打印机喷头保护电路及打印机的制作方法

本实用新型涉及打印机技术领域，尤其涉及一种打印机喷头保护电路及打印机。

背景技术：

现有的打印机喷头所需电压通常为3.3V和42V，在开始上电进行打印的时候，打印机的电源输送给打印机喷头的电压会从0V上升到所对应的电压，即瞬间直接从0V快速上升至3.3V和42V，仅需几十us或者ns，使得打印机的喷头在短时间内充电完成，这样就会对喷头的使用受到影响，使用寿命短。

技术实现要素：

本发明正是基于以上一个或多个问题，提供一种打印机喷头保护电路及打印机，用以解决现有技术中短时间充放电导致喷头的使用寿命短的问题。

一方面，本实用新型公开了一种打印机喷头保护电路，其包括：电源模块、电压检测模块、开关模块及控制模块，所述电源模块包括延时转换单元及电压转换单元，所述延时转换单元用于将第一电压转换成第二电压并延时输出，所述电压转换单元用于将所述第二电压转换成第三电压，以为打印机喷头供电；所述电压检测模块与所述电源模块及所述控制模块电连接，用于检测所述电源模块的电压，并将检测结果输送给所述控制模块；所述控制模块与所述开关模块电连接，用于根据所述检测结果输出控制信号至所述开关模块；所述开关模块与所述电源模块电连接，用于根据所述控制模块输出的控制信号控制所述电源模块是否为打印机喷头供电。

优选地，所述开关模块包括第一开关单元及第二开关单元，所述第一开关单元为光耦开关；所述第一开关单元与所述控制模块及所述第二开关单元电连接，用于根据所述控制模块输出的控制信号控制所述第二开关单元开启或关闭；所述第二开关单元与所述电源模块电连接，用于控制所述电源模块是否为打印机喷头供电。

优选地，所述开关模块还包括过流保护单元，所述过流保护单元与所述第一开关单元及所述第二开关单元电连接，所述过流保护单元用于在所述第二开关单元流过的电流大于预设值时，反馈过流控制信号给所述第一开关单元，以使所述第一开关单元关闭所述第二开关单元。

优选地，所述第一开关单元包括第一电阻、第一发光二极管、第一三极管及第一光电晶闸管，所述第一电阻的一端与所述电源模块电连接，所述第一电阻的另一端与所述第一发光二极管的阳极电连接，所述第一发光二极管的阴极与所述第一三极管的集电极电连接，所述第一三极管的基极电连接至所述控制模块，所述第一三极管的发射极接地，所述第一光电晶闸管与所述第二开关单元电连接。

优选地，所述第二开关单元包括第一场效应管、第二电阻及第三电阻，所述第一场效应管的源极与所述第三电阻的一端相连，所述第一场效应管的漏极与所述电源模块电连接，所述第一场效应管的栅极与所述第一开关单元电连接，所述第二电阻的一端与所述电源模块电连接，所述第二电阻的另一端与所述第一场效应管的栅极电连接，所述第三电阻的另一端用于与所述打印机喷头电连接。

优选地，所述第二开关单元还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述电源模块电连接，所述第一电容的另一端与所述第一场效应管的栅极电连接。

优选地，所述第二开关单元还包括第一稳压二极管，所述第一稳压二极管的一端与所述电源模块电连接，所述第一稳压二极管的另一端与所述第一场效应管的源极电连接。

优选地，所述过流保护单元包括第二三极管、第三三极管、第四电阻、第五电阻及第六电阻，所述第二三极管的基极与所述第四电阻的一端电连接，所述第二三极管的集电极与所述第五电阻的一端电连接，所述第二三极管的发射极与所述第一场效应管的源极电连接，所述第四电阻的另一端与所述第三电阻的一端电连接，所述第五电阻的另一端接地；所述第三三极管的基极与所述第六电阻的一端相连，所述第三三极管的集电极与所述第一三极管的基极电连接，所述第三三极管的发射极接地，所述第六电阻的另一端与所述第二三极管的集电极电连接。

优选地，所述延时转换单元包括降压稳压器、第一电感、第二电感、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第十七电阻及第十八电阻，所述第一电感的一端与所述降压稳压器的输出引脚电连接，所述第一电感的另一端与所述第二电容的一端电连接，所述第二电容的另一端与所述第十七电阻的一端相连，所述第十七电阻的另一端接地；所述第二电感的一端与所述降压稳压器的输出引脚电连接，所述第二电感的另一端与所述第四电容及所述电压转换单元的输入端电连接，所述第四电容的另一端接地，所述第三电容的一端接地，所述第三电容的另一端与所述降压稳压器的输出引脚电连接，所述第五电容的一端接地，所述第五电容的另一端与所述降压稳压器的软启动引脚电连接。

另一方面，本发明还公开了一种打印机，其包括上述任一项所述的打印机喷头保护电路。

综上所述，本实用新型的电源模块通过设置有所述延时转换单元及电压转换单元，所述延时转换单元用于将第一电压转换成第二电压并延时输出，所述电压转换单元用于将所述第二电压转换成第三电压，以为打印机喷头供电。因此，在开始上电进行打印的时候，打印机的电源输送给打印机喷头的电压会从0V缓慢上升到所对应的电压，从而可增加打印机喷头的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型的延时转换单元的电路图。

图3为本实用新型的电压转换单元的电路图。

图4为本实用新型的电压检测模块的电路图。

图5为本实用新型的开关模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。

请参阅图1，本实用新型公开了一种打印机喷头保护电路，其包括电源模块1、电压检测模块2、开关模块3及控制模块4，所述电源模块1包括延时转换单元11及电压转换单元12。所述延时转换单元11用于将第一电压转换成第二电压并延时输出，所述电压转换单元12用于将所述第二电压转换成第三电压，以为打印机喷头供电。所述电压检测模块2与所述电源模块1及所述控制模块4电连接，用于检测所述电源模块1的电压，并将检测结果输送给所述控制模块4；所述控制模块4与所述开关模块3电连接，用于根据所述检测结果输出控制信号至所述开关模块3；所述开关模块3与所述电源模块1电连接，用于根据所述控制模块4输出的控制信号控制所述电源模块1是否为打印机喷头供电。

具体地，在本实施例中，所述第一电压为+42伏，所述第二电压为+5伏，所述第三电压为+3.3伏。可以理解的是，所述第一电压和所述第二电压可根据需要进行选择，在此不做具体限定。

优选地，请参阅图2，所述延时转换单元11包括降压稳压器U2、第一电感L1、第二电感L2、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5及第十七电阻R17，所述第一电感L1的一端与所述降压稳压器U2的输出引脚电连接，所述降压稳压器U2的输出引脚为OUT引脚，所述第一电感L1的另一端与所述第二电容C2的一端电连接，所述第二电容C2的另一端与所述第十七电阻R17的一端相连，所述第十七电阻R17的另一端接地。

所述第二电感L2的一端与所述降压稳压器U2的输出引脚电连接，所述第二电感L2的另一端与所述第四电容C4及所述电压转换单元的输入端电连接，所述第四电容C4的另一端接地。所述第三电容C3的一端接地，所述第三电容C3的另一端与所述降压稳压器U2的输出引脚电连接。所述第五电容C5的一端接地，所述第五电容C5的另一端与所述降压稳压器U2的软启动引脚电连接，所述软启动引脚即为所述降压稳压器U2的SS引脚。具体地，在本实施例中，所述降压稳压器U2的型号为LM5576。可以理解的是，所述降压稳压器U2的型号以及所述延时转换单元的结构在此不做具体限定。

优选地，所述延时转换单元11还包括第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9及第一二极管D4，所述第十八电阻R18的一端与所述第十九电阻R19的一端及所述第六电容C6的一端相连，所述第十八电阻R18的另一端与所述第三电容C3的一端相连，所述第十九电阻R19的另一端接地。所述第六电容C6的另一端与所述第二十电阻R20的一端相连，所述第二十电阻R20的另一端与所述降压稳压器U2的COMP引脚电连接。所述第二十一电阻R21的一端接地，所述第二十一电阻R21的另一端与所述降压稳压器U2的RT引脚电连接。

所述第七电容C7的一端接地，所述第七电容C7的另一端与所述降压稳压器U2的VCC引脚电连接。所述第八电容C8的一端与所述降压稳压器U2的BST引脚电连接，所述第八电容C8的另一端与所述降压稳压器U2的PRE引脚电连接，所述第九电容C9的一端接地，所述第九电容C9的另一端与所述降压稳压器U2的AGND引脚电连接。所述第一二极管D4的一端与所述降压稳压器U2的IS1引脚和IS2引脚电连接，所述第一二极管D4的另一端与所述第二电容C2电连接。

请参阅图3，所述电压转换单元12包括调压器U3、第三电感L3、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第二十二电阻R22及第二十三电阻R23，所述调压器U3的VIN引脚与所述第二电感L2电连接，所述第三电感L3的一端与所述调压器U3的OUT引脚电连接，所述第三电感L3的另一端用于与打印机的喷头电连接。所述第十电容C10的一端与所述调压器U3的GND引脚电连接，所述第十电容C10的另一端接地。所述第十一电容C11的一端与所述调压器U3的OUT引脚电连接，所述第十一电容C11的另一端接地。所述第十二电容C12的一端与所述第三电感L3的输出端电连接，所述第十二电容C12的另一端接地。所述第二十二电阻R22的一端与所述调压器U3的OUT引脚电连接，所述第二十二电阻R22的另一端与所述第二十三电阻R23的一端相连，所述第二十三电阻R23的另一端接地。在本实施例中，所述调压器U3的型号为LM117。在本实施例中，所述电压转换单元12用于将+5的电压转换成+3V的电压。

优选地，如图4所示，所述电压检测模块2包括分压单元21、比较单元22及第四开关单元23，所述分压单元21与所述电源模块1电连接，所述比较单元22与所述分压单元21及所述第四开关单元23电连接，用于根据所述分压单元21输出的电压信号控制所述第四开关单元23开启或关闭。所述第四开关单元23与所述控制模块4电连接，用于给所述控制模块4提供开关信号，以使所述控制模块4根据所述开关信号控制所述第二开关单元32开启或关闭。

优选地，所述分压单元21包括第九电阻R9、第十电阻R10及第十一电阻R11，所述第九电阻R9的一端与所述电源模块1电连接，在本实施例中，所述第九电阻R9的一端与所述电源模块1电连接，以获取所述第一电压，所述第九电阻R9的另一端与所述第十电阻R10及第十一电阻R11的一端电连接，所述第十电阻R10的另一端接地，所述第十一电阻R11的另一端与所述比较单元22电连接。

所述比较单元22包括比较器U1及第十二电阻R12，所述比较器U1的正向输入端与所述第十一电阻R11相连，所述比较器U1的反向输入端电连接至所述电源模块1，在本实施例中，所述比较器U1的反向输入端通过第十六电阻R16与所述电源模块电连接，以获取所述第三电压。所述比较器U1的输出端与所述第四开关单元23电连接，所述第十二电阻R12的一端与所述比较器U1的正向输入端相连，所述第十二电阻R12的另一端与所述比较器U1的输出端相连。在本实施例中，所述比较器U1型号为OPA2348AIDR的运算放大器，可以理解的是，所述比较器U1的型号在此不做具体限定。

所述第四开关单元23包括第五三极管Q5、第十三电阻R13及第十四电阻R14，所述第五三极管Q5的基极与所述第十四电阻R14的一端电连接，所述第五三极管Q5的集电极与所述控制模块4及所述第十三电阻R13的一端电连接，所述第五三极管Q5的发射极接地，所述第十三电阻R13的另一端与所述电源模块1电连接，所述第十四电阻R14的另一端与所述比较器U1的输出端电连接。

请参阅图1及图5，所述开关模块3包括第一开关单元31及第二开关单元32，所述第一开关单元31为光耦开关，所述第一开关单元31与所述控制模块4及所述第二开关单元32电连接，用于根据所述控制模块4输出的控制信号控制所述第二开关单元32开启或关闭，所述第二开关单元32与所述电源模块1电连接，用于控制所述电源模块1是否为打印机喷头供电。

优选地，所述第一开关单元31包括第一电阻R1、第一发光二极管D1、第一三极管Q1及第一光电晶闸管D2，所述第一电阻R1的一端与所述电源模块1电连接，所述第一电阻R1的另一端与所述第一发光二极管D1的阳极电连接，所述第一发光二极管D1的阴极与所述第一三极管Q1的集电极电连接，所述第一三极管Q1的基极电连接至所述控制模块4，所述第一三极管Q1的发射极接地，所述第一光电晶闸管D2与所述第二开关单元电连接。在本实施例中，所述第一电阻R1的一端与所述电源模块1电连接，以获取所述第三电压。

当所述第一三极管Q1开启后，所述电源模块1驱动第一发光二极管D1，使之发出一定波长的光，以此来触发第一光电晶闸管D2，从而使第一光电晶闸管D2打开。通过所述第一发光二极管D1和第一光电晶闸管D2的配合，从而实现信号隔离，以使所述第二开关单元32能够流通大电流。其中，本实施例的第一发光二极管D1和第一光电晶闸管D2由型号为PC817的光电耦合器实现。可以理解的是，只要所述第一开关单元31为光耦开关即可，其结构在此不做具体限定。

所述第二开关单元32包括第一场效应管P、第二电阻R2及第三电阻R3，所述第一场效应管P的源极与所述第三电阻R3的一端相连，所述第一场效应管P的漏极与所述电源模块1电连接，所述第一场效应管P的栅极与所述第一开关单元31电连接。在本实施例中，所述第一场效应管P的漏极与所述电源模块1电连接，以获取所述第一电压，所述第一场效应管P的栅极与所述第一开关单元31中第一光电晶闸管D2的一端电连接。所述第二电阻R2的一端与所述电源模块1电连接，所述第二电阻R2的另一端与所述第一场效应管P的栅极电连接，所述第三电阻R3的另一端用于与所述打印机喷头电连接。当所述第一光电晶闸管D2开启时，所述第一场效应管P导通，因而所述电源模块1可为所述打印机喷头供电。

优选地，所述第二开关单元32还包括第一电容C1，所述第一电容C1的一端与所述电源模块1电连接，所述第一电容C1的另一端与所述第一场效应管P的栅极电连接。通过设置所述第一电容C1，以使在所述第一光电晶闸管D2开启时，所述第一电容C1缓慢放电，以使所述第一场效应管P逐渐打开，从而延长上电的时间，避免瞬间大电流损坏打印机喷头。

优选地，所述第二开关单元32还包括第一稳压二极管D3及限流电阻R15，所述第一稳压二极管D3的一端与所述电源模块1电连接，所述第一稳压二极管D3的另一端与所述第一场效应管P的源极电连接。所述限流电阻R15的一端与所述第一光电晶闸管D2的一端电连接，所述限流电阻R15的另一端接地。通过设置所述第一稳压二极管D3，当电源模块1的电压发生波动，或其它原因造成电路中各点电压变动时，输出至所述打印机喷头的电压基本保持不变。

所述开关模块3还包括过流保护单元33，所述过流保护单元33与所述第一开关单元31及所述第二开关单元32电连接，所述过流保护单元33用于在所述第二开关单元32流过的电流大于预设值时，反馈过流控制信号给所述第一开关单元31，以使所述第一开关单元31关闭所述第二开关单元32。通过设置所述过流保护单元33，以较好地避免打印机喷头被损坏。其中，所述预设值可以根据需要自行设置，在此不做具体限定。

优选地，所述过流保护单元33包括第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四电阻R4、第五电阻R5及第六电阻R6，所述第二三极管Q2的基极与所述第四电阻R4的一端电连接，所述第二三极管Q2的集电极与所述第五电阻R5的一端电连接，所述第二三极管Q2的发射极与所述第一场效应管P的源极电连接，所述第四电阻R4的另一端与所述第三电阻R3的一端电连接，所述第五电阻R5的另一端接地。所述第三三极管Q3的基极与所述第六电阻R6的一端相连，所述第三三极管Q3的集电极与所述第一三极管Q1的基极电连接，所述第三三极管Q3的发射极接地，所述第六电阻R6的另一端与所述第二三极管Q2的集电极电连接。该过流保护单元33结构较简单，可快速及实现过流保护。

优选地，所述开关模块3还包括第三开关单元34，所述第三开关单元34包括第四三极管Q4、第七电阻R7及第八电阻R8，所述第四三极管Q4的基极与所述第八电阻R8的一端相连，所述第四三极管Q4的集电极与所述第一三极管Q1的基极电连接，所述第四三极管Q4的发射极接地，所述第八电阻R8的另一端与所述控制模块4电连接，所述第七电阻R7的一端与所述第四三极管Q4的集电极电连接，所述第七电阻R7的另一端与所述电源模块1电连接。在本实施例中，所述第七电阻R7的一端与所述电源模块1电连接，以获取所述第三电压。通过所述第一开关单元31、过流保护单元33及所述第三开关单元34的相互配合，因而在发生短路或过流时均能够实现保护，且整体电路结构简单。

所述开关模块3还包括第二发光二极管D5、第二光电晶闸管D6、第二场效应管K、第二稳压二极管D7、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25及第二十六电阻R26，所述第二发光二极管D5的一端与所述第二十四电阻R24相连，所述第二发光二极管D5的另一端与所述控制模块4相连，所述第二场效应管K与所述第二稳压二极管D7、第二十五电阻R25及第二十六电阻R26电连接。当打印机喷头停止工作时，所述控制模块4通过控制所述第二发光二极管D5，以控制所述第二场效应管K开启，以将所述打印机喷头处的电能释放，从而较好地保护打印机喷头。

本实用新型短路保护的工作原理为：当所述电源模块1的第一电压处发生短路时，所述比较器U1的正向输入端接收到低电平信号，所述比较器U1的输出端输出低电平信号，所述第五三极管Q5截止，所述控制模块4从所述第十三电阻R13的一端获取高电平信号，从而控制模块4输出高电平信号给所述第四三极管Q4，以使所述第四三极管Q4导通，所述第一三极管Q1截止，所述第一发光二极管D1关闭，所述第一光电晶闸管D2关闭，以使所述第一场效应管P关闭，从而实现停止给所述打印机喷头供电。同理，当所述第三电阻R3处的电流过大时，所述第二三极管Q2及所述第三三极管Q3导通，从而使所述第一场效应管P关闭，从而实现停止给所述打印机喷头供电。其电路结构简单、启动快及可靠性高。

由上述电路结构可知，通过改变+3.3V，+42V供电电压的上升时间或下降时间，以延长打印机喷头的驱动波形电压在上升和下降所需要的时间。延长时间后上升和下降的斜率就会减小，使得打印机的板卡和喷头充放电时间更长，能够保证充放电完成以后再做下一个动作，充放电的速度就会变慢，以避免板卡和喷头的充放电变化太快而引起损伤。

本发明还公开了一种打印机，其包括上述所述的打印机喷头保护电路。由于该打印机的打印机喷头保护电路与上述所述的打印机喷头保护电路结构相同，因此，也具有上述所述的打印机喷头保护电路所具备的技术效果。

综上所述，本实用新型的电源模块1通过设置有所述延时转换单元11及电压转换单元12，所述延时转换单元11用于将第一电压转换成第二电压并延时输出，所述电压转换单元12用于将所述第二电压转换成第三电压，以为打印机喷头供电。因此，在开始上电进行打印的时候，打印机的电源输送给打印机喷头的电压会从0V缓慢上升到所对应的电压，从而可增加打印机喷头的使用寿命。