第一端和运放U5正相输入端相连，电阻R1第二端分别与运放U5反相输入端和割刀RL正极相连，二极管D1阳极和割刀负极均接地GND，运放U5输出端分别与主控MCU的ADC输入接口和电源控制芯片U1的反馈输入端相连。

本实施例中，电源控制芯片U1采用LM2575HV-ADJ芯片，主控MCU通过输出模拟信号控制电源控制芯片U1的输出，因电阻R1与割刀RL上的电流呈线性关系，故可以通过电阻R1电流获取割刀RL上的电流，运放U5对电阻R1的电流信号进行放大后，将放大后的信号输入到电源控制芯片U1用于维持电源控制芯片输出电压的稳定，运放U5还将放大后的信号输入到主控MCU中，主控MCU利用这个信号来判断负载电流是否到达设定值，若负载电流与预设电流相差太大则认为负载异常，进行报警，若负载电流与预设电流存在差别，但相差较小，则主控MCU通过控制电源控制芯片U1进行修正。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的割刀控制电路与实施例1的割刀控制电路不同。

如图4所示，割刀控制电路包括电压输出驱动电路、负载电流转换电压电路和割刀RL，电压输出驱动电路包括电阻R4、电阻R8、电阻R10、电容C1、极性电容C3、极性电容C4、电感L2、二极管D2和电压反馈型电源芯片U6，在电压输出驱动电路中电阻R4第一端为输入端，电感L2第二端为输出端，主控MCU模拟信号输出口与电阻R4第一端相连，电阻R4第二端分别与电容C1第一端、电阻R10第一端、电阻R8第一端和电压反馈型电源芯片U6的反馈输入端相连，电容C1第二端分别接地GND和电阻R10第二端，电阻R8第二端与负载电流转换电压电路输出端相连，电压反馈型电源芯片U6的电压输入端分别接电源DC48V和极性电容C3正极，极性电容C3负极接地GND，电压反馈型电源芯片U6的电压输出端分别接二极管D2阴极和电感L2第一端，二极管D2阳极接地GND，电感L2第二端分别接极性电容C4正极和负载电流转换电压电路的输入端，极性电容C4负极接地GND。

负载电流转换电压电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R9、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17和运放U7，在负载电流转换电压电路中电阻R5第一端为的输入端，运放U7输出端为负载电流转换电压电路的输出端。电压输出驱动电路输出端分别与电阻R5第一端和电阻R6第二端相连，电阻R5第二端分别与电阻R7第一端和割刀RL相连，电阻R7第二端与电阻R12第一端相连，电阻R12第二端分别与电阻R13第一端和电阻R16第一端相连，电阻R13第二端分别与运放U7反相输入端和电阻R9第一端相连，电阻R9第二端分别与运放U7输出端相连，运放U7输出端与主控MCU的ADC输入接口相连，电阻R16第二端接地GND，电阻R6第二端与电阻R11第一端相连，电阻R11第二端分别与电阻R14第一端和电阻R15第一端相连，电阻R14第二端分别与电阻R17第一端和运放U7正相输入端相连，电阻R17第二端和电阻R15第二端均接地GND。

本实施例中电压反馈型电源芯片U6采用LM2576-ADJ芯片，电阻R5将电流转换为电压输入到运放U7中，运放U7将放大后的电压分别输送到电压反馈型电源芯片U6和主控MCU的ADC输入接口，输送到电压反馈型电源芯片U6的反馈输入端的电压与主控MCU输出的模拟信号叠加后输入到电压反馈型电源芯片U6的反馈输入端，输送到主控MCU的ADC输入接口的电压经主控MCU的AD转换后，用于修正输出电流和判断线路是否异常。

实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例割刀控制电路分别与主控MCU的PWM输出口和ADC输入接口相连，主控MCU通过PWM波对割刀控制电路进行控制。割刀控制电路中采用恒流输出电路为割刀供电。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种商标机割刀烫板控制电路，其特征是：包括主控MCU（1）、烫板控制电路（2）和若干路割刀控制电路（3），所述割刀控制电路分别与主控MCU模拟信号输出口和ADC输入接口相连，所述烫板控制电路分别与主控MCU的SPI口和数字输出口相连。

2.根据权利要求1所述的一种商标机割刀烫板控制电路，其特征是：所述烫板控制电路包括烫板M1、热电偶转换电路（4）和与主控MCU数字输出口相连用于控制烫板M1中加热管运行的继电器U4，所述热电偶转换电路输入端与烫板M1中加热管正负极相连，热电偶转换电路输出端与主控MCU的SPI口相连。

3.根据权利要求2所述的一种商标机割刀烫板控制电路，其特征是：所述热电偶转换电路包括热电偶转换芯片U3、共模电感L1、光耦U22、光耦U23、光耦U24和DC/DC转换器U10，所述热电偶转换芯片U3电源端通过DC/DC转换器U10与电源VCC相连，热电偶转换芯片U3热电偶正负极通过共模电感L1与烫板M1中加热管正负极相连，热电偶转换芯片U3的SPI管脚分别通过光耦U22、光耦U23和光耦U24与主控MCU的SPI管脚相连。

4.根据权利要求1所述的一种商标机割刀烫板控制电路，其特征是：还包括通信电路（5），所述通信电路连接上位机和主控MCU的通信接口。

5.根据权利要求1所述的一种商标机割刀烫板控制电路，其特征是：所述割刀控制电路包括电压输出驱动电路、负载电流转换电压电路和割刀RL，所述电压输出驱动电路输入端分别与主控MCU模拟信号输出口和负载电流转换电压电路的输出端相连，电压输出驱动电路输出端与负载电流转换电压电路的输入端相连，负载电流转换电压电路的输出端还与主控MCU的ADC输入接口相连，负载电流转换电压电路还与割刀RL相连。

6.根据权利要求5所述的一种商标机割刀烫板控制电路，其特征是：所述电压输出驱动电路包括电阻R4、电阻R8、电阻R10、电容C1、极性电容C3、极性电容C4、电感L2、二极管D2和电压反馈型电源芯片U6，所述主控MCU模拟信号输出口与电阻R4第一端相连，电阻R4第二端分别与电容C1第一端、电阻R10第一端、电阻R8第一端和电压反馈型电源芯片U6的反馈输入端相连，电容C1第二端分别接地GND和电阻R10第二端，电阻R8第二端与负载电流转换电压电路输出端相连，电压反馈型电源芯片U6的电压输入端分别接电源DC48V和极性电容C3正极，极性电容C3负极接地GND，电压反馈型电源芯片U6的电压输出端分别接二极管D2阴极和电感L2第一端，二极管D2阳极接地GND，电感L2第二端分别接极性电容C4正极和负载电流转换电压电路的输入端，极性电容C4负极接地GND。

7.根据权利要求5或6所述的一种商标机割刀烫板控制电路，其特征是：所述负载电流转换电压电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R9、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17和运放U7，所述电压输出驱动电路输出端分别与电阻R5第一端和电阻R6第二端相连，电阻R5第二端分别与电阻R7第一端和割刀RL相连，电阻R7第二端与电阻R12第一端相连，电阻R12第二端分别与电阻R13第一端和电阻R16第一端相连，电阻R13第二端分别与运放U7反相输入端和电阻R9第一端相连，电阻R9第二端分别与运放U7输出端相连，运放U7输出端与主控MCU的ADC输入接口相连，电阻R16第二端接地GND，电阻R6第二端与电阻R11第一端相连，电阻R11第二端分别与电阻R14第一端和电阻R15第一端相连，电阻R14第二端分别与电阻R17第一端和运放U7正相输入端相连，电阻R17第二端和电阻R15第二端均接地GND。

8.根据权利要求1所述的一种商标机割刀烫板控制电路，其特征是：所述割刀控制电路包括割刀RL、电感L11、二极管D1、电阻R1、电源控制芯片U1和运放U5，所述主控MCU的模拟信号输出口与电源控制芯片U1的反馈输入端相连，电源控制芯片U1的输出端分别与电感L11第一端和二极管D1阴极相连，电感L11第二端分别与电阻R1第一端和运放U5正相输入端相连，电阻R1第二端分别与运放U5反相输入端和割刀RL正极相连，二极管D1阳极和割刀负极均接地GND，运放U5输出端分别与主控MCU的ADC输入接口和电源控制芯片U1的反馈输入端相连。

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