一種節能電磁鐵及atm機鈔箱制動裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電磁鐵領域，特別涉及一種節能的電磁鐵以及采用這種節能的電磁鐵的ATM機鈔箱制動裝置。
【背景技術】
[0002]在ATM機的應用中，電磁鐵主要用來對一些關鍵部位的機械結構進行推拉作業，電磁鐵通電吸合拉住機械負載使其打開或關閉，斷電后便恢復到原來位置。
[0003]電磁鐵是通電產生電磁的一種裝置。在鐵芯的外部纏繞與其功率相匹配的導電繞組，這種通有電流的線圈像磁鐵一樣具有磁性，它也叫做電磁鐵(electromagnet)。
[0004]在ATM機中，控制電磁鐵在這一直線推拉做功中，根據ATM機作業流程的不同，每個部位的電磁鐵需要連續通電的時間也會隨之出現差異，有的通電時間長，有的通電時間短，而結合電磁鐵的電氣參數，當接通24VDC電壓，連續超過一定時間，將會消耗很多的能量，而電磁鐵本體的溫度將會快速的上升，直至燒毀線圈。
[0005]因此，業界推出了不少節能電磁鐵，如中國專利公開號CN 204441022 U公開了一種節能電磁鐵，包括殼體、線圈一、線圈二、銜鐵組件、螺釘、支架、蓋、插頭座和手動桿，其中線圈一和線圈二安裝在線圈骨架上，線圈骨架和銜鐵組件安裝在殼體內，插頭座和手動桿安裝在殼體上側的蓋上。在初始階段兩并聯雙線圈同時供電，提供較大電磁力，使銜鐵組件移到保持位，在保持位靠單線圈提供保持壓力。
[0006]這種電磁鐵在初始兩并聯雙線圈同時供電，提供較大電磁力，使銜鐵組件移到保持位，在保持位置靠單線圈提供保持壓力，達到節能效果。線圈的產生的熱量較小，提高磁鐵的可靠度，降低維修次數。
[0007]上述電磁鐵雖然能夠有效地節能，且線圈的產生的熱量較小，提高磁鐵的可靠度，降低維修次數，但它對電磁鐵的結構做了改變，且體積較大。
[0008]
【發明內容】
[0009]本發明克服目前節能電磁鐵的上述不足，本發明提供一種節能電磁鐵，并將該節能電磁鐵應用于ATM機鈔箱制動裝置中，該節能電磁傀通過采用PWM控制信號對電源接入到電磁鐵導電繞組進行控制，在持續通電過程中，通過減小PWM信號的占空比有效地降低導電繞組中的電流，快速地減少電磁鐵的功耗，達到節能目的。
[0010]本發明所采用的技術方案是:一種節能電磁鐵，包括鐵芯和纏繞在鐵芯外部的導電繞組、為導電繞組提供電流的電源，設置在電源與導電繞組之間的控制開關，還包括控制控制開關閉合與否的控制裝置，所述的控制裝置產生的控制信號為控制開關閉合與否PWM信號。
[0011]通過控制PWM信號的占空比，可以有效地控制導電繞組中的電流，控制電磁鐵的功耗。
[0012]本發明還具備如下優選方式:
所述的控制開關為M0S管U16，所述的M0S管U16的源極和漏極分別接電源端和導電繞組的電源輸入端，柵極接所述的控制裝置的PWM信號輸出端。所述的M0S管U16采用型號為IRF5803的P溝道M0SFET。這種M0S管其通過源極的最大電流達到3.4A，導通壓降Vgs最小為IV。
[0013]所述的控制裝置包括輸出PWM邏輯信號的處理器、對PWM邏輯信號進行處理生成PWM信號的分壓偏置電路；所述的分壓偏置電路包括三極管Q15，PWM邏輯信號分別通過電阻R269和電阻R270接所述的三極管Q15的基極和發射極，三極管Q15的發射極接地；高電平通過電阻R265與電阻R268串連后接入到所述的三極管Q15的集電極，在電阻R265與電阻R268之間引出導線接所述的M0S管U16的漏極。在電阻R265與電阻R268之間與所述的M0S管U16的漏極之間的導線上串連有電阻R266，所述的電阻R256、電阻R268和電阻R266的阻值比為100:120:1。所述的三極管Q15的型號為Q8050。所述的電阻R265和電阻R268的阻值比為1:2o
[0014]利用三極管Q15用其外圍電路可以產生規范的PWM信號，對M0S柵極進行有效地控制。
[0015]在所述的電源輸出端還設置有保險絲F4。采用一個1.5Α的保險管可以對電路進行有.產地保護。
[0016]本發明還提供一種ATM機鈔箱制動裝置，在ATM機芯的控制下對鈔箱開閉進行制動，包括電磁鐵，所述的電磁鐵鐵芯和纏繞在鐵芯外部的導電繞組、為導電繞組提供電流的電源、設置在電源與導電繞組之間的控制開關、控制控制開關閉合與否的控制裝置；
所述的控制開關為型號為IRF5803的M0S管U16，所述的M0S管U16的源極和漏極分別接電源端和導電繞組的電源輸入端；
所述的控制裝置包括ATM機的主處理器，所述的ATM機的主處理器產生PWM邏輯信號，還包括對PWM邏輯信號進行處理生成PWM信號的分壓偏置電路；所述的分壓偏置電路包括三極管Q15，PWM邏輯信號分別通過電阻R269和電阻R270接所述的三極管Q15的基極和發射極，三極管Q15的發射極接地；高電平通過電阻R265與電阻R268串連后接入到所述的三極管Q15的集電極，在電阻R265與電阻R268之間引出導線接所述的M0S管U16的漏極。
[0017]利用節能電磁鐵作為ATM機鈔箱的制動機構，能夠較好地保護ATM機，延長ATM機的使用壽命。
[0018]本發明的ATM機鈔箱制動裝置中:所述的電阻R269和R270的阻值分別為1K歐姆和2K歐姆；所述的電阻R265、電阻R266和電阻R268的阻值分別為10K歐姆、100歐姆、12K歐姆，電源的輸出電壓為24VDC，三極管Q15的集電極上的高電平為24VDC。
[0019]該電磁鐵的主要電氣參數:工作電壓為標準的直流24VDC±5%;線圈的電阻為85 Ω ±10% ;響應時間小于等于40毫秒；其推拉桿的行程與吸力的關系為0mm ^ lOOOgf,2mm彡600gf，4mm彡300gf，連續通電的極限時間為60S。如圖1所示。
[0020]以下將結合附圖和實施例，對本發明進行較為詳細的說明。
【附圖說明】
[0021]圖1為電磁鐵行程與吸力曲線。
[0022]圖2為本發明的節能電磁鐵的邏輯原理圖。
[0023]圖3是數字PWM調制器的構成。
[0024]圖4是PWM控制電磁鐵的驅動電路。
【具體實施方式】
[0025]實施例1、如圖2所示，本實施例是一種節能的電磁鐵，可以使用到ATM機中，由ATM機中的處理器產生的PWM邏輯信號控制電磁鐵節能，在ATM機芯的控制下對鈔箱開閉進行制動，包括電磁鐵，電磁鐵鐵芯和纏繞在鐵芯外部的導電繞組、為導電繞組提供電流的電源、設置在電源與導電繞組之間的控制開關、控制控制開關閉合與否的控制裝置。圖4是對電磁鐵工作進行控制的電路，它是一個PWM信號調制器。
[0026]如圖4所示，控制開關為型號為IRF5803的M0S管U16，M0S管U16的源極和漏極分別接24V電源端和導電繞組的電源輸入端；
控制裝置包括ATM機的主處理器，ATM機的主處理器產生PWM邏輯信號，還包括對PWM邏輯信號進行處理生成PWM信號的分壓偏置電路；分壓偏置電路包括三極管Q15，PWM邏輯信號分別通過阻值為1K歐姆的電阻R269和2K歐姆的電阻R270接三極管Q15的基極和發射極，三極管Q15的發射極接地；24V的高電平通過阻值為10K歐姆電阻R265與12K歐姆的電阻R268串連后接入到三極管Q15的集電極，在電阻R265與電阻R268之間引出導線接所述的M0S管U16的漏極。也可以在導線上串連電阻阻值為100歐姆的電阻R66。這里的電阻在實際中可以調節，就是電阻R270為電阻R269的兩倍，電阻R269、電阻R265和電阻R268的大小基本關不多，電阻R268略大于電阻R265，電阻R266遠小于電阻R265與電阻R268，就可以了。
[0027]下面對本實施例整體控制邏輯描述:通過電磁鐵的電流大小不能調節，電磁鐵在吸合后長時間處于高電流狀態，而造成過多的功率損耗。本實施例主要介紹了基于軟件PWM控制的降低鈔箱電磁鐵功耗的實現方法，通過PWM控制器，調節控制信號的占空比，進而控制通給電磁鐵的平均電流。達到降低功耗的目的，控制的邏輯框圖如圖2所示。
[0028]圖2中MCU為32位的基于ARM核心的微控制器，其內部集成用于PWM輸出的定時器，以選擇接通時間和周期，執行PWM操作之前，通過軟件完成以下工作:
(1)設置提供調制方波的片上定時器/計數器的周期；
(2)在PWM控制寄存器中設置接通時間；
(3)設置PWM輸出的方向；
(4)啟動定時器；
(5)使能PWM控制器；
脈沖寬度調制(PWM)是英文“Pulse Width Modulat1n”的縮寫，簡稱脈寬調制。它是利用微處理器的數字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術，廣泛應用于測量，通信，功率控制與變換等許多領域。脈沖寬度調制(PWM)是一種對模擬信號電平進行數字編碼的方法。通過高分辨率計數器的使用，方波的占空比被調制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。PWM信號仍然是數字的，因為在給定的任何時刻，滿幅