一种脉冲电路和应用该脉冲电路的电磁脉冲打孔器的制作方法

本实用新型涉及脉冲输出设备技术领域，尤其涉及一种脉冲电路和应用该脉冲电路的电磁脉冲打孔器。

背景技术：

冲孔机是在材料上加工出孔的自动化设备，能够实现自动冲孔的冲孔模具，旧时的冲孔机通常采用压缩空气作为动力进行打孔。存在缺点是其内部结构复杂，利用压缩空气作为动力使用起来局限性大、很不方便，在没有压缩空气的条件下不能使用。

而目前的技术中的冲孔机中，例如申请号为201721210409.1的中国实用新型专利，冲孔机通过电磁力作为动力进行打孔，解决了旧时的冲孔机局限性大和不方便的问题。

现有技术中的电磁冲孔机是通过开关的闭合与断开控制电源和线圈所在串联电路的接通与断开，从而控制被线圈缠绕的电磁铁的带磁与不带磁。通电后带磁的电磁铁吸引与冲孔杆连接的铁块，使得冲孔杆向下运动进行冲孔。

对此，现有技术中的电磁冲孔机存在以下不足之处：

1、冲孔杆在冲孔过程中，电源要一直向线圈供电，使电磁铁一直保持磁力，才能保持冲孔杆的冲孔动作，功耗大；

2、由于电源和缠绕电磁铁的线圈是串联连接的，电磁铁产生的破坏能量串联电路中无法进行处理，破坏能量对电源和电路的影响大，如果简单地增设缓冲元件，由会影响原电路的流畅性，还会进一步地增加功耗。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于提供一种脉冲电路，以及解决现有冲孔器冲孔过程中需要一直供电问题，并且进一步地优化控制电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种脉冲电路，包括电源部分、隔离输入部分、中央处理部分和隔离驱动部分；

电源部分将宽范围的脉动直流电源，转化为高度稳定的直流电源，并为整个脉冲电路供电；

隔离输入部分产生电源电压镜像，中央处理部分采集电源电压镜像后经过运算得到实际的电源值；

中央处理部分将采集的电源电压经过运算转换为脉冲序列输出至隔离驱动部分；

隔离驱动部分接收脉冲序列控制电源部分产生的高度稳定的直流电源通过输出端输出，以及用于吸收隔离驱动部分电路中多余的能量和输出端产生的破坏能量。

进一步的，所述隔离驱动部分包括正脉冲部分和负脉冲部分；

所述正脉冲部分包括光耦三极管iso1、稳压二极管d3、pnp三极管q4、nmos管q8，

光耦三极管iso1的集电极连接稳压二极管d3的正极，发射极连接nmos管q8的源极，

pnp三极管q4的发射极连接参考电压，基极连接稳压二极管d3的负极、通过电阻r4连接参考电压，集电极连接nmos管q8的栅极，稳压二极管d3的反向击穿电压小于参考电压，

nmos管q8的漏极连接电源部分，源极连接输出端out；

所述负脉冲部分包括光耦三极管iso2、稳压二极管d4、pnp三极管q5、nmos管q9，

光耦三极管iso2的集电极连接稳压二极管d4的正极，发射极连接nmos管q9的源极，

pnp三极管q5的发射极连接参考电压，基极连接稳压二极管d4的负极、通过电阻r5连接参考电压，集电极连接nmos管q9的栅极，稳压二极管d4的反向击穿电压小于参考电压，

nmos管q9的漏极连接输出端out，源极连接公共地com；

隔离驱动部分通过光耦三极管iso1和光耦三极管iso2接收脉冲序列，并且光耦三极管iso1和光耦三极管iso2之间形成互锁。

进一步的，输出端out和公共地com之间并联有尖峰吸收回路，尖峰吸收回路用于吸收负载及线路产生的破坏能量。

进一步的，输出端out、电阻r36、电容c7、公共地com依次连接，电容c7并联有电阻r3。

进一步的，所述正脉冲部分还包括nmos管q6和npn三极管q1，

nmos管q6的栅极连接光耦三极管iso1的集电极、通过电阻r6连接pnp三极管q4的基极，漏极连接nmos管q8的栅极，源极连接输出端out，电阻r6远大于电阻r4，

npn三极管q1的基极通过电阻r19和电阻r28连接输出端out、通过电阻r19和电阻r22连接nmos管q8的栅极，集电极连接光耦三极管iso1的基极，发射极连接输出端out，电阻r22远大于电阻r19远大于电阻r28。

进一步的，所述负脉冲部分还包括nmos管q7和npn三极管q2，

nmos管q7的栅极连接光耦三极管iso2的集电极、通过电阻r8连接pnp三极管q5的基极，漏极连接nmos管q9的栅极，源极连接公共地com，电阻r8远大于电阻r5，

npn三极管q2的基极通过电阻r21和电阻r30连接公共地com、通过电阻r21和电阻r27连接nmos管q9的栅极，集电极连接光耦三极管iso2的基极，发射极连接公共地com，电阻r27远大于电阻r21远大于电阻r30。

一种电磁脉冲打孔器，包括外壳、电磁铁柱、冲孔杆和控制电源，冲孔杆由绝缘杆体、在绝缘杆体的顶部设置的衔铁块和在绝缘杆体的底部设置的冲孔头组成，外壳内设有行程腔，绝缘杆体竖直地设置在行程腔的中部，电磁铁柱设置在衔铁块的下方，电磁铁柱上缠绕有线圈，线圈连接控制电源，控制电源向线圈供电时衔铁块会被电磁铁柱吸引，带动冲孔头向下动作，衔铁块上方连接有复位弹簧，控制电源关闭时，复位弹簧弹性复原带动冲孔杆复位，所述控制电源包括上述的脉冲电路，所述脉冲电路的输出端连接线圈，脉冲电路输出一瞬间的高功率的能量使衔铁块会被电磁铁柱吸引，冲孔头依靠惯性向下动作。

进一步的，所述冲孔头可拆卸的设置在绝缘杆体的底部。

进一步的，所述冲孔头的头部具有锯齿牙。

本实用新型的有益效果是：

1、脉冲电路通过隔离驱动部分接收脉冲序列控制电源部分产生的高度稳定的直流电源通过输出端输出，以及用于吸收输出端产生的破坏能量，向连接输出端的负载提供稳定的脉冲能量同时电路的稳定性高。

2、采用上述脉冲电路的电磁脉冲打孔器，通过脉冲电路输出的瞬间高能量和惯性保持冲孔杆的冲孔动作，功耗小，电磁铁和线圈产生的破坏能量脉冲电路可以自行卸放，电路的稳定性高，冲孔的流程性高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型脉冲电路的电路图；

图2是本实用新型脉冲电路的隔离驱动部分的电路图；

图3是本实用新型电磁脉冲打孔器的结构示意图。

附图标记：1、电源部分；2、隔离输入部分；3、中央处理部分；4、隔离驱动部分；5、外壳；51、行程腔；6、电磁铁柱；7、冲孔杆；71、绝缘杆体；72、衔铁块；73、冲孔头；731、锯齿牙；8、线圈；9、复位弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

一种脉冲电路，包括电源部分1、隔离输入部分2、中央处理部分3和隔离驱动部分4；电源部分1将宽范围的脉动直流电源，转化为高度稳定的直流电源，并为整个脉冲电路供电；隔离输入部分2产生电源电压镜像，中央处理部分3分采集电源电压镜像后经过运算得到实际的电源值；中央处理部分3将采集的电源电压经过运算转换为脉冲序列输出至隔离驱动部分4；隔离驱动部分4接收脉冲序列控制电源部分1产生的高度稳定的直流电源通过输出端输出，以及用于吸收隔离驱动部分4电路中多余的能量和输出端产生的破坏能量。

如图1作为上述脉冲电路的一种实施方式，电源部分1是将宽范围的脉动直流电源，转化为高度稳定的电源，并为整个脉冲电路供电。电源部分1提供一个正比如电源的感知电压输出，这个电压由二极管d12感知并由电容c18与电阻r47平滑，然后这个电压在电阻r48上产生一个微弱的电流，因npn三极管q3基极接地，故npn三极管q3集电极电压adc测试点就得到一个以+5v电源为参考点的电源电压镜像，cpu采集后经过运算便得到实际的电压值。

cpu采用mt520芯片，隔离输入分为两部分，第一部分为感知电源电压，最后由cpu第5脚采集并进入cpu，第二部分由插头jp1的第57、68脚输入至光耦u5并最终输入至cpu的第6脚。当隔离输入部分3有信号时cpu的第6脚为低电平，这时cpu将采集的电源电压经过运算转换为脉冲序列并由cpu的第13、14脚输出至隔离驱动部分4。

如图2所示，作为隔离驱动部分4的优选的方案，所述隔离驱动部分4包括正脉冲部分和负脉冲部分；隔离驱动部分4通过光耦三极管iso1和光耦三极管iso2接收脉冲序列，并且光耦三极管iso1和光耦三极管iso2之间形成互锁，防止中央处理部分3出现意外或受干拢而产生误动作。

所述正脉冲部分包括光耦三极管iso1、稳压二极管d3、pnp三极管q4、nmos管q8，光耦三极管iso1的集电极连接稳压二极管d3的正极，发射极连接nmos管q8的源极，pnp三极管q4的发射极连接参考电压，基极连接稳压二极管d3的负极、通过电阻r4连接参考电压，集电极连接nmos管q8的栅极，稳压二极管d3的反向击穿电压小于参考电压，nmos管q8的漏极连接电源部分1，源极连接输出端out。

所述负脉冲部分包括光耦三极管iso2、稳压二极管d4、pnp三极管q5、nmos管q9，光耦三极管iso2的集电极连接稳压二极管d4的正极，发射极连接nmos管q9的源极，pnp三极管q5的发射极连接参考电压，基极连接稳压二极管d4的负极、通过电阻r5连接参考电压，集电极连接nmos管q9的栅极，稳压二极管d4的反向击穿电压小于参考电压，nmos管q9的漏极连接输出端out，源极连接公共地com。

当光耦三极管iso1接收到脉冲序列时，稳压二极管d3被击穿，pnp三极管q4为高电平输出，nmos管q8为打开状态，电源部分1的电流通过nmos管q8输出至输出端out，向连接输出端out的负载提供能量。当光耦三极管iso1停止接收脉冲序列时，稳压二极管d3复原，nmos管q8关闭，电源部分1的电流停止输入至输出端out。

当光耦三极管iso2接收都脉冲序列时，稳压二极管d4被击穿，pnp三极管q5为高电平输出，nmos管q9为打开状态，输出端out多余的电流通过nmos管q9输出至公共地com，卸放电路中多余的能量。当光耦三极管iso2停止接收脉冲序列时，稳压二极管d4复原，nmos管q9关闭，通电电路和公共地com隔离。

作为上述隔离电路的进一步技术方案，输出端out和公共地com之间并联有尖峰吸收回路，尖峰吸收回路用于吸收负载及线路产生的破坏能量。

上述尖峰吸收回路的一种实施方式，输出端out、电阻r36、电容c7、公共地com依次连接，电容c7并联有电阻r3。负载及线路产生的破坏能量通过电阻r36被消耗。

作为上述隔离电路的进一步技术方案，正脉冲部分还包括nmos管q6和npn三极管q1，nmos管q6的栅极连接光耦三极管iso1的集电极、通过电阻r6连接pnp三极管q4的基极，漏极连接nmos管q8的栅极，源极连接输出端out，电阻r6远大于电阻r4，npn三极管q1的基极通过电阻r19和电阻r28连接输出端out、通过电阻r19和电阻r22连接nmos管q8的栅极，集电极连接光耦三极管iso1的基极，发射极连接输出端out，电阻r22远大于电阻r19远大于电阻r28。

如果输出端out短路异常则由电阻r28感知并且由q1瞬间关闭光耦三极管iso1，并由nmos管q6快速放掉nmos管q8的珊极电荷，关闭nmos管q8，并由尖峰吸收回路吸收输出端out产生的破坏能量，从而保障系统高度的可靠。

作为上述隔离电路的进一步技术方案，负脉冲部分还包括nmos管q7和npn三极管q2，nmos管q7的栅极连接光耦三极管iso2的集电极、通过电阻r8连接pnp三极管q5的基极，漏极连接nmos管q9的栅极，源极连接公共地com，电阻r8远大于电阻r5，npn三极管q2的基极通过电阻r21和电阻r30连接公共地com、通过电阻r21和电阻r27连接nmos管q9的栅极，集电极连接光耦三极管iso2的基极，发射极连接公共地com，电阻r27远大于电阻r21远大于电阻r30。

如果输出端out短路异常则由电阻r30感知并且由q2瞬间关闭光耦三极管iso2，并由nmos管q7快速放掉nmos管q9的珊极电荷，关闭nmos管q9，并由尖峰吸收回路吸收输出端out产生的破坏能量，从而保障系统高度的可靠。

如图3所示，一种电磁脉冲打孔器，包括外壳5、电磁铁柱6、冲孔杆7和控制电源，冲孔杆7由绝缘杆体71、在绝缘杆体71的顶部设置的衔铁块72和在绝缘杆体71的底部设置的冲孔头73组成，外壳5内设有行程腔51，绝缘杆体71竖直地设置在行程腔51的中部，电磁铁柱6设置在衔铁块72的下方，电磁铁柱6上缠绕有线圈8，线圈8连接控制电源，控制电源向线圈8供电时衔铁块72会被电磁铁柱6吸引，带动冲孔头73向下动作，衔铁块72上方连接有复位弹簧9，控制电源关闭时，复位弹簧9弹性复原带动冲孔杆7复位，所述控制电源采用上述技术方案的脉冲电路，所述脉冲电路的输出端连接线圈8，脉冲电路输出一瞬间的高功率的能量使衔铁块72会被电磁铁柱6吸引，冲孔头73依靠惯性向下动作。

脉冲电路的输出端输出时，向线圈8提供一瞬间的高功率的能量，线圈8接收到该能量，电磁铁柱6产生一瞬间巨大的磁力吸引衔铁块72，衔铁块72被吸引带动绝缘杆体71，绝缘杆体71再冲孔头73高速向下运动，并通过惯性维持向下的运动状态，复位弹簧9的弹性复原产生的作用力不足以消磨该惯性，直到冲孔头73冲击目标板块进行冲孔。冲孔后，由于冲击目标板块时，冲孔头73受到一个运动方向反方向的作用力，惯性被消磨，冲孔杆7停止向下运动，并由复位弹簧9带动冲孔杆7复位。

作为上述冲孔头73的进一步技术方案，所述冲孔头73可拆卸的设置在绝缘杆体71的底部。冲孔头73在长时间对目标板块进行冲孔后，冲孔头73会劣化，可以通过将原有的冲孔头73从绝缘杆体71上拆卸，更换新的冲孔头73。

作为上述冲孔头73的进一步技术方案，所述冲孔头73的头部具有锯齿牙731。增加锯齿牙731目的是增加，冲孔头73对目标板块的压强，使冲孔过程更加方便。

本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的实施方式不限于此，凡此种种根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本实用新型的保护范围之内。