一种打印机的加热头保护电路及打印机的制作方法

本实用新型涉及加热头保护电路，特别涉及一种打印机的加热头保护电路及打印机。

背景技术：

头片(tph，thermalprinthead)，也称加热头，为热敏打印机的核心部件。热敏打印机的基本原理是控制电源对头片的通电使得头片在受控的条件下被加热，以形成预期打印效果。打印过程中头片上的能量快速变化，加热时温度随之升高。但是在意外条件下，比如控制软件异常或死机、逻辑电路失效等情况，头片可能被持续供电加热，头片温度持续升高，进而导致头片损坏、烧毁。此时如果不能及时切断对头片的供电，极易引起故障扩散，更严重的造成整机着火等情况。因此，热敏打印机中，头片保护电路尤为重要。另一方面，为防止上述过热情况发生，通常头片上都会安装一个热敏电阻(一般为ntc，负温度系数电阻)，用以检测头片的温度情况。

在现有技术中，通过对热敏电阻的采样，将采样电压送入控制软件，由软件根据热敏电阻的特性曲线和采样电压计算出此时头片的温度，并在头片温度超出一定值时控制逻辑电路，停止对头片的加热。其缺陷为：通过软件计算实现对头片的保护，在软件死机的情况下无法及时切断头片电源，仍存在一定的风险。

技术实现要素：

本实用新型公开了一种打印机的加热头保护电路及打印机，旨在解决在软件死机无法动作的情况下，与电路配合切断打印机加热头，避免电源对加热头继续加热，造成加热头损坏的问题。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型第一实施例提供了一种打印机的加热头保护电路包括：迟滞比较器回路及受控开关回路；

其中，所述受控开关回路的输入端用于与电源的输出端电气连接，所述受控开关回路的输出端用于与加热头的加热电源端口电气连接，所述迟滞比较器回路的输入端用于与所述加热头的采样端口电气连接，所述迟滞比较器回路的输出端与所述受控开关回路的控制端电气连接，所述受控开关回路的控制端用于与mcu的输出端电气连接。

优选地，所述受控开关回路包括：与回路、主开关回路；

所述与回路的第一输入端与所述迟滞比较器回路的输出端电气连接，所述与回路的第二输入端与所述mcu的输出端电气连接，所述与回路的输出端与所述主开关回路的控制端电气连接，所述主开关回路的输入端与所述电源的输出端电气连接，所述主开关回路的输出端与所述加热头的加热电源端口电气连接。

优选地，所述与回路包括：第一场效应管、第二场效应管、第一电阻、第二电阻及第三电阻；

所述第一场效应管的g极通过所述第一电阻接地，所述第一场效应管的g极与所述mcu的输出端电气连接，所述第一场效应管的d极与所述第二场效应管的d极电气连接，所述第二场效应管的g极通过所述第二电阻接地，所述第二场效应管的g极与所述迟滞比较器回路的输出端电气连接，所述第二场效应管的d极通过所述第三电阻与逻辑电源端电气连接，所述第一场效应管及所述第二场效应管的s接地。

优选地，所述主开关回路包括：第三场效应管、第四场效应管、第四电阻及第五电阻；

所述第三场效应管的g极通过所述第四电阻接地，所述第三场效应管的g极与所述第二场效应管的d极电气连接，所述第三场效应管的s极接地，所述第三场效应管的d极与所述第四场效应管的g极电气连接，所述第四场效应管的s极与所述电源的输出端电气连接，所述第四场效应管的g极通过所述第五电阻与所述第四场效应管的s极电气连接。所述第四场效应管的d极与所述加热头的加热电源端口电气连接。

优选地，迟滞比较器回路包括：比较器、正反馈回路及分压回路；

所述比较器的负极与所述加热头的采样端口电气连接，所述正反馈回路的输入端与所述比较器的输出端电气连接，所述正反馈回路的输出端与所述比较器的正极电气连接，所述分压回路与所述比较器的正极电气连接，所述分压回路的输入端与逻辑电源端电气连接。

优选地，所述正反馈回路包括：第六电阻及第七电阻；

所述比较器的输出端通过所述第七电阻与所述比较器的正极电气连接，逻辑电源端通过所述第六电阻与所述比较器的正极电气连接。

优选地，所述分压回路包括第八电阻、第九电阻及第十电阻；

逻辑电源端与所述第十电阻的第一端电气连接，所述第十电阻的第二端通过所述第九电阻与所述比较器的正极电气连接，第九电阻通过所述第八电阻接地。

本实用新型第二实施例提供了一种打印机，包括：电源、加热头、mcu、采样电阻、电容及如上任意一项所述的一种打印机的加热头保护电路，其中，所述加热头包括热敏电阻，所述电容并联在所述热敏电阻的两端，所述电容的第一端接地，所述电容的第二端通过所述采样电阻与逻辑电源端口电气连接，所述电容的第二端与所述迟滞比较器回路的输入端电气连接，所述mcu的输出端与所述受控开关回路的控制端电气连接，所述电源的输出端与所述受控开关回路的输入端电气连接，所述受控开关回路的输出端与所述加热头的加热电源端口电气连接，所述滞比较回路的输入端与所述加热头的采样端口电气连接。

基于本实用新型提供的一种打印机的加热头保护电路及打印机，通过迟滞比较器回路的输出端及mcu的输出端电连接至受控开关回路的控制端，构成与回路对受控开关回路进行控制，当且仅当，mcu及迟滞比较器的条件都满足时，受控开关回路导通，使得电源对加热头进行供电，当mcu检测到加热头的温度过高时，需要断开电源，而软件无法动作时，迟滞比较器回路输出信号，使得加热头断开回路。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例提供的加热头保护电路、加热头及电源示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

本实用新型公开了一种打印机的加热头保护电路及打印机，旨在解决在软件死机无法动作的情况下，与电路配合切断打印机加热头，避免电源对加热头继续加热，造成加热头损坏的问题。

请参阅图1，本实用新型第一实施例提供了一种打印机的加热头保护电路包括：迟滞比较器回路2及受控开关回路1；

其中，所述受控开关回路1的输入端用于与电源的输出端电气连接，所述受控开关回路1的输出端用于与加热头的加热电源端口电气连接，所述迟滞比较器回路2的输入端用于与所述加热头的采样端口电气连接，所述迟滞比较器回路2的输出端与所述受控开关回路1的控制端电气连接，所述受控开关回路1的控制端用于与mcu的输出端电气连接。

需要说明的是，电源通过所述受控开关回路1的开闭实现对加热头通断电，在现有技术中，通常采用mcu检测加热头的温度，当检测到加热头温度过高时，mcu输出电信号至所述受控开关回路1并使其断开(即电源停止对加热头进行供电)，然而，在mcu死机的情况下，所述受控开关回路1无法断开，在本实施例中，通过加入迟滞比较器回路2与mcu同时对所述受控开关回路1进行控制，即mcu与迟滞比较器回路2同时控制所述受控开关回路1闭合时，受控开关回路1导通，电源对加热头进行供电。相反地，当mcu控制受控开关回路1打开，或者因为打印头发生过温，经过迟滞比较器电路后的输出使得受控开关打开，与打印头电连接的电源都会被切断。

在本实施例中，所述受控开关回路1包括：与回路3、主开关回路4；

所述与回路3的第一输入端与所述迟滞比较器回路2的输出端电气连接，所述与回路3的第二输入端与所述mcu的输出端电气连接，所述与回路3的输出端与所述主开关回路4的控制端电气连接，所述主开关回路4的输入端与所述电源的输出端电气连接，所述主开关回路4的输出端与所述加热头的加热电源端口电气连接。

需要说明的是，所述主开关回路4用于连接加热头与电源，所述与回路3的输出端用于电连接所述主开关回路4的控制端电气连接，当与回路3的条件均满足时(即mcu与迟滞比较器回路2同时控制所述主回路闭合时)，输出控制信号是的所述主开关回路4闭合，导通加热头与电源。

在本实施例中，所述与回路3包括：第一场效应管q1、第二场效应管q2、第一电阻r1、第二电阻r2及第三电阻r3；

所述第一场效应管q1的g极通过所述第一电阻r1接地，所述第一场效应管q1的g极与所述mcu的输出端电气连接，所述第一场效应管q1的d极与所述第二场效应管q2的d极电气连接，所述第二场效应管q2的g极通过所述第二电阻r2接地，所述第二场效应管q2的g极与所述迟滞比较器回路2的输出端电气连接，所述第二场效应管q2的d极通过所述第三电阻r3与逻辑电源端电气连接，所述第一场效应管q1及所述第二场效应管q2的s接地。

需要说明的是，所述第一场效应管q1的g极输入为来自mcu的控制信号，记为vh_control，所述第二场效应管q2的g极输入为来自所述迟滞比较器回路2的输出信号，记为vh_otp，当且仅当vh_control和vh_otp二者都为低电平时，由所述第一场效应管q1及所述第二场效应管q2组成的所述与回路3输出高电平至所述主开关回路4，值得注意的是，所述第一场效应管q1及所述第二场效应管q2为n沟道增强型mosfet，例如2n7002-7-f，但不仅限于此，当然，在其他实施例中，所述第一场效应管q1及所述第二场效应管q2还可以是p沟道增强型mosfet，其连接关系对应变化，这里不做具体限定，但这些方案均在本实用新型的保护范围内。

在本实施例中，所述主开关回路4包括：第三场效应管q3、第四场效应管q4、第四电阻r4及第五电阻r5；

所述第三场效应管q3的g极通过所述第四电阻r4接地，所述第三场效应管q3的g极与所述第二场效应管q2的d极电气连接，所述第三场效应管q3的s极接地，所述第三场效应管q3的d极与所述第四场效应管q4的g极电气连接，所述第四场效应管q4的s极与所述电源的输出端电气连接，所述第四场效应管q4的g极通过所述第五电阻r5与所述第四场效应管q4的s极电气连接。所述第四场效应管q4的d极与所述加热头的加热电源端口电气连接。

需要说明的是，所述第三场效应管q3的g极用于接收所述与回路3的输出信号，当所述与回路3输出为高电平时(即所述第三场效应管q3的g极接收到高电平时)，所述第四场效应管q4闭合，电源不会对加热头进行供电，当所述与回路3输出为低电平时(即所述第三场效应管q3的g极接收到低电平时)，所述第四场效应管q4打开，电源开始对加热头进行供电。其中，所述第四场效应管q4为使用p沟道增强型mosfet，例如dmg4435sss-13，但不仅限于此，所述第三场效应管q3为使用n沟道增强型mosfet，例如2n7002-7-f，但不仅限于此。

在本实施例中，迟滞比较器回路2包括：比较器、正反馈回路5及分压回路6；

所述比较器的负极与所述加热头的采样端口电气连接，所述正反馈回路5的输入端与所述比较器的输出端电气连接，所述正反馈回路5的输出端与所述比较器的正极电气连接，所述分压回路6与所述比较器的正极电气连接，所述分压回路6的输入端与逻辑电源端电气连接。

需要说明的是，所述比较器的正极通过所述分压回路6连接至逻辑电源产生基准电压，所述比较器通过所述正反馈回路5输出信号(即vh_otp)。实现迟滞比较功能。

在本实施例中，所述正反馈回路5包括：第六电阻r6及第七电阻r7；

需要说明的是，比较器引入了所述第七电阻r7作为正反馈电阻，借由此实现迟滞比较功能。比较器的输出端接上拉电阻(即所述第六电阻r6)至vdd，输出控制信号vh_otp。

在本实施例中，所述分压回路6包括第八电阻r8、第九电阻r9及第十电阻r10；

逻辑电源端与所述第十电阻r10的第一端电气连接，所述第十电阻r10的第二端通过所述第九电阻r9与所述比较器的正极电气连接，第九电阻r9通过所述第八电阻r8接地。

需要说明的是，所述比较器的正极通过与第八电阻r8、第九电阻r9及第十电阻r10电连接至逻辑电源端，分压产生基准电压。

本实用新型第二实施例提供了一种打印机，包括：电源、加热头、mcu、采样电阻rs、电容及如上任意一项所述的一种打印机的加热头保护电路，其中，所述加热头包括热敏电阻r11，所述电容并联在所述热敏电阻r11的两端，所述电容的第一端接地，所述电容的第二端通过所述采样电阻rs与逻辑电源端口电气连接，所述电容的第二端与所述迟滞比较器回路2的输入端电气连接，所述mcu的输出端与所述受控开关回路1的控制端电气连接，所述电源的输出端与所述受控开关回路1的输入端电气连接，所述受控开关回路1的输出端与所述加热头的加热电源端口电气连接，所述滞比较回路的输入端与所述加热头的采样端口电气连接。

需要说明的是，所述电容用于滤波，避免噪声进入比较器，造成误判，加热头接收来自所述mcu的加热控制信号包括clock、datain、latch、strobe，但不仅限于此。

在本实施例中当加热头的温度高于89℃时，所述迟滞比较器回路2输出高电平切断头片的加热电源，进行硬件过热保护。当头片温度恢复到76℃时，迟滞比较器回路2输出低电平，硬件过热保护电路恢复，头片加热电源转由软件控制通断，其中，温度上下限可以根据实际情况对应设置，这里不做具体限定。

基于本实用新型提供的一种打印机的加热头保护电路及打印机，通过迟滞比较器回路的输出端及mcu的输出端电连接至受控开关回路的控制端，构成与回路对受控开关回路进行控制，当且仅当，mcu及迟滞比较器的条件都满足时，受控开关回路导通，使得电源对加热头进行供电，当mcu检测到加热头的温度过高时，需要断开电源，而软件无法动作时，迟滞比较器回路输出信号，使得加热头断开回路。

上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。