CN212649386U - 一种打印机及电机供电调节电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种打印机及电机供电调节电路，电机供电调节电路包括：电源、电源输出控制芯片、控制器以及调压单元；电源的输出端与电源输出控制芯片的输入端电气连接；调压单元的输出端与电源输出控制芯片的反馈端电气连接，调压单元的受控端与控制器的控制输出端电气连接，控制器的输入端用于连接至电机驱动芯片电气连接；控制器，用于获取电机驱动芯片的当前转速信息，并根据当前转速信息控制调压单元输出至电源输出控制芯片的反馈端的电压；电源输出控制芯片，用于根据电源输出的电压以及反馈端的电压，控制输出至电机驱动芯片的电压。旨在解决步进电机在高转速下由于电流无法达到设计值，而导致扭力不足的情况。

Description

一种打印机及电机供电调节电路

技术领域

本发明涉及打印机领域，特别涉及一种打印机及电机供电调节电路。

背景技术

打印机一般是通过步进电机带动打印组件进行打印。通常而言，电源提供给步进电机的的电流是恒定的，在步进电机运行在低转速时，其电源输出至电机驱动芯片的功率可以满足当前转速所对应的扭力，然而当步进电机运行在高转速时，由于电流恒定，无法达到高转速对应的扭力所要求的电流值。因此在现有技术中，在步进电机处于高转速的运转状态下，经常出现扭力不足的情况，导致打印效果不佳。

发明内容

本发明提供了一种打印机、电机供电调节电路及方法，旨在解决步进电机在高转速下由于电流无法达到设计值，而导致扭力不足的情况。

本发明第一实施例提供了一种电机供电调节电路，包括：电源、电源输出控制芯片、控制器以及调压单元；其中：

所述电源的输出端与所述电源输出控制芯片的输入端电气连接；所述调压单元的输出端与所述电源输出控制芯片的反馈端电气连接，所述调压单元的受控端与所述控制器的控制输出端电气连接，所述控制器的输入端用于连接至电机驱动芯片电气连接；其中：

所述控制器，用于获取电机驱动芯片的当前转速信息，并根据所述当前转速信息控制所述调压单元输出至所述电源输出控制芯片的反馈端的电压；

所述电源输出控制芯片，用于根据所述电源输出的电压以及所述反馈端的电压，控制输出至所述电机驱动芯片的电压。

优选地，所述电源输出控制芯片为升压芯片。

优选地，还包括用于储能的电容；其中，所述电容的第一端与所述电源的输出端电气连接，所述电容的第二端接地。

优选地，所述调压单元包括多路调压回路及分压电阻；其中，每一所述调压回路的控制端连接至所述控制器的一个控制输出端，每一所述调压回路的输出端与所述电源输出控制芯片的反馈端电气连接，所述分压电阻的第一端与所述电源输出控制芯片的反馈端电气连接，所述分压电阻的第二端与所述电源输出控制芯片的输入端电气连接。

优选地，每一所述调压回路包括：MOS管、电阻；

其中，所述MOS管的G极与控制器的一个控制输出端电气连接，所述MOS管的S极接地，所述MOS管的D极通过所述电阻与所述电源输出控制芯片的反馈端电气连接。

优选地，所述MOS管为N沟道MOS管。

本发明第二实施例提供了一种打印机，包括电机驱动芯片、电机以及如权上任意一项的电机供电调节电路，所述电机驱动芯片与所述电机电气连接，所述所述电机驱动芯片的电源输入端与所述电源输出控制芯片的输出端电气连接。

本发明第二实施例提供了一种基于如上所述的打印机的电机供电调节方法，包括：

读取电机驱动芯片上的转速信息；

根据所述转速信息，向调压单元的至少一个受控端发送控制信号，使得所述调压单元的部分电路导通，从而向电源输出控制芯片的反馈端输出电压，使得所述电源输出控制芯片根据所述电源输出的电压以及所述反馈端的电压，控制输出至所述电机驱动芯片的电压。

优选地，所述调压单元包括多路调压回路，每一调压回路包括一受控端；则所述根据所述转速信息，向调压单元的至少一个受控端发送控制信号，使得所述调压单元的部分电路导通，具体为：

根据所述转速信息，确定需要输出控制信号的控制输出端；其中，所述受控端对应一个控制输出端；

向对应的受控端发送输出控制信号，以使得对应的调压回路导通。

优选地，还包括：

当根据所述转速信息判断输送至电机驱动芯片的输出电压过大时，输出控制信号至所述调压单元，使得所述调压单元的至少部分输出端与所述电源输出控制芯片的反馈端断开，以降低所述输出电压。

基于本发明提供的一种打印机、电机供电调节电路及方法，通过控制器接收到所述步进电机的转速情况，当判断到步进电机的转速会存在扭力不足的情况时，所述控制器输出一电信号至所述调压单元，使得所述电源输出控制芯片的反馈端采集到的更大的电压信号，以提升所述电源输出控制芯片输出的电压值，使得所述步进电机获得更高的电压值即获得更高的功率，进而使得步进电机的扭力值与当前转速相匹配。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的电机供电调节电路结构示意图；

图2是本发明实施例提供的控制器模块连接结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种电机供电调节电路结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种电机供电调节方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以下结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

本发明实施例提供了一种打印机、电机供电调节电路及方法，旨在解决步进电机在高转速下由于电流无法达到设计值，而导致扭力不足的情况。

请参阅图1及图2，本发明第一实施例提供了一种电机供电调节电路，包括：电源1、电源输出控制芯片2、控制器5以及调压单元6；其中：

所述电源1的输出端与所述电源输出控制芯片2的输入端电气连接；所述调压单元6的输出端与所述电源输出控制芯片2的反馈端电气连接，所述调压单元6的受控端与所述控制器5的控制输出端电气连接，所述控制器5的输入端用于连接至电机驱动芯片4电气连接。

所述控制器5，用于获取电机驱动芯片4的当前转速信息，并根据所述当前转速信息控制所述调压单元6输出至所述电源输出控制芯片2的反馈端的电压；

所述电源输出控制芯片2，用于根据所述电源1输出的电压以及所述反馈端的电压，控制输出至所述电机驱动芯片4的电压。

在本实施例中，所述电源输出控制芯片2具有输入端Vin、反馈端FB以及输出端Vout，其中，输出端Vout输出的电压与输入端Vin输入的电压以及反馈端FB接收的电压相关，且特别的，在输入端Vin输入的电压不变的情况下，反馈端FB接收的电压越大，输出端Vout输出的电压也越大。

在本实施例中，所述电源输出控制芯片2的型号可以是TPS54202DDCR/SOT23-6，当然，需要说明的是，在本发明的其他实施例中，也可以选择其他型号的芯片，本发明不做具体限定。

在本实施例中，所述调压单元6包括多路调压回路3及分压电阻R1；其中，每一所述调压回路3的控制端连接至所述控制器5的一个控制输出端，每一所述调压回路3的输出端的与所述电源输出控制芯片2的反馈端电气连接，所述分压电阻R1的第一端与所述电源输出控制芯片2的反馈端电气连接，所述分压电阻R1的第二端与所述电源输出控制芯片2的输入端电气连接。

在本实施例中，所述控制器5可选择性的通过其控制输出端来控制每个所述调压回路3的导通与否。所述调压回路3在受控导通之后，会有电流流经所述分压电阻R1，所述电源输出控制芯片2的反馈端会接收到所述分压电阻R1的电压信号，可以理解的是，调压回路3导通的路数越多，流经所述分压电阻R1的电流越大，所述电源输出控制芯片2的反馈端接收到的电压值就越大，所述电源输出控制芯片2的输出端输出的电压值就越大。

其中，在本实施例中，所述控制器5可根据当前步进电机的转速信息来判断需要导通的调压回路3的路数。例如，将步进电机的转速分为10档(1IPS-10IPS)，在采集到步进电机的转速为1IPS-3IPS，不导通所述调压回路3，在采集到步进电机的转速为3IPS-5IPS，导通一路所述调压回路3，在采集到步进电机的转速为5IPS-7IPS，导通两路所述调压回路3，在采集到步进电机的转速为7IPS-10IPS，导通三路所述调压回路3。通过这样的设计，可以根据步进电机的工作需求输出不同的电压，使得步进电机在不同转速下具有不同的功率，避免出现在高转速下对应的扭力不足的情况。

下面对本发明的一些优选实施例做更进一步的描述。

在一个优选实施例中，采用三路调压回路3组成调压单元6，当然，在其他实施例中，还可以是两路、四路或其他路，这里不做具体限定，但这些方案均在本发明的保护范围内。

在一个优选实施例中，每一调压回路3包括：MOS管Q1、电阻R2；

其中，所述MOS管Q1的G极与控制器5的一个控制输出端电气连接，所述MOS管Q1的S极接地，所述MOS管Q1的D极通过所述电阻R2与所述电源输出控制芯片2的反馈端电气连接。

需要说明的是，在所述控制器5根据当前转速信息判断步进电机的转速会存在扭力不足的情况时，输出一电信号至MOS管Q1的G极，使得MOS管Q1的G极的电压大于S极，MOS管Q1导通，使得所述电阻R2与通过所述MOS管Q1连接至所述电源输出控制芯片2的反馈端，所述电源输出控制芯片2的反馈端采集到更大的电压值，进而增大其输出端的电压值。

在本实施例中，所述MOS管Q1可以为N沟道MOS管Q1。

需要说明的是，在其他实施例中，所述MOS管Q1还可以为P沟道MOS管Q1，或者GTR管，其连接方式对应改变，这里不做具体限定，但这些方案均在本发明的保护范围内，

请参阅图3，本发明第二实施例提供了一种电机供电调节电路，与上述实施例的区别在于，在本实施例中，所述电源输出控制芯片2替换为升压芯片7。其主要是考虑到在一些情况下，电源输出的电压可能会小于电机驱动芯片4所需的工作电压时，因此通过所述升压芯片7来提升其输出电压，使得输出的电压在所述电机驱动芯片4的工作范围内。同样的，在所述控制器5检测到当前转速可能出现扭力不足的情况时，所述控制器5输出一电信号至调压单元6，所述调压单元6导通使得所述升压芯片7的反馈端采集到更大的电压值，当所述升压芯片7的反馈端采集到更大的电压值后进一步提升其输出端Vout输出的电压值。

本实施例中，所述升压芯片7的型号可以为SGM6610/TQFN20,当然，在其他实施例中，升压芯片7还可以是其他的型号，这里不做具体限定，但这些方案均在本发明的保护范围内。

在本实施例中，还包括用于储能的电容C1；其中，所述电容C1的第一端与所述电源的输出端电气连接，所述电容C1的第二端接地。

需要说明的是，所述电容C1用于储能，防止在电源在接入的瞬间，对后端的芯片造成冲击，导致芯片的损坏，还用于在步进电机在刚启动时为其提供一个冲击电路。

本发明第三实施例提供了一种打印机，包括电机驱动芯片4、电机以及如上任意一项的电机供电调节电路，所述电机驱动芯片4与所述电机电气连接，所述所述电机驱动芯片4的电源输入端与所述电源输出控制芯片2的输出端电气连接。

请参阅图4，本发明第四实施例提供了一种基于如上所述的打印机的电机供电调节方法，包括：

S101，读取电机驱动芯片4上的转速信息；

S102，根据所述转速信息，向调压单元6的至少一个受控端发送控制信号，使得所述调压单元6的部分电路导通，从而向电源输出控制芯片2的反馈端输出电压，使得所述电源输出控制芯片2根据所述电源输出的电压以及所述反馈端的电压，控制输出至所述电机驱动芯片4的电压。

优选地，所述调压单元包括多路调压回路，每一调压回路包括一受控端；则所述根据所述转速信息，向调压单元的至少一个受控端发送控制信号，使得所述调压单元的部分电路导通，具体为：

根据所述转速信息，确定需要输出控制信号的控制输出端；其中，所述受控端对应一个控制输出端；

向对应的受控端发送输出控制信号，以使得对应的调压回路导通。

优选地，还包括：

当根据所述转速信息判断输送至电机驱动芯片的输出电压过大时，输出控制信号至所述调压单元，使得所述调压单元的至少部分输出端与所述电源输出控制芯片的反馈端断开，以降低所述输出电压。

基于本发明提供的一种打印机、电机供电调节电路及方法，通过控制器5接收到所述步进电机的转速情况，当判断到步进电机的转速会存在扭力不足的情况时，所述控制器5输出一电信号至所述调压单元6，使得所述电源输出控制芯片2的反馈端采集到的更大的电压信号，以提升所述电源输出控制芯片2输出的电压值，使得所述步进电机获得更高的电压值即获得更高的功率，进而使得步进电机的扭力值与当前转速相匹配。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电机供电调节电路，其特征在于，包括：电源、电源输出控制芯片、控制器以及调压单元；其中：

所述电源的输出端与所述电源输出控制芯片的输入端电气连接；所述调压单元的输出端与所述电源输出控制芯片的反馈端电气连接，所述调压单元的受控端与所述控制器的控制输出端电气连接，所述控制器的输入端用于连接至电机驱动芯片电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种电机供电调节电路，其特征在于，所述电源输出控制芯片为升压芯片。

3.根据权利要求2所述的一种电机供电调节电路，其特征在于，还包括用于储能的电容；其中，所述电容的第一端与所述电源的输出端电气连接，所述电容的第二端接地。

4.根据权利要求1所述的一种电机供电调节电路，其特征在于，所述调压单元包括多路调压回路及分压电阻；其中，每一所述调压回路的控制端连接至所述控制器的一个控制输出端，每一所述调压回路的输出端与所述电源输出控制芯片的反馈端电气连接，所述分压电阻的第一端与所述电源输出控制芯片的反馈端电气连接，所述分压电阻的第二端与所述电源输出控制芯片的输入端电气连接。

5.根据权利要求4所述的一种电机供电调节电路，其特征在于，每一所述调压回路包括：MOS管、电阻；

其中，所述MOS管的G极与控制器的一个控制输出端电气连接，所述MOS管的S极接地，所述MOS管的D极通过所述电阻与所述电源输出控制芯片的反馈端电气连接。

6.根据权利要求4所述的一种电机供电调节电路，其特征在于，所述MOS管为N沟道MOS管。

7.一种打印机，其特征在于，包括电机驱动芯片、电机以及如权利要求1至6任意一项的电机供电调节电路，所述电机驱动芯片与所述电机电气连接，所述电机驱动芯片的电源输入端与所述电源输出控制芯片的输出端电气连接。

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