專利名稱：脈沖斜率控制電路的制作方法
脈沖斜率控制電路技術領域
本申請涉及控制電路領域，特別是涉及一種脈沖斜率控制電路。
技術背景
噴繪打印機的壓電式噴頭的工作原理為將脈沖電壓作用到噴頭上，使噴頭受脈 沖電壓的控制進行噴墨，一次脈沖電壓可以使得噴頭產生一次噴射。脈沖電壓的大小，將直 接影響到噴出墨量的多少，并最終影響噴繪效果。
現有的壓電式噴頭的脈沖電壓，通常為對電源的脈沖化而得到，即打開電源一段 時間再關閉，就得到一個脈沖，該脈沖的最高電壓就是電源的輸出電壓。
通過對現有技術研究，申請人發(fā)現現有的壓電式噴頭所使用的電源得到的脈沖 通常為矩形脈沖，而矩形脈沖中，電平通常在高低電平之間直接轉換，變化幅度較大，當作 用在噴頭上時，噴頭的噴墨量不均勻，導致噴繪效果不理想。發(fā)明內容
有鑒于此，為解決上述技術問題，本申請實施例提供一種脈沖斜率控制電路，可以 產生梯形脈沖，在脈沖的上升段和下降段均有一定的斜率，當作用于噴頭時，使得噴頭的噴 墨量更加均勻，提高噴繪質量。
為實現上述目的，本申請實施例提供的技術方案如下
—種脈沖斜率控制電路，包括第一功率開關(1)、第一電容(C2)、第一充電電路 O)、第一穩(wěn)壓電路(3)、第二功率開關0)、第二電容(C4)、第二充電電路(5)、第二穩(wěn)壓電 路(6)和直流電源，其中
所述第一功率開關(1)的第二端與第二功率開關的第一端相連接，所述第一 功率開關(1)的第一端作為電壓輸入端，第二端作為電壓輸出端，且所述第二功率開關(4) 的第二端接地；
所述第一功率開關(1)的第一端與第一控制端之間連接有所述第一電容(C2)，所 述第一功率開關(1)的第二控制端輸入有第一控制信號；所述第一充電電路( 一端連接 在所述第一電容(以)與第一功率開關(1)第一控制端的連接點上，另一端與直流電源相連 接，且所述第一充電電路( 的控制端輸入有第二控制信號；所述第一穩(wěn)壓電路C3)位于所 述第一功率開關(1)的第一控制端與第二端之間；
所述第二功率開關的第一端與第一控制端之間連接有所述第二電容(C4)，所 述第二功率開關的第二控制端輸入有第三控制信號；所述第二充電電路( 一端連接 在所述第二電容(C4)與第二功率開關(4)第一控制端的連接點上，另一端與直流電源相連 接，且所述第二充電電路( 的控制端輸入有第四控制信號；所述第二穩(wěn)壓電路(6)位于所 述第二功率開關的第一控制端與第二端之間。
優(yōu)選地，所述第一功率開關(1)包括第一 M0SFET管0^9)和第一三極管(Q1)，其 中4
所述第一 MOSFET管0^9)的漏極作為第一功率開關(1)的第一端，源極作為第一 功率開關(1)的第二端，所述第一 MOSFET管0^9)的柵極作為第一功率開關(1)的第一控 制端；
所述第一三極管Oil)的集電極與所述第一 MOSFET管0^9)的柵極相連接，發(fā)射極 與所述第一 MOSFET管0^9)的源極相連接，基極作為第一功率開關(1)的第二控制端。
優(yōu)選地，所述第一充電電路( 包括第三三極管(Q3)、第四三極管OH)和第 五三極管(Q5)，其中
所述第三三極管O )的發(fā)射極與直流電源相連接，基極作為所述第一充電電路 ⑵的控制端；
所述第四三極管OH)的基極和發(fā)射極連接在一起，且發(fā)射極與所述第三三極管 (Q3)的集電極相連接；
所述第五三極管的基極與所述第四三極管OH)的集電極相連接，發(fā)射極與 第四三極管OH)基極相連接，集電極連接第一功率開關(ι)的第一控制端。
優(yōu)選地，所述第二功率開關(4)包括第二 MOSFET管(QlO)和第二三極管^!2)， 其中
所述第二 MOSFET管OilO)的漏極作為第二功率開關⑷的第一端，源極作為第二 功率開關的第二端，柵極作為第二功率開關的第一控制端；
所述第二三極管0^2)的集電極與所述第二 MOSFET管OilO)的柵極相連接，發(fā)射 極與所述第二 MOSFET管oao)的源極相連接，基極作為第二功率開關的第二控制端。
優(yōu)選地，所述第二充電電路( 包括第六三極管(Q6)、第七三極管0^7)和第 八三極管(Q8)，其中
所述第六三極管0^6)的發(fā)射極與直流電源相連接，基極作為所述第二充電電路 (5)的控制端；
所述第七三極管0^7)的基極和發(fā)射極連接在一起，且發(fā)射極與所述第六三極管 (Q6)的集電極相連接；
所述第八三極管0^8)的基極與所述第七三極管0^7)的集電極相連接，發(fā)射極與 第七三極管0^7)基極相連接，集電極連接第二功率開關的第一控制端。
優(yōu)選地，所述第一穩(wěn)壓電路(3)和第二穩(wěn)壓電路(6)均由電阻和穩(wěn)壓管相并聯組 成。
優(yōu)選地，所述穩(wěn)壓管為IOV穩(wěn)壓管。
優(yōu)選地，該電路進一步包括第一驅動芯片(8)和第二驅動芯片(9)，其中
所述第一驅動芯片(8)和第二驅動芯片(9)的2腳和3腳分別作為兩個輸入端， 并且所述第一驅動芯片(8)的7腳與所述第一充電電路( 的控制端相連接，5腳與所述第 二充電電路(5)的控制端相連接；所述第二驅動芯片(9)的7腳與所述第一功率開關(1) 的第二控制端相連接，5腳與所述第二功率開關的第二控制端相連接。
優(yōu)選地，所述第一驅動芯片(8)和第二驅動芯片(9)為頂2101芯片。
由以上技術方案可見，本申請實施例提供的該斜率控制電路，將電容與功率開關 中的MOSFET管的控制端相連接，通過控制輸入電路中的第一、二、三、四控制信號的電平變 化，可以得到脈沖信號，并且通過調節(jié)第一控制信號和第二控制信號的時序，控制第一電容的充放電情況，進而可以調節(jié)脈沖信號上升段的斜率；調節(jié)第三控制信號和第四控制信號 的時序，控制第二電容的充放電情況，進而可以調節(jié)脈沖信號下降段的斜率，即得到的脈沖 為梯形脈沖。因此當使用該斜率控制電路作用于壓電式噴頭時，其產生的梯形脈沖可以使 得噴頭的噴墨量更加均勻，提高噴繪質量。


為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下， 還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本申請實施例提供的一種斜率控制電路的電路結構示意圖2為本申請實施例提供的另一種斜率控制電路的電路結構示意圖。
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實 施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施 例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領域普通 技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護 的范圍。
實施例一
圖1為本申請實施例提供的一種斜率控制電路的電路結構示意圖。
如圖1所示，該斜率控制電路包括第一功率開關1、第一電容C2、第一充電電路 2、第一穩(wěn)壓電路3、第二功率開關4、第二電容C4、第二充電電路5和第二穩(wěn)壓電路6，其中 第一功率開關1的第二端與第二功率開關4的第一端相連接，第一功率開關1的第一端作 為電壓輸入端V_IN，第二端作為電壓輸出端V_0UT，且第二功率開關4的第二端接地。第一 功率開關1的第一端與第一控制端之間連接有第一電容C2，第一功率開關1的第二控制端 輸入有第一控制信號；第二功率開關4的第一端與第一控制端之間連接有第二電容C4，第 二功率開關4的第二控制端輸入有第三控制信號。
在本申請實施例中，如圖1所示，第一功率開關1包括第一MOSFET管Q9和第一三 極管Q1，其中第一 MOSFET管Q9的漏極作為第一功率開關1的第一端，源極作為第一功率 開關1的第二端，第一 MOSFET管Q9的柵極與電阻R6相連接，R6另一端作為第一控制端， 并且第一 MOSFET管Q9的漏極通過電容C2和電阻R6與第一 MOSFET管Q9的柵極相連接； 第一三極管Ql的集電極與第一 MOSFET管Q9的柵極相連接，發(fā)射極與第一 MOSFET管Q9的 源極相連接，基極作為第一功率開關1的第二控制端。如圖1所示，第二功率開關4包括 第二 MOSFET管QlO和第二三極管Q2，其中第二 MOSFET管QlO的漏極作為第二功率開關 4的第一端，源極作為第二功率開關4的第二端，柵極與電阻R12相連接，R6另一端作為第 二功率開關4的第一控制端，并且第二 MOSFET管QlO的漏極通過電容C4和電阻R12與第 二 MOSFET管QlO的柵極相連接；第二三極管Q2的集電極與第二 MOSFET管QlO的柵極相連 接，發(fā)射極與第二 MOSFET管QlO的源極相連接，基極作為第二功率開關4的第二控制端。
此外，在本申請實施例中，第一功率開關1和第二功率開關4優(yōu)選采用MOSFET管 和三極管來實現功率開關功能，本領域普通技術人員應該知道，在本申請的其他實施例中， 第一功率開關1和第二功率開關4還可以采用其它電器元件，并采用其他連接方式來實現， 因此采用MOSFET管和三極管不應構成對本申請的限制。
如圖1所示，第一充電電路2 —端連接在第一電容C2與第一 MOSFET管Q9的柵極 的連接點上，另一端通過二極管Dl與直流電源相連接。在本申請實施例中，第一充電電路 2包括第三三極管Q3、第四三極管Q4和第五三極管Q5，其中第三三極管Q3的發(fā)射極與 二極管Dl的負極相連，二極管Dl的正極接直流電源+15V，基極與電阻Rl相連接，作為第一 充電電路2的控制端；第四三極管Q4的基極和發(fā)射極通過電阻R3連接在一起，且發(fā)射極與 第三三極管Q3的集電極相連接；第五三極管Q5的基極與第四三極管Q4的集電極相連接， 并且通過電阻R4與第一 MOSFET管Q9的源極相連接，發(fā)射極與第四三極管Q4基極相連接， 集電極連接第一功率開關1的第一控制端。
如圖1所示，第二充電電路5—端連接在第二電容C4與第二 MOSFET管QlO的柵 極的連接點上，另一端通過二極管D3與直流電源相連接。在本申請實施例中，第二充電電 路5包括第六三極管Q6、第七三極管Q7和第八三極管Q8，其中所述第六三極管Q6的發(fā) 射極與二極管D3的負極相連，二極管D3的正極接直流電源+15V，基極與電阻R7相連接，作 為所述第二充電電路5的控制端；所述第七三極管Q7的基極和發(fā)射極通過電阻R9連接在 一起，且發(fā)射極與所述第六三極管Q6的集電極相連接；所述第八三極管Q8的基極與所述第 七三極管Q7的集電極相連接，并且通過電阻RlO與第二 MOSFET管QlO的源極相連接，發(fā)射 極與第七三極管Q7基極相連接，集電極連接第二功率開關4的第一控制端。
第一穩(wěn)壓電路3和第二穩(wěn)壓電路6均由電阻和穩(wěn)壓管相并聯組成。如圖1所示， 第一穩(wěn)壓電路3包括電阻R5和第一穩(wěn)壓管D2。第一穩(wěn)壓電路3連接在第一功率開關1的 第一控制端和第二端。第二穩(wěn)壓電路6包括電阻Rll和第二穩(wěn)壓管D4。第二穩(wěn)壓電路連 接在第二功率開關4的第一控制端和第二端。
本申請實施例提供的該斜率控制電路中，第一功率開關1、第一電容C2、第一充電 電路2和第一穩(wěn)壓電路3組成了一個上升沿控制電路，而第二功率開關4、第二電容C4、第 二充電電路5和第二穩(wěn)壓電路6組成了一個下降沿控制電路。當該斜率控制電路工作時， 將外部直流穩(wěn)壓電源與電壓輸入端V_IN相連接，并且如圖1所示，在二極管Dl與第三三極 管之間、二極管D3與第六三極管之間接入信號VB，并使得信號VB電壓比電壓輸出端V_0UT 電壓高15V。
在上升沿時，首先將下降沿控制電路中的第四控制信號設置為高，將第三控制信 號設置為低，使得第二 MOSFET管QlO斷開，這樣下降沿控制電路不起作用。此時當第一控 制信號為高，第一三極管Ql導通，電容C2被放電，電容C2端電壓降低，導致第一 MOSFET管 Q9的柵極電壓降低進而斷開，電壓輸入端V_IN與電壓輸出端V_0UT之間斷開，然后將第二 控制信號設置為低，同時將第一控制信號設置為低，此時第三三極管Q3導通，第一三極管 Ql截止，電容C2通過第一充電電路2進行充電，所以電容C2的端電壓逐漸升高，第一穩(wěn)壓 管D2為VS+10V，最終第一 MOSFET管Q9導通，即電壓輸入端V_IN與電壓輸出端V_0UT之間 接通。經過上述過程中，使得得到的脈沖上升段具有一定的斜率，并且通過調節(jié)第一控制信 號與第二控制信號的時序，還可以調節(jié)脈沖上升段斜率的大小。
上升沿結束后，保持第二控制信號為低，且第一控制信號為低，就可以使得電壓輸 出端ν_ουτ的電壓恒定，即得到平穩(wěn)電平。
在下降沿時，設置第二控制信號為高，且第一控制信號為低，第一 MOSFET管Q9截 止，即上升沿電路不起作用。然后通過控制第三控制信號和第四控制信號，就可以使得得到 的脈沖下降段具有一定的斜率，具體工作原理與上升沿時相同，再次不再贅述。另外通過調 節(jié)第三控制信號和第四控制信號的時序，還可以調節(jié)脈沖下降段斜率的大小。
上述方案僅描述了一個上升沿和一個下降沿過程，即一個脈沖信號，并且該脈沖 信號的頂部具有一個平穩(wěn)電平，而在上升段和下降段均具有一定的斜率，使得脈沖信號的 波形類似梯形。所以使用本申請實施例提供的該斜率控制電路，最終可以得到一個梯形脈 沖。
實施例二
為了更好地調節(jié)第一、二、三、四控制信號的時序，在本申請實施例一的基礎上，該 脈沖斜率控制電路還可以包括兩個驅動芯片第一驅動芯片8和第二驅動芯片9。
圖2為本申請實施例提供的另一種脈沖斜率控制電路的電路結構示意圖。
如圖2所示，在該脈沖斜率控制電路中第一驅動芯片8和第二驅動芯片9的2腳 和3腳分別作為兩個輸入端，并且第一驅動芯片8的7腳與第一充電電路2的控制端相連 接，5腳與第二充電電路5的控制端相連接；第二驅動芯片9的7腳與第一功率開關1的第 二控制端相連接，5腳與第二功率開關4的第二控制端相連接。
第一驅動芯片8和第二驅動芯片9用于進行控制信號的電平轉換，即將3. 3V或5V 邏輯輸入轉換成高電壓值的電平信號，轉換前后的信號極性相同。另外驅動芯片還可以檢 測VS電壓并產生VB電壓，其中VB = VS+15V。通過驅動芯片，可以實現通過程序控制脈沖 信號的斜率及其它參數。
在本申請實施例中，驅動芯片采用頂2101芯片，此外本領域普通技術人員應該知 道，驅動芯片還可以采用其他芯片來實現，采用頂2101芯片只是本申請的一個實施例，不 應構成對本申請的限制。
由以上技術方案可見，本申請實施例提供的該斜率控制電路，將電容與功率開關 中的MOSFET管的控制端相連接，通過控制輸入電路中的第一、二、三、四控制信號的電平變 化，可以得到脈沖信號，并且通過調節(jié)第一控制信號和第二控制信號的時序，控制第一電容 的充放電情況，進而可以調節(jié)脈沖信號上升段的斜率；調節(jié)第三控制信號和第四控制信號 的時序，控制第二電容的充放電情況，進而可以調節(jié)脈沖信號下降段的斜率，即得到的脈沖 為梯形脈沖。因此當使用該斜率控制電路作用于壓電式噴頭時，其產生的梯形脈沖可以使 得噴頭的噴墨量更加均勻，提高噴繪質量。
以上所述僅是本申請的優(yōu)選實施方式，使本領域技術人員能夠理解或實現本申 請。對這些實施例的多種修改對本領域的技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本申請 將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一 致的最寬的范圍。8
權利要求
1.一種脈沖斜率控制電路，其特征在于，包括第一功率開關(1)、第一電容(C2)、第一 充電電路O)、第一穩(wěn)壓電路(3)、第二功率開關0)、第二電容(C4)、第二充電電路(5)、第 二穩(wěn)壓電路(6)和直流電源，其中所述第一功率開關(1)的第二端與第二功率開關的第一端相連接，所述第一功率 開關(1)的第一端作為電壓輸入端，第二端作為電壓輸出端，且所述第二功率開關(4)的第 二端接地；所述第一功率開關(1)的第一端與第一控制端之間連接有所述第一電容(C2)，所述第 一功率開關(1)的第二控制端輸入有第一控制信號；所述第一充電電路( 一端連接在所 述第一電容(以)與第一功率開關(1)第一控制端的連接點上，另一端與直流電源相連接， 且所述第一充電電路⑵的控制端輸入有第二控制信號；所述第一穩(wěn)壓電路⑶位于所述 第一功率開關(1)的第一控制端與第二端之間；所述第二功率開關的第一端與第一控制端之間連接有所述第二電容(C4)，所述第 二功率開關的第二控制端輸入有第三控制信號；所述第二充電電路( 一端連接在所 述第二電容(C4)與第二功率開關(4)第一控制端的連接點上，另一端與直流電源相連接， 且所述第二充電電路(5)的控制端輸入有第四控制信號；所述第二穩(wěn)壓電路(6)位于所述 第二功率開關的第一控制端與第二端之間。
2.根據權利要求1所述的電路，其特征在于，所述第一功率開關(1)包括第一MOSFET 管(Q9)和第一三極管(Ql)，其中所述第一 MOSFET管0^9)的漏極作為第一功率開關(1)的第一端，源極作為第一功率 開關(1)的第二端，所述第一 MOSFET管0^9)的柵極作為第一功率開關(1)的第一控制端；所述第一三極管Oil)的集電極與所述第一 MOSFET管0^9)的柵極相連接，發(fā)射極與所 述第一 MOSFET管0^9)的源極相連接，基極作為第一功率開關(1)的第二控制端。
3.根據權利要求2所述的電路，其特征在于，所述第一充電電路( 包括第三三極管 (Q3)、第四三極管(Q4)和第五三極管(Q5)，其中所述第三三極管O )的發(fā)射極與直流電源相連接，基極作為所述第一充電電路(2)的 控制端；所述第四三極管OH)的基極和發(fā)射極連接在一起，且發(fā)射極與所述第三三極管0^3) 的集電極相連接；所述第五三極管的基極與所述第四三極管OH)的集電極相連接，發(fā)射極與第 四三極管OH)基極相連接，集電極連接第一功率開關(1)的第一控制端。
4.根據權利要求1所述的電路，其特征在于，所述第二功率開關(4)包括第二MOSFET 管(QlO)和第二三極管(Q2)，其中所述第二MOSFET管ΟΠΟ)的漏極作為第二功率開關(4)的第一端，源極作為第二功率 開關的第二端，柵極作為第二功率開關的第一控制端；所述第二三極管0^2)的集電極與所述第二 MOSFET管ΟΠΟ)的柵極相連接，發(fā)射極與 所述第二 MOSFET管oao)的源極相連接，基極作為第二功率開關的第二控制端。
5.根據權利要求4所述的電路，其特征在于，所述第二充電電路( 包括第六三極管 (Q6)、第七三極管(Q7)和第八三極管(Q8)，其中所述第六三極管0^6)的發(fā)射極與直流電源相連接，基極作為所述第二充電電路(5)的控制端；所述第七三極管0^7)的基極和發(fā)射極連接在一起，且發(fā)射極與所述第六三極管0^6) 的集電極相連接；所述第八三極管0^8)的基極與所述第七三極管0^7)的集電極相連接，發(fā)射極與第 七三極管0^7)基極相連接，集電極連接第二功率開關的第一控制端。
6.根據權利要求1所述的電路，其特征在于，所述第一穩(wěn)壓電路C3)和第二穩(wěn)壓電路 (6)均由電阻和穩(wěn)壓管相并聯組成。
7.根據權利要求6所述的電路，其特征在于，所述穩(wěn)壓管為IOV穩(wěn)壓管。
8.根據權利要求1所述的電路，其特征在于，進一步包括第一驅動芯片(8)和第二驅 動芯片(9)，其中所述第一驅動芯片(8)和第二驅動芯片(9)的2腳和3腳分別作為兩個輸入端，并且 所述第一驅動芯片(8)的7腳與所述第一充電電路( 的控制端相連接，5腳與所述第二充 電電路(5)的控制端相連接；所述第二驅動芯片(9)的7腳與所述第一功率開關(1)的第 二控制端相連接，5腳與所述第二功率開關的第二控制端相連接。
9.根據權利要求8所述的電路，其特征在于，所述第一驅動芯片(8)和第二驅動芯片 (9)為 IR2101 芯片。
全文摘要
本申請公開了一種脈沖斜率控制電路包括第一功率開關、第一電容、第一充電電路、第一穩(wěn)壓電路、第二功率開關、第二電容、第二充電電路和第二穩(wěn)壓電路，其中第一功率開關的第二端與第二功率開關的第一端相連接，第一功率開關的第一端作為電壓輸入端，第二端作為電壓輸出端；第一電容連接在第一功率開關的第一端與第一控制端之間；第二電容連接在第二功率開關第一端與第一控制端之間。該脈沖斜率控制電路，通過控制第一電容、第二電容的充放電情況分別控制第一功率開關、第二功率開關的導通或關閉，進而可以調節(jié)脈沖信號上升段或下降段的斜率，使得得到的脈沖為梯形脈沖。當該梯形脈沖作用于噴頭時，可以使噴頭的噴墨量更加均勻，提高噴繪質量。
文檔編號H02M9/04GK102035426SQ201010594330
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權日2010年12月17日
發(fā)明者張開飛, 李力, 江洪 申請人:深圳市潤天智圖像技術有限公司