基于AN051A的冲床安全保护控制器
QooIC.com 新闻出处：电子市场 | 发布时间：2010/12/31 14:50:05
0.引言
AN05lA是采用CMOS制作工艺、具有TO－92和507－89两种封装的电压检测集成电路，该芯片具有低功耗（静态电流典型值1uA）、CMOS互补结构输出及开漏结构输出（需外接上拉电阻）两种输出结构、应用灵活等特点，常用于单片机控制领域。利用AN051A构成的冲床安全保护控制器典型电路如图1所示，该控制器能在手靠近工件时，自动断开冲床电磁离合器的供电回路，可防止冲床损伤操作者手部，从而保证操作者的安全。
图1利用AN051A构成的冲床安全保护控制器
1．电路结构及主要元器件选择
由图1可知，该冲床安全保护控制器由电源电路、红外检测控制电路和继电器控制电路组成。其中，电源电路由降压元件RI、C1、整流二极管VD1、稳压二极管VD2和滤波电容C2组成。实际应用时，VD1选用IN4007型硅整流二极管；VD2选用1W、9V稳压二极管。
红外检测控制电路由红外发光二极管VL1、VI－2、红外光敏晶体管VT1、VT2、电阻器R2、电位器RP和电压检测集成电路IC组成。实际应用时，VL1和VL2选用IR51或PH302型红外发光二极管；VT1和VT2选用3DU3l型红外光敏晶体管；RP选用有机实心电位器或可变电阻器；IC选用ANO51A型电压检测集成电路。
继电器控制电路由电阻器R3、晶体管VT3、二极管VD3、继电器K和脚踏开关S组成。实际应用时，VT3常选用58050型PNP晶体管；VD3选用IN4007型硅整流二极管；K选用JRX－13F或JQX－4型9V直流继电器；S为原冲床脚踏开关。
2．工作原理
电路通电后，交流220V电压经C1降压、VD1整流、VD2稳压及CZ滤波后，为红外检测控制电路和继电器控制电路提供＋9V工作电源。＋9V电压一路经R2限流降压后，为VL1和VL2提供工作电压；另一路经RP和VT1、VT2串联分压，为ANO51A＇的第2脚提供取样电压；还有一路加至VT3的发射极，作为继电器驱动负载的工作电源。
当无手靠近所加工工件时，VL1和VL2发射的红外光分别照射至V∏和VT2上，使VT1和VT2呈低阻状态，AN051A的2脚电压低于芯片内部的基准电压（4.9V），其1脚输出低电平，使VT3饱和导通，K得电吸合，其动合触点接通，使冲床处于待机状态。此时操作者接通脚踏开关S，即可使冲床电磁离合器工作，对工件进行各种操作。
当操作者的手接近工件左、右两边的切削部位附近时，手会将VL1与VT1或VL2与VT2之间的红外光路挡住，使VT1或VT2截止，ANO51A的2脚电压高于4.9V，芯片的1脚输出高电平，使VT3截止，K释放，其动合触点断开，切断冲床电磁离合器的工作电源。此时接通脚踏开关S，电磁离合器也不会通电工作，从而保证了操作者的安全。
3．安装与调试
本例介绍的冲床安全保护控制器电路简单，制作方便，一般不用调试即可通电正常工作。安装时，常将焊接好的电路板置于自制塑料盒中，并通过调试使VL1与VT1、VL2与VT2均处于同一直线上即可。通电工作时，调试RP的阻值，可改变控制器的红外控制灵敏度。
AN05lA是采用CMOS制作工艺、具有TO－92和507－89两种封装的电压检测集成电路，该芯片具有低功耗（静态电流典型值1uA）、CMOS互补结构输出及开漏结构输出（需外接上拉电阻）两种输出结构、应用灵活等特点，常用于单片机控制领域。利用AN051A构成的冲床安全保护控制器典型电路如图1所示，该控制器能在手靠近工件时，自动断开冲床电磁离合器的供电回路，可防止冲床损伤操作者手部，从而保证操作者的安全。
图1利用AN051A构成的冲床安全保护控制器
1．电路结构及主要元器件选择
由图1可知，该冲床安全保护控制器由电源电路、红外检测控制电路和继电器控制电路组成。其中，电源电路由降压元件RI、C1、整流二极管VD1、稳压二极管VD2和滤波电容C2组成。实际应用时，VD1选用IN4007型硅整流二极管；VD2选用1W、9V稳压二极管。
红外检测控制电路由红外发光二极管VL1、VI－2、红外光敏晶体管VT1、VT2、电阻器R2、电位器RP和电压检测集成电路IC组成。实际应用时，VL1和VL2选用IR51或PH302型红外发光二极管；VT1和VT2选用3DU3l型红外光敏晶体管；RP选用有机实心电位器或可变电阻器；IC选用ANO51A型电压检测集成电路。
继电器控制电路由电阻器R3、晶体管VT3、二极管VD3、继电器K和脚踏开关S组成。实际应用时，VT3常选用58050型PNP晶体管；VD3选用IN4007型硅整流二极管；K选用JRX－13F或JQX－4型9V直流继电器；S为原冲床脚踏开关。
2．工作原理
电路通电后，交流220V电压经C1降压、VD1整流、VD2稳压及CZ滤波后，为红外检测控制电路和继电器控制电路提供＋9V工作电源。＋9V电压一路经R2限流降压后，为VL1和VL2提供工作电压；另一路经RP和VT1、VT2串联分压，为ANO51A＇的第2脚提供取样电压；还有一路加至VT3的发射极，作为继电器驱动负载的工作电源。
当无手靠近所加工工件时，VL1和VL2发射的红外光分别照射至V∏和VT2上，使VT1和VT2呈低阻状态，AN051A的2脚电压低于芯片内部的基准电压（4.9V），其1脚输出低电平，使VT3饱和导通，K得电吸合，其动合触点接通，使冲床处于待机状态。此时操作者接通脚踏开关S，即可使冲床电磁离合器工作，对工件进行各种操作。
当操作者的手接近工件左、右两边的切削部位附近时，手会将VL1与VT1或VL2与VT2之间的红外光路挡住，使VT1或VT2截止，ANO51A的2脚电压高于4.9V，芯片的1脚输出高电平，使VT3截止，K释放，其动合触点断开，切断冲床电磁离合器的工作电源。此时接通脚踏开关S，电磁离合器也不会通电工作，从而保证了操作者的安全。
3．安装与调试
本例介绍的冲床安全保护控制器电路简单，制作方便，一般不用调试即可通电正常工作。安装时，常将焊接好的电路板置于自制塑料盒中，并通过调试使VL1与VT1、VL2与VT2均处于同一直线上即可。通电工作时，调试RP的阻值，可改变控制器的红外控制灵敏度。