专利名称：具有自动保护和报警功能的墨斗电机驱动电路结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种控制印刷机械墨斗电机的驱动装置，特别涉及一种可以有效
防止因负载短路引起驱动损坏的具有自动保护和报警功能的墨斗电机驱动电路结构。
技术背景 目前，印刷机械中的墨斗电机一般采用小型直流电机，由电机转动的相位角控制 墨斗挡板的状态以达到控制输墨量的目的。在印刷机的工作过程中有时会发生墨斗电机卡 住不转(专业上称为堵转)的情况，在这种情况下因电机的各绕组之间无法切换而使某组 线圈处于直流导通状态，此时其电感量等于零，对驱动装置而言相当于输出直接短路。使晶 体管过热烧毁，严重时还会烧毁电机的线圈，从而导致墨斗无法工作，继而导致印刷品大量 报废。 综上分析，因墨斗电机堵转而造成输墨量失当可以造成印刷品报废，这种情况一 般由机械状况引起属于可恢复的故障，只要稍加处理即可恢复正常工作。但如果由于电机 堵转而引起驱动装置烧毁甚至电机线圈烧毁则属于永久性不可恢复的故障，将造成印刷品 大量报废
实用新型内容
本实用新型的目的在于为墨斗电机驱动装置提供一种自动保护电路，在电机发生 堵转时会自动限制晶体管的工作电流，以免烧毁驱动装置和电机线圈，彻底免除这种永久 性不可恢复的故障。该电路同时还结合了一种自动报警电路，旨在电机堵转发生时能及时 通知主控系统立即停机处理，以免造成印刷品大量报废。 本实用新型是这样实现的一种具有自动保护和报警功能的墨斗电机驱动电路结 构，包括A相上臂驱动管(VI) 、 A相下臂驱动管(V3) 、 B相上臂驱动管(V2) 、 B相下臂驱动 管(V4) 、 A相上臂偏置电阻(Rl) 、 A相下臂偏置电阻(R3) 、 B相上臂偏置电阻(R2) 、 B相下 臂偏置电阻(R4) 、 A相续流二极管(Dl) 、 B相续流二极管(D2) 、 A相隔离二极管(D3) 、 B相 隔离二极管(D4)、A相控制信号限流电阻(R5)、B相控制信号限流电阻(R6)、A相输入耦合 器(0P1) 、B相输入耦合器(0P2)、电流采样电阻(R9)、保护控制晶体管(V5)、报警输出灵敏 度控制电阻(R7)、报警输出限流电阻(R10)、报警输出耦合器(0P3)。 其中，A相上臂驱动管(VI)的集电极、A相续流二极管(Dl)的流出端、A相偏置电 阻(Rl)的一端分别连接于驱动电源的正端(VDD) ;B相上臂驱动管(V2)的集电极、B相续 流二极管(D2)的流出端、B相偏置电阻(R2)的一端分别连接于驱动电源的正端(VDD);报 警输出限流电阻(R10)的一端连接于驱动电源的正端(VDD); A相上臂驱动管(VI)的基极、A相下臂驱动管(V3)的基极、A相偏置电阻(Rl)的 另一端、A相下臂偏置电阻(R3)的一端、A相隔离二极管(D3)的流入端分别连接于A相输 入耦合器(0P1)的集电极；B相上臂驱动管(V2)的基极、B相下臂驱动管(V4)的基极、B相 偏置电阻(R2)的另一端、B相下臂偏置电阻(R4)的一端、B相隔离二极管(D4)的流入端分别连接于B相输入耦合器(0P2)的集电极； A相输入耦合器(0P1)的A端连接于控制限流电阻(R5)的一端；A相控制信号控 制限流电阻(R5)的另一端连接于控制电源的正端(VCC) ;A相输入耦合器(0P1)的K端作 为控制信号(IN1)的输入端子；B相输入耦合器(0P2)的A端连接于控制限流电阻(R6)的 一端；B相控制信号控制限流电阻(R6)的另一端连接于控制电源的正端(VCC) ;B相输入耦 合器(0P2)的K端作为控制信号(IN2)的输入端子； A相输入耦合器(0P1)的发射极、B相输入耦合器(0P2)的发射极、保护控制晶体 管(V5)的发射极以及采样电阻(R9)的另一端分别连接于驱动电源的负端(VEE); A相下臂驱动管(V3)的集电极、A相下臂偏置电阻(R3)的另一端、A相续流二极 管(Dl)的流入端、分别连接于A相上臂驱动管(VI)的发射极形成第一驱动输出端(0UT1); B相下臂驱动管(V4)的集电极、B相下臂偏置电阻(R4)的另一端、B相续流二极管(D2)的 流入端、分别连接于B相上臂驱动管(V2)的发射极形成第二驱动输出端(0UT2);墨斗电机 (M)跨接于第一驱动输出端(0UT1)和第二驱动输出端(0UT2)之间； A相下臂驱动管(V3)的发射极、B相的下臂驱动管(V4)的发射极、保护控制晶体 管(V5)的基级分别连接于采样电阻(R9)的一端；输出灵敏度控制电阻(R7)的一端、报警 输出耦合器(0P3)的K端分别连接于保护控制晶体管(V5)的集电极；输出耦合器(0P3)的 A端、输出灵敏度控制电阻(R7)的另一端分别连接于输出限流电阻(R10)的另一端；报警 输出耦合器(0P3)的集电极作为报警输出端子，发射极连接于控制信号地(GND)。 本实用新型由于采用了上述的技术方案，与现有技术相比，本实用新型具有下述 有益效果 1、采用自动保护电路使驱动装置和电机线圈得到有效保护，彻底解决了由机械故 障弓I起驱动装置和电机线圈烧毁的问题。 2、采用报警输出灵敏度控制电阻(R7)和到报警输出耦合器(0P3)使电机堵转达 到一定深度时输出报警信号，这样即可以及时输出报警信号以免造成印刷品大量报废，又 避免了因灵敏度太高引起的误报警。其中只要改变报警输出灵敏度控制电阻(R7)的阻值 即可调节报警输出的灵敏度。 3、具有自动恢复功能，当机械故障排除后电路会自动恢复正常工作。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本实用新型。 图1为本实用新型具有自动保护和报警功能的墨斗电机驱动电路结构的电原理 图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。 参见图1， A相和B相的上臂驱动管(Vl、 V2)的集电极、续流二极管(D1、D2)的 流出端、偏置电阻(Rl、 R2)的一端以及报警输出限流电阻R10的一端连接于驱动电源的正 端VDD。 A相和B相的上臂驱动管(V1、V2)的基极、下臂驱动管(V3、V4)的基极、偏置电阻(R1、R2)的另一端、偏置电阻(R3、R4)的一端、隔离二极管(D3、D4)的流入端分别连接于A 相和B相的输入耦合器(0P1、0P2)的集电极。A相和B相的下臂驱动管(V3、V4)的集电极、 偏置电阻(R3、 R4)的另一端、续流二极管(Dl、 D2)的流入端、分别连接于上臂驱动管(Vl、 V2)的发射极形成驱动输出端(0UT1、0UT2)。 A相和B相的下臂驱动管(V3、V4)的发射极、 保护控制晶体管V5的基级连接于采样电阻R9的一端。输出灵敏度控制电阻R7的一端、输 出耦合器0P3的K端连接于保护控制晶体管V5的集电极。输出耦合器0P3的A端、输出灵 敏度控制电阻R7的另一端连接于输出限流电阻R10的另一端。A相和B相的输入耦合器 (0P1、 0P2)的发射极、保护控制晶体管V5的发射极采样电阻R9的另一端连接于驱动电源 的负端VEE。输出耦合器0P3的集电极作为报警输出端子，发射极连接于控制信号地GND。 输入耦合器(0P1、 0P2)的A端分别连接于控制限流电阻(R5、 R6)的一端。控制限流电阻 (R5、R6)的另一端连接于控制电源的正端VCC。输入耦合器(0P1、0P2)的K端分别作为控 制信号(IN1、IN2)的输入端子。墨斗电机M跨接于(0UT1、0UT2)之间。 上述结构中，晶体管VI和V3连接成推挽模式构成A相，晶体管V2和V4连接成推 挽模式构成B相，VI、 V2分别为H型电路中A相和B相的上臂，V3、 V4分别为H型电路中A 相和B相的下臂，Dl和D2为续流二极管防止电机线圈产生的反向电动势高于电源电压时 使VI或V2反向击穿，R1、R2分别为VI和V2的偏置电阻，R3、R4分别为V3和V4的偏置电 阻，0UT1、 0UT2分别为A相和B相的输出，直流电机M跨接在0UT1和0UT2之间，光耦0P1、 0P2分别为A相和B相的控制信号隔离输入，IN1、 IN2分别为A相和B相的控制信号。 当IN1为1而IN2为0时VI和V4导通而V2和V3截止，电流由电源正端VDD经 V1、0UT1流入电机，并经由0UT2、V4、R9流回电源负端VEE，此时电机正传。 当IN1为0而IN2为1时V2和V3导通而VI和V4截止，电流由电源正端VDD经 V2、 0UT2流入电机，并经由0UT1、 V3、 R9流回电源负端VEE，此时电机反传。 由此可见无论电机正传或反转电流必然经过采样电阻R9，并且R9两端的电压差 随电流的增大而增大，当该电压差达到保护控制晶体管V5的输入结导通电压时使保护控 制晶体管V5导通并通过隔离二极管D3、 D4将A相和B相的上臂晶体管VI和V2的基集电 压拉低，使V1或V2的工作电流减小，由此起到保护回路中晶体管和电机线圈不致烧毁的作 用。 同时当保护控制晶体管V5导通到一定程度时，报警输出灵敏度控制电阻R7两端
的电压差达到报警输出耦合器0P3的导通电压，使报警输出信号ALARM有效。 以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行
业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述
的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还
会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型
要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求具有自动保护和报警功能的墨斗电机驱动电路结构，该电路包括A相上臂驱动管(V1)、A相下臂驱动管(V3)、B相上臂驱动管(V2)、B相下臂驱动管(V4)、A相上臂偏置电阻(R1)、A相下臂偏置电阻(R3)、B相上臂偏置电阻(R2)、B相下臂偏置电阻(R4)、A相续流二极管(D1)、B相续流二极管(D2)、A相隔离二极管(D3)、B相隔离二极管(D4)、A相控制信号限流电阻(R5)、B相控制信号限流电阻(R6)、A相输入耦合器(OP1)、B相输入耦合器(OP2)、电流采样电阻(R9)、保护控制晶体管(V5)、报警输出灵敏度控制电阻(R7)、报警输出限流电阻(R10)、报警输出耦合器(OP3)；其特征在于，所述A相上臂驱动管(V1)的集电极、A相续流二极管(D1)的流出端、A相偏置电阻(R1)的一端分别连接于驱动电源的正端(VDD)；所述B相上臂驱动管(V2)的集电极、B相续流二极管(D2)的流出端、B相偏置电阻(R2)的一端分别连接于驱动电源的正端(VDD)；所述报警输出限流电阻(R10)的一端连接于驱动电源的正端(VDD)；所述A相上臂驱动管(V1)的基极、A相下臂驱动管(V3)的基极、A相偏置电阻(R1)的另一端、A相下臂偏置电阻(R3)的一端、A相隔离二极管(D3)的流入端分别连接于A相输入耦合器(OP1)的集电极；所述B相上臂驱动管(V2)的基极、B相下臂驱动管(V4)的基极、B相偏置电阻(R2)的另一端、B相下臂偏置电阻(R4)的一端、B相隔离二极管(D4)的流入端分别连接于B相输入耦合器(OP2)的集电极；所述A相输入耦合器(OP1)的A端连接于控制限流电阻(R5)的一端；A相控制信号控制限流电阻(R5)的另一端连接于控制电源的正端(VCC)；A相输入耦合器(OP1)的K端作为控制信号(IN1)的输入端子；所述B相输入耦合器(OP2)的A端连接于控制限流电阻(R6)的一端；B相控制信号控制限流电阻(R6)的另一端连接于控制电源的正端(VCC)；B相输入耦合器(OP2)的K端作为控制信号(IN2)的输入端子；所述A相输入耦合器(OP1)的发射极、B相输入耦合器(OP2)的发射极、保护控制晶体管(V5)的发射极以及采样电阻(R9)的另一端分别连接于驱动电源的负端(VEE)；所述A相下臂驱动管(V3)的集电极、A相下臂偏置电阻(R3)的另一端、A相续流二极管(D1)的流入端、分别连接于A相上臂驱动管(V1)的发射极形成第一驱动输出端(OUT1)；所述B相下臂驱动管(V4)的集电极、B相下臂偏置电阻(R4)的另一端、B相续流二极管(D2)的流入端、分别连接于B相上臂驱动管(V2)的发射极形成第二驱动输出端(OUT2)所述墨斗电机(M)跨接于第一驱动输出端(OUT1)和第二驱动输出端(OUT2)之间；所述A相下臂驱动管(V3)的发射极、B相的下臂驱动管(V4)的发射极、保护控制晶体管(V5)的基级分别连接于采样电阻(R9)的一端；所述输出灵敏度控制电阻(R7)的一端、报警输出耦合器(OP3)的K端分别连接于保护控制晶体管(V5)的集电极；所述输出耦合器(OP3)的A端、输出灵敏度控制电阻(R7)的另一端分别连接于输出限流电阻(R10)的另一端；所述报警输出耦合器(OP3)的集电极作为报警输出端子，发射极连接于控制信号地(GND)。
专利摘要本实用新型公开了一种具有自动保护和报警功能的墨斗电机驱动电路结构，包括控制信号隔离输入电路，电机正反转驱动电路，驱动电流检测和控制电路，报警信号隔离输出电路。其中控制信号隔离输入电路由光电耦合器、限流电阻、偏置电阻构成，电机正反转驱动电路由两对连接成推挽模式的晶体管构成，驱动电流检测和控制电路由采样电阻和保护控制晶体管构成，报警信号隔离输出电路由限流电阻、灵敏度控制电阻、光电耦合器构成。
文档编号B41F33/10GK201478812SQ200920208658
公开日2010年5月19日 申请日期2009年8月31日 优先权日2009年8月31日
发明者郁文豪 申请人:上海闻江电气控制设备有限公司