CN101962900B - 根据洗衣机加热功率大小自动切换输入电源的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种根据洗衣机加热功率大小自动切换输入电源的系统及方法，涉及家电领域，包括电网电源输入接口、储能电源输入接口、加热管、洗衣机主控单元和显示屏，其中显示屏、电网电源输入接口和储能电源输入接口分别与洗衣机主控单元连接，所述加热管有多个，且在洗衣机主控单元的控制下同时或分别由电网电源输入接口和储能电源输入接口提供电力。本方案适用于同时利用多种能源的用电设备，能够根据不同能源提供电量的大小而合理匹配加热控制系统，合理利用各种能源，既避免了输入能源提供电量与用电装置之间不匹配造成输入能源寿命减少或损坏，又防止了输入能源提供的电量不足以驱动用电装置而达不到预期效果的问题。

Description

根据洗衣机加热功率大小自动切换输入电源的系统和方法

技术领域

本发明涉及洗衣机领域，具体涉及一种在洗衣程序中选择加热程序时能够根据加热功率的大小自动切换输入电源的洗衣机系统及方法。

背景技术

在现实生活中，能源资源匮乏问题已经是人类生存的头等大事，现有的能源如水、煤、石油等按目前的使用速度和方式，会在若干年后枯竭，因此各个行业、领域都在想方设法寻找替代能源，或是想法合理利用现有能源。现有技术中也出现了多种能源混用的方式，将大自然的光、风等自然能源转化为人们可利用的能源，并且在现有电器设备上也尽量节能的工作模式和提高能源的利用率。上述种种措施在一定程度上缓解了能源的紧张，为合理有效利用能源提供了新的思路。

目前很多电器设备都具有多种能源接口，也就是具有利用多种能源的功能，在同等条件下优先利用可再生能源，以节省不可再生能源，如以电网电源为基本电源，以其它能源为辅助电源。在现有技术中将自然界中风能、光能转化为可存储和利用的电能，是一种常见的能源利用方式。蓄电池将风能、光能或是其它的机械能转化为电能存储起来，再提供给一些电器使用。电器在使用过程中自动在提供的几种电力源之间切换，根据情况选用合适的电力，达到节省能源的目的。但是在有些电器启动某些功能时短时间内用电量太大，如果使用的蓄电池电量不足或额定输出电量达不到需要的情况下，不但电器的相应功能启动不了，而且会对蓄电池造成一定的伤害。如在洗衣机领域中，有些洗衣机具有给洗涤水加温或烘干衣物的功能，其中加热一般采用加热管的方式。带加热功能的滚筒洗衣机所用水加热管功率一般为1800w左右，而控制加热管加热几乎全是采用继电器切换实现的，其中仅加热管的工作电流就超过8A。相对一个输出电压24V的蓄电池来说，其放电电流就要达到75A左右，而继电器一旦打开则是全功率输出，因此在短时间内就将蓄电池的电量放完。受蓄电池储存电量和输出的影响，即使蓄电池完全支持这种方式的情况下，也难以驱动现在常用的加热管进行加热。若强制驱动蓄电池加热将极易导致蓄电池放电过快，不仅不能运行完整个洗涤程序，还会对蓄电池造成损伤，从而影响蓄电池的使用寿命。因此需要一种能够在此类大功率电器设备启动时，可自动切换到相对稳定的电网电源上或是保证电器设备的正常工作，如采用多段式、分段式或多种能源同时工作的方式，既能充分发挥蓄电池的功能也能保证电器设备的正常启动和工作。

发明内容

为解决现有技术中利用储能电源为洗衣机提供额外电力时，洗衣机不能根据当前储能电源的容量情况选择具体的加热程序以保护储能电源的问题，本方案提供一种能够根据储能电源的实际情况选择合适加热程序的洗衣机及其使用方法。具体方案如下：根据洗衣机加热功率大小自动切换输入电源的系统，包括电网电源输入接口、储能电源输入接口、加热管、洗衣机主控单元和显示屏，其中显示屏、电网电源输入接口和储能电源输入接口分别与洗衣机主控单元连接，其特征在于，所述加热管有多个且在洗衣机主控单元的控制下同时或分别由电网电源输入接口和储能电源输入接口提供电力。

本发明的另一优选方案：所述加热管有两个，包括大功率加热管和小功率加热管，其中大功率加热管的功率≥1000W，小功率加热管的功率＜1000W，所述大功率加热管和小功率加热管采用并联的方式安装在一起。

本发明的另一优选方案：所述的多个加热管分别与洗衣机储能电源电能值相匹配且各加热管功率相同，多个加热管以并联的方式安装在一起。

本发明的另一优选方案：所述洗衣机主控单元通过加热管控制电路控制各加热管的启动，所述加热管控制电路针对各加热管分别安装有继电器开关。

本发明的另一优选方案：所述洗衣机主控单元通过电源切换单元控制电网电源输入接口和储能电源输入接口的管理和切换，所述电网电源输入接口与电网电源连接，所述储能电源输入接口与蓄电池连接，所述电源切换单元上连接有转换蓄电池输出电流的逆变单元，所述洗衣机主控单元连接有读取当前蓄电池信息的电量检测单元。

本发明的另一优选方案：所述大功率加热管优选为1800W并由电网电源供电，所述小功率加热管的功率大小与洗衣机采用的蓄电池功率大小匹配。

运行权利要求1所述根据洗衣机加热功率大小自动切换输入电源的系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、洗衣过程中用户选择高温加热程序时：

步骤11、洗衣机主控单元控制电源切换电路将洗衣机的电力输入切换到电网电源输入接口接通电网电源；

步骤12、同时洗衣机主控单元通过加热管控制电路导通大功率加热管的继电器开关开始加热；

步骤2、洗衣过程中用户选择低温加热程序时：

步骤21、洗衣机主控单元控制电源切换电路将洗衣机的电力输入切换到储能电源输入接口接通蓄电池；

步骤22、同时洗衣机主控单元通过加热管控制电路导通小功率加热管的继电器开关开始加热。

本发明的另一优选方案：所述步骤2中洗衣机主控单元执行低温加热程序时首先启动电量检测单元读取当前蓄电池电量的容量值；

如当前蓄电池电量的容量值能够实现低温加热程序，则执行步骤21，

如当前蓄电池电量的容量值不能够实现低温加热程序，则通过显示屏向用户发出相应提示信息。

本发明的另一优选方案：所述提示信息包括：

(1)、取消当前加热程序；

(2)、改变当前选择的加热程序；

(3)、强制切换电网电源执行当前加热程序。

本发明的另一优选方案：所述步骤2还包括意外切换步骤，当蓄电池在工作过程中出现电量不足的情况时，洗衣机主控单元根据电量检测单元反馈的信息，自动控制电源切换电路切换到电网电源输入接口，同时通过显示屏向用户发出提示信息。

加热程序是洗衣机洗衣程序中的一个独立子程序，并不是必须的，只能随用户的选择而启动，本方案的加热系统采用多个相同或不同功率加热管共存的方式，在用户选用高温加热程序时，切换电网电源启动大功率加热管进行加热，防止用蓄电池驱动大功率加热管造成使用寿命下降及不能完成加热目的问题。利用蓄电池给小功率加热管提供电力，为洗衣机上低温加热或慢速加热程序提供支持，既实现了洗衣机的各种加热需求还充分利用了不同能源。洗衣机主控单元利用电量分析单元随时了解蓄电池当前电量的容量值，并根据容量情况进行电网电源与蓄电池之间的切换，保证加热程序能够正常进行。加热管控制电路采用独立继电器开关控制每个加热管，为不同能源驱动相应加热管提供支持。本方案适用于同时利用多种能源的用电设备，能够根据不同能源提供电量的大小而在电器设备上安装相应规格的用电装置，合理利用各种能源，既避免了输入能源提供电量与用电装置之间不匹配造成输入能源寿命减少或损坏，又防止了输入能源提供的电量不足以驱动用电装置而达不到预期效果的问题。针对具有多种能源使用方式的洗衣机，本申请的系统和方法可自动适用，不论洗衣机当前正在使用蓄电池还是正在使用电网电源工作，本方法都能够根据当前选择的加热程序与蓄电池电量的容量值之间的关系进行判断，从而作出合适的选择，达到延长蓄电池使用寿命的目的，防止了大功率加热管短期内电流需求过大对蓄电池造成伤害。

附图说明

图1使用两种能源系统的洗衣机连接示意图

图2使用本方案的洗衣工作示意图

图3本发明所采用的双功率加热管结构示意图

图4本发明双功率加热管控制电路示意图

具体实施方式

如图1所示，本发明技术方案中的洗衣机采用双能源系统支持正常的洗衣工作，其中一套为电网电源3，另一套采用太阳能发电储存的蓄电池，蓄电池电量允许的范围内为洗衣机的正常工作提供支持，两套电源可以交替作为洗衣机正常工作时的电力能源，采用蓄电池4为洗衣机提供驱动能源可减少日常电网电源的使用率，达到节省有限电力资源的目的。本方案这里的太阳能蓄电仅作为一个示例说明，蓄电池的电力储备还可以利用风能、机械能等任何方式。如图2所示，本方案公开的技术方案适用上述双能源洗衣机中的加热系统，根据加热系统使用功率的大小切换不同的能源，其中加热采用加热管实现，本方案洗衣机加热系统的加热管为双功率加热管5，包括提供高温加热的大功率加热管和提供低温加热的小功率加热管6，其中大功率加热管的功率在1000W及1000W以上，小功率加热管的功率在1000W以下，大功率加热管可以在短时间内提供高水温或高温空气，满足用户对时间上的要求，其中小功率加热管具体的功率大小视洗衣机采用的蓄电池的容量而定，对于采用24V20Ah蓄电池的洗衣机来说，小功率加热管的功率大小适宜在400W以内，适合一些在时间上对水温或空气温度要求不高的时候，达到即节省电力又达到效果的目的，且可防止过快的放电对蓄电池寿命造成影响。

大功率加热管和小功率加热管采用并联的方式安装在洗衣机的外桶上，同样大功率加热管和小功率加热管如图2所示可以安装在同一个底座上，也可以不安装在同一个底座上，而根据加热目的的不同安装在洗衣机的不同位置，以适应不同程序的加热需要。

洗衣机还可以采用同样小功率的多根加热管来实现加热目的，各加热管的功率都与蓄电池的电量相匹配，可以利用电网电源3为全部或部分加热管提供电力以达到高温程序的要求，而蓄电池4可在其电力范围内的一个或几个加热管提供电力。此方式可以避免采用大功率加热管和小功率加热管方案中，蓄电池驱动不了大功率加热管，因而相应位置处如果需要低温效果时，就无法利用蓄电池来实现加热效果，达不到合理利用蓄电池的目的。采用同样小功率的多个加热管，使得蓄电池可以驱动任意位置处的加热管，仅注意不要同时驱动超过蓄电池能力数量的加热管即可。

如图3、4所示，洗衣机主控单元通过加热管控制电路控制不同功率加热管的启动，控制电路针对每个加热管安装有独立的继电器开关，当用户选择不同的加热程序时，洗衣机主控单元就导通相应功率的加热管，同时维持不使用的加热管继电器开关在断开状态。针对不同的输入电源，洗衣机主控单元利用电源转换单元在各电源之间进行切换，电源转换单元包括电网电源输入接口和储能电源输入接口，电网电源3插在电网电源输入接口1上，蓄电池4插在储能电源输入接口2上，储能电源输入接口可以有多个，以备多个蓄电池或不同能源的输入。洗衣机主控单元为随时了解蓄电池当前容量信息，在洗衣机主控单元与蓄电池之间设置电量分析单元。在电源切换单元上还安装有逆变单元，逆变单元将蓄电池的直流输出逆变为交流输出供给洗衣机。其中在采用电网电源作为电力输入时，洗衣机主控单元可以选择导通大功率加热管或小功率加热管，也可以同时导通两种功率的加热管，而采用蓄电池作为电力输入时，仅限于导通小功率加热管或其容量范围内的加热管。

洗衣机在工作时，用户选择相应的加热程序后，洗衣机主控单元根据加热程序需要达到的温度和效果，控制电网电源输入接口和储能电源输入接口在电网电源和蓄电池之间进行切换。在切换的同时，洗衣机主控程序根据蓄电池当前电量信息以及正在进行或即将进行的工作程序控制电源切换单元对当前输入能源进行切换，在符合输出条件时才驱动蓄电池和逆变单元开始工作。洗衣机主控单元同时根据加热程序选择相应的大功率加热管或小功率加热管，加热管控制电路根据洗衣机主控单元的选择导通或断开相应加热管线路上的继电器开关。

本申请的系统使用方法如下：在洗衣过程中，每个加热管的继电器开关平时都为断开状态，当用户选择加热程序时，洗衣机主控单元执行步骤如下：

如用户选择高温加热程序时，洗衣机主控单元控制电源切换电路将洗衣机的电力输入切换到电网电源输入接口，此时不论是否正在使用蓄电池供电，同时洗衣机主控单元通过加热管控制电路断开小功率加热管的继电器开关，导通大功率加热管的继电器开关，开始加热程序。

用户选择低温或慢速升温的加热程序时，洗衣机主控单元首先启动电量检测单元读取当前蓄电池电量的容量值信息并进行判断，如当前蓄电池电量的容量值能够支持选择的加热程序，洗衣机主控单元控制电源切换电路将洗衣机的电力输入切换到储能电源输入接口，如当前正在使用蓄电池，则保持不变。同时洗衣机主控单元通过加热管控制电路保持大功率加热管继电器开关K1的断开状态，导通小功率加热管的继电器开关K2，执行加热程序。如检测结果是当前蓄电池电量的容量值不够支持当前加热程序执行完毕，洗衣机主控单元则通过显示屏向用户发出相应提示信息，提示信息包括：

(1)、取消当前加热程序；

(2)、改变当前选择的加热程序

(3)、强制切换电网电源执行当前加热程序

如果蓄电池在工作过程中出现电量不足的情况，洗衣机主控单元根据电量检测单元反馈的信息，自动控制电源切换单元将电力输入切换到电网电源输入接口，同时通过显示屏向用户发出提示信息，表明蓄电池已经没有电力，需要重新充电。

实施例一

大功率加热管和小功率加热管安装在洗衣机的外桶上，其中大功率加热管和小功率加热管安装在同一个底座上，蓄电池采用24V20AH，大功率加热管的功率为1800W，小功率加热管的功率为300W。洗衣过程中用户选择的高温加热程序启动时，洗衣机主控单元立即通过电源切换单元将电力输入切换到电网电源输入上(此过程为强制切换，即不论目前电力输入是蓄电池还是电网电源)。同时通过加热管控制单元导通大功率加热管的继电器开关K1，保持小功率加热管继电器开关K2为断开状态，洗衣机主控单元开始执行加热程序并通过显示屏向用户提示当前加热信息。

实施例二

大功率加热管和小功率加热管安装在洗衣机的外桶上，其中大功率加热管和小功率加热管安装在同一个底座上，蓄电池采用24V20AH，大功率加热管的功率为1800W，小功率加热管的功率为300W。洗衣过程中用户选择低温加热程序时，洗衣机主控单元通过电量分析单元获取当前蓄电池电量的容量值，包括两种结果：(1)当前蓄电池剩余电量足够支持低温加热程序，洗衣机主控单元通过电源切换单元将电力输入切换到蓄电池上(此过程为强制切换，即不论目前电力输入是蓄电池还是电网电源)。同时通过加热管控制单元导通小功率加热管的继电器开关K2，保持大功率加热管继电器开关K1为断开状态，同时洗衣机主控单元通过显示屏向用户提示当前加热信息。(2)当前蓄电池剩余电量不够支持低温加热程序，洗衣机主控单元通过显示屏向用户发出提示信息。

本技术方案还能够应用于由双系统供电的、同时需要通过电加热管(电热器)加热的设备，如电热水器、洗衣机、干衣机等。

Claims (7)

1.根据洗衣机加热功率大小自动切换输入电源的系统，包括电网电源输入接口(1)、储能电源输入接口(2)、加热管、洗衣机主控单元和显示屏，其中显示屏、电网电源输入接口和储能电源输入接口分别与洗衣机主控单元连接，其特征在于，所述加热管有多个且在洗衣机主控单元的控制下同时或分别由电网电源输入接口和储能电源输入接口提供电力，所述加热管为不同功率加热管，包括一个大功率加热管(5)和一个小功率加热管(6)，其中大功率加热管的功率≥1000W，小功率加热管的功率＜1000W，所述大功率加热管和小功率加热管采用并联的方式安装在一起，或者所述加热管为相同功率加热管，包括多个相同功率的小功率加热管，分别与洗衣机储能电源电能值相匹配，多个相同功率的小功率加热管以并联的方式安装在一起。

2.如权利要求1所述的根据洗衣机加热功率大小自动切换输入电源的系统，其特征在于，所述洗衣机主控单元通过加热管控制电路控制各加热管的启动，所述加热管控制电路针对各加热管分别安装有继电器开关(7)。

3.如权利要求2所述的根据洗衣机加热功率大小自动切换输入电源的系统，其特征在于，所述洗衣机主控单元通过电源切换单元控制电网电源输入接口和储能电源输入接口的管理和切换，所述电网电源输入接口(1)与电网电源(3)连接，所述储能电源输入接口(2)与蓄电池(4)连接，所述电源切换单元上连接有转换蓄电池输出电流的逆变单元，所述洗衣机主控单元连接有读取当前蓄电池信息的电量检测单元。

4.运行权利要求1所述根据洗衣机加热功率大小自动切换输入电源的系统的使用方法，其特征在于，

洗衣过程中用户选择高温加热程序时执行：

步骤1、洗衣机主控单元控制电源切换电路将洗衣机的电力输入切换到电网电源输入接口接通电网电源；同时洗衣机主控单元通过加热管控制电路导通不同功率加热管中的大功率加热管或者相同功率加热管中的全部或部分小功率加热管的继电器开关开始加热；

洗衣过程中用户选择低温加热程序时执行：

步骤2、洗衣机主控单元控制电源切换电路将洗衣机的电力输入切换到储能电源输入接口接通蓄电池；同时洗衣机主控单元通过加热管控制电路导通不同功率加热管中的小功率加热管或者相同功率加热管中一个或几个小功率加热管的继电器开关开始加热。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，洗衣机主控单元执行低温加热程序时首先启动电量检测单元读取当前蓄电池电量的容量值；

如当前蓄电池电量的容量值能够实现低温加热程序，则执行步骤2，

如当前蓄电池电量的容量值不能够实现低温加热程序，则通过显示屏向用户发出相应提示信息。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述提示信息包括：

(1)、取消当前加热程序；

(2)、改变当前选择的加热程序；

(3)、强制切换电网电源执行当前加热程序。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤2还包括意外切换步骤，当蓄电池在工作过程中出现电量不足的情况时，洗衣机主控单元根据电量检测单元反馈的信息，自动控制电源切换电路切换到电网电源输入接口，同时通过显示屏向用户发出提示信息。