喷水织机转向阀驱动电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种喷水织机转向阀驱动电路，属于机电控制领域。本实用新型包括控制信号输入端、时序发生电路、H桥驱动电路、转向阀接口端；控制信号输入端包括输入端IN1和输入端IN2；转向阀接口端包括输出端OUT1和输出端OUT2；时序发生电路包括四个电阻、两个NPN型三极管、一个74HC132型集成电路芯片和一个电容；H桥驱动电路包括十二个电阻、四个NPN型三极管、两个PNP型达林顿三极管、两个二极管和两个MOS管。本实用新型使用了集成电路芯片的4个与非门构造了一个H桥驱动输入时序逻辑电路，可以完全避免H桥驱动时单侧桥臂直通情况的发生，解决了现有技术在驱动控制时，难以保证驱动时序完全准确的缺陷。
【专利说明】
喷水织机转向阀驱动电路
技术领域
[0001] 本实用新型设及一种喷水织机转向阀驱动电路，用于喷水织机织布生产中，属于 机电控制领域。
【背景技术】
[0002] 随着工业电气自动化的发展，传统喷水织机引缔机构中的机械部件被机电装置所 取代，转向阀就是在此过程中引入的一个关键装置，运些机电装置使得喷水织机的花色选 缔由过去的2色交替选缔，发展到目前的4色乃至更多色的选缔。转向阀是属于喷水织机引 缔机构中的一个关键部件，负责引缔过程中喷水通道的切换。通过有规律地控制转向阀的 切换，可W按照需要更换引缔的通道，从而可W实现丰富的布匹花样。
[0003] 转向阀属于电磁机构，相比传统的机械机构，具有控制灵活、反应迅速等优点。由 于转向阀切换时需要较强的驱动电流，而且不同的转向驱动电压方向不同，所W需要特别 设计的电路进行驱动，一般选用桥式电路驱动。传统的驱动电路，在驱动控制时，难W保证 驱动时序的完全准确，可能会出现单侧桥臂导通的情况，对于系统的可靠性和设备的寿命 都有潜在的不良影响。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型针对现有技术在驱动控制时，难W保证驱动时序完全准确的缺陷，提 出了一种可W准确地产生转向阀的驱动时序，有效地避免单侧桥臂导通情况发生的喷水织 机转向阀驱动电路。
[0005] 喷水织机转向阀驱动电路，包括控制信号输入端、时序发生电路、Η桥驱动电路、转 向阀接口端；
[0006] 控制信号输入端包括输入端ΙΝ1和输入端ΙΝ2;所述的输入端ΙΝ1和输入端ΙΝ2输入 均为5V或3.3V电平的逻辑信号，也即5V(3.3V)对应逻辑"Γ，0V对应逻辑"0"，两个端子共可 W组成4种输入情况，本实用新型中所使用的组合包括％0"、"10"、"0Γ，而不适用输入组合 "11";
[0007] 转向阀接口端包括输出端OUT 1和输出端0UT2，使用时，所述的输出端OUT 1和输出 端0UT2分别与转向阀的两根引线连接；
[000引时序发生电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一 NPN型Ξ极管NPN1、第Ξ电阻R3、 第四电阻R4、第二NPN型Ξ极管NPN2、74HC132型第一集成电路忍片U1、第一电容C1;所述的 第一电阻R1的一端连接5V电源，另一端与第一 NPN型Ξ极管NPN1的集电极、第一集成电路忍 片U1的1脚、2脚和13脚连接，并形成电路网络CH1_DLT;第二电阻R2的一端与输入端IN1连 接;第二电阻R2的另一端与第一 NPN型Ξ极管NPN1的基极连接;第一 NPN型Ξ极管NPN1的发 射极与电源地连接;第Ξ电阻R3的一端连接5V电源，另一端与第二NPN型Ξ极管NPN2的集电 极、第一集成电路忍片U1的9脚、10脚和5脚连接，并形成电路网络CH2_DLT;第四电阻R4的一 端与输入端IN2连接;第四电阻R4的另一端与第二NPN型Ξ极管NPN2的基极连接;第二NPN型 Ξ极管NPN2的发射极与电源地连接;第一集成电路忍片U1的3脚与4脚连接;第一集成电路 忍片U1的8脚与12脚连接;第一集成电路忍片U1的6脚输出信号形成电路网络CH1_M0S;第一 集成电路忍片U1的11脚输出信号形成电路网络CH2_M0S;第一集成电路忍片U1的14脚与5V 电源、第一电容C1的一端连接;第一集成电路忍片U1的7脚与电源地、第一电容C1的另一端 连接；
[0009] Η桥驱动电路包括第十电阻R10、第四NPN型Ξ极管NPM、第八电阻R8、第六电阻R6、 第一 ΡΝΡ型达林顿Ξ极管化Τ1、第一二极管D1、第二二极管D2、第二ΡΝΡ型达林顿Ξ极管 DLT2、第五电阻R5、第屯电阻R7、第ΞΝΡΝ型Ξ极管ΝΡΝ3、第九电阻R9、第十Ξ电阻R13、第十 六电阻R16、第十四电阻R14、第六NPN型Ξ极管NPN6、第一M0S管Q1、第二M0S管Q2、第^^一电 阻R11、第十二电阻R12、第五ΝΡΝ型Ξ极管ΝΡΝ5、第十五电阻R15;所述的第十电阻R10的一端 与电路网络CH1_DLT连接，另一端与第四ΝΡΝ型Ξ极管ΝΡΝ4的基极连接;第四ΝΡΝ型Ξ极管 NPN4的发射极与电源地连接，集电极与第八电阻R8的一端连接;第八电阻R8的另一端与第 六电阻R6的一端、第一 PNP型达林顿Ξ极管化T1的基极连接;第六电阻R6的另一端与48V电 源、第一 PNP型达林顿Ξ极管化T1的发射极、第一二极管D1的负极连接;第一PNP型达林顿Ξ 极管化T1的集电极与第一二极管D1的正极、第一 M0S管Q1的漏极连接，形成带有输出端0UT1 的电路网络0UT1;第十Ξ电阻R13的一端与12V电源连接，另一端与第六NPN型Ξ极管NPN6的 集电极、第十四电阻R14的一端连接;第十六电阻R16的一端与电路网络CH1_M0S连接;第十 六电阻R16的另一端与第六NPN型Ξ极管NPN6的基极连接;第六NPN型Ξ极管NPN6的发射极 与电源地连接;第十四电阻R14的另一端与第一 M0S管Q1的栅极连接;第一 M0S管Q1的源极与 电源地连接;第九电阻R9的一端与电路网络CH2_DLT连接，另一端与第ΞΝΡΝ型Ξ极管NPN3 的基极连接;第ΞΝΡΝ型Ξ极管NPN3的发射极与电源地连接，集电极与第屯电阻R7的一端连 接;第屯电阻R7的另一端与第五电阻R5的一端、第二PNP型达林顿Ξ极管化T2的基极连接； 第五电阻R5的另一端与48V电源、第二PNP型达林顿Ξ极管化T2的发射极、第二二极管D2的 负极连接;第二PNP型达林顿Ξ极管化T2的集电极与第二二极管D2的正极、第二M0S管Q2的 漏极连接，形成输出端0UT2的电路网络0UT2;第十二电阻R12的一端与12V电源连接;第十二 电阻R12的另一端与第五NPN型Ξ极管NPN5的集电极、第^ 电阻R11的一端连接;第十五电 阻R15的一端与电路网络CH2_M0S连接，另一端与第五NPN型Ξ极管NPN5的基极连接;第五 NPN型Ξ极管NPN5的发射极与电源地连接;第^^一电阻R11的另一端与第二M0S管Q2的栅极 连接;第二M0S管Q2的源极与电源地连接。
[0010] 与现有技术相比，本实用新型的优点在于:使用了第一集成电路忍片U1的4个与非 口构造了一个Η桥驱动输入时序逻辑电路，可W完全避免Η桥驱动时单侧桥臂直通情况的发 生，为器件的安全和使用寿命提供了可靠保障;本实用新型在使用时，只需要将输入端ΙΝ1 和ΙΝ2直接或者间接的连接到微控制器两个普通10端口上，然后通过微控制器的运两个10 口输出逻辑组合"00"、"10"、"1Γ，就能控制转向阀的切换和停止，使用起来方便而又灵活； 由于引入4个与非口只需要一片集成电路忍片74HC132,所附加的硬件成本极低，基本可W 忽略。
【附图说明】
[0011] 图1是本实用新型的电路图。
【具体实施方式】
[0012] 如图1所示，本实用新型包括控制信号输入端1、时序发生电路2、H桥驱动电路3、转 向阀接口端4,共4个部分。
[0013] 控制信号输入端包括输入端IN1和输入端IN2;所述的输入端IN1和输入端IN2均为 5V或3.3V电平的逻辑信号，也即5V(3.3V)对应逻辑"Γ，0V对应逻辑％"，两个端子共可W组 成4种输入情况，本实用新型中所使用的组合包括"00"、"10"、"0Γ，而不适用输入组合 "1Γ;在使用时，可W将两个输入端通过直接或者间接的方式连接到微控制器的两个普通 10端口上，通过输出3种逻辑组合实现转向阀的切换和停止。转向阀接口端4包括输出端 OUT 1和输出端0UT2，使用时，所述的输出端OUT 1和输出端0UT2分别与转向阀的两根引线连 接。
[0014] 时序发生电路2包括第一电阻Κ1(470Ω )、第二电阻Κ2(10ΚΩ )、第一NPN型Ξ极管 NPNUS8050)、第Ξ电阻Κ3(470Ω )、第四电阻Κ4(10ΚΩ )、第二ΝΡΝ型Ξ极管NPN2(S8050)、 74HC132型第一集成电路忍片U1、第一电容Cl(O.luF);所述的第一电阻R1的一端与5V电源 连接;第一电阻R1的另一端与第一 NPN型Ξ极管NPN1的集电极、第一集成电路忍片U1的1脚、 2脚和13脚连接，形成电路网络CH1_DLT;第二电阻R2的一端与输入端IN1连接;第二电阻R2 的另一端与第一 NPN型Ξ极管NPN1的基极连接;第一 NPN型Ξ极管NPN1的发射极与电源地连 接;第Ξ电阻R3的一端与5V电源连接;第Ξ电阻R3的另一端与第二NPN型Ξ极管NPN2的集电 极、第一集成电路忍片U1的9脚、10脚和5脚连接，形成电路网络Cffi_DLT;第四电阻R4的一端 与输入端IN2连接;第四电阻R4的另一端与第二NPN型Ξ极管NPN2的基极连接;第二NPN型Ξ 极管NPN2的发射极与电源地连接;第一集成电路忍片U1的3脚与4脚连接;第一集成电路忍 片U1的8脚与12脚连接;第一集成电路忍片U1的6脚输出信号形成电路网络CH1_M0S;第一集 成电路忍片U1的11脚输出信号形成电路网络CH2_M0S;第一集成电路忍片U1的14脚与5V电 源、第一电容C1的一端连接;第一集成电路忍片U1的7脚与电源地、第一电容C1的另一端连 接。
[0015] Η桥驱动电路3包括第十电阻Κ10(10ΚΩ )、第四NPN型Ξ极管NPN4(MMBT5551)、第八 电阻R8( 1化Ω )、第六电阻R6(680 Ω )、第一PNP型达林顿Ξ极管DLTUBD680A)、第一二极管 DUSK5B)、第二二极管 D2(SK5B)、第二 PNP 型达林顿 Ξ 极管 DLT2(BD680A)、第五电阻 R5(680 Ω )、第屯电阻R7(l化Ω )、第SNPN型Ξ极管NPN3(MBT5551)、第九电阻Κ9(10ΚΩ )、第十S 电阻Κ13(22ΚΩ )、第十六电阻Κ16(10ΚΩ )、第十四电阻Κ14(100Ω )、第六ΝΡΝ型Ξ极管ΝΡΝ6 (ΜΜΒΤ5551)、第一105管91 (IRFR120N)、第二105管92( IRFR120N)、第^-一电阻R11 (100 Ω )、 第十二电阻Κ12(22ΚΩ )、第五ΝΡΝ型Ξ极管ΝΡΝ5(ΜΜΒΤ5551)、第十五电阻Κ15(10ΚΩ );所述 的第十电阻R10的一端与电路网络CH1_DLT连接;第十电阻R10的另一端与第四ΝΡΝ型Ξ极管 NPN4的基极连接;第四NPN型Ξ极管NPN4的发射极与电源地连接;第四NPN型Ξ极管NPN4的 集电极与第八电阻R8的一端连接;第八电阻R8的另一端与第六电阻R6的一端、第一 PNP型达 林顿Ξ极管化T1的基极连接；第六电阻R6的另一端与48V电源、第一PNP型达林顿Ξ极管 化T1的发射极、第一二极管D1的负极连接;第一 PNP型达林顿Ξ极管化T1的集电极与第一二 极管D1的正极、第一 M0S管Q1的漏极连接，形成带输出端OUT 1电路网络OUT 1;第十Ξ电阻R13 的一端与12V电源连接;第十Ξ电阻R13的另一端与第六NPN型Ξ极管NPN6的集电极、第十四 电阻R14的一端连接;第十六电阻R16的一端与电路网络CH1_M0S连接;第十六电阻R16的另 一端与第六NPN型Ξ极管NPN6的基极连接;第六NPN型Ξ极管NPN6的发射极与电源地连接； 第十四电阻R14的另一端与第一 MOS管Q1的栅极连接;第一 MOS管Q1的源极与电源地连接;第 九电阻R9的一端与电路网络CH2_DLT连接;第九电阻R9的另一端与第ΞΝΡΝ型Ξ极管NPN3的 基极连接;第ΞΝΡΝ型Ξ极管NPN3的发射极与电源地连接;第ΞΝΡΝ型Ξ极管NPN3的集电极 与第屯电阻R7的一端连接;第屯电阻R7的另一端与第五电阻R5的一端、第二PNP型达林顿Ξ 极管化T2的基极连接;第五电阻R5的另一端与48V电源、第二PNP型达林顿Ξ极管化T2的发 射极、第二二极管D2的负极连接;第二PNP型达林顿Ξ极管化T2的集电极与第二二极管D2的 正极、第二MOS管Q2的漏极连接，形成带有输出端0UT2的电路网络0UT2;第十二电阻R12的一 端与12V电源连接;第十二电阻R12的另一端与第五NPN型Ξ极管NPN5的集电极、第^^一电阻 R11的一端连接;第十五电阻R15的一端与电路网络CH2_M0S连接;第十五电阻R15的另一端 与第五NPN型Ξ极管NPN5的基极连接;第五NPN型Ξ极管NPN5的发射极与电源地连接;第十 一电阻R11的另一端与第二MOS管Q2的栅极连接;第二MOS管Q2的源极与电源地连接。
[0016] 本实用新型的工作原理为:微控制器从输入端IN1和输入端IN2传送控制命令，存 在的命令组合共4种，分别为％0"、"10"、、"1Γ ;当输入组合为％0"时，时序发生电路产 生的4个电路网络CH1_DLT、012_DLT、CH1_M0S、CH2_M0S 电平逻辑分别为V'0"、?V' Γ，Η 桥的导通状态是4个晶体管全都不导通，最终的控制效果是，输出端Oim和输出端0UT2都是 高阻态；当输入组合为"10"时，时序发生电路产生的4个电路网络CH1_DLT、CH2_DLT、CH1_ M0S、CH2_M0S电平逻辑分别为"Γ、"0"、"Γ、"0"，H桥的导通状态是左上和右下两个晶体管 导通，而左下和右上两个晶体管不导通，最终的控制效果是，输出端0UT1接48V电源，输出端 0UT2接电源地；当输入组合为"0Γ时，时序发生电路产生的4个电路网络CH1_DLT、CH2_DLT、 CH1_M0S、CH2_M0S电平逻辑分别为"0"、" Γ /'0"、" Γ，H桥的导通状态是左下和右上两个晶 体管导通，而左上和右下两个晶体管不导通，最终的控制效果是，输出端0UT1接电源地，输 出端0UT2接48V电源；当输入组合为"1Γ时，时序发生电路产生的4个电路网络CH1J)LT、 CH2_DLT、CH1_M0S、CH2_M0S电平逻辑分别为?ν' Γ、"Γ、" Γ，H桥的导通状态是左上和右 上两个晶体管导通，而左下和右下两个晶体管不导通，最终的控制效果是，输出端OUT1和输 出端OUT2都接48V电源;整个输入逻辑的控制效果如表1所示。
[0017] 表1输入逻辑控制效果表 [001 引
[0019]从表中可W看出，当输入组合为"00"时，输出端OUT1和输出端OUT2都可认为成与 电路断开；当输入组合为"10"时，输出端OUT1相对于输出端OUT2的电压差为+48V;当输入组 合为"0Γ时，输出端OUT 1相对于输出端OUT2的电压差为-48V;当输入组合为"1Γ时，输出端 0UT1相对于输出端0UT2的电压差为0V;所有输入情况都不可能产生单侧桥臂导通的情况； 在实际使用中，当需要切换转向阀方向时，通过输入组合"10"或者"0Γ使得转向阀切换到 所需要的方位，然后通过组合"00"使得转向阀与电源断开，W节省能源，而组合"1Γ是使用 不到的;经过分析可W看出，输入端命令组合通过4个与非口产生4个控制逻辑信号，然后再 控制4个相应晶体管的导通状态，从而实现所需要的输出端驱动电压，W驱动转向阀的动 作。
【主权项】
1.喷水织机转向阀驱动电路，其特征在于:所述的喷水织机转向阀驱动电路包括控制 信号输入端、时序发生电路、Η桥驱动电路、转向阀接口端； 控制信号输入端包括输入端ΙΝ1和输入端ΙΝ2,输入端ΙΝ1和输入端ΙΝ2输入均为5V或 3.3V电平的逻辑信号，5V或3.3V对应逻辑"Γ，0V对应逻辑"0"，两个输入端的逻辑信号组成 "00"、"10"、"0 Γ三种组合;转向阀接口端包括输出端OUT 1和输出端OUT2; 时序发生电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一 NPN型三极管NPN1、第三电阻R3、第四 电阻R4、第二NPN型三极管NPN2、74HC132型第一集成电路芯片U1、第一电容C1;所述的第一 电阻R1的一端连接5V电源，另一端与第一 NPN型三极管NPN1的集电极、第一集成电路芯片U1 的1脚、2脚和13脚连接，并形成电路网络CH1_DLT;第二电阻R2的一端与输入端IN1连接;第 二电阻R2的另一端与第一 NPN型三极管NPN1的基极连接;第一 NPN型三极管NPN1的发射极与 电源地连接;第三电阻R3的一端连接5V电源，另一端与第二NPN型三极管NPN2的集电极、第 一集成电路芯片U1的9脚、10脚和5脚连接，并形成电路网络CH2_DLT;第四电阻R4的一端与 输入端IN2连接;第四电阻R4的另一端与第二NPN型三极管NPN2的基极连接;第二NPN型三极 管NPN2的发射极与电源地连接;第一集成电路芯片U1的3脚与4脚连接;第一集成电路芯片 U1的8脚与12脚连接;第一集成电路芯片U1的6脚输出信号形成电路网络CH1_M0S;第一集成 电路芯片U1的11脚输出信号形成电路网络CH2_M0S;第一集成电路芯片U1的14脚与5V电源、 第一电容C1的一端连接;第一集成电路芯片U1的7脚与电源地、第一电容C1的另一端连接； Η桥驱动电路包括第十电阻R10、第四NPN型三极管NPN4、第八电阻R8、第六电阻R6、第一 ΡΝΡ型达林顿三极管DLT1、第一二极管D1、第二二极管D2、第二ΡΝΡ型达林顿三极管DLT2、第 五电阻R5、第七电阻R7、第三ΝΡΝ型三极管ΝΡΝ3、第九电阻R9、第十三电阻R13、第十六电阻 R16、第十四电阻R14、第六ΝΡΝ型三极管ΝΡΝ6、第一 M0S管Q1、第二M0S管Q2、第^^一电阻R11、 第十二电阻R12、第五NPN型三极管NPN5、第十五电阻R15;所述的第十电阻R10的一端与电路 网络CH1_DLT连接，另一端与第四NPN型三极管NPN4的基极连接;第四NPN型三极管NPN4的发 射极与电源地连接，集电极与第八电阻R8的一端连接;第八电阻R8的另一端与第六电阻R6 的一端、第一 PNP型达林顿三极管DLT1的基极连接;第六电阻R6的另一端与48V电源、第一 PNP型达林顿三极管DLT1的发射极、第一二极管D1的负极连接；第一 PNP型达林顿三极管 DLT1的集电极与第一二极管D1的正极、第一 M0S管Q1的漏极连接，形成带有输出端0UT1的电 路网络0UT1;第十三电阻R13的一端与12V电源连接，另一端与第六NPN型三极管NPN6的集电 极、第十四电阻R14的一端连接;第十六电阻R16的一端与电路网络CH1_M0S连接;第十六电 阻R16的另一端与第六NPN型三极管NPN6的基极连接;第六NPN型三极管NPN6的发射极与电 源地连接;第十四电阻R14的另一端与第一 M0S管Q1的栅极连接;第一 M0S管Q1的源极与电源 地连接;第九电阻R9的一端与电路网络CH2_DLT连接，另一端与第三NPN型三极管NPN3的基 极连接;第三NPN型三极管NPN3的发射极与电源地连接，集电极与第七电阻R7的一端连接； 第七电阻R7的另一端与第五电阻R5的一端、第二PNP型达林顿三极管DLT2的基极连接;第五 电阻R5的另一端与48V电源、第二PNP型达林顿三极管DLT2的发射极、第二二极管D2的负极 连接;第二PNP型达林顿三极管DLT2的集电极与第二二极管D2的正极、第二M0S管Q2的漏极 连接，形成输出端0UT2的电路网络0UT2;第十二电阻R12的一端与12V电源连接;第十二电阻 R12的另一端与第五NPN型三极管NPN5的集电极、第^^一电阻Rl 1的一端连接；第十五电阻 R15的一端与电路网络CH2_M0S连接，另一端与第五NPN型三极管NPN5的基极连接;第五NPN 型三极管NPN5的发射极与电源地连接；第^^一电阻R11的另一端与第二MOS管Q2的栅极连 接;第二MOS管Q2的源极与电源地连接。
【文档编号】F16K31/02GK205605926SQ201620460485
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】董剑锋, 高明煜
【申请人】浙江自力机械有限公司