专利名称：电子脉动器控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于乳品业挤奶设备系统的电子脉动器控制电路。
背景技术：
在机械化挤奶设备系统中，脉动器是用于产生周期变化通断负压气体的装置，使乳头式挤奶器内的奶衬橡皮舒张与闭合，实现系统挤奶作业。目前，用于挤奶设备系统的脉动器按控制方式不同，分为气动脉动器和电子脉动器两种，电子脉动器具有脉动占空比稳定，操作简单且寿命长的优点，是气动脉动器的替代产品。缺点是价格高，怕潮湿，容易短路。现有各种电子脉动器控制电路皆无抗短路功能，比如，当负载脉动器接线端子发生漏水、误操作或发生短路等情况下，电流增大数十倍，瞬间将场效应管开关烧坏，使电子脉动器工作可靠性差、稳定性和适应性不强；现有各种电子脉动器的控制输出电路保持在24V电压工作状态，工作电流在450mA～600mA，电子脉动器工作温度高电能耗大。因此，也存在着生产运行成本高的问题。
实用新型内容本实用新型的目的是克服现有技术中不足之处，提供一种工作可靠性、稳定性和适应性强、节能的电子脉动器控制电路，当发生短路情况下，抗短路保护电路立即关断控制输出，对控制电路进行电保护。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是所述脉动器控制电路，含有一个微控制器、一个电源、一个三端稳压电源、两个线圈负载、保险、两个用于开关的场效应管，其具有D漏极、S源极和G栅极，两个线圈负载正端与电源的正极相连，两个线圈负载的负端分别与两个场效应管的D漏极相连，所述两个场效应管的S源极并连，通过保险的负极接地。
所述电子脉动器控制电路还包括短路保护电路，由两个场效应管、取样电阻、三个3与非门、两个反向器、分压电阻、两个共模电阻、电位器、电压比较器、充电电阻、充电电容、二极管组成，所述短路保护电路的三个3与非门输入端与微控制器的输出端相连，在所述两个场效应管的S源极与保险之间串接一取样电阻；所述取样电阻用于产生设定电压值，其通过场效应管的S源极与比较器的输入负端相连，所述比较器的输出端与3与非门的输入端相连，所述充电电阻与充电电容串接，在其中间位置与3与非门的两个输入端相连，二极管的正端与3与非门(41)的输入端相连，二极管的负端分别与3与非门的输入端及电压比较器的输出端相连，充电电容用于发生短路时放电延时保护。所述3与非门的输出端通过反向器与场效应管的G栅极相连，所述比较器的输入负端通过共模电阻接地，输入正端通过电位器、分压电阻串接在三端稳压电源上，通过共模电阻接地，取样电阻产生设定电压值，使电压比较器输出低电位，该低电位通过3与非门和反向器向场效应管开关输送关断信号。
所述电子脉动器控制电路还包括倍压输出节能电路，由倍压电源、限流电阻、光电隔离耦合器、充电二极管、储能电容、下拉电阻、钳位二极管、二极管、场效应管组成，所述光电隔离耦合器具有输入正极、输入负极、输出集电极、输出发射极，所述输入正极通过限流电阻与三端稳压电源的正极相连，输入负极与3与非门输出端相连，所述输出集电极接在串接的充电二极管与储能电容之间，储能电容用于向场效应管的G栅极提供导通的高电位，充电二极管正端与倍压电源正极相连，储能电容的负端与线圈负载的正端相连，充电二极管用于向储能电容正向导通充电，在所述场效应管的G栅极与线圈负载正端之间并联下拉电阻、钳位二极管，下拉电阻用于常态下向场效应管的G栅极提供关断的低电位，场效应管的S源极与线圈负载正端相连。
所述两个线圈负载正端与电源的正极之间串接截流开关二极管。
作为本实用新型的电子脉动器控制电路，所述倍压输出节能电路的倍压电源输出倍压值为28～33V，保持线圈工作电源输出低压值为12V，三端稳压电源输出电压为+5V。
作为本实用新型的电子脉动器控制电路，所述场效应管均采用IRF3808型场效应管；所述三个3与非门采用74HC10型3与非门；所述光电隔离耦合器采用P521-1型光电隔离耦合器。
本实用新型的有益效果是采用上述技术方案的电子脉动器控制电路，通过倍压输出节能电路，瞬时触发电子脉动器电磁线圈负载部件吸合后，关断倍压电路，负载处于低压保持工作状态，此时工作电流约340mA，倍压工作时间短，功率可不计，降低了生产运行成本，达到了节能60％的效果；当发生短路情况下，抗短路保护电路立即关断控制输出，对控制器进行电路保护，提高了设备工作可靠性、稳定性和适应性。
图1是本实用新型电子脉动器控制电路的结构原理图；图2是短路保护电路原理图；图3是倍压输出节能电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1所示，电子脉动器控制电路，含有一个微控制器20、一个电源22、一个三端稳压电源21、两个线圈负载F、R，保险26、两个用于开关的场效应管36、35，其具有D漏极、S源极和G栅极，两个线圈负载F、R正端与电源22的正极相连，两个线圈负载F、R的负端分别与场效应管36、35的D漏极相连，所述两个场效应管36、35的S源极并连，通过保险26的负极接地。
在图2中，作为本实用新型的电子脉动器控制电路，还包括短路保护电路23，由两个场效应管36、35，取样电阻37、三个3与非门41、42、43，反向器44、45，分压电阻50、共模电阻47、48，电位器49、电压比较器46、充电电阻38、充电电容39、二极管40组成，所述短路保护电路23的三个3与非门41、42、43输入端与微控制器20的输出端相连，在所述两个场效应管36、35的S源极与保险26之间串接一取样电阻37；所述取样电阻37用于产生设定电压值，其通过场效应管36、35的S源极与电压比较器46的输入负端相连，所述电压比较器46的输出端与3与非门42、43的输入端57、58相连，所述充电电阻38与充电电容39串接，在其中间位置与3与非门41的输入端55、56相连，二极管40的正端与3与非门41的输入端55、56相连，二极管40的负端分别与3与非门42、43的输入端57、58及电压比较器46的输出端相连，充电电容39用于发生短路时放电延时保护。所述3与非门42、43的输出端通过反向器44、45与场效应管36、35的G栅极相连，所述电压比较器46的输入负端通过共模电阻47接地，其输入正端通过电位器49、分压电阻50串接在三端稳压电源21上，通过共模电阻48接地，三端稳压电源21提供+5V电压，当发生短路情况下，取样电阻37产生的设定电压值使电压比较器46输出低电位，该低电位使3与非门42、43输出端向反向器44、45输入端提供高电位，反向器44、45输出端向场效应管36、35的G栅极提供低电位，关断场效应管36、35，起到了电路保护作用；在图3中，倍压输出节能电路24，由倍压电源25、限流电阻27、光电隔离耦合器29、充电二极管30、储能电容34、下拉电阻33、钳位二极管32、二极管54、场效应管31组成，所述光电隔离耦合器29具有输入正极28、输入负极51、输出集电极52、输出发射极53，所述输入正极28通过限流电阻27与三端稳压电源21的正极相连，三端稳压电源21提供+5V电压，所述输入负极51与3与非门41输出端相连，所述输出集电极52接在串接的充电二极管30与储能电容34之间，储能电容34用于向场效应管31的G栅极提供导通的高电位，充电二极管30正端与倍压电源25正极相连，储能电容34的负端与线圈负载F、R的正端相连，充电二极管30用于向储能电容34正向导通充电，在所述场效应管31的G栅极与线圈负载F、R正端之间并联下拉电阻33、钳位二极管32，下拉电阻33用于常态下向场效应管31的G栅极提供关断的低电位，场效应管31的S源极与线圈负载F、R正端相连；所述两个线圈负载F、R正端与电源22的正极之间串接截流开关二极管54。
所述倍压输出节能电路24的倍压电源25输出倍压值为28～33V，保持线圈工作电源22输出低压值为12V。
所述场效应管31、35、36均采用IRF3808型场效应管。
所述三个3与非门41、42、43采用74HC10型3与非门。
所述光电隔离耦合器29采用P521-1型光电隔离耦合器。
线圈负载F、R启动时，微控制器20控制3与非门41提供低电位，所述光电隔离耦合器29输入端导通，输出端导通，储能电容34向场效应管31的G栅极提供导通的高电位，场效应管31的D漏极和S源极导通，此时，所述场效应管36、35必有一路处于导通状态，倍压电位作用在线圈负载F、R正端，线圈负载F、R接通，这时，微控制器20控制3与非门41定时低电位5～10ms后产生高电位，光电隔离耦合器29输入端无驱动电流，其输出集电极52与输出发射极53关断，下拉电阻33下拉电位使场效应管31关断，完成倍压启动，在倍压启动状态下，二极管54负极电位高于正极电位，处于关闭状态，倍压电位关断后，二极管54导通，线圈负载F、R处于低压保持导通工作状态；当发生短路情况下，电压比较器46向3与非门41输出低电位，3与非门41输出端向光电隔离耦合器29的输入负极51提供高电位，光电隔离耦合器29立即关断，场效应管31亦关断，对倍压输出节能电路24进行电保护。
权利要求1.一种电子脉动器控制电路，含有一个微控制器(20)、一个电源(22)、一个三端稳压电源(21)、两个线圈负载(F)、(R)，保险(26)、两个用于开关的场效应管(36)、(35)，其具有D漏极、S源极和G栅极，两个线圈负载(F)、(R)正端与电源(22)的正极相连，两个线圈负载(F)、(R)的负端分别与场效应管(36)、(35)的D漏极相连，所述两个场效应管(36)、(35)的S源极并连，通过保险(26)的负极接地，其特征在于，所述电子脉动器控制电路还包括短路保护电路(23)，由两个场效应管(36)、(35)，取样电阻(37)、三个3与非门(41)、(42)、(43)，反向器(44)、(45)，分压电阻(50)、共模电阻(47)、(48)，电位器(49)、电压比较器(46)、充电电阻(38)、充电电容(39)、二极管(40)组成，所述短路保护电路(23)的三个3与非门(41)、(42)、(43)输入端与微控制器(20)的输出端相连，在所述两个场效应管(36)、(35)的S源极与保险(26)之间串接一取样电阻(37)；所述取样电阻(37)用于产生设定电压值，其通过场效应管(36)、(35)的S源极与电压比较器(46)的输入负端相连，所述电压比较器(46)的输出端与3与非门(42)、(43)的输入端(57)、(58)相连，所述充电电阻(38)与充电电容(39)串接，在其中间位置与3与非门(41)的输入端(55)、(56)相连，二极管(40)的正端与3与非门(41)的输入端(55)、(56)相连，二极管(40)的负端分别与3与非门(42)、(43)的输入端(57)、(58)及电压比较器(46)的输出端相连，充电电容(39)用于发生短路时放电延时保护，所述3与非门(42)、(43)的输出端通过反向器(44)、(45)与场效应管(36)、(35)的G栅极相连，所述电压比较器(46)的输入负端通过共模电阻(47)接地，其输入正端通过电位器(49)、分压电阻(50)串接在三端稳压电源(21)上，通过共模电阻(48)接地，取样电阻(37)产生设定电压值，使电压比较器(46)输出低电位，该低电位通过3与非门(42)、(43)和反向器(44)、(45)向场效应管(36)、(35)开关输送关断信号；倍压输出节能电路(24)，由倍压电源(25)、限流电阻(27)、光电隔离耦合器(29)、充电二极管(30)、储能电容(34)、下拉电阻(33)、钳位二极管(32)、二极管(54)、场效应管(31)组成，所述光电隔离耦合器(29)具有输入正极(28)、输入负极(51)、输出集电极(52)、输出发射极(53)，所述输入正极(28)通过限流电阻(27)与三端稳压电源(21)的正极相连，输入负极(51)与3与非门(41)输出端相连，所述输出集电极(52)接在串接的充电二极管(30)与储能电容(34)之间，储能电容(34)用于向场效应管(31)的G栅极提供导通的高电位，充电二极管(30)正端与倍压电源(25)正极相连，储能电容(34)的负端与线圈负载(F)、(R)的正端相连，充电二极管(30)用于向储能电容(34)正向导通充电，在所述场效应管(31)的G栅极与线圈负载(F)、(R)正端之间并联下拉电阻(33)、钳位二极管(32)，下拉电阻(33)用于常态下向场效应管(31)的G栅极提供关断的低电位，场效应管(31)的S源极与线圈负载(F)、(R)正端相连；所述两个线圈负载(F)、(R)正端与电源(22)的正极之间串接截流开关二极管(54)。
2.根据权利要求1所述电子脉动器控制电路，其特征在于所述倍压输出节能电路(24)的倍压电源(25)输出倍压值为28～33V，保持线圈工作电源(22)输出低压值为12V，三端稳压电源(21)输出电压为+5V。
3.根据权利要求1所述的电子脉动器控制电路，其特征在于所述场效应管(31)、(35)、(36)均采用IRF3808型场效应管。
4.根据权利要求1所述的电子脉动器控制电路，其特征在于所述三个3与非门(41)、(42)、(43)采用74HC10型3与非门。
5.根据权利要求1所述的电子脉动器控制电路，其特征在于所述光电隔离耦合器(29)采用P521-1型光电隔离耦合器。
专利摘要本实用新型公开了一种电子脉动器控制电路，旨在提供一种工作可靠性、稳定性和适应性强、节能的电子脉动器控制电路，它含有一个微控制器、一个电源、一个三端稳压电源、两个线圈负载、两个用于开关的场效应管。所述电子脉动器控制电路还包括短路保护电路(23)和倍压输出节能电路(24)，短路保护电路通过电压比较器和3与非门提供保护信号，倍压输出节能电路通过光电隔离耦合器和场效应管提供瞬间倍压启动电位。本实用新型应用于机械化挤奶设备系统。
文档编号A01J5/16GK2850264SQ200520021090
公开日2006年12月27日 申请日期2005年6月23日 优先权日2005年6月23日
发明者王军, 蔡晓华, 杨存志, 刘俊杰, 吴泽全, 程睿 申请人:黑龙江省农业机械工程科学研究院