一种双路压电陶瓷喷射阀控制器的制作方法

1.本实用新型属于点胶机陶瓷压电喷射阀控制器的技术领域，具体涉及一种双路压电陶瓷喷射阀控制器。


背景技术：

2.非接触式点胶具备工作频率高，胶点体积小，胶点一致性好，胶液适应范围广等优点，因此，非接触式点胶在各行业的应用越来广泛，其中压电式点胶是非接触式点胶中广泛使用的一种方式，其原理是通过压电式点胶机中的压电陶瓷喷射阀具有双向作用的介质，可以实现电-力相互转化，在压电陶瓷喷射阀的压电陶瓷上通过高频率交流电，产生的作用力可以使压电陶瓷做同频震动。在点胶过程中，胶体被注射器内的恒压挤到喷嘴和撞针之间的空腔内，压电陶瓷驱动撞针沿喷嘴轴向震动，挤出胶体。在整个点胶系统中，压电陶瓷喷控制器是整个点胶过程的核心，控制器的输出驱动电源范围，电流能力，输出频率特性，硬件保护特性，就直接决定点胶系统的点胶精度，一致性以及系统的可靠性。
3.现有的压电陶瓷喷射阀工作时，瞬态电流变化与变化时间成反比，且变化关系趋近于指数曲线关系，现有的控制器，供电电源均不能提供大的瞬态电流导致控制器只能做单路输出。因此在进行a/b阀或者双阀点胶系统时，均是使用两套点胶控制器构成独立的两套控制系统实现分别对双阀进行单独控制，对控制系统的同步或者异步控制均由外部的主控系统或计算机实现，同步时间一般都是在毫秒等级，需要借助系统算法来消除同步误差，且同步误差消除并不理想。
4.因此，针对传统的双压电陶瓷喷射阀仅能够进行单路单独控制，两个压电陶瓷喷射阀存在同步性误差的缺陷，本实用新型公开了一种双路压电陶瓷喷射阀控制器。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种双路压电陶瓷喷射阀控制器，实现双路压电陶瓷喷射阀并的高同步性控制，有效降低两个压电陶瓷喷射阀之间的同步误差。
6.本实用新型通过下述技术方案实现：
7.一种双路压电陶瓷喷射阀控制器，包括电源转换电路，还包括压电陶瓷喷射阀接口、mcu控制器、两条半桥控制电路，所述半桥控制电路包括半桥驱动电路与半桥开关转换电路，所述半桥驱动电路的输入端与电源转换电路的输出端连接，所述半桥驱动电路的输出端与半桥开关转换电路的输入端连接并向半桥开关转换电路输入mos信号；所述半桥开关转换电路的输出端与压电陶瓷喷射阀接口连接；所述半桥驱动电路还与mcu控制器连接，所述mcu控制器的输出端设置有功能电路接口与通讯接口。
8.为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述半桥开关转换电路包括半桥电路、lc滤波电路、第一采样电路、第二采样电路、反向恢复电压产生电路、输出电压控制电路，所述半桥电路包括第一mos管与第二mos管，所述第一mos管的漏级、栅级、源级分别与电源转换电路的正极、半桥驱动电路的高端驱动输出端、第二mos管的漏级连接；所述第二mos管的栅
级与源级分别与半桥驱动电路的低端驱动输出端、第二采样电路的输入端连接；所述第一mos管的源级与第二mos管的漏级之间设置有lc滤波电路，所述lc滤波电路的输出端与输出电压控制电路的输入端连接，所述lc滤波电路的输出端与输出电压控制电路的输入端之间设置有第一采样电路；所述第二采样电路的输出端通过反向恢复电压产生电路与输出电压控制电路输入端连接，所述输出电压控制电路的输出端与压电陶瓷喷射阀接口连接。
9.为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述lc滤波电路包括串联的第一电感与第二电感、滤波电容，所述第一电感的输入端设置在第一mos管的源级与第二mos管的漏级之间，所述第二电感的输出端与第一采样电路的输入端连接；所述第一电感的输出端与第二电感的输入端之间设置有滤波电容。
10.为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述第一电感与第二电感均为pcb平面电感。
11.为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述反向恢复电压产生电路包括第一tvs二极管、第二tvs二极管、第三tvs二极管、恢复电容、第一恢复电阻、第二恢复电阻，所述第一tvs二极管的输入端与第二采样电路的输出端连接，所述第一tvs二极管的输出端与输出电压控制电路的输入端连接；所述第一tvs二极管的一侧依次并联有第二tvs二极管、第三tvs二极管、恢复电容、电阻支路，所述电阻支路上串联设置有第一恢复电阻与第二恢复电阻。
12.为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述第一采样电路包括与lc滤波电路的输出端并联的两个第一采样单元电路，所述第一采样单元电路包括依次串联的第一电阻、第二电阻、第三电阻，所述第三电阻的一侧并联有二极管。
13.为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述第二采样电路包括两个依次串联的第二采样单元电路，所述第二采样单元电路包括相互并联的第一采样支路与第二采样支路，所述第一采样支路上设置有第四电阻，所述第二采样支路上串联设置有第五电阻与第六电阻，所述第六电阻的一侧并联有二极管。
14.为了更好的实现本实用新型，进一步地，还包括硬件保护电路，所述硬件保护电路分别与半桥驱动电路、半桥开关转换电路、压电陶瓷喷射阀接口连接。
15.本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
16.本实用新型通过设置两条半桥控制电路，每一条半桥控制电路中通过半桥驱动电路驱动半桥开关转换电路向压电陶瓷喷射阀接口处安装的压电陶瓷喷射阀提供工作电压，进而使得两路半桥控制电路输出端的压电陶瓷喷射阀能够高同步性工作；与传统的单路控制压电陶瓷喷射阀相比，本实用新型采用双路电路直接控制压电陶瓷喷射阀的方式取代了传统单路通过外设控制系统控制压电陶瓷喷射阀的方式，不仅提高了两路压电陶瓷喷射阀的工作同步性，同时有效降低了使用成本。
附图说明
17.图1为本实用新型的电路系统结构示意图；
18.图2为半桥开关转换电路图；
19.图3为过压保护电路图；
20.图4为欠压保护电路图；
21.图5为半桥驱动电路图。
22.其中：1-电源转换电路；2-压电陶瓷喷射阀接口；3-mcu控制器；4-半桥驱动电路；5-半桥开关转换电路；6-硬件保护电路；51-半桥电路；52
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lc滤波电路；53-第一采样电路；54-第二采样电路；55-反向恢复电压产生电路；56-输出电压控制电路。
具体实施方式
23.实施例1：
24.本实施例的一种双路压电陶瓷喷射阀控制器，如图1和图5所示，包括电源转换电路1，还包括压电陶瓷喷射阀接口2、mcu控制器3、两条半桥控制电路，所述半桥控制电路包括半桥驱动电路4与半桥开关转换电路5，所述半桥驱动电路4的输入端与电源转换电路1的输出端连接，所述半桥驱动电路4的输出端与半桥开关转换电路5的输入端连接并向半桥开关转换电路5输入mos信号；所述半桥开关转换电路5的输出端与压电陶瓷喷射阀接口2连接；所述半桥驱动电路4还与mcu控制器3连接，所述mcu控制器3的输出端设置有功能电路接口与通讯接口。
25.电源转换电路1将交流电源转换为150v和15v的直流电源并通过电源接口输送至两条半桥控制电路。对应两条半桥控制电路设置有两个压电陶瓷喷射阀接口2，每一条半桥控制电路包括依次连接的半桥驱动电路4与半桥开关转换电路5，通过mcu控制器3控制半桥驱动电路4向半桥开关转换电路5输入高频电压与低频电压，进而驱动半桥开关转换电路5向压电陶瓷喷射阀接口2输出电压，压电陶瓷喷射阀接口2与压电陶瓷喷射阀连接，进而实现双路同步驱动压电陶瓷喷射阀工作，能够有效消除两路压电陶瓷喷射阀的同步误差。
26.实施例2：
27.本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，如图2所示，所述半桥开关转换电路5包括半桥电路51、lc滤波电路52、第一采样电路53、第二采样电路54、反向恢复电压产生电路55、输出电压控制电路56，所述半桥电路51包括第一mos管与第二mos管，所述第一mos管的漏级、栅级、源级分别与电源转换电路1的正极、半桥驱动电路4的高端驱动输出端、第二mos管的漏级连接；所述第二mos管的栅级与源级分别与半桥驱动电路4的低端驱动输出端、第二采样电路54的输入端连接；所述第一mos管的源级与第二mos管的漏级之间设置有lc滤波电路52，所述lc滤波电路52的输出端与输出电压控制电路56的输入端连接，所述lc滤波电路52的输出端与输出电压控制电路56的输入端之间设置有第一采样电路53；所述第二采样电路54的输出端通过反向恢复电压产生电路55与输出电压控制电路56输入端连接，所述输出电压控制电路56的输出端与压电陶瓷喷射阀接口2连接。
28.通过lc滤波电路52对半桥电路51输出信号进行滤波，进而使得输出信号更加平滑。通过第一采样电路52与第二采样电路54对整个半桥开关转换电路5中的电压与电流进行采样，实现整个半桥开关转换电路5的过压、欠压、过流采样监测，并将采样信号输入下级电路实现电路系统的保护。同时，通过反向恢复电压产生电路55产生压电陶瓷反向恢复电压，加速压电陶瓷的变形恢复，进而有效提升整个电路系统的响应速度，进一步消除两路压电陶瓷喷射阀之间的同步误差。
29.本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。
30.实施例3：
31.本实施例在上述实施例1或2的基础上做进一步优化，如图2所示，所述lc滤波电路52包括串联的第一pcb平面电感与第二pcb平面电感、滤波电容，所述第一pcb平面电感的输入端设置在第一mos管的源级与第二mos管的漏级之间，所述第二pcb平面电感的输出端与第一采样电路53的输入端连接；所述第一pcb平面电感的输出端与第二pcb平面电感的输入端之间设置有滤波电容。
32.优选的，所述第一电感与第二电感均为pcb平面电感。
33.本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。
34.实施例4：
35.本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上做进一步优化，如图2所示，所述反向恢复电压产生电路55包括第一tvs二极管、第二tvs二极管、第三tvs二极管、恢复电容、第一恢复电阻、第二恢复电阻，所述第一tvs二极管的输入端与第二采样电路54的输出端连接，所述第一tvs二极管的输出端与输出电压控制电路56的输入端连接；所述第一tvs二极管的一侧依次并联有第二tvs二极管、第三tvs二极管、恢复电容、电阻支路，所述电阻支路上串联设置有第一恢复电阻与第二恢复电阻。
36.本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。
37.实施例5：
38.本实施例在上述实施例1-4任一项的基础上做进一步优化，如图2所示，所述第一采样电路53包括与lc滤波电路52的输出端并联的两个第一采样单元电路，所述第一采样单元电路包括依次串联的第一电阻、第二电阻、第三电阻，所述第三电阻的一侧并联有二极管。
39.本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。
40.实施例6：
41.本实施例在上述实施例1-5任一项的基础上做进一步优化，如图2所示，所述第二采样电路54包括两个依次串联的第二采样单元电路，所述第二采样单元电路包括相互并联的第一采样支路与第二采样支路，所述第一采样支路上设置有第四电阻，所述第二采样支路上串联设置有第五电阻与第六电阻，所述第六电阻的一侧并联有二极管。
42.本实施例的其他部分与上述实施例1-5任一项相同，故不再赘述。
43.实施例7：
44.本实施例在上述实施例1-6任一项的基础上做进一步优化，还包括硬件保护电路6，硬件保护电路6分别与半桥驱动电路4、半桥开关转换电路5、压电陶瓷喷射阀接口2连接。
45.针对整个电路系统可能发生的过压、欠压、过流等情况，对应设置有过压保护电路、欠压保护电路、过流保护电路等共同组成硬件保护电路6。
46.如图3所示为过压保护电路，如图4所示为欠压保护电路。硬件保护电路6是通过过压保护电路、欠压保护电路、过流保护电路等硬件电路直接构成保护电路，进而对半桥驱动电路4、半桥开关转换电路5、压电陶瓷喷射阀接口2进行快速响应保护，使得保护响应时间≤100微秒。并且硬件保护电路6可以进入锁定状态，即预先设定的可能对系统电路造成严重损害的故障发生时，硬件保护电路6回见陶瓷压电阀的电源输出直接切断并进行报警，并且需要重启系统才能解除错误报警，从而可靠的保护昂贵的压电陶瓷喷射阀。
47.本实施例的其他部分与上述实施例1-6任一项相同，故不再赘述。
48.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。