DC/DC电源模块在绣花机控制系统中的应用

又送干货啦!今天我们来看看DC/DC电源模块在绣花机系统中的应用。工业绣花机俗称电脑绣花机，是当代最先进的绣花机械，是随着微电子、计算机技术、精密机械的发展和应用而逐渐发展、成熟起来的一种高自动化、高生产效率的光、机、电技术相结合的刺绣设备。绣花机是通过控制主轴电机和步进电机协同配合工作，在布料上按照花样数据形成针迹完成刺绣。控制系统作为电脑绣花机工作的核心部件，需要配备稳定可靠的供电方案，以保证控制系统的正常运行。

我国纺织业有着悠久的历史，加入世贸组织后更是成为世界第一纺织品生产大国，这给刺绣业带来了宽阔的发展空间。绣花机是随着电子技术和机电一体化技术的发展而逐渐发展起来的刺绣设备，它使传统的手工绣花实现高速度、高效率，并且还满足手工绣花无法达到的“多层次、多功能、统一性和完美性”的要求。

1. 电脑绣花机的工作原理

电脑绣花机的基本功能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. DC/DC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：

小编为大家说明一下这个供电系统。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。

接下来要说明一下这个系统的具体工作过程。当系统上电时，显示屏、编码器、主轴电机、主轴驱动板通过主板CPU进行初始化后开始正常工作。当人按键操作显示屏按钮，显示屏将信号反馈给主板CPU ,CPU将接受到的指令进行内部处理，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

控制绣花机动作的相关信号都需要通过主板CPU的端口进行传输。为了加强控制的抗干扰能力，整个控制系统各电路板之间都采用12V电压来传输通信信号，所有的主控板上输出控制信号或输入到主控板上信号都通过光耦进行光电隔离。为了保证主控板和其他电路的可靠隔离，DC/DC主电源供电一般要有1500VDC的隔离电压。

电机和模块同一母线电压36V，DC/DC模块选择宽输入电压范围18-75V，可与其他型号的电机同母线电压供电（如36V、48V等电压），只要AC/DC的输出电压和功率满足要求即可。

显示屏和主轴电机中的编码器的供电电压为5V，主板CPU的供电电压是3.3V、1.8V，选择5V输出电压经过LDO进行转换，LDO输入与输出的低压差可提高转换效率。DC/DC电源模块的功率与负载（显示屏、编码器、主板CPU）有关，相同封装体积下我们可供选择电源功率范围在10W～20W之间。

通常情况下绣花机系统的工作环境温度为常温。其最高温度可能达到40-50度，低温一般在-25度以上，但是在设备启动、温度还没上升时可能会更低。因此推荐选择-40～85℃的工作温度。

我国纺织行业不断发展，电脑绣花机的应用越来越广泛，人们对绣花机的功能和性能也会越来越高，控制系统是核心工作器件，对电源的要求也越来越高，电源必须具备高性能、高可靠性才能满足系统设计的要求。