电发热件电源驱动电路及封口机电路的制作方法

1.本发明涉及电源驱动技术领域，尤其涉及一种电发热件电源驱动电路及封口机电路。


背景技术：

2.封口机，是利用电加热原理对装好物品的塑料袋进行封口的电气设备，其主要包括电发热件和电源驱动电路，通过电源驱动电路驱动电发热件发热，从而对塑料袋进行热塑封口。目前所使用的封口机的电源驱动电路大多采用老式工频变压器或常规开关电源电路来构成驱动电源，这种驱动电源从接通电源开始，变压器的初级线圈始终连接在交流市电回路中，一直在消耗电能，所以待机功率比较大，不利于节能，而且功率因素低，功率损耗严重，会增加电力变压器额外负荷，对电网干扰大。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为解决上述技术问题而提供一种待机功耗低、工作效率高的电发热件电源驱动电路及封口机电路。
4.为了实现上述目的，本发明公开了一种电发热件电源驱动电路，其特征在于，包括输入单元、整流单元、低压开关控制单元以及功率转换单元；
5.所述输入单元，用于接收外部交流电源信号；
6.所述整流单元，与所述输入单元电性连接，用于将所述输入单元输出的交流信号处理为直流信号；
7.所述低压开关控制单元，包括连接开关和与所述连接开关电性连接的控制装置，所述连接开关电性连接在所述整流单元和所述功率转换单元之间，所述控制装置用于根据低压控制信号实时控制所述连接开关的工作状态；
8.所述功率转换单元，包括高频变压器和自激振荡电路，所述高频变压器的初级绕组通过所述自激振荡电路与所述连接开关电性连接，所述高频变压器的次级绕组用于与电发热件电性连接。
9.较佳的，所述自激振荡电路包括电性连接在所述连接开关的输出端和地之间的第一三极开关晶体管、第二三极开关晶体管，所述第一三极开关晶体管和所述第二三极开关晶体管串联连接，所述第一三极开关晶体管、第二三极开关晶体管的两端还并联连接有第一电容、第二电容，所述第一电容和所述第二电容串联连接，所述第一电容和所述第二电容之间形成一电压中心点；
10.所述初级绕组包括中心线圈以及第一副线圈和第二副线圈，所述中心线圈的一端与所述电压中心点电性连接，所述中心线圈的另一端电性连接在所述第一三极开关晶体管和所述第二三极开关晶体管之间；
11.所述第一副线圈的一端与所述第一三极开关晶体管的控制端电性连接，用于为所述第一三极开关晶体管提供启动信号；
12.所述第二副线圈的一端与所述第二三极开关晶体管的控制端电性连接，用于为所述第二三极开关晶体管提供启动信号；
13.所述自激振荡电路还包括一启动电路，所述启动电路的一端与所述中心线圈电信连接，所述启动电路的另一端与所述第一三极开关晶体管的控制端电性连接，所述启动电路用于当所述功率转换单元上电时打开所述第一三极开关晶体管。
14.较佳的，所述启动电路包括充电电阻、充电电容和触发二极管；所述充电电阻和所述充电电容串联在所述第一三极开关晶体管的电源通路的两端，所述触发二极管的一端与所述充电电容的正极端电性连接，所述触发二极管的另一端与所述第一三极开关晶体管的控制端电性连接。
15.较佳的，所述第一副线圈通过第一rc耦合电路与所述第一三极开关晶体管的控制端电性连接，所述第二副线圈通过第二rc耦合电路与所述第二三极开关晶体管的控制端电性连接。
16.较佳的，所述第一电容和所述第二电容的的两端分别并联有一放电电阻。
17.较佳的，所述控制装置包括继电器和与所述继电器电性连接的开关电路，所述开关电路用于控制所述继电器的电源供给。
18.较佳的，所述开关电路包括与所述继电器电性连接的第三开关晶体管，所述第三开关晶体管的控制端用于与可发出低压控制信号的控制器电性连接。
19.本发明还公开一种封口机电路，其包括用于封口的电发热件和如上所述的电发热件电源驱动电路。
20.较佳的，还包括控制器和与所述整流单元的输出端电性连接的辅助电源电路，所述辅助电源电路用于为所述控制器提供电源，所述控制器与所述控制装置电性连接。
21.较佳的，所述电发热件的附近还设置有一与所述控制器电性连接的温度传感器，所述控制器还与所述控制装置电性连接，所述控制器可根据所述温度传感器的反馈控制所述连接开关的工作状态。
22.与现有技术相比，本发明封口机电路中采用上述电发热件电源驱动电路来驱动电发热件工作，该电源驱动电路包括低压开关控制单元和功率转换单元，其中低压开关控制单元包括连接开关和与所述连接开关电性连接的控制装置，而且将功率转换单元设置在连接开关的后端，这样，当需要封口机处于待机状态时，控制装置在低压控制信号的作用下断开连接开关，从而使得功率转换单元与高压电路部分断开，高频变压器和自激振荡电路不再消耗电能，而位于前端的整流单元、低压开关控制单元消耗的待机功率又极低，因此可有效降低封口机电路整体的待机消耗功率，提高工作效率；另外，本发明中的功率转换单元包括高频变压器和自激振荡电路，自激振荡电路激励高频变压器初级绕组一侧的直流电振荡变化，使得高频变压器次级绕组一侧感应出电信号给电发热件供电，从而使得功率转换单元的转换效率比较高，进一步节约电能。
附图说明
23.图1为本发明实施例中封口机电路的原理结构示意图。
24.图2为图1中封口机电路的具体电路示意图。
具体实施方式
25.为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
26.如图1，本实施例公开了一种封口机电路，以用于封口机的具体工作，其包括用于封口的电发热件rht和驱动电发热件rht工作的电源驱动电路。该电源驱动电路包括输入单元10、整流单元11、低压开关控制单元12以及功率转换单元13。
27.输入单元10包括输入端口，用于接收外部交流电源信号，也即外部交流市电经由该输入端口进入该电源驱动电路。
28.整流单元11与输入单元10电性连接，用于将输入单元10输出的交流信号处理为直流信号，本实施例中的整流单元11优选为桥式整流电路。
29.低压开关控制单元12，包括连接开关j0和与连接开关j0电性连接的控制装置120，连接开关j0电性连接在整流单元11和功率转换单元13之间，控制装置120用于根据低压控制信号实时控制连接开关j0的工作状态。
30.功率转换单元13，包括高频变压器t和自激振荡电路130，高频变压器t的初级绕组n0通过自激振荡电路130与连接开关j0电性连接，高频变压器t的次级绕组n4用于与电发热件rht电性连接。在自激振荡电路130的作用下，高频变压器t初级绕组n0侧的电源信号振荡变化，从而使得次级绕组n4侧感应出工作电源。
31.对于上述实施例中的驱动电源，市电交流信号经由输入单元10进入整流单元11，整流单元11对交流电进行整流，输出直流电并通过连接开关j0供给给后端的功率转换单元13。当需要电发热件rht暂停工作时，通过一低压控制信号改变控制装置120的工作状态，从而通过控制装置120改变连接开关j0的工作状态，也即使得连接开关j0由连通变为断开状态，进而断开功率转换单元13的高压电源供给，使得功率转换单元13完全处于断电状态，避免功率转换单元13消耗比较高的待机功率，提高驱动电源的工作效率。另外，功率转换单元13中的自激振荡电路130激励高频变压器t初级绕组n0一侧的直流电振荡变化，使得高频变压器t次级绕组n4一侧感应出电信号给电发热件rht供电，从而使得功率转换单元13的转换效率比较高，进一步节约电能。
32.进一步的，如图2，自激振荡电路130包括电性连接在连接开关j0的输出端和地之间的第一三极开关晶体管q1、第二三极开关晶体管q2，第一三极开关晶体管q1和第二三极开关晶体管q2串联连接，第一三极开关晶体管q1、第二三极开关晶体管q2的两端还并联连接有第一电容c1、第二电容c2，第一电容c1和第二电容c2串联连接，第一电容c1和第二电容c2之间形成一电压中心点u0。
33.初级绕组n0包括中心线圈n1以及第一副线圈n2和第二副线圈n3，中心线圈n1的一端与电压中心点u0电性连接，中心线圈n1的另一端电性连接在第一三极开关晶体管q1和第二三极开关晶体管q2之间，也即中心线圈n1的另一端位于第一三极开关晶体管q1和第二三极开关晶体管q2之间的连接线路上。
34.第一副线圈n2的一端与第一三极开关晶体管q1的控制端电性连接，用于为第一三极开关晶体管q1提供启动信号。
35.第二副线圈n3的一端与第二三极开关晶体管q2的控制端电性连接，用于为第二三极开关晶体管q2提供启动信号。
36.自激振荡电路130还包括一启动电路131，启动电路131的一端与中心线圈n1电信连接，启动电路131的另一端与第一三极开关晶体管q1的控制端电性连接，启动电路131用于当功率转换单元13上电时打开第一三极开关晶体管q1。
37.上述实施例中的自激振荡电路130的工作原理为：当通过低压控制信号使得连接开关j0连通时，直流电源信号通过连接开关j0流入第一电容c1和第二电容c2，首先对第一电容c1进行充电，并通过串联连接的第一电容c1和第二电容c2对电源信号进行滤波处理，第一电容c1充电完毕后，在第一电容c1和第二电容c2之间形成一电压中心点u0。从电压中心点u0流出的电信号经由中心线圈n1进入启动电路131，启动电路131在第一三极开关晶体管q1的控制端产生一启动信号，通过该启动信号启动第一三极开关晶体管q1，从而使得第一三极开关晶体管q1首先导通。第一三极开关晶体管q1导通后，第一电容c1通过中心线圈n1和第一三极开关晶体管q1进行放电，并对第二电容c2充电。当第一电容c1放电停止后，第一三极开关晶体管q1关闭，中心线圈n1上的电信号消失，同时第二副线圈n3生出感应电压，当该感应电压达到第二三极开关晶体管q2门级导通电压阈值时，第二三极开关晶体管q2导通，进而第二电容c2通过第二三极开关晶体管q2、中心线圈n1和第一电容c1进行放电，并对第一电容进行充电c1，从而使得中心线圈n1再次产生电信号。第二电容c2放电结束后，第二三极开关晶体管q2关闭，中心线圈n1和第一副线圈n2上的电信号均消失，同时第一副线圈n2生出感应电压，当该感应电压达到第一三极开关晶体管q1门级导通电压阈值时，使得第一三极开关晶体管q1再次导通，从而使得第一电容c1再次通过中心线圈n1和第一三极开关晶体管q1进行放电，使得中心线圈n1再次产生电信号。以此往复，第一三极开关晶体管q1和第二三极开关晶体管q2交替导通，使得高频变压器t上的中心线圈n1产生自激振荡，从而使得高频变压器t的次级绕组n4上感应出电信号，电发热件rht根据该电源信号发热，以实现封口功能。
38.具体的，请再次参阅图2，启动电路131包括充电电阻r1、充电电容c3和触发二极管d1。充电电阻r1和充电电容c3串联在第一三极开关晶体管q1的电源通路的两端，触发二极管d1的一端与充电电容c3的正极端电性连接，触发二极管d1的另一端与第一三极开关晶体管q1的控制端电性连接。当连接开关j0闭合而上电时，电压中心点u0产生的电信号经由中心线圈n1加载到充电电阻r1上，进而通过充电电阻r1对充电电容c3进行充电，当充电电容c3两端的电压达到触发二极管d1的导通电压时，触发二极管d1导通，使得第一三极开关晶体管q1的控制端达到导通电压阈值，从而启动第一三极开关晶体管q1。本实施例中的触发二极管d1为双向触发，安装使用方便。
39.进一步的，第一副线圈n2通过第一rc耦合电路与第一三极开关晶体管q1的控制端电性连接，第二副线圈n3通过第二rc耦合电路与第二三极开关晶体管q2的控制端电性连接。具体的，第一rc耦合电路包括串联连接的第一耦合电容c4和第一耦合电阻r2，第二rc耦合电路包括串联连接的第二耦合电容c5和第二耦合电阻r3。第一副线圈n2上产生的感应电压通过第一耦合电路加载到第一三极开关晶体管q1的控制端，第二副线圈n3上产生的感应电压通过第二耦合电路加载到第二三极开关晶体管q2的控制端，使得第一三极开关晶体管q1和第二三极开关晶体管q2得到稳定有效的驱动信号。较佳的，第一三极开关晶体管q1的控制端还设置有第一稳压二极管d2和第一稳压电阻r7，第二三极开关晶体管q2的控制端还设置有第二稳压二极管d3和第二稳压电阻r8，从而使得第一三极开关晶体管q1和第二三极
开关晶体管q2在导通期间的导通电压信号更加稳定。
40.进一步的，为使得第一电容c1和第二电容c2更够彻底放电，第一电容c1和第二电容c2的的两端分别并联有一放电电阻r4、r5，从而使得第一三极开关晶体管q1和第二三极开关晶体管q2根据设定频率稳定变换，有效保证了中心线圈n1的自激振荡效果。
41.更具体的，上述实施例中的第一三极开关晶体管q1和第二三极开关晶体管q2优选为场效应管。
42.本发明封口机电路另一较佳实施例中，如图1和图2，还包括控制器2和与整流单元11的输出端电性连接的辅助电源电路14，辅助电源电路14用于为控制器2提供电源，控制器2与控制装置120电性连接，以向控制装置120发出相应的控制信号。
43.进一步的，对于上述控制装置120，其包括继电器ry和与继电器ry电性连接的开关电路，开关电路用于控制继电器的电源供给。更进一步的，开关电路包括与继电器ry电性连接的第三开关晶体管q3，第三开关晶体管q3的控制端用于与控制器2电性连接。本实施例中，该第三开关晶体管q3优选为三极管，控制器2通过控制该三极管控制端q3的门级电压水平来控制三极管的导通与否，从而控制继电器ry的电源供给，进而通过继电器ry控制连接开关j0的通/断。
44.进一步的，为避免连接开关j0吸合时产生的火花(电弧)造成安全隐患，连接开关j0的两端还并联设置一高频火花吸收电路。具体的，该高频火花吸收电路包括串联连接的安全电阻r6和安全电容c6，以及热敏电阻ntc1。本实施例中，安全电阻r6和安全电容c6以及热敏电阻ntc1构成一条件式充放电网络。当连接开关j0吸合而产生电弧火花时，温度升高，使得热敏电阻ntc1导通，从而使得高频电弧进入热敏电阻ntc1所在充放电网络，通过安全电阻r6与安全电容c6之间的充放电效应来消除电弧能量，当电弧火花消失时，热敏电阻ntc1断开充电网络，而由于流入连接开关j0的为直流电，因此电信号不会绕过连接开关j0而经由充电电阻r1和充电电容c3进入后端的功率转换单元13。
45.进一步的，电发热件rht的附近还设置有一与控制器2电性连接的温度传感器ntc0，控制器2还与控制装置120电性连接，控制器2可根据温度传感器ntc0的反馈控制连接开关j0的工作状态。本实施例中，控制器2可根据电发热件rht的实时温度来连通或断开连接开关j0，从而控制电发热件rht的加热时长，使得封口机的工作更加节约电能，而且操作方便。
46.另外，如图2，为进一步提升电源驱动电路的安全性能，输入单元10中还设置一机械式总启动开关sw和保险元件f1，通过该总启动开关sw控制市电的供给，通过该保险元件f1保护电源驱动电路内的元器件不被短路电流烧毁。
47.以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。