卷径自适应式收放卷张力控制器电路

摘要

本发明涉及一种以磁粉离合器/制动器作为卷绕张力执行部件的具有卷径自适应功能的卷绕物收放卷张力控制器电路。现有产品造价昂贵、操作麻烦。本发明的控制器电路包括直流稳压电源电路、主回路电路、反馈控制电路、卷径自适应控制电路、自动锥度控制电路、信号输入与功能选择电路。本发明易小型化与模块化、无需张力传感器、结构简单、功能强、可靠性高、低功耗、性价比高，并实现了收卷自动变张力控制，还提供了初始卷径、初始力矩的预设功能以满足不同场合的操作控制需求。本发明所述的控制器电路既可独立使用、也可受控于上级控制器。

主权项

1、卷径自适应式收放卷张力控制器电路，包括直流稳压电源电路、主回路电路、反馈控制电路、卷径自适应控制电路、自动锥度控制电路、信号输入与功能选择电路，其特征在于：直流稳压电源电路包括功率连接件CN1，功率连接件CN1包括有六个输入端子，分别为MK1端子、MK2端子、GND端子、AC1端子、AC2端子和DCI端子；MK1端子与输出控制点A连接，MK2端子和GND端子接地，AC1端子和AC2端子分别与整流桥Q1的交流输入端a1和a2连接；整流桥Q1的正输出端d1与电源滤波电感L2的输入端和整流二极管D3的阴极连接，负输出端d2接地；功率连接件CN1的DCI端子与整流二极管D3的阳极连接，整流二极管D3的阴极与电源滤波电感L2的输入端连接；电源滤波电感L2的输出端分别与电源滤波电容C9的正端、抗扰电感L3的输入端、+24V电源输出端VDD连接，抗扰电感L3的输出端分别与抗扰电容C10的正端和开关电源芯片PW2的电源输入端IN连接，电源滤波电容C9的负端和抗扰电容C10的负端接地；开关电源芯片PW2的使能端EN和接地端GND接地，电源输出端OUT分别与续流二极管D2的阴极和输出滤波电感L4的一端连接；输出滤波电感L4的另一端分别与开关电源芯片PW2的反馈输入端FB、输出滤波电容C11的正端、输出高频电容C12的一端、+12V电源输出端Vcc连接，续流二极管D2的阳极、输出滤波电容C11的负端和输出高频电容C12的另一端接地，反极性电源芯片PW3的电源输入端IN与+12V电源输出端Vcc连接，反极性电源芯片PW3的电源输出端OUT分别与-12V电源输出端VSS和反极性输出电容C14的负端连接，反极性电源芯片PW3的外接电容正端C+与CUK电容C13的正端连接，反极性电源芯片PW3的外接电容负端C-与CUK电容C13的负端连接，反极性电源芯片PW3的接地端GND和反极性输出电容C14的正端接地；主回路电路包括脉宽调制芯片PW1，其电源输入端IN与+24V电源输出端VDD连接，使能端EN分别与使能电阻R0的一端和跳针开关JP1的一端连接，电容输入端BS与开关电容C0的一端连接，电源输出端OUT分别与开关电容C0的另一端和输出保护电感L1的一端以及输出反接二极管D1的阴极连接，反馈输入端FB分别与上分压电阻R8的一端和下分压电阻R9的一端连接，接地端GND接地；使能电阻R0的另一端与+12V电源输出端Vcc连接，跳针开关JP1的另一端、输出反接二极管D1的阳极和下分压电阻R9的另一端接地，输出保护电感L1的另一端分别与输出控制点A和上检测电阻R2的一端连接，上检测电阻R2的另一端分别与下检测电阻R1的一端、检测电容C1的一端和反馈电阻R3的一端连接，下检测电阻R1的另一端和检测电容C1的另一端接地；反馈控制电路包括给定跟随器运算放大器AM1、反馈跟随器运算放大器AM2和调节器运算放大器AM3；给定跟随器运算放大器AM1的正输入端分别与给定滤波电阻R10的一端和给定滤波电容C5的一端连接，负输入端分别与给定跟随器运算放大器AM1的输出端和调节器负输入端电阻R5的一端连接，给定滤波电容C5的另一端接地，给定滤波电阻R10的另一端与张力/力矩选择开关K2的输出端连接；反馈跟随器运算放大器AM2的正输入端分别与反馈电阻R3的另一端和反馈电容C2的一端连接，负输入端分别与反馈跟随器运算放大器AM2的输出端和调节器正输入端电阻R4的一端连接，反馈电容C2的另一端接地；调节器运算放大器AM3的正输入端分别与调节器正输入端电阻R4的另一端和调节器分压电阻R6的一端连接，调节器分压电阻R6的另一端与调节器分压电容C3的一端连接，调节器分压电容C3的另一端接地；调节器运算放大器AM3的负输入端分别与调节器反馈电阻R7的一端和调节器负输入端电阻R5的另一端连接，调节器反馈电阻R7的另一端与调节器反馈电容C4的一端连接，调节器反馈电容C4的另一端分别与调节器运算放大器AM3的输出端和上分压电阻R8的另一端连接；卷径自适应控制电路包括卷径乘法器ML1，其正电源端VS和负电源端-VS分别与+12V电源输出端Vcc和-12V电源输出端VSS连接，负被乘数端X2接地，卷径乘法器ML1的正被乘数X1端与噪声滤波电阻R15的一端和噪声滤波电容C6的一端连接，噪声滤波电容C6的另一端接地，噪声滤波电阻R15的另一端分别与收卷/放卷选择开关K1的输出端、张力/力矩选择开关K2的力矩端T连接；卷径乘法器ML1的正乘数端Y1分别与卷径跟随放大器AM4的输出端和负输入端、锥度电位器RP1的中心端连接，卷径乘法器ML1的负乘数端Y2与初始卷径电位器RP2的中心端连接，卷径乘法器ML1的输出OUT分别与张力/力矩选择开关K2的张力选择端F、上限压电阻R11的一端连接，卷径乘法器ML1的偏置端Z分别与上限压电阻R11的另一端和下限压电阻R12的一端连接，下限压电阻R12的另一端与初始力矩电位器RP3的中心端连接，初始力矩电位器RP3的一端与接地、另一端与限矩电阻R13的一端连接，限矩电阻R13的另一端与+12V电源输出端Vcc连接；初始卷径电位器RP2的一端接地、另一端与限径电阻R14的一端连接，限径电阻R14的另一端与-12V电源输出端VSS连接；自动锥度控制电路包括锥度乘法器ML2，锥度乘法器ML2的正电源端VS和负电源端-VS分别与+12V电源输出端Vcc和-12V电源输出端VSs连接，负被乘数端X2接地，锥度乘法器ML2的正被乘数端X1分别与指令滤波电阻R18的一端和指令滤波电容C7的一端连接，指令滤波电容C7的另一端接地；锥度乘法器ML2的正乘数端Y1分别与偏置滤波电容C15的一端、上偏置电阻R22的一端和下偏置电阻R23的一端连接，上偏置电阻R22的另一端与+12V电源输出端Vcc连接，下偏置电阻R23的另一端和偏置滤波电容C15的另一端接地；锥度乘法器ML2的负乘数端Y2分别与上锥度电阻R19的一端和下锥度电阻R20的一端连接，锥度乘法器ML2的输出端OUT分别与收卷/放卷选择开关K1的收卷端W和上限幅电阻R16的一端连接，锥度乘法器ML2的偏置端Z分别与上限幅电阻R16的另一端和下限幅电阻R17的一端连接，下限幅电阻R17的另一端接地，上锥度电阻R19的另一端与锥度电位器RP1的一端连接，下锥度电阻R20的另一端接地，锥度电位器RP1的另一端与其中心端和卷径跟随放大器AM4的输出端及其负输入端连接，卷径跟随放大器AM4的正输入端与卷径滤波电容C8的一端和卷径滤波电阻R21的一端连接，卷径滤波电容C8的另一端接地；信号输入与功能选择电路包括信号输入连接件CN2，包括卷径信号输入端Ur、张力给定信号输入端Uf0、+12V电源输出端VCC和接地端GND；+12V电源输出端VCC与+12V电源输出端Vcc连接，张力给定信号输入端Uf0与收卷/放卷选择开关K1的放卷端UW和指令滤波电阻R18的另一端连接，卷径信号输入端Ur与卷径滤波电阻R21的另一端连接，接地端GND接地；收卷/放卷选择开关K1的输出端与张力/力矩选择开关K2的力矩端T连接。