專利名稱：數字化控制pu板的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種紡織機械工業自動化控制產品，具體為一種用于噴氣織機的數字化控制PU(Power Unit，功率單元)板。
(二)
背景技術：
噴氣織機的啟動/制動機構通常采用圓盤式電磁離合制動器。電磁離合器的帶電和失電，使電磁引力及摩擦力產生和消失，以實現織機的啟動、停車和制動。迅速有力、平穩可靠的啟動/制動機構是高速織機的重要輔助器件。啟動和制動是互相聯系的動作，啟動和制動都要迅速，并按織機定位要求制動。定位制動為順利啟動引緯和打緯提供了條件，是制織優質織物的重要前提。 現有的噴氣織機中，控制電磁離合器的PU產品都是采用模擬控制方式，其缺點是損壞率極高，可維修性低，購買率高，因此，用戶成本大大提高。
發明內容本實用新型針對上述問題，提供一種數字化控制PU板，該產品采用數字控制技
術，能準確、迅速、有效地控制電磁離合器的工作，滿足噴氣織機的制織要求。 本實用新型的技術方案是這樣的 數字化控制PU板，其包括高壓輸入濾波模塊，用于對直流高壓電源進行濾波處理；控制電源濾波及變換模塊，用于對+24VDC電源進行濾波處理，并產生控制電路所需要的+15V和+5V電源；開關單元A、開關單元B及開關單元C，分別由M0SFET構成，完成對A、B、 C三個通道直流高壓電源的開啟/關斷控制；A路控制隔離驅動模塊、B路控制隔離驅動模塊及C路控制隔離驅動模塊，用于對開關單元A、開關單元B及開關單元C的M0SFET控制信號的自舉和隔離驅動，實現MOSFET的開通和關斷；控制信號輸入隔離驅動模塊，用于對開關單元A、開關單元B及開關單元C的開關控制、故障復位以及電流正常指示信號的隔離驅動；其還包括A路過流采樣模塊、B路過流采樣模塊及C路過流采樣模塊，用于將Ra、Rb及Rc三個采樣電阻采集到的電流信號與預設的基準值進行比較，并將產生的信號送至數字控制處理單元模塊以及數字控制處理單元模塊，根據開關單元A、開關單元B及開關單元C的開關控制信號、過流信號來決定對應的M0SFET是否開啟以及何時開啟。[0007] 本實用新型進一步的技術方案為 所述數字控制處理單元模塊包括載頻和延時時序產生電路，過流、截流處理電路以及通道控制信號產生電路；所述載頻和延時時序產生電路包括兩個用于對外部輸入的時鐘信號CLK進行計數的自由運行計數器；計數器1的值通過四個比較電路與不同的預設值相比較，并將比較信號用來置位對應的觸發器，產生四個不同占空比的載頻信號P麗1 P麗4 ;計數器2用來產生不同延時時序信號DL1 DL8 ;所述過流、截流處理電路，由觸發器1產生所有三個輸出通道的封鎖信號L0CK，當任意一個通道過流時產生過流信號0C ;觸發器2產生A輸出通道的封鎖信號L0CKA，當A通道出現截流時產生截流信號OCA ;觸發器3產生B輸出通道的封鎖信號L0CKB，當B通道出現截流時產生截流信號OCB ;觸發器4產生C輸出通道的封鎖信號LOCKC，當C通道出現截流時產生截流信號OCC ;所述通道控制信號產生電路，分別產生A通道控制信號P麗CHA、B通道控制信號P麗CHB、C通道控制信號P麗CHC。[0009] 本實用新型采用了數字控制處理單元模塊，能夠根據輸出單元發生的過流指示信號，準確、迅速地自動調節MOSFET的重新開啟時間，大大提高了 PU產品的可靠性及使用壽命，便于診斷維護，降低成本。
圖1為本實用新型的結構框圖； 圖2為本實用新型中的A通道的原理圖； 圖3為本實用新型中的載頻和延時時序產生電路的原理框圖； 圖4為本實用新型中的過流、截流處理電路的原理框圖； 圖5為本實用新型中的通道控制信號產生電路的原理框圖。
具體實施方式如圖l所示，本實用新型由三個相對獨立的高壓輸出單元，即A路輸出、B路輸出及C路輸出構成。本實用新型包括以下模塊 1 、高壓輸入濾波模塊，用于對直流高壓電源進行濾波處理。 2、控制電源濾波及變換模塊，用于對+24VDC電源進行濾波處理，并產生控制電路所需要的+15V和+5V電源。 3、開關單元A、開關單元B及開關單元C，分別由M0SFET(金屬氧化物半導體場效
應管)構成，完成對A、B、C三個通道直流高壓電源的開啟/關斷控制。 4、 A路控制隔離驅動模塊、B路控制隔離驅動模塊及C路控制隔離驅動模塊，用于
對開關單元A、開關單元B及開關單元C的M0SFET控制信號的自舉和隔離驅動，實現M0SFET
的開通和關斷。 5、控制信號輸入隔離驅動模塊，用于對開關單元A、開關單元B及開關單元C的開關控制、故障復位以及電流正常指示信號的隔離驅動。 6、A路過流采樣模塊、B路過流采樣模塊及C路過流采樣模塊，用于將Ra、Rb及Rc
三個采樣電阻采集到的電流信號與預設的基準值進行比較，并將產生的信號送至數字控制處理單元模塊。 7、數字控制處理單元模塊，采用ALTERA的CPLD (復雜可編程邏輯器件)EPM7032或EPM7064來實現過流保護和開關控制。它根據開關單元A、開關單元B及開關單元C的開關控制信號、過流信號來決定對應的MOSFET是否開啟以及何時開啟。當過流信號產生時，該模塊會自動關斷對應通道的高壓直流電源，并且作適當延時以后自動重新開啟對應的M0SFET，恢復該通道高壓直流電源的輸出。 如圖2所示，以A通道為例，輸入的開啟控制信號AH有效時(圖中為高電平)，輸出M0SFET的控制信號AH0變為高，使M0SFET開通，A通道輸出高壓，產生電流信號Ia，當Ia超過設定值時產生過流信號0C，使輸出控制信號AH0立即變為低，關斷高壓輸出。當過流信號0C消失以后，經過適當的延時tr，再重新輸出AH0，再次開啟A通道的M0SFET。如此反復不已，直到輸入的控制信號AH撤消為止。B、 C兩個通道與A通道情況相仿。 數字控制處理單元模塊是本實用新型的核心，它根據三個通道相應開關控制信
號、過流信號以及截流信號來決定對應的M0SFET是否開啟以及何時開啟。其中，當過流信
號有效時，在CPLD中將產生一個過流狀態信號，同時關斷所有三個通道的高壓輸出，以保
護功率開關部件。只有當故障復位信號有效時，該過流狀態信號才會撤消，也只有此時才能
再次輸出高壓直流電源。當截流信號產生時，該部件會自動關斷對應通道的高壓直流電源，
并且作適當延時以后自動開啟對應的M0SFET，恢復該通道高壓直流電源的輸出。 數字控制處理單元模塊由如下三大功能模塊構成 1、載頻和延時時序產生電路 如圖3所示，兩個自由運行計數器對外部輸入的時鐘信號CLK( 一般選擇2Mz)進行計數，計數器1的值與4個不同的預設值比較，該比較信號用來置位對應的觸發器，自由運行計數器回零時各觸發器也同時清零，這樣就產生4個不同占空比的載頻信號P麗1 P麗4，然后通過片外的選擇開關，選擇合適的脈寬載頻信號參與對應通道M0S管的開啟/關斷控制，從而使MOS管因開啟時間過長而損壞。 計數器2用來產生不同延時時序信號DL1 DL8，過流或截流處理電路可以根據情況選擇使用。 2、過流、截流處理電路 如圖4所示，觸發器1產生所有3個輸出通道的封鎖信號LOCK。當任意一個通道過流時，都會產生過流信號0C。 一旦OC信號出現，觸發器1將被置位，LOCK變為邏輯l，它將會立即封鎖3個通道的所有輸出，使其輸出關斷。只有經過DLx(根據需要從DLl DL8中選擇)所規定的延時時間后，LOCK信號才會撤消，從而重新開啟輸出M0S管。[0031] 觸發器2產生A輸出通道的封鎖信號L0CKA。當A通道出現截流時，都會產生截流信號0CA。 一旦OCA信號出現，觸發器2將被置位，LOCKA變為邏輯1，它將會立即封鎖A通道的輸出，使其輸出關斷。只有經過DLA(根據需要從DL1 DL8中選擇)所規定的延時時間后，LOCKA信號才會撤消，從而重新開啟A通道輸出MOS管。 觸發器3、觸發器4分別用來處理B通道、C通道的截流，處理過程與A通道類似。[0033] 3、通道控制信號產生電路 如圖5所示，當過流時，封鎖信號LOCK為l，從而使或門1 6的輸出全變為l，使或非門1 3的輸出全變為0，即P麗CHA、 P麗CHB、 P麗CHC無效，關斷所有通道的輸出。[0035] 當A通道截流信號L0CKA為1時，只是暫時封鎖A通道的輸出，B、C通道不受影響；一旦L0CKA變為0， A通道立即恢復輸出。[0036] B、C通道的控制信號產生與A通道類似。 其中PWMA、P麗B、P麗C為A、B、C通道根據實際情況從P麗l P麗4中選擇的脈寬調制信號。
權利要求數字化控制PU板，包括高壓輸入濾波模塊，用于對直流高壓電源進行濾波處理；控制電源濾波及變換模塊，用于對+24VDC電源進行濾波處理，并產生控制電路所需要的+15V和+5V電源；開關單元A、開關單元B及開關單元C，分別由MOSFET構成，完成對A、B、C三個通道直流高壓電源的開啟/關斷控制；A路控制隔離驅動模塊、B路控制隔離驅動模塊及C路控制隔離驅動模塊，用于對開關單元A、開關單元B及開關單元C的MOSFET控制信號的自舉和隔離驅動，實現MOSFET的開通和關斷；控制信號輸入隔離驅動模塊，用于對開關單元A、開關單元B及開關單元C的開關控制、故障復位以及電流正常指示信號的隔離驅動；其特征在于，其還包括A路過流采樣模塊、B路過流采樣模塊及C路過流采樣模塊，用于將Ra、Rb及Rc三個采樣電阻采集到的電流信號與預設的基準值進行比較，并將產生的信號送至數字控制處理單元模塊；以及數字控制處理單元模塊，根據開關單元A、開關單元B及開關單元C的開關控制信號、過流信號來決定對應的MOSFET是否開啟以及何時開啟。
2. 根據權利要求1所述的數字化控制PU板，其特征在于所述數字控制處理單元模塊包括載頻和延時時序產生電路，過流、截流處理電路以及通道控制信號產生電路；所述載頻和延時時序產生電路，包括兩個用于對外部輸入的時鐘信號CLK進行計數的自由運行計數器；計數器1的值通過四個比較電路與不同的預設值相比較，并將比較信號用來置位對應的觸發器，產生四個不同占空比的載頻信號P麗1 P麗4 ;計數器2用來產生不同延時時序信號DL1 DL8 ;所述過流、截流處理電路，由觸發器1產生所有三個輸出通道的封鎖信號LOCK,當任意一個通道過流時產生過流信號0C ;觸發器2產生A輸出通道的封鎖信號L0CKA，當A通道出現截流時產生截流信號OCA ;觸發器3產生B輸出通道的封鎖信號L0CKB，當B通道出現截流時產生截流信號0CB ;觸發器4產生C輸出通道的封鎖信號L0CKC，當C通道出現截流時產生截流信號0CC ;所述通道控制信號產生電路，分別產生A通道控制信號P麗CHA、 B通道控制信號P麗CHB、 C通道控制信號P麗CHC。
專利摘要本實用新型涉及一種用于噴氣織機的數字化控制PU板，其包括高壓輸入濾波模塊，控制電源濾波及變換模塊，開關單元A、開關單元B及開關單元C，A路控制隔離驅動模塊、B路控制隔離驅動模塊及C路控制隔離驅動模塊，控制信號輸入隔離驅動模塊，A路過流采樣模塊、B路過流采樣模塊及C路過流采樣模塊，以及數字控制處理單元模塊，該模塊根據開關單元A、B、C的開關控制信號、過流信號來決定對應的MOSFET是否開啟以及何時開啟。本實用新型采用了數字控制處理單元模塊，能夠根據輸出單元發生的過流指示信號，準確、迅速地自動調節MOSFET的重新開啟時間，大大提高了PU產品的可靠性及使用壽命，便于診斷維護，降低成本。
文檔編號H02M3/155GK201479005SQ20092023449
公開日2010年5月19日 申請日期2009年8月18日 優先權日2009年8月18日
發明者張美成 申請人:無錫市希特科技有限公司