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DC/DC电源模块在绣花机控制系统中的应用

1. 电脑绣花机的工作原理

  电脑绣花机的基本功能就是通过控制各电机协同配合工作,在布料上按照花样数据形成针迹完成刺绣过程。花样文件可以通过如软盘、U盘等存储介质拷贝到控制系统内部的存储器中,控制系统根据花样的要求来控制电机及其检测机构,使其协同工作,完成绣花功能。绣花机工作时,主轴电机通过传动轮带动针杆上下运动,而X轴和Y轴的步进电机带动着绣框在X、Y轴方向运动,刺绣品随绣框运动,从而刺绣出图案。当需要换色时,主控制器通过控制换色电机转动,通过换色机构带动换色杆移动,将穿有其它颜色线的针换上,继续刺绣。电脑绣花机控制系统由主控电路和外部设备构成,控制系统的结构框图如下。

  

 

  2.电源模块在绣花机控制系统中的应用

  图二为绣花机控制系统供电原理框图,系统工作情况如下:

  系统供电说明:AC/DC电源输出36V电压,分别给DC/DC模块、主轴电机、XY步进电机和电压转换芯片供电,DC/DC模块输出5V给显示屏、主轴电机中的编码器供电,同时通过LDO芯片转换成3.3V、1.8V电压给主板CPU供电。

  工作过程:系统上电时,显示屏、编码器、主轴电机、主轴驱动板通过主板CPU的初始化后正常工作。当人按键操作显示屏按钮,显示屏将信号反馈给主板CPU ,CPU将接受的指令内部处理,然后将处理后的信号传给主轴驱动板,通过驱动信号去控制电机的转动(方向、转速),电机将转轴信息传给编码器,编码器将接受的反馈信号传给电机,并且同时将信号传给CPU、主轴电机控制板,实现控制、编码、显示等一系列闭环控制的过程。

  

 

  3.DC/DC电源在系统应用中的工作要求

  首先,绣花机在工作过程中涉及到多个电机的控制以及供电,一方面为了防止电源电压受到其他负载设备影响,需要选择隔离的供电电源;另一方面电机启动瞬间会产生很高的电压尖峰,需要在电机前端加大电容抑制尖峰电压,防止对同母线其他电路供电有影响;同时,因电机内部是线圈,瞬间启动需要很大的启动电流,需要供电电源提供足够的启动功率。

  其次,在刺绣过程中,电机负载是不断变化的,因此电机转速必须实行闭环控制,对电源功率要求不仅仅保证稳态性能,在瞬间负载动态变化时也需要电源能稳定、可靠工作, DC/DC模块应当在大动态的变化下都保证系统能稳定工作。

  再次,供电时主板控制系统正常启动工作后,也是CPU内部进行初始化的过程,这时初始化时间必须要保证其他系统已经正常启动,否则初始化时读取的数据可能是电源未完全启动的非正常数据,从而使系统产生误动作。



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