一种光闸驱动与保护电路的制作方法

1.本实用新型涉及电路技术领域，尤其涉及一种光闸驱动与保护电路。


背景技术：

2.随着激光加工技术的普及，激光使用的安全，越来越受到终端客户的重视。激光光闸是一种安装与激光输出端位置的装置，用于保护激光最终输出位置由于前段误操作造成的伤害。同时由于激光加工效率的需要，光闸的动作要求快速及时。


技术实现要素：

3.基于上述问题，提供一种用于适用于激光加工的领域的光闸驱动与保护电路，本电路主要用于驱动光闸的打开与关闭，并同时输出状态信号，用于对光闸状态的监控，以达到保护的目的。
4.包括至少一个反馈指示灯、至少一个光闸电机和至少一个检测光耦。
5.可选的，控制信号signal
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a通过电阻r9与稳压二极管z2的阴极相连，所述稳压二极管的阳极与三极管q5的基极b相连，电阻r10与电容c5并联，所述电阻r10的一端与所述三极管q5的基极b相连，另一端与电位参考点gnd相连.所述三极管q5的发射极e与电位参考点gnd直接相连，所述三极管q5的集电极c通过电阻r8与mos管q3的g极相连；
6.稳压二极管z2的阴极与mos管q6的d极相连，所述mos管q6的s极与电位参考点gnd相连，电阻r13与电容c6并联，电容c6的负极与电位参考点gnd相连，正极通过电阻r14与所述mos管q6的d极相连；
7.二极管d3的阴极与电容c6的正极相连，二极管d3的阳极与选择端子s1的第2脚相连；
8.电阻r7并联在mos管q3的d极与g极之间，所述mos管q3的d极与 24v电源直接相连，电容c3的正极与所述mos管q3的d极相连，所述电容c3的负极与电位参考点gnd相连，所述mos管q3的s极与二极管d2的阳极相连，所述二极管d2的阴极与光闸电机l1的正极相连，所述光闸电机l1的负极与电位参考点gnd相连；
9.所述控制信号signal
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a通过电阻r3与稳压二极管z1的阴极相连，所述稳压二极管z1的阳极与三极管q2的基极相连，电阻r4与电容c2并联，所述电阻r4的一端与三极管q2的基极b相连，另一端与电位参考点gnd相连，所述三极管q2的发射极e与电位参考点gnd相连，所述三极管q2的三极管集电极c通过电阻r2与mos管q1的g极相连，电阻r1并联在所述mos管q1的d极与g极之间，所述mos管q1的d极与 15v电源相连，电容c1的正极与所述mos管q1的d极相连，所述电容c1的负极与电位参考点gnd相连，所述mos管q1的s极与二极管d1的阳极相连，所述二极管d1的阴极与光闸电机l1的正极相连；
10.反馈信号signal
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b分别与选择端子s2、s3的1脚相连，反馈信号signal
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c分别与选择端子s2、s3的3脚相连，反馈指示灯led1的阳极与三极管q4的发射极e相连，所述反馈指示灯led1的阴极与所述选择端子s2的第2脚相连，反馈指示灯led2的阳极与三极管q7的发射
极e相连，所述反馈指示灯led2的阴极与所述选择端子s3的第2脚相连，所述三极管q4的发射极e与选择端子s1的第3脚相连，所述三极管q7的发射极e与选择端子s1的第1脚相连，所述三极管q4的集电极c与 24v电源相连，所述三极管q7的集电极c与 24v电源相连，检测光耦pc1的次边输入端通过电阻r5与 24v电源相连，所述检测光耦pc1的次边输入端与所述三极管q4的基极b相连，所述检测光耦pc1的次边输出端与电位参考点gnd相连，所述检测光耦的原边输入端通过电阻r6与 24v电源相连，电容c4并联在所述检测光耦pc1原边输入端和输出端之间，所述检测光耦pc1原边输出端与电位参考点gnd相连；
11.检测光耦pc2的次边输入端通过电阻r11与 24v电源相连，所述检测光耦pc2的次边输入端与所述三极管q4的基极b相连，所述检测光耦pc2的次边输出端与电位参考点gnd相连，所述检测光耦pc2的原边输入端通过电阻r12与 24v电源相连，电容c7并联在所述检测光耦pc2原边输入端和输出端之间，所述检测光耦pc2原边输出端与电位参考点gnd相连。
12.可选的，还设有端子cn1，所述端子cn1为驱动电路提供供电，并为控制信号signal
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a的输入、反馈信号signal
‑
b和反馈信号signal
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c的输出提供接口。
13.本实用新型的有益效果为：激光本质是一种波长范围很窄的光，符合所有光的特性，本发明利用光沿直线传播的不可逆性进行设计，将光闸置于激光的输出方向，当光闸打开时，激光通过光闸传输至终端需求端；当光闸关闭时，激光被光闸本体吸收，无法传输至终端需求端，达到在激光器误触发时对终端设备的保护。
附图说明
14.图1为本实用新型一实施例的示意图；
15.图2为本实用新型关键点时序图。
具体实施方式
16.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“内”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
17.下面结合附图对本实用新型进行进一步说明：
18.参照图1，在本实用新型的一实施例中，端子cn1为驱动电路提供供电，并为控制信号signal
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a的输入、反馈信号signal
‑
b和反馈信号signal
‑
c的输出提供接口；包括至少一个反馈指示灯、至少一个光闸电机和至少一个检测光耦。
19.控制信号signal
‑
a通过电阻r9与稳压二极管z2的阴极相连，稳压二极管的阳极与
三极管q5的基极b相连，电阻r10与电容c5并联，电阻r10的一端与三极管q5的基极b相连，另一端与电位参考点gnd相连.三极管q5的发射极e与电位参考点gnd直接相连，三极管q5的集电极c通过电阻r8与mos管q3的g极相连；
20.稳压二极管z2的阴极与mos管q6的d极相连，mos管q6的s极与电位参考点gnd相连，电阻r13与电容c6并联，电容c6的负极与电位参考点gnd相连，正极通过电阻r14与mos管q6的d极相连；
21.二极管d3的阴极与电容c6的正极相连，二极管d3的阳极与选择端子s1的第2脚相连；
22.电阻r7并联在mos管q3的d极与g极之间，mos管q3的d极与 24v电源直接相连，电容c3的正极与mos管q3的d极相连，电容c3的负极与电位参考点gnd相连，mos管q3的s极与二极管d2的阳极相连，二极管d2的阴极与光闸电机l1的正极相连，光闸电机l1的负极与电位参考点gnd相连；
23.控制信号signal
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a通过电阻r3与稳压二极管z1的阴极相连，稳压二极管z1的阳极与三极管q2的基极相连，电阻r4与电容c2并联，电阻r4的一端与三极管q2的基极b相连，另一端与电位参考点gnd相连，三极管q2的发射极e与电位参考点gnd相连，三极管q2的三极管集电极c通过电阻r2与mos管q1的g极相连，电阻r1并联在mos管q1的d极与g极之间，mos管q1的d极与 15v电源相连，电容c1的正极与mos管q1的d极相连，电容c1的负极与电位参考点gnd相连，mos管q1的s极与二极管d1的阳极相连，二极管d1的阴极与光闸电机l1的正极相连；
24.反馈信号signal
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b分别与选择端子s2、s3的1脚相连，反馈信号signal
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c分别与选择端子s2、s3的3脚相连，反馈指示灯led1的阳极与三极管q4的发射极e相连，反馈指示灯led1的阴极与选择端子s2的第2脚相连，反馈指示灯led2的阳极与三极管q7的发射极e相连，反馈指示灯led2的阴极与选择端子s3的第2脚相连，三极管q4的发射极e与选择端子s1的第3脚相连，三极管q7的发射极e与选择端子s1的第1脚相连，三极管q4的集电极c与 24v电源相连，三极管q7的集电极c与 24v电源相连，检测光耦pc1的次边输入端通过电阻r5与 24v电源相连，检测光耦pc1的次边输入端与三极管q4的基极b相连，检测光耦pc1的次边输出端与电位参考点gnd相连，检测光耦的原边输入端通过电阻r6与 24v电源相连，电容c4并联在检测光耦pc1原边输入端和输出端之间，检测光耦pc1原边输出端与电位参考点gnd相连；
25.检测光耦pc2的次边输入端通过电阻r11与 24v电源相连，检测光耦pc2的次边输入端与三极管q4的基极b相连，检测光耦pc2的次边输出端与电位参考点gnd相连，检测光耦pc2的原边输入端通过电阻r12与 24v电源相连，电容c7并联在检测光耦pc2原边输入端和输出端之间，检测光耦pc2原边输出端与电位参考点gnd相连。
26.其中，参照图1至图2，l1为光闸打开关闭执行的电机，q1、q3、q6可为pmos，pmos是指n型衬底、p沟道，靠空穴的流动运送电流的mos管。led1、led2是光闸打开或关闭时的信号指示灯，光耦pc1、pc2检测光闸打开关闭的状态，signal
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a是光闸打开信号，signal
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b是光闸打开输出反馈信息，signal
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c是光闸关闭输出反馈信号。定义反馈信号signal
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b为低时光闸为打开状态、反馈信号signal
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c为高时光闸为打开状态；反馈信号signal
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b为高、反馈信号signal
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c为低时光闸为关闭状态。
27.当光耦pc1副边导通、光耦pc2副边截止时，定义为光闸关闭，光耦pc1副边截止、光耦pc2副边导通时，定义为光闸打开。短接s1的2、3脚，短接s2的2、3脚，短接s3的1、2脚。具体的工作过程如时序图2所示：
28.光闸检测光耦的初态为：光耦pc1副边导通、光耦pc2副边截止。
29.当光闸打开信号signal
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a输入，三极管q2、q5打开，进而mos管q1、q3打开，由于二极管d1、d2的存在，电机l1的线圈正极电压为 24vdc，光闸在电机的带动下迅速动作。光闸动作以后，光耦pc1副边翻转为截止、光耦pc2副边翻转为导通。此时输出反馈信号翻转，mos管q6打开，q5关闭，进而mos管q3关闭，mos管q1保持打开状态，电机l1的线圈正极电压变为为 15vdc，维持在打开状态。
30.上述电路的目的在于，由其中p为电机l1的功率，u为电机l1线圈电压，r为电机l1线圈等效电阻，电机l1线圈的等效电阻不变，改变线圈的电压，可以改变电机l1的消耗功率。在电机l1动作初期，给予较高电压，可以使电机动作更快，在打开后降低电压，给予一个较低的维持电压，是为了减低电机在维持状态的功率，减小电机的发热量，提高电机的寿命。
31.上述电路中s1、s2、s3存在的目的在于，当电路pcb文件输出以后，改变光闸的安装方式，检测光闸开关的光耦位置会发生变化，此时只需要改变s1、s2、s3短接脚位的不同，就能实现打开电机为较高电压，维持电机打开为较低电压，且不更变输出反馈信号的定义。s1、s2、s3短接脚位的组合可以有两种，对应的光闸安装方式可以有两种，即：短接s1的2、3脚，短接s2的2、3脚，短接s3的1、2脚为一种；短接s1的1、2脚，短接s2的1、2脚，短接s3的2、3脚为第二种。
32.上述电路同时反馈一组状态相反的信号，目的在于，防止光闸打开关闭不彻底的情况存在。如打开不彻底，则会出现遮挡激光的正常输出，影响产品的加工质量；如关闭不彻底，则会在激光器出现误操作时，出现漏光，对激光输出终端的人或物造成伤害。即反馈信号signal
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b为低、反馈信号signal
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c为高时光闸为打开状态；反馈信号signal
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b为高、反馈信号signal
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c为低时光闸为关闭状态。若出现反馈信号同高或同低的现象，则判定光闸异常，需要进行检修维护。
33.以上结合具体实施例对本实用新型的技术原理进行了描述。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。