优化：线圈驱动电路详解

打印针的电磁线圈得电后，便会产生磁力，吸引相应的打印针拍板，带动打印针动作，打印机便是通过控制这些电磁线圈的得电与否来控制打印针是否进行动作的。

打印动作要在极短的时间内完成，对打印针线圈供电，就要提供尽可能大的冲击电流，这样打印针的瞬时冲量就会比较大。为了要产生瞬时大电流，需要采用高电压（24～70V）电路来获得，如图4-73所示。

由于电源本身会有一定的内阻，为了能得到瞬时大电流，可利用电容的储能特性来提供瞬时大电流，如图4-74所示。

图4-73 线圈直接驱动电路

注：1.L_n对应n号针的线圈，当对n号针的驱动信号HD_n为高电平时，晶体管导通，线圈通电，驱动n号打印针进行出针的动作。

2.图中晶体管担任开关的作用，一般采用功率晶体管或达林顿晶体管，也有一些型号的打印机采用场效应晶体管或晶闸管，其作用是一样的。

3.晶体管截止时，线圈突然断电，会产生几倍于电源电压的感生电压，感生电压会施加于晶体管上，因此必须采用较高耐压的晶体管。

图4-74 线圈储能驱动电路

注：采用电容储能的方式，在瞬间为打印线圈提供冲击电流。由于线圈电路中有限流电阻与电源相接，在下一个击针动作前，电容需要一个充电的时间才能再次产生高压，即限流电阻与储能电容的RC值而限制了打印速度，所以这个电路在速度较高的打印机中不能采用。

图4-75 二极管释放电路

注：1.当线圈断电时，会产生很高的感生电压，为防止晶体管被高压击穿，需要在线圈旁并联一个二极管，二极管的作用就是把感生电流导引回线圈，从而保护了晶体管。

2.加入二极管后，线圈中会有一段比较长时间的感生电流的存在，影响了打印针的快速收回。

在驱动管截止瞬间，由于大电流的消失，在线圈中将会产生高于工作电压3～5倍的感生电压，这样将会损坏电路中的管子，因此需要添加必要的保护，最简单的是采用二极管进行保护，如图4-75所示。

对于打印速度较快的打印头，要求打印针能快速收回，为此需要让释放感生电流的时间缩短，可在二极管中串联一个稳压二极管来实现，如图4-76和图4-77所示。

图4-76 稳压二极管释放电路(www.xing528.com)

注：1.当线圈断电时，会产生很高的感生电压，感生电压会使二极管和稳压二极管都会导通，从而保护晶体管。

2.当感生电压小于稳压二极管的稳压电压时，稳压二极管截止，感生电流消失，打印针即可快速收回，此时感生电压已经比较低，其幅度已经不足于击穿晶体管，晶体管仍然受到较好的保护。

图4-77 晶体管释放电路

注：1.当线圈断电时，会产生很高的感生电压，稳压二极管导通并使得晶体管V₂也会导通，感生电流快速得到释放，从而保护晶体管。

2.当感生电压小于稳压二极管的稳压电压时，稳压二极管及晶体管V₂截止，感生电流消失，打印针即可快速收回，此时感生电压已经比较低，其幅度已经不足于击穿晶体管，晶体管仍然受到较好的保护。

还有一些比较复杂的电路，例如下面的双信号驱动电路（见图4-78～图4-80）。

图4-78 双信号驱动电路A

注：1.公共驱动信号HCMN和n号针驱动信号HD_n的周期一样，而HCMN有效宽度则稍小一些，两者同时有效时，线圈通电，打印针出针。

2.HCMN先于HD_n进入低电平，此时V₁截止，电源电压V_H不再施加在线圈上，线圈产生感生电压，感生电流继续通过晶体管V₂和VD₁释放，使出针动作继续。

3.HD_n也进入低电平时，晶体管V₂截止，感生电压还有比较高的电压，感生电流通过L_n-VD₂-V_H-VD_1-L_n继续释放，直至感生电压减小，打印针收回。

图4-79 双信号驱动电路B

注：1.公共驱动信号HCMN和n号针驱动信号HD_n的周期一样，而HCMN有效宽度则稍小一些，两者同时有效时，线圈通电，打印针出针。

2.HCMN先于HD_n进入低电平，此时晶体管V₁截止，电源电压V_H不再施加在线圈上，线圈产生感生电压，感生电流继续通过三极管V₃和VD₁释放，使出针动作继续。

3.HD_n也进入低电平时，晶体管V₂截止，感生电压还有比较高的电压，稳压二极管VS导通从而使晶体管V₃继续导通，感生电流通过V₃继续释放，直至感生电压减小，VS和V₃截止，打印针收回。

在打印头所有打印针的驱动中，HCMN电路部分可作为所有打印针驱动的公共使用电路，从而节省成本。