一種採用觸控螢幕控制的電刷鍍電源的製作方法
2023-09-22 10:54:10
專利名稱：一種採用觸控螢幕控制的電刷鍍電源的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電刷鍍電源，尤其是一種採用觸控螢幕控制的電刷鍍電源，用於將交流功率輸入變換為直流功率輸出，屬於刷鍍的電源技術領域。
背景技術：
通常，完成一次電刷鍍過程有多個工藝步驟，一般會有以下幾個步驟:電淨一活化一鍍過渡層一鍍沉積鍍層，每個工藝步驟對電源的輸出電壓值和極性有不同的要求，需要不斷地對電源進行調節。據申請人了解，現有電刷鍍電源工藝參數的調整，大多在電源面板上通過轉換開關、旋鈕等控制元件來實現。在刷鍍過程中，經常會有刷鍍液滴落、粘附在控制元件上，刷鍍液具有一定的腐蝕性，工作環境也有一定的腐蝕性氣體產生，這些因素都會腐蝕控制元件裡的金屬觸點，造成控制元件工作壽命下降，可靠度降低等情況。檢索發現89218910.X、CN101698954B的中國專利分別公開了用於電刷鍍的電源技術改進方案，其中CN101698954B公開了一種具有遠程控制功能的電刷鍍電源，可以做到電源主機和遠程控制盒分屋存放，以避免損害電源主機，但其公開的控制輸入元件仍舊是傳統的主令電器，如電位器、電開關、旋轉編碼器。上述專利均未能解決刷鍍液對控制元件其造成損害的問題。
發明內容
本發明的目的在於:針對上述現有技術存在的問題，提出一種採用觸控螢幕控制的電刷鍍電源，取消面板上的所有主令電器，實現對電刷鍍電源輸出參數的電子調節。
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為了達到以上目的，本發明為採用觸控螢幕控制的電刷鍍電源；所述電源含有:輸入整流電路，用以將輸入的交流電轉變為直流電提供給逆變電路；逆變電路，用以將輸入的直流電轉變為受PWM脈寬調製控制電路I控制的交變電壓，輸出到高頻變壓器的初級；高頻變壓器，用以將初級的交變電壓降壓轉變為次級的交變電壓，提供給整流輸出電路；整流輸出電路，用以將輸入的交變電壓轉變為直流電壓，提供給電刷鍍；所述電源含有MCU單片機控制電路2，接收來自觸控螢幕3的控制命令，控制PWM脈寬調製控制電路I輸入受控端的控制電壓，改變PWM脈寬調製控制電路I輸出端的脈衝佔空比，用以調控電源輸出電壓的大小，提供電刷鍍工藝所需電參數。本發明進一步的完善是，所採用的觸控螢幕3為工業通用觸控螢幕，其內部含有嵌入式組態軟體，通過連接計算機可對其創建組態工程，也可以通過插入U盤對內部組態工程進行改變。組態完成後的觸控螢幕3可脫離計算機或U盤獨立運行內部組態工程，觸控螢幕3可以通過串口與其他智能設備通信。MCU單片機控制電路2通過串口和觸控螢幕3的串口相連；PWM脈寬調製控制電路I輸入受控端和MCU單片機控制電路2控制輸出端通過固態非易失性電位器IC耦合連接，建立了由「觸控螢幕3――>MCU單片機控制電路2――>PWM脈寬調製控制電路I——> 電源輸出電壓」控制迴路，以實現控制電源輸出電壓的目的。工作時，由觸控螢幕3內部含有的嵌入式組態軟體，經過組態，建立圖形化的控制界面，通過觸碰不同功能的控制圖元，發出不同的控制命令，經串口傳送給MCU單片機控制電路2，對PWM脈寬調製控制電路I進行控制，輸出滿足電刷鍍工藝要求的電參數。觸控螢幕3採用電阻觸控螢幕，面板防護等級IP65。顯然，採用本發明後可有效避免刷鍍液的侵蝕，操作手感好，圖形化的操作界面方便電刷鍍操作，減輕了勞動強度，提高刷鍍層的質量。
下面結合附圖對本發明作進一步的說明。圖1為本發明一個實施例的整體結構示意圖。圖2為圖1實施例的電路原理圖。圖3為圖2中PWM脈寬調製控制電路I的電路原理圖。圖4為圖2中MCU單片機控制電路2的電路原理圖。圖中ICl型號為TL494，IC2型號為MAX1232，IC3型號為ADM485，IC4型號為AT89C2051, IC5 型號為 X9C103。
具體實施例方式實施例一 本實施例採用觸控螢幕控制的電刷鍍電源如圖1所示，由安裝在電源機殼上的觸控螢幕3進行調節控制。其中電源的電路原理圖如圖2所示，由輸入整流電路、逆變電路、PWM脈寬調製控制電路1、高頻變壓器、輸出整流電路組成。輸入整流電路由整流橋ZD構成，用以將輸入的220V交流電轉變為直流電提供給逆變電路；逆變電路為由電容C2、C3、VM0S管V1、V2、T1組成的半橋拓撲逆變電路，用以將輸入的直流電轉變為受PWM脈寬調製控制電路I控制的交變電壓，輸出到高頻變壓器Tl的初級；高頻變壓器Tl用以將交變電壓降壓轉變為次級的交變電壓，提供給整流輸出電路；整流輸出電路由整流二極體D1、D2構成，用以將輸入的脈衝電壓轉變為直流電壓，電感L1、電容C4濾波後經極性切換控制電路J1、J2提供給電刷鍍。PWM脈寬調製控制電路I具體構成如圖3所示，以脈寬調製晶片ICl為核心，ICl的控制輸出端8腳和11腳分別輸出一組相位相反且帶有死區的方波信號，分別經電晶體Ql Q4組成的放大電路進行功率放大，通過脈衝變壓器T2、T3隔離驅動後分別接至大功率VMOS管V1、V2的柵極，以控制其通斷產生交變電壓；IC1的輸入受控端I腳經電阻RH、電阻R13連接到整流輸出電路的輸出端電容C4的正極，作為輸出電壓的反饋，用以穩定輸出電壓；IC1的參考電壓輸出端14腳輸出5V穩定電壓，經電阻R14連接到通過固態非易失性電位器IC5中內部電位器的高端，經IC5內部滑臂分壓後，IC5受控輸出端5腳輸出控制電壓到ICl的另一輸入受控端2腳，經由ICl內部放大器產生O 48%佔空比的方波信號用於控制電源輸出O 22V直流電壓；固態非易失性電位器IC5亦稱數字電位器，其受控輸入端和MCU單片機控制電路2中單片機IC4的受控輸出端相連，IC5內部的電位器滑臂的位置決定了控制電壓的大小。MCU單片機控制電路2具體構成如圖4所示，單片機IC4的串口通過串口接口晶片IC3按RS485通訊方式連接到觸控螢幕3的串口，IC4接收來自觸控螢幕3的控制命令，命令中包含IC5調節滑臂位置的信息，IC4根據命令改變IC5內部滑臂的位置，從而改變IC5受控輸出端的控制電壓的大小，進而改變ICl輸出脈衝佔空比的大小，達到調節電源輸出電壓值的目的。另外，觸控螢幕3也可以通過串口發出改變極性的命令給MCU單片機控制電路2，通過單片機IC4的受控輸出端腳13經電阻R22、電晶體Q5驅動繼電器J，改變中間繼電器Jl、J2狀態，改變輸出極性，從而實現用觸控螢幕3控制電源的目的。
工作時，交流220V電壓經過整流電路ZD，變成約310V左右的直流電，逆變電路在PWM脈寬調製控制電路的控制下，產生28KHz的PWM信號，驅動VMOS管Vl和V2交替導通和關斷，從而在脈衝變壓器T的次級產生最大22V左右的脈衝電壓，經二極體D1、D2全波整流，電感LI和電容C4濾波後得到最大22V左右的直流電壓，供電刷鍍使用。改變IC5受控輸出端的控制電壓即可改變脈寬的佔空比，即可調節輸出電壓的值；改變繼電器J的狀態，就可以改變電源的輸出極性。以上兩個調節參數的控制，由觸控螢幕3通過內部的組態工程來實現，從而實現調節電源參數，滿足刷鍍工藝的要求。本發明所採用的觸控螢幕3為工業通用觸控螢幕，其內部固化有作業系統，有嵌入版組態應用軟體，通過連接計算機可對其創建組態工程，也可以通過U盤對組態工程進行改變，組態完成後的觸控螢幕3可脫離計算機或U盤獨立運行內部組態工程，觸控螢幕3可以通過串口與其他設備通信。在本實施例中觸控螢幕3為北京崑崙通態自動化軟體科技有限公司生產的TPC1062KS，是一套以ARM結構嵌入式低功耗CPU為核心的高性能嵌入式一體化觸控螢幕，採用10英寸高亮度TFT液晶顯示屏，四線電阻式觸控螢幕，內建WinCE作業系統，預裝MCGS嵌入式組態軟體，面板防護等級IP65，可通過計算機或U盤對其內部的組態工程進行改變，其串口以RS232和RS485兩種方式和其他智能設備通訊。由於採用了觸控螢幕3作為控制元件，取消了面板上的所有主令電器和調節元件，採用數位訊號作為控制信號，有效地避免了刷鍍液對主令電器觸點帶來的損害。總之，本實施例採用觸控螢幕控制的電刷鍍電源通過逆變技術，將220V交流電源變換成直流O 22V左右的直流電壓，供電刷鍍工藝所需，另外採用觸控螢幕3對電源輸出參數進行調節。與現有技術相比有以下優點:採用逆變技術，取消了傳統鐵芯變壓器，大大地減輕了設備重量，節約了銅用量，降低了電源空載損耗，提高了電源轉換效率；採用單片機控制的PWM脈寬調製技術，通過數字電位器，替代了普通電位器，提高了產品的可靠性:採用觸控螢幕3，實現了控制數位化，控制界面圖形化，提高了產品的靈活性，避免了潮氣、灰塵、腐蝕性氣體帶來的接觸問題，提高了產品的可靠性。除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護範圍。
權利要求
1.一種採用觸控螢幕控制的電刷鍍電源，其特徵在於:電源機殼上裝有觸控螢幕(3)； 所述電源含有:輸入整流電路，用以將輸入的交流電轉變為直流電提供給逆變電路；逆變電路，用以將輸入的直流電轉變為受PWM脈寬調製控制電路⑴控制的交變電壓，輸出到高頻變壓器的初級；高頻變壓器，用以將初級的交變電壓轉變為次級的交變電壓，提供給輸出整流電路；輸出整流電路，用以將輸入的交變電壓轉變為直流電壓，提供給電刷鍍；所述電源含有MCU單片機控制電路(2)，接收來自觸控螢幕(3)的控制命令，控制PWM脈寬調製控制電路⑴輸入受控端的控制電壓，改變PWM脈寬調製控制電路⑴輸出端的脈衝佔空比，用以調控電源輸出電壓的大小，提供電刷鍍工藝所需電參數。
2.根據權利要求1所述的採用觸控螢幕控制的電刷鍍電源，其特徵在於:所採用的觸控螢幕(3)為工業通用觸控螢幕，其內部含有嵌入式組態軟體，通過連接計算機可對其創建組態工程，也可以通過U盤對組態工程進行改變，觸控螢幕可以通過串口與其他智能設備通信。
3.根據權利要求1所述的採用觸控螢幕控制的電刷鍍電源，其特徵在於:MCU單片機控制電路(2)中的單片機(IC4)的串口通過串口接口晶片(IC3)和觸控螢幕(3)的串口相連。
4.根據權利要求1所述的採用觸控螢幕控制的電刷鍍電源，其特徵在於:PWM脈寬調製控制電路(I)控制輸入端和MCU單片機控制電路(2)控制輸出端通過固態非易失性電位器(IC5)耦 合連接。
全文摘要
本發明涉及一種採用觸控螢幕控制的電刷鍍電源，屬於刷鍍的電源技術領域。該電源由安裝在機殼上的觸控螢幕(3)通過串口和MCU單片機控制電路(2)相連，觸控螢幕(3)內部含有嵌入式組態軟體，通過建立圖形化的控制界面，觸碰不同功能的控制圖元，發出不同的控制命令，經串口傳送給MCU單片機控制電路(2)，對PWM脈寬調製控制電路(1)進行控制，輸出滿足電刷鍍工藝要求的電參數。本發明的技術效果在於，用觸控螢幕取代了以往電刷鍍電源面板上所有主令開關及調節元件，觸控螢幕(3)面板IP65防護，有效地避免刷鍍液的侵蝕，操作手感好，圖形化的操作界面方便刷鍍操作，操作手感好，減輕了勞動強度，提高了刷鍍層的質量。
文檔編號H02M7/04GK103147103SQ20131009970
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月25日 優先權日2013年3月25日
發明者任曉方 申請人:任曉方