CN102486635A - 榨汁机的控制电路及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种榨汁机的控制电路及其方法，该控制电路至少包括中央处理单元、向中央处理单元提供低压电源的降压整流滤波电路单元、与市电交流电源一端相连并向中央处理单元输出采样信号的电流采样电路单元、与电流采样电路单元串联连接的功率可控硅、与该功率可控硅控制极相连并由中央处理单元控制的触发单元、以及电机，其中中央处理单元通过电流采样电路单元来采样电流，并控制电机的运行。本发明能够提高效率，降低噪音，并能快速制动。

Description

榨汁机的控制电路及其方法

技术领域

本发明涉及一种榨汁机的控制电路及其方法。

背景技术

传统的控制直流电机的控制元件均采用直流电控制元件—MOS管或IGBT，其控制方式为：先把交流电经整流电路整流成直流电，然后利用直流控制元件控制其整流后的直流电，把控制后的直流电供给直流电机，这种控制方式控制电路复杂且成本较高，因此传统的榨汁机都采用交流电机来作为动力源，然而交流电机会随负载变化而改变转速，使得榨汁机的工作效率较低，同时榨汁机的噪音也较高。

发明内容

本发明的一目的是：提供一种提高效率的榨汁机的控制电路及其方法。

为达成上述目的，本发明的一技术方案是：该控制电路至少包括中央处理单元、向中央处理单元提供低压电源的降压整流滤波电路单元、与市电交流电源一端相连并向中央处理单元输出采样信号的电流采样电路单元、与电流采样电路单元串联连接的功率可控硅、与该功率可控硅控制极相连并由中央处理单元控制的触发单元、以及电机，其中中央处理单元通过电流采样电路单元来采样电流，并控制电机的运行。

本发明的另一技术方案是：一种具有上述技术方案中的控制电路的控制方法，其包括以下步骤：

先将市电交流电源经功率可控硅斩波；

然后把斩波后的交流电供给整流模块；

最后将整流模块整流后的直流供给电机。

由此本发明采用的控制方式为：先将交流电经功率可控硅斩波，然后把经功率可控硅斩波后的交流电供给整流模块，整流模块整流后直接供给直流电机；在上述控制方式中使用单片机控制功率可控硅斩波，并用RC触发方式来触发功率可控硅，中央处理单元根据不同档位状态控制档位选通可控硅的通断状态，从而改变串联在交流回路中的功率可控硅触发回路中电阻值，来改变触发电容的充电速度，以达到控制串联在交流回路中的功率可控硅的导通角的大小，来控制主回路中整流模块两端的交流电的大小，整流模块根据串联在交流主回路中的功率可控硅调节后的交流电压直接整流，整流后供给直流电机，实现直流电机的软启动以及在各种转速下运行。

本发明优点是：

采用可控硅来作为控制直流电机的控制元件，其先将交流电经可控硅斩波，然后把经可控硅斩波后的交流电供给整流电路，整流电路整流后直接供给直流电机，由此成本低且安全可靠，提高榨汁机的效率，进一步减小了榨汁机的噪音，同时能够快速地使电机停止转动，大大提高了榨汁机的安全性能。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的功能方块图。

图2为本发明的电路原理图。

其中：1、降压整流滤波电路单元；2、电流采样电路单元；3、刹车单元；4、档位输入单元；5、斩波模块；6、整流模块；7、触发单元。   

具体实施方式

实施例：如图1-2所示，本发明提供一种榨汁机的控制电路的一实施例，其包括中央处理单元U、向中央处理单元U提供低压电源的降压整流滤波电路单元1、与市电交流电源一端相连并向中央处理单元U输出采样信号的电流采样电路单元2、与电流采样电路单元2串联连接的功率可控硅TR1、与该功率可控硅TR1控制极相连并由中央处理单元U控制的触发单元7、直流电机M、与市电交流电源另一端相连并提供给直流电机M直流电源的整流模块6、连接直流电机M两端的刹车单元3，其中整流模块6与功率可控硅TR1串联连接，中央处理单元U通过电流采样电路单元2来采样电流，并控制直流电机M的运行和刹车，功率可控硅TR1和与功率可控硅TR1并联连接的电容C11一同组成斩波模块5。其工作原理如下：采用功率可控硅TR1来作为控制直流电机M的控制元件，其先将交流电经功率可控硅TR1斩波，然后把经功率可控硅TR1斩波后的交流电供给整流模块6，整流模块6整流后直接供给直流电机M。在本实施例中，电机优选地为直流电机，也可以为交流电机，从而可省略整流模块。

如图2，降压整流滤波电路单元1由降压电容C2、第一、二滤波电容（C3、C4）、第一、二整流二极管（D1、D2）、降压电阻R4、续流电阻R3、第一、二调节电阻（R5、R6）、和稳压块U1共同组成，第一滤波电容C3一端接市电交流电源一端，另一端接第二整流二极管D2正极，第二整流二极管D2负极则依次经降压电容C2、降压电阻R4接市电交流电源另一端，续流电阻R3并联在降压电容C2两端；第一整流二极管D1负极与第一滤波电容C3正极连接在一起，而第一整流二极管D1正极与第二整流二极管D2负极连接在一起；稳压块U1的3脚与2脚分别连接在第一滤波电容C3 正极与负极处，所述调节电阻R5、R6串联后分别接在稳压块U1的3脚、2脚，第一、二调节电阻（R5、R6）相连处接在稳压块U1的1脚。所述稳压块U1的2脚作为中央处理单元U的接地端而接入中央处理单元U的接口u5中；该稳压块U1的3脚作为中央处理单元U的电源+5V端而接入中央处理单元U的接口u7中；所述第二滤波电容C4接入上述电源+5V端与接地端之间。

电流采样电路单元2由采样限流电阻R18、与采样限流电阻R18并联的上拉电阻R19、一端与功率可控硅TR1相连且另一端与市电交流电源相连的采样电阻R20、与采样限流电阻R18相连的接地电容C9、采样电容C10、和整流二极管D3，其中采样电阻R20和上拉电阻R19并联在采样电容C10两端，整流二极管D3一端与采样电阻R20相连、另一端与采样电容C10相连，采样限流电阻R18和接地电容C9的共接端与中央处理单元U相连，电流采样单元2实时采集交流回路中电流的大小，当采集到的电流值大于或小于预设阀值时，切断主回路使直流电机M停止工作。

触发单元7包括与功率可控硅TR1控制极相连的保护电阻R22、与保护电阻R22串联相连的触发管D5、与触发管D5并联连接且一端与功率可控硅TR1的一极相连的触发电容C12、以及与触发管D5相连的至少两路并联的触发回路，本实施例优选地用六路触发回路，由于每路触发回路结构相同，故重点阐述其中两路，而其他四路则不予以详述，其中每路触发回路均包括与中央处理单元U相连的限流电阻（R13、R14），与市电交流电源一端相连的档位选通可控硅（TR2、TR3）、与档位选通可控硅（TR2、TR3）触发极相连的控制电阻（R23、R24），以及位于档位选通可控硅（TR2、TR3）和触发管（D5）之间的触发电阻（R28、R29）。通过上述六路触发回路，连接在中央处理器U的u9、u10、u11、u12、u4、u3端口的限流电阻（R13、R14、R15、R16、R17、R34）通过中央处理器U的信号控制档位选通可控硅（TR2、TR3、TR4、TR5、TR6、TR7）的通断状态来改变功率可控硅TR1触发回路中的电阻值，从而改变给触发电容C12的充电速度，继而达到控制功率可控硅TR1控制极的效果。

档位输入单元4由下拉电阻R8，第一、二档位上拉电阻（R9、R10），第一、二档位限流电阻（R11、R12），第一、二档位电容（C7、C8）组成，其中第一、二档位上拉电阻（R9、R10）均连接在+5V高电平位置，下拉电阻R8连接在低电平位置，根据旋转开关所处位置不同，第一、二档位限流电阻（R11、R12）一端的电平将高低变化，第一、二档位限流电阻（R11、R12）另一端与第一、二档位电容（C7、C8）一端连接并接入中央处理单元U的档位选择端口u1、u14中。而中央处理单元U的档位选择端口u1、u14根据旋转开关所处位置不同共有“00、01、10、11”四种状态，中央处理单元U根据四种不同状态做出相应处理。

工作时，中央处理单元U根据档位输入单元4的不同档位状态控制档位选通可控硅（TR2、TR3、TR4、TR5、TR6、TR7）的通断状态，从而改变功率可控硅TR1触发回路中电阻值，来改变触发电容C12的充电速度，以达到控制功率可控硅TR1的导通角的大小，整流模块6根据经功率可控硅TR1调节后的交流电压直接整流，整流后供给直流电机M。从而使直流电机M运行在各个速度，在正常工作时第一联动开关SW1闭合，第二联动开关SW2断开，刹车时两联动开关联动，第一联动开关SW1断开，第二联动开关SW2闭合，此时直流电机M的供电回路已断开，直流电机M因惯性旋转所产生的电能通过第二联动开关SW2、功率电阻R36回路释放，从而起到制动作用。

另外在直流电机M启动时，也可以通过调节档位选通可控硅（TR2、TR3、TR4、TR5、TR6、TR7）的通断顺序来控制功率可控硅TR1的导通角以实现直流电机M的软启动，使直流电机M电流缓慢上升。

同时，结合上述控制电路，本发明也提供一种榨汁机的控制方法，其包括以下步骤：

先将市电交流电源经功率可控硅TR1斩波；

然后把斩波后的交流电供给整流模块6；

最后将整流模块6整流后的直流供给直流电机M。

其中功率可控硅采用RC触发方式来触发，中央处理单元根据不同档位状态控制档位选通可控硅的通断状态，从而改变串联在交流回路中的功率可控硅触发回路中电阻值，来改变触发电容的充电速度，以达到控制串联在交流回路中的功率可控硅的导通角的大小，来控制主回路中整流模块两端的交流电的大小，整流模块根据串联在交流主回路中的功率可控硅调节后的交流电压直接整流，整流后供给直流电机，实现直流电机的软启动以及在各种转速下运行。

本发明成本低且安全可靠，提高了榨汁机的效率，进一步减小了榨汁机的噪音，同时能够快速地使电机停止转动，大大提高了榨汁机的安全性能。

当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种榨汁机的控制电路，其特征在于其包括：中央处理单元（U）、向中央处理单元（U）提供低压电源的降压整流滤波电路单元（1）、与市电交流电源一端相连并向中央处理单元（U）输出采样信号的电流采样电路单元（2）、与电流采样电路单元（2）串联连接的功率可控硅（TR1）、与该功率可控硅（TR1）控制极相连并由中央处理单元（U）控制的触发单元（7）、以及电机（M），其中中央处理单元（U）通过电流采样电路单元（2）来采样电流，并控制电机（M）的运行。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：其进一步包括与市电交流电源另一端相连并与功率可控硅（TR1）串联连接的整流模块（6），而所述电机（M）为直流电机，其中整流模块（6）向电机（M）提供直流电源。

3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述电流采样电路单元（2）由采样限流电阻（R18）、与采样限流电阻（R18）并联的上拉电阻（R19）、一端与功率可控硅（TR1）相连且另一端与市电交流电源相连的采样电阻（R20）、与采样限流电阻（R18）相连的接地电容（C9）、采样电容（C10）、和整流二极管（D3），其中采样电阻（R20）和上拉电阻（R19）并联在采样电容（C10）两端，所述整流二极管（D3）一端与采样电阻（R20）相连、另一端与采样电容（C10）相连，采样限流电阻（R18）和接地电容（C9）的共接端与中央处理单元（U）相连。

4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述触发单元（7）包括与功率可控硅（TR1）控制极相连的保护电阻（R22）、与保护电阻（R22）串联相连的触发管（D5）、与触发管（D5）并联连接且一端与功率可控硅（TR1）的一极相连的触发电容（C12）、以及与触发管（D5）相连的至少两路并联的触发回路，其中触发回路至少包括一档位选通可控硅（TR2、TR3）。

5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于：所述每路触发回路均包括与中央处理单元（U）相连的限流电阻（R13、R14），与市电交流电源一端相连的档位选通可控硅（TR2、TR3）、与档位选通可控硅（TR2、TR3）触发极相连的控制电阻（R23、R24），以及位于档位选通可控硅（TR2、TR3）和触发管（D5）之间的触发电阻（R28、R29）。

6.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于：所述刹车单元（3）包括与整流模块（6）相连的保险丝（F1）、并联在电机（M）两端的功率电阻（R36）和刹车滤波电容（C13）、和用于刹车且与电机（M）并联连接的第一、二联动开关（SW1、SW2），其中第一、二联动开关（SW1、SW2）的状态互不相同。

7.一种具有权利要求2所述的控制电路的控制方法，其特征在于其包括以下步骤：

先将市电交流电源经功率可控硅（TR1）斩波；

然后把斩波后的交流电供给整流模块（6）；

最后将整流模块（6）整流后的直流供给电机（M）。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：所述控制电路进一步包括触发单元（7），该触发单元包括与功率可控硅（TR1）控制极相连的保护电阻（R22）、与保护电阻（R22）串联相连的触发管（D5）、与触发管（D5）并联连接且一端与功率可控硅（TR1）的一极相连的触发电容（C12）、以及与触发管（D5）相连的至少两路并联的触发回路，而触发回路包括至少一档位选通可控硅（TR2、TR3）。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：所述中央处理单元（U）通过档位选通可控硅（TR2、TR3）的通断状态来改变功率可控硅（TR1）的触发回路中的电阻值，改变给触发电容（C12）的充电速度，继而控制功率可控硅（TR1）触发极。

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