CN103048945B - 用于操作家用设备的电路布置和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于操作家用设备的电路布置，包括电源连接器；经电力连接电缆连接至所述电源连接器的电负载；危险部件的控制器，其经电力连接电缆连接至所述电源连接器；开关装置，用于开和关所述控制器，其在电力连接电缆中布置在所述控制器和所述电源连接器之间；以及安全装置，用于将所述控制器从所述电源连接器断开，其在电力连接电缆中布置在所述电源连接器和所述开关装置之间。即使当安全装置起作用时，为给控制器提供电力，例如为了执行检测或通讯任务，电负载连接在所述电源连接器和所述安全装置之间，并且提供连接电缆，其经所述电负载而将控制器连接至所述电源连接器，并且在其中布置有开关装置。

Description

用于操作家用设备的电路布置和方法

技术领域

本发明涉及一种电路布置，特别是用于操作具有危险部件的家用设备的电路布置，以及一种用于操作具有危险部件的家用设备的方法。

背景技术

图1示出了操作家用设备的常规的电路布置，使用洗衣机的例子。该类电路布置通常包括主连接36，接合到主连接的电力连接电缆38，诸如水泵12a、自动侦测漏水系统阀12b和加热器12c的各种电负载，具有电子器件15a以监控门的锁定(借此仅仅示出了向电子器件的输入)并且具有安全开关14的安全设备15，以及用于洗衣机滚筒的驱动马达30的马达控制器16。

出于安全的原因，规定要求，当洗衣机的装载门没有锁定时，洗衣机滚筒的驱动马达30不能操作。门锁定监控器15在这里确保当门未锁定时，由于安全开关14自动打开，使得马达控制器16，从而使得洗衣机滚筒的驱动马达30，与主连接36断开。洗衣机滚筒的驱动马达30的意外操作，这代表对于使用者构成危险的部件，因此当洗衣机的装在门没有锁定时，特别是当它打开时这种意外的操作是不可能。

在门已经被锁定之后，安全开关14再次自动闭合，从而使得马达控制器16能够经继电器18而连接到电力连接电缆38中。马达控制器16除了整流桥22和中间电路电容器24之外，还包含电流限制电阻(例如，NTC或PTC电阻)26，其限制启动电流。该电流限制电阻26随后由马达控制器16的继电器28桥接，以便通过整流桥22向驱动马达30提供操作所需要的能量。

当马达控制器16通过开路安全开关14而从主连接36断开时，马达控制器16和洗衣机的主控制器34之间的通信结束，例如，因为提供给马达控制器16的能量通过安全开关14而中断，母线系统是不可能的。这意味着马达控制器16和洗衣机的主控制器34之间的通信是不可能的，直到装载门已经被锁定为止。鉴于此，例如，连接至马达控制器16的装载传感器只能在装载门已经被锁定之后才被激活。这样导致的结果是，对于使用者来说，检查洗衣机滚筒已经被装载的程度是很烦人的事情，因为在能够建立装载值之前装载门必须首先被锁定。如果还没达到最大装载，或者如果已经超过了最大装载，为了优化装载的大小，使用者需要打开和关闭转载门若干次。

因此，本发明的任务是公开一种改进的电路布置和一种操作包括危险部件的设备的改进的方法。

发明内容

该任务通过具有权利要求1的特征的电路布置和通过具有权利要求7的特征的方法而实现。本发明的特别有利的实施例和进一步的发展是从属权利要求的目标。

根据本发明的电路布置包括电源连接器；经电力连接电缆连接至所述电源连接器的电负载；危险部件的控制器，其经电力连接电缆连接至所述电源连接器；开关装置，用于开和关所述控制器，其在电力连接电缆中布置在所述控制器和所述电源连接器之间；以及安全装置，用于将所述控制器从所述电源连接器断开，其在电力连接电缆中布置在所述电源连接器和所述开关装置之间。在根据本发明的电路布置中，电负载连接在所述电源连接器和所述安全装置之间，以及提供连接电缆，其经所述电负载而将控制器连接至所述电源连接器，并且在其中布置有开关装置。

在相据本发明的用于操作具有危险部件的设备的方法中，电负载通过电力连接电缆而连接至电源连接器；用于所述危险部件的控制器能够通过电力连接电缆连接至电源连接器；借助于布置在电力连接电缆中的安全装置而使得所述控制器能够从所述电源连接器断开；以及当所述控制器通过所述安全装置而从所述电源连接器断开时，所述控制器借助于连接电缆通过所述电负载而连接至所述电源连接器。

根据本发明，确保处于危险状态(例如，当洗衣机的装载门打开时)的危险部件(例如，洗衣机滚筒的驱动马达)不被供给能量，并且因此而不能开始操作。出于这种目的，处于该危险状态的危险部件的控制器借助于电力连接电缆中的安全装置而自动从电源连接器断开。

另一方面，根据本发明，即使当该设备处于这样的危险状态时，危险部件的控制器也继续被供给能量，虽然是显著地小于操作该危险部件所要求的能量水平。为此，危险部件的控制器借助于附加连接电缆通过电负载被连接至电源连接器，电负载在电路中位于安全装置之前。因为控制器被供给能量，即使处于危险状态下危险部件的操作被禁止，其也能执行要求较少能量的某些功能。这样，处于这样的危险状况下时，控制器仍然可以有利地继续执行(例如洗衣机滚筒的装载水平的)测量任务，并且能与设备的主控制器通信。

因为，在根据本发明的电路布置中，一旦危险状况已经消除，在其被打开之前，危险部件的控制器通过电负载被供给能量，电流限制电阻及其旁路电路(如图1中所示的常规电路布置中所要求的那些)可以从控制器中省略。这样，控制器的结构可以简化并且控制器所要求的空间也会减小。当控制器要被集成到危险部件(例如，集成到驱动马达中的马达控制器)中时，这是特别有利的。此外，由于其重量得到减少，控制器对机械加速较不敏感。当控制器要被集成到危险部件中时，这又是特别有利的。

术语“电负载”在该连接方式中指任意类型的有利的高阻电负载。电负载的电阻将通过连接电缆而提供至危险部件的控制器的电流减少到使得能量不足以使得危险部件操作的程度。另一方面，电负载的电阻仅仅将电流减少到使得危险部件的控制器可获得的能量足以执行辅助的功能的程度。有利地，该电负载是任何情况下存在于设备中的电负载。根据设备的类型，泵、加热器、阀门等都可有利地考虑用作电负载。除了借助于其将危险部件的控制器通过连接电缆连接至电源连接器的电负载之外，电路布置当然可以包括其他的电负载。

术语“危险部件”指对设备的使用者构成危险的设备的部件。这包括，例如，移动或者旋转部件以及它们的易于接近使用者的驱动。根据设备的类型，危险部件是洗衣机或烘干机的滚筒、吸油烟机的风扇等等，以及它们的驱动或驱动马达。

由此而论，“安全装置”可指适于响应于检测到的危险状况而将危险部件的控制器断开的任何类型的装置。该安全装置有利地是布置在控制器和电源连接器之间的电力连接电缆中的开关装置。该安全装置有利地耦接到安全设备或者被集成为一体，被设计成检测危险状况。根据设备的类型，安全设备包括，例如，用于监控门的锁定的电子器件，其监控(例如，洗衣机的)装载门的锁定情况，并且允许安全装置打开或闭合。

“电力连接电缆”是至电源连接器的导电连接。有利地，电力连接电缆包括两个导体，其中每一个都连接至电源连接器的一个电极或者连接器。电负载和控制器可以借助于相同的电力连接电缆或者借助于其他的电力连接电缆而连接至电源连接器。

由此而论，“开关装置”指可在至少两个切换状态之间切换的任何类型的部件或元件。有利地，开关装置被设计成打开或者闭合电连接或者在至少两个电连接支路之间改变。适合的开关装置包括，特别是，继电器、晶体管等。

在本发明的有利的实施例中，连接电缆中的开关装置的开关功能耦合到电力连接电缆中的安全装置的开关功能。这样，可以布置当在电力连接电缆上向控制器供电中断时，通过连接电缆向控制器供电自动接通，和/或可以布置当经电力连接电缆向控制器供电再次确立时，经连接电缆向控制器供电又自动中断。

有利地，如果控制器通过安全装置而从电源连接的断开被撤销(reverse)，则控制器然后通过电力连接电缆再次连接至电源连接器，使得控制器再次具有至电源连接器的低电阻连接并且危险部件可以再次操作。

有利地，如果控制器从电源连接器的断开通过安全装置被撤销，则控制器经电负载至电源连接器的连接被中断。

在本发明的进一步有利的实施例中，电力连接电缆中的开关装置和连接电缆中的开关装置彼此集成到一起，或者实施为共同的开关装置。这种共同的开关装置有利地被布置在控制器和电源连接器之间的电力连接电缆中，并且可以在电力连接电缆和连接电缆的两个电连接支路之间切换。在本发明的替代实施例中，除了布置在电力连接电缆中的、用于开关控制器的开关装置之外，还在控制器和电负载之间的连接电缆中存在其他的开关装置。

在本发明的进一步有利的实施例中，至少一个二极管被布置在控制器和电负载之间的连接电缆中。当控制器经连接电缆被供给电力时，该二极管与电负载串联连接，引起脉动直流电流流动通过电负载，使得在电路的该种状况下，其不会被意外地激活。

在本发明的又进一步有利的实施例中，控制器包括整流桥以及与整流桥并联连接的中间电路电容器。该控制器特别地适于必须供给直流电流的危险部件，诸如DC马达，以及特别是，无刷式DC马达。在该实施例中，如果控制器通过安全装置而从电源连接器断开，中间电路电容器然后经电负载从电源连接器充电。

本发明的主题也是具有如上描述的本发明的电路布置的家用设备。由此而论，本发明可以有利地用于家用设备，诸如洗衣机、衣服烘干机、洗碗机、炉灶、烤箱、吸油烟机、冰箱、冷冻机以及相似物品。

附图说明

本发明的如上以及其他的特征和优点，将通过以下的有利的说明、参照相关联附图的实施例的非限制性示例而变得更加的易懂。它们示出：

图1.用于操作家用设备的常规的电路布置的框图；以及

图2.根据本发明的实施例的一个示例，用于操作家用设备的电路布置的框图。

具体实施方式

现在将借助用于操作家用设备的电路布置的实施例的有利示例而对本发明作更为详细的说明，以洗衣机为例。同样地，或者相应的，通过与图1中相同的附图标记来标识部件。

图2中的电路布置包括电源连接器36，通过其可以连接至电源网络。电力连接电缆38的两个导体被连接至该电源连接器的两极。主开关40用于开关家用设备，并且它的部件开和关是包含在电力连接电缆38的一个导体中的。

各种电负载，诸如水泵12a、自动侦测漏水系统阀12b以及加热器12c通过电力连接电缆38被连接至电源连接器36。

电路布置还包括马达控制器16，用于洗衣机滚筒的驱动马达30(就本发明而言其是危险部件)的操作。驱动马达30有利地是无刷式DC马达。马达控制器16因此包括整流桥22和中间电路电容器24。

马达控制器16还通过电力连接电缆38被连接至电源连接器36。这里，继电器形式的开关装置18布置在电力连接电缆38的一个连接线中，以开和关马达控制器。继电器18可以和马达控制器16一起布置在电力模块中。该电力模块转而可以集成到驱动马达30中。

除了马达控制器16之外，家用设备还包括主控制器34。这个主控制器也被连接至电力连接电缆38。该主控制器34经信号线35(例如以总线系统的形式)被连接至马达控制器16。

如图2中所示，马达控制器16包括传感装置32，其包括，例如，检测洗衣机滚筒已经装载的水平的装载传感器。由该传感装置32所产生的测量结果可以经由信号线35而被传输至主控制器34，其可以评估它们，并且如果合适，显示它们。

电力连接电缆38还将安全设备15(具有电子器件15a以监控门的锁定)连接至电源连接器36。为了清楚，仅示出了至门锁定监控器的电子器件15a的输入。门锁定监控器15a监控洗衣机的装载门是否被锁定。安全设备15还包括安全开关14形式的安全装置，布置在开关装置18和电负载12a...c之间的电力连接电缆38的一个导体上。如果门锁定监控器15a检测到洗衣机的未锁定装载门形式的危险状态，那么门锁定监控器15a致使安全开关14打开，从而中断了控制器16经电力连接电缆38和电源连接器36之间的连接，从而使得驱动马达30不再通过控制器16操作。安全开关14的打开和闭合由门锁定监控器15a通过操作门锁中的电磁线圈来触发。如果洗衣机的装载门是关闭的，那么安全开关14自动闭合。装载门机械地锁定以防止打开。

如图2中所示，相比于图1的常规电路布置，附加地提供了连接电缆19。该接连电缆19经电负载之一(这种情况下用泵12a)，将马达控制器16连接至电源连接器36，旁路安全设备15和特别是其安全开关14。取代泵12a，其还可以是另外的电负载(例如自动侦测漏水系统阀12b或者加热器12c)被连接至连接电缆19。

电负载12a布置在安全开关14之前，即布置在安全开关14和主开关40之间；没有被连接至连接电缆19的其他的电负载12b、12c也可选地在安全开关14之后被布置在电路中。在连接电缆19中布置有开关装置。该开关装置是电力连接电缆38中的、用于开和关马达控制器16的继电器18，其可以在电力连接电缆38和连接电缆19之间切换，也可以是连接电缆19中的额外的继电器18a(由虚线表示的变体)。

该电路布置具有如下功能。

当设备处于打开状态时(主开关40打开)，门锁定监控器15a检查洗衣机的装载门是否已经关闭和锁定。如果装载门已经被锁定，门锁定监控器15闭合电力连接电缆38中的安全开关14。马达控制器16因此而经电力连接电缆38被连接至电源连接器36，并且可以借助于电力连接电缆38中的继电器装置18而打开。如果马达控制器16借助于继电器18被打开，那么其具有至电源连接器36的低电阻连接，并且从那能获得足够的能量以操作传感装置32，和特别是，还有洗衣机滚筒的驱动马达30。

如果门锁定监控器15现在检测到装载门是打开的(对使用者来说这代表是危险的状况)，那么这时洗衣机滚筒不能转动且驱动马达30不能操作，然后安全开关14被打开，从而中断马达控制器16和电源连接器36之间的电连接。这种中断的发生是不管继电器18的电路状态的。

因为即使处于该危险状态，马达控制器16也应当被供给能量，以操作传感装置32并与主控制器34进行通信，继电器18现在切换到连接电缆19(或者继电器18打开而继电器18a闭合)。这样，当安全开关14打开时，马达控制器16经连接电缆19和电负载12a而连接至电源连接器36。

因为电负载12a与马达控制器16串连连接，因此该连接具有高电阻。因此，通过连接电缆19而提供给马达控制器16的能量不足以操作驱动马达30。然而，该能量已足够对中间电路电容器24充电，而因此能够驱动马达控制器16的传感装置32操作。

这表示在该电路布置中，即使装载门未锁定，马达控制器16仍然能够操作传感装置32。因此，例如，当洗衣机的装载门是打开的时，可以检测装载的水平并将该信息传输至主控制器34。检测到的装载的水平可以立即显示给使用者，使得他就可以最优地装载洗衣机滚筒。与常规的电路布置相反，他不必为此而重复地打开和关闭装载门，而可以在装载门打开期间就立即完成其装载任务。

如图2中所示，在连接电缆19中还连接有与电负载12a串联连接的二极管20。因为这个二极管20，在中间电路电容器24通过连接电缆19而充电期间，脉动直流电流通过电负载12a。该脉动直流电流防止当设备打开时该电负载12a被激活。这样可以避免破坏性的泵噪音。

如果装载门然后被使用者关闭和锁定，则装载门的锁定状况被门锁定监控器15a检测到，门锁定监控器15a然后通过操作门锁中的电磁线圈而再次闭合安全开关14。与此同时，继电器18也被再次切换到电力连接电缆38(或者继电器18a打开，而继电器18闭合)，使得泵12a被切换到与马达控制器16并联，并且马达控制器16，以及因此驱动马达30，再次具有至电源连接器36的低电阻连接。在该状况下，可以通过门锁定监控器15a在任何时候都检测装载门的未锁定。

因为当装载门未锁定时，马达控制器16的中间电路电容器24经连接电缆19而充电，由于电负载12a的内部电阻，其具有限制的充电电流，常规电路布置的电流限制电阻及其旁路继电器可以从马达控制器16中省略。

附图标记列单

10 家用设备

12a-c 电负载(泵、阀门、加热器等)

14 安全装置，安全开关

15 安全设备

15a 监控门的锁定的电子器件

16 用于危险部件的控制器，马达控制器

18 开关装置，继电器

19 连接电缆

20 二极管

22 整流桥

24 中间电路(电容器)

26 电流限制电阻

28 继电器

30 马达，驱动马达，DC马达

32 传感装置

34 主控制器

35 信号线

36 电源连接器，主连接

38 电力连接电缆

40 主开关

Claims (11)

1.一种电路布置，具有：

电源连接器(36)；

经电力连接电缆(38)连接至所述电源连接器(36)的电负载(12a)；

用于危险部件(30)的控制器(16)，其经电力连接电缆(38)连接至所述电源连接器(36)；

开关装置(18)，用于开和关所述控制器(16)，其在电力连接电缆(38)中布置在所述控制器(16)和所述电源连接器(36)之间；以及

安全装置(14)，用于将所述控制器(16)从所述电源连接器(36)断开，其在电力连接电缆(38)中布置在所述电源连接器(36)和所述开关装置(18)之间，

其特征在于，

电负载(12a)连接在所述电源连接器(36)和所述安全装置(14)之间；

提供连接电缆(19)，其经所述电负载(12a)而将控制器(16)连接至所述电源连接器(36)，并且在其中布置有开关装置(18，18a)；以及

所述控制器(16)包括整流桥(22)和与整流桥并联连接的中间电路电容器(24)。

2.根据权利要求1的电路布置，其特征在于：

连接电缆(19)中的开关装置(18，18a)的开关功能被耦合到电力连接电缆(38)中的安全装置(14)的开关功能。

3.根据权利要求1或2的电路布置，其特征在于：

所述电力连接电缆(38)中的所述开关装置(18)和所述连接电缆(19)中的所述开关装置(18，18a)彼此集成在一起。

4.根据权利要求1或2的电路布置，其特征在于：

在所述连接电缆(19)中布置二极管(20)。

5.根据权利要求1的电路布置，其中所述电路布置用于操作家用设备(10)。

6.一种具有如权利要求1到5之一的电路布置的家用设备。

7.一种用于操作设备(10)的方法，其中，

电负载(12a)通过电力连接电缆(38)连接至电源连接器(36)；

用于危险部件(30)的控制器(16)能够通过电力连接电缆(38)连接至电源连接器(36)；以及

所述控制器(16)能够借助于布置在电力连接电缆(38)中的安全装置(14)从所述电源连接器(36)断开，

其特征在于，

当所述控制器(16)通过所述安全装置(14)从所述电源连接器(36)断开时，所述控制器(16)借助于连接电缆(19)通过所述电负载(12a)连接至所述电源连接器(36)，并且

所述控制器(16)包括整流桥(22)和与整流桥并联连接的中间电路电容器(24)。

8.根据权利要求7的方法，其特征在于：

当所述控制器(16)通过所述安全装置(14)从所述电源连接器(36)的断开被撤销时，所述控制器(16)然后再次通过所述电力连接电缆(38)连接至所述电源连接器(36)。

9.根据权利要求8的方法，其特征在于：

当所述控制器(16)从所述电源连接器(36)的断开通过安全装置(14)被撤销时，所述控制器(16)通过电负载(12a)至电源连接器(36)的连接被中断。

10.根据权利要求7到9之一的方法，其特征在于：

当所述控制器(16)通过安全装置从所述电源连接器(36)断开时，所述中间电路电容器(24)然后通过所述电负载(12a)从所述电源连接器(36)充电。

11.根据权利要求7的方法，其中所述设备(10)是具有危险部件(30)的家用设备。