洗衣机专用节能控制电路及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种洗衣机专用节能控制电路，包括电源，与该电源构成回路的H桥，连接在该H桥中的电机，以及与所述H桥并联的制动电阻，其特征在于，在所述电源与H桥之间还设置有继电器，所述制动电阻的一端与该继电器的一个触点连接，同时，还设置有与所述H桥并联的用于收集所述电机工作电能的超级电容，以及与该超级电容并联的双向DC-DC控制器。本发明还提供相应的节能控制方法，通过本发明，有效地实现了洗衣机工作时的节能控制，而且提高了安全性和可靠性，具有很大的实用价值和推广价值。
【专利说明】洗衣机专用节能控制电路及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种洗衣机节能技术，具体地说，是涉及一种洗衣机专用节能控制电路及其控制方法。
【背景技术】
[0002]洗衣机是一种十分常见的家用电器，由于使用十分频繁，因此在所有的家用电器中，属于耗电量大的电器之一。
[0003]众所周知，洗衣机工作时，是通过电机的正反交叉转动来带动洗衣机的搅拌轴转动，从而使洗衣机内的水和洗衣粉、洗衣液充分混合，同时对衣物形成正反交替的冲洗，最终达到清洁衣物上污溃的目的。但是，在洗衣机工作过程中，电机并非持续不断地工作，而是在正转与反转之间存在间隙，即电机在一次正转之后，会停止工作一定的时间，然后再进行反转，反转之后，再停止一定的时间，然后再正转，如此周而复始，直到洗衣机停止工作。在这一过程中，电机的转动与停止，会消耗大量的电能，也就造成了一定的电能浪费，如果能将电机浪费的电能收集起来，用于带动电机工作，将可以大大节约电能，有效提高电能利用率。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种洗衣机专用节能控制电路，解决现有技术中存在的电能浪费问题，提高洗衣机工作时的电能利用率。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0006]洗衣机专用节能控制电路，包括电源，与该电源构成回路的H桥，连接在该H桥中的电机，以及与所述H桥并联的制动电阻，在所述电源与H桥之间还设置有继电器，所述制动电阻的一端与该继电器的一个触点连接，同时，还设置有与所述H桥并联的用于收集所述电机工作电能的超级电容，以及与该超级电容并联的双向DC-DC控制器。
[0007]进一步地，还设置有与所述超级电容并联的第一电压检测电路，和与所述超级电容串联的第一电流检测电路。
[0008]再进一步地，还设置有用于检测所述电机工作电压的第二电压检测电路，和用于检测所述电机工作电流的第二电流检测电路。
[0009]更进一步地，还设置有由检修开关和检修电阻组成的串联支路，该串联支路与所述超级电容并联。
[0010]更进一步地，所述双向DC-DC控制器还并联有电解电容。
[0011]优选地，所述电机为永磁直流有刷电机。如此使得启动阶段便提供恒定的电枢电流，此时双向DC-DC控制器便相当于恒压源，使24V端电压稳定，不至于造成电机在启动阶段端电压下降。
[0012]以上述硬件电路为基础，本发明还公开了相应的洗衣机专用节能控制方法，包括以下步骤:[0013](I)打开电源，使洗衣机开始工作，电机在H桥的控制下开始顺时针与逆时针之间的间隙性交叉转动；
[0014](2)在电机工作过程中，通过双向DC-DC控制器和H桥的作用，将电机工作产生的电能收集到超级电容之中；与此同时，第一电压检测电路和第一电流检测电路实时检测超级电容内的电量，并判断其电量是否能够带动电机转动；
[0015](3)当超级电容内的电量能够带动电机转动时，则由继电器切断电源，通过超级电容供电，使电机启动，继续工作；当超级电容内的电量无法带动电机转动时，双向DC-DC控制器断开超级电容，同时继电器导通电源，使电机继续工作；
[0016](4)循环操作步骤(2)和(3)，直到洗衣机停止工作。
[0017]为保证洗衣机的工作安全，在电机工作过程中，由第二电压检测电路和第二电流检测电路实时检测电机的电压、电流状况，当电机的电压、电流异常时，由双向DC-DC控制器和H桥断开电机的电源。
[0018]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0019](I)本发明通过改变现有洗衣机的电机控制电路，增设收集电机工作过程中电能的超级电容，和相应的控制器，从而有效地避免了电能浪费，提高了电能的利用率。
[0020](2)本发明专门设置的第一电压检测电路和第一电流检测电路，可以实时地检测超级电容内的电能，而专门设置的双向DC-DC控制器则可以由此对超级电容的充电、放电状态进行准确控制，使电机产生的能量得到了及时有效的利用，同时还提高了安全可靠性；
[0021](3)本发明专门配置的第二电压检测电路和第二电流检测电路，对电机的工作状态进行了全程检测，从根本上杜绝了电机异常的隐患存在，安全性能大大提升。
[0022](4)本发明还设置有检修开关和检修电阻，在检修前通过闭合检修开关，利用检修电阻来实现超级电容内电能的放电，从而进一步保证了检修的安全性和可靠性，安全保障
万无一失。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明的控制原理框图。
[0024]图2为本发明中第一电压检测电路和第一电流检测电路的电路原理图。
[0025]图3为本发明中第二电压检测电路和第二电流检测电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
[0027]实施例
[0028]如图1所示，本发明公开的洗衣机专用节能控制电路，其核心思想是在洗衣机现有控制电路的基础上，增加超级电容，用于收集电机在制动之后中产生的电能，并通过其他辅助控制器件的配合，在适当的时机将超级电容内的电能释放出来，为电机供电，从而将电能利用率最大化，达到有效避免能源浪费的目的。
[0029]具体地说，本发明公开的洗衣机专用节能控制电路，主要包括电源、H桥、电机、制动电阻、继电器、超级电容、双向DC-DC控制器、第一电压检测电路、第一电流检测电路、第二电压检测电路和第二电流检测电路。其中,H桥通过继电器与电源形成回路，电机连接在H桥内，制动电阻一端与电源负极连接，另一端与继电器的一个触点连接；双向DC-DC控制器与H桥并联,第一电压检测电路串联一个电阻后构成双向DC-DC控制器的一条并联支路，第一电流检测电路与超级电容串联后构成双向DC-DC控制器的另一条并联支路；第二电压检测电路和第二电流检测电路则设置在电机所在的支路上，用于实时检测电机的电压、电流是否异常。第一电压检测电路和第一电流检测电路的电路原理图如图2所示，第二电压检测电路和第二电流检测电路的电路原理图如图3所示。
[0030]图1中，Ql?Q6均为MOS管，洗衣机工作时，首先打开电源，电机开始转动。假设电机首先正转，则H桥中Q6 —直导通，Q5无动作，这样Q3、Q4就构成了正向降压的双向DC / DC模块，Q3、Q4采用互补PWM控制，通过控制Q3、Q4的占空比实现恒定的电枢电流；反转时，Q4常导通，Q3无动作，Q5、Q6构成正向降压的双向DC / DC模块。
[0031]在电机转动一定时间后，开始进入制动状态，此时电机变成了发电机，即起着发电机的功能，电源变成了负载。假设电机在正转时发生制动，则Q6依旧常导通，Q3、Q4构成反向升压的双向DC / DC电路，使其反向恒定地输出电流。对于馈能电流，由超级电容来吸收主要能量，当超级电容内的电能超过某一阀值后，双向DC / DC电路停止工作，由制动电阻单独消耗剩余能量。反转同理。
[0032]在整个洗衣机的工作过程中，第一电压检测电路、第一电流检测电路实时检测其电能大小，并判断是否能够带动电机工作。当超级电容内收集的电能足以带动电机工作时，继电器切断电源，双向DC-DC控制器导通超级电容，从而利用超级带内容来启动电机，使其继续工作；当超级电容内的电能释放到电机工作的临界值时，继电器接通电源，由电源为电机供电，而双向DC-DC控制器则断开超级电容，使超级电容由释放电能转变为收集电能。
[0033]采用上述方法，通过电源与超级电容的循环交替供电，使洗衣机在工作过程中的电能得到充分利用，有效地避免了电能浪费，洗衣机的节能控制得到了真正实现。
[0034]在整个工作过程中，第二电压检测电路和第二电流检测电路实时检测电机的电压、电流状态，若出现异常，则通过双向DC-DC控制器和H桥自动切断电机的电源，以保证电机的安全。
[0035]另外，为了确保检修时的安全性，本发明还设置有检修开关和检修电阻，两者串联后与超级电容并联。检修时，闭合检修开关，利用检修电阻将超级电容内残留的电能消耗掉，从而确保检修人员的人身安全。
[0036]本发明不仅从设计原理上实现了洗衣机工作时的有效节能，而且提高了洗衣机工作时的安全性，和后续维护时的安全性，与现有技术相比，具有显著的技术进步和突出的实质性特点，属于洗衣机设计理念上的一大技术革新。而且，本发明的设计理念同样可以运用到其他类似的电机工作环境中，达到类似的技术效果。
[0037]上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.洗衣机专用节能控制电路，包括电源，与该电源构成回路的H桥，连接在该H桥中的电机，以及与所述H桥并联的制动电阻，其特征在于，在所述电源与H桥之间还设置有继电器，所述制动电阻的一端与该继电器的一个触点连接，同时，还设置有与所述H桥并联的用于收集所述电机工作电能的超级电容，以及与该超级电容并联的双向DC-DC控制器。
2.根据权利要求1所述的洗衣机专用节能控制电路，其特征在于，还设置有与所述超级电容并联的第一电压检测电路，和与所述超级电容串联的第一电流检测电路。
3.根据权利要求2所述的洗衣机专用节能控制电路，其特征在于，还设置有用于检测所述电机工作电压的第二电压检测电路，和用于检测所述电机工作电流的第二电流检测电路。
4.根据权利要求3所述的洗衣机专用节能控制电路，其特征在于，还设置有由检修开关和检修电阻组成的串联支路，该串联支路与所述超级电容并联。
5.根据权利要求4所述的洗衣机专用节能控制电路，其特征在于，所述双向DC-DC控制器还并联有电解电容。
6.根据权利要求5所述的洗衣机专用节能控制电路，其特征在于，所述电机为永磁直流有刷电机。
7.洗衣机专用节能控制方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)打开电源，使洗衣机开始工作，电机在H桥的控制下开始顺时针与逆时针之间的间隙性交叉转动； (2)在电机工作过程中，通过双向DC-DC控制器和H桥的作用，将电机工作产生的电能收集到超级电容之中；与此同时，第一电压检测电路和第一电流检测电路实时检测超级电容内的电量，并判断其电量是否能够带动电机转动； (3)当超级电容内的电量能够带动电机转动时，则由继电器切断电源，通过超级电容供电，使电机启动，继续工作；当超级电容内的电量无法带动电机转动时，双向DC-DC控制器断开超级电容，同时继电器导通电源，使电机继续工作； (4)循环操作步骤(2)和(3)，直到洗衣机停止工作。
8.根据权利要求7所述的洗衣机专用节能控制方法，其特征在于，在电机工作过程中，由第二电压检测电路和第二电流检测电路实时检测电机的电压、电流状况，当电机的电压、电流异常时，由双向DC-DC控制器和H桥断开电机的电源。
【文档编号】H02J9/06GK103856116SQ201410109306
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年3月17日 优先权日:2014年3月17日
【发明者】孟家宏 申请人:孟家宏