专利名称：工业缝纫机多组电磁铁双电平驱动电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工业缝纫机多组电磁铁双电平驱动电路。
背景技术：
工业缝纫机通过多组执行机构驱动运行，执行机构一般为电磁铁或电磁阀等执行 元件。工业缝纫机运行过程中，一般多组电磁铁Ln (n=l、2、3…、n-l、n)同时工作，但每个 电磁铁的工作状态不同，分别需要一套负载驱动回路，其中每套负载驱动回路的信号输入 端DOUTn (η=1、2、3···、η-1、η)分别连接控制单片机的各信号输出端用于接收相应负载的工 作信号，电源正极端和各负载驱动回路中的高频功率开关发射极FALUTn (η=1、2、3···、η-1、 η)端分别连接在各负载电磁铁Ln的两端，单片机便根据每个负载电磁铁Ln的工作状态，通 过各信号输出端给出每套负载驱动回路的工作电流信号及关断信号，以控制各负载电磁铁 Ln的吸合和释放。而当负载电磁铁Ln处于非工作状态即需要降低其工作电流时，负载电磁 铁会释放其感应电流，此时需要提供一个续流控制回路供其释放电流；传统多组电磁铁的 各负载驱动回路中仅连接一个续流控制回路，其它电磁铁的负载驱动回路是独立工作的， 也即只有一个负载驱动回路可以实现续流斩波，其它的负载驱动回路不能实现续流斩波， 故其它的负载电磁铁一直工作在大电流下，造成负载电磁铁温升高，易烫伤操作人员，且负 载电磁铁长时间运行于大电流状态下，增大了能耗和相应元器件的损坏率。根据电路原理， 如果单纯的在每个负载驱动回路上均连接一个续流控制回路，虽然每个电磁铁的负载驱动 回路都能实现续流斩波，但势必增加硬件资源，如模拟开关、端口等，使得成本上升。同样 如果每个负载驱动回路共同连接到一个续流控制回路，虽然只需一个续流控制回路便能够 实现多组电磁铁负载驱动回路实现续流斩波，但是多组电磁铁的负载驱动回路存在耦合状 态，会出现互相干涉现象，影响多组电磁铁的吸合、释放动作，降低了驱动电路的可靠性，影 响工业缝纫机的正常运行。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种工业缝纫机多组电磁铁双电平驱动 电路，本驱动电路方便实现了多组电磁铁的驱动，避免驱动电路和负载长时间运行于大电 流工作状态，降低了能耗，保证了安全，提高了控制的可靠性。为解决上述技术问题，本实用新型工业缝纫机多组电磁铁双电平驱动电路包括高 电压电源模块、低电压电源模块、多个负载驱动回路和高压驱动回路，所述高电压电源模块 和低电压电源模块分别提供所述多个负载驱动回路和高压驱动回路的电源和工作电压，所 述多个负载驱动回路和高压驱动回路的信号输入端分别连接控制单片机的相应信号输出 端，所述多个负载驱动回路的输出端分别连接多组电磁铁线圈一端，所述高压驱动回路的 输出端连接多组电磁铁线圈另一端。上述负载驱动回路包括第一信号放大器、第一电阻、第一高频功率开关和续流二 极管，所述第一信号放大器的电源正端连接所述低电压电源模块的电源正端、电源负端接地，所述第一信号放大器的输入端连接控制单片机的相应信号输出端，所述第一电阻连接 所述第一信号放大器的输出端和第一高频功率开关的栅极，所述第一高频功率开关的源极 接地，所述续流二极管的阳极连接所述第一高频功率开关的漏极、阴极连接所述高电压电 源模块的电源正端，所述第一高频功率开关的漏极为负载驱动回路的输出端。上述高压驱动回路包括第二信号放大器、第二电阻、第二高频功率开关和隔离二 极管，所述第二信号放大器的输入端连接控制单片机的相应信号输出端，所述第二信号放 大器的电源正端连接所述低电压电源模块的电源正端、电源负端分别连接所述隔离二极管 的阴极和第二高频功率开关的源极，所述隔离二极管的阳极连接所述低电压电源模块的电 源正端，所述第二电阻连接所述第二信号放大器的输出端和第二高频功率开关的栅极，所 述第二高频功率开关的漏极连接所述高电压电源模块的电源正端。由于本实用新型工业缝纫机多组电磁铁双电平驱动电路采用了上述技术方案，即 高电压电源模块和低电压电源模块分别提供多个负载驱动回路和高压驱动回路的电源和 工作电压，多个负载驱动回路和高压驱动回路的信号输入端分别连接控制单片机的相应信 号输出端，多个负载驱动回路的输出端分别连接多组电磁铁线圈一端，高压驱动回路的输 出端连接多组电磁铁线圈另一端。本驱动电路方便实现了多组电磁铁的驱动，避免驱动电 路和负载长时间运行于大电流工作状态，降低了能耗，保证了安全，提高了控制的可靠性。
以下结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明
图1为本实用新型工业缝纫机多组电磁铁双电平驱动电路的框图，图2为本实用新型工业缝纫机多组电磁铁双电平驱动电路示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型工业缝纫机多组电磁铁双电平驱动电路包括高电压电源 模块1、低电压电源模块2、多个负载驱动回路4和高压驱动回路3，所述高电压电源模块1 和低电压电源模块2分别提供所述多个负载驱动回路4和高压驱动回路3的电源和工作电 压，所述多个负载驱动回路4和高压驱动回路3的信号输入端分别连接控制单片机5的相 应信号输出端，所述多个负载驱动回路4的输出端分别连接多组电磁铁Ln线圈一端，所述 高压驱动回路3的输出端连接多组电磁铁Ln线圈另一端。如图2所示，上述负载驱动回路4包括第一信号放大器U1、第一电阻R1、第一高频 功率开关Ql和续流二极管Dl，所述第一信号放大器Ul的电源正端连接所述低电压电源模 块的电源正端Vcc、电源负端接地，所述第一信号放大器Ul的输入端Dout连接控制单片机 的相应信号输出端，所述第一电阻Rl连接所述第一信号放大器Ul的输出端和第一高频功 率开关Ql的栅极，所述第一高频功率开关Ql的源极接地，所述续流二极管Dl的阳极连接 所述第一高频功率开关Ql的漏极、阴极连接所述高电压电源模块的电源正端VDD，所述第 一高频功率开关Ql的漏极为负载驱动回路4的输出端。如图2所示，上述高压驱动回路3包括第二信号放大器U2、第二电阻R2、第二高频 功率开关Q2和隔离二极管D2，所述第二信号放大器U2的输入端Dout-up连接控制单片机 的相应信号输出端，所述第二信号放大器U2的电源正端连接所述低电压电源模块的电源正端Vcc、电源负端分别连接所述隔离二极管D2的阴极和第二高频功率开关Q2的源极，所 述隔离二极管D2的阳极连接所述低电压电源模块的电源正端Vcc，所述第二电阻R2连接 所述第二信号放大器U2的输出端和第二高频功率开关Q2的栅极，所述第二高频功率开关 Q2的漏极连接所述高电压电源模块的电源正端VDD。多组电磁铁Ln中各电磁铁的线圈一 端OUT连接高压驱动回路3的输出端OUT，多组电磁铁Ln中各电磁铁的线圈另一端FALUT 分别连接各负载驱动回路4的相应输出端FALUT。本驱动电路的工作原理是，当负载电磁铁Ln需处于工作状态即吸合时，控制单 片机的相应信号输出端输出高电平，高压驱动回路的输入端置为高电平，第二信号放大器 输出高电平，此时第二高频功率开关栅极为高电平，第二高频功率开关导通，隔离二极管关 断，高电压电源模块的电源正端通过第二高频功率开关连接到各负载电磁铁另一端；同时 控制单片机将各负载驱动回路的输入端置为高电平，第一信号放大器的输出高电平，第一 高频功率开关导通，各负载电磁铁一端通过第一高频功率开关接地，此时各负载电磁铁在 大电流状态下吸合。各负载电磁铁吸合完全后，控制单片机将高压驱动回路的输入端置为低电平，第 二信号放大器输出低电平，第二高频功率开关栅极为低电平，第二高频功率开关关断，隔离 二极管导通，低电压电源模块的电源正极通过隔离二极管继续提供各负载电磁铁的吸合电 流，此时各负载电磁铁的吸合电流为小电流，保持吸合状态。当负载电磁铁停止工作时，也即负载电磁铁不需要提供工作电流时，控制单片机 将各负载驱动回路的输入端置为低电平，第一信号放大器输出低电平，此时第一高频功率 开关栅极为低电平，第一高频功率开关关断，由于负载电磁铁为电感性元件，即使外界不提 供电源，其本身的电流不会一下子消耗完，需释放其本身的感应电流，此时各负载驱动回路 的续流二极管导通，该释放的感应电流通过各续流二极管提供释放回路。本驱动电路通过高电压电源模块和低电压电源模块提供负载电磁铁的双电平驱 动，在负载电磁铁初始吸合状态，高电压电源模块提供大电流的吸合电流，而在吸合后的维 持状态，低电压电源模块提供维持吸合的小电流，而在负载电磁铁释放时，续流二极管提供 负载电磁铁感应电流的释放回路。根据电路原理，本驱动电路同样适用于其他感性负载的 执行元件，如电磁阀等。
权利要求1.一种工业缝纫机多组电磁铁双电平驱动电路，其特征在于本驱动电路包括高电压 电源模块、低电压电源模块、多个负载驱动回路和高压驱动回路，所述高电压电源模块和低 电压电源模块分别提供所述多个负载驱动回路和高压驱动回路的电源和工作电压，所述多 个负载驱动回路和高压驱动回路的信号输入端分别连接控制单片机的相应信号输出端，所 述多个负载驱动回路的输出端分别连接多组电磁铁线圈一端，所述高压驱动回路的输出端 连接多组电磁铁线圈另一端。
2.根据权利要求1所述的工业缝纫机多组电磁铁双电平驱动电路，其特征在于所述 负载驱动回路包括第一信号放大器、第一电阻、第一高频功率开关和续流二极管，所述第一 信号放大器的电源正端连接所述低电压电源模块的电源正端、电源负端接地，所述第一信 号放大器的输入端连接控制单片机的相应信号输出端，所述第一电阻连接所述第一信号放 大器的输出端和第一高频功率开关的栅极，所述第一高频功率开关的源极接地，所述续流 二极管的阳极连接所述第一高频功率开关的漏极、阴极连接所述高电压电源模块的电源正 端，所述第一高频功率开关的漏极为负载驱动回路的输出端。
3.根据权利要求1所述的工业缝纫机多组电磁铁双电平驱动电路，其特征在于所述 高压驱动回路包括第二信号放大器、第二电阻、第二高频功率开关和隔离二极管，所述第二 信号放大器的输入端连接控制单片机的相应信号输出端，所述第二信号放大器的电源正端 连接所述低电压电源模块的电源正端、电源负端分别连接所述隔离二极管的阴极和第二高 频功率开关的源极，所述隔离二极管的阳极连接所述低电压电源模块的电源正端，所述第 二电阻连接所述第二信号放大器的输出端和第二高频功率开关的栅极，所述第二高频功率 开关的漏极连接所述高电压电源模块的电源正端。
专利摘要本实用新型公开了一种工业缝纫机多组电磁铁双电平驱动电路，即高电压电源模块和低电压电源模块分别提供多个负载驱动回路和高压驱动回路的电源和工作电压，多个负载驱动回路和高压驱动回路的信号输入端分别连接控制单片机的相应信号输出端，多个负载驱动回路的输出端分别连接多组电磁铁线圈一端，高压驱动回路的输出端连接多组电磁铁线圈另一端。本驱动电路方便实现了多组电磁铁的驱动，避免驱动电路和负载长时间运行于大电流工作状态，降低了能耗，保证了安全，提高了控制的可靠性。
文档编号H01F7/18GK201904179SQ20102067810
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年12月24日
发明者林茂峰 申请人:上海鲍麦克斯电子科技有限公司