CN103675424B - 过零及待机零功耗按键检测电路、洗衣机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种过零及待机零功耗按键检测电路，涉及电器设备技术领域，包括：单片机、强电接入电路及弱电电路，所述弱电电路和所述强电接入电路通过光电耦合器相连，所述弱电电路连接所述单片机，所述强电接入电路连接强电。还公开了包括上述电路洗衣机。本发明通过将过零检测电路和待机零功耗按键检测电路整合起来，形成一个检测电路，利用过零信号和待机零功耗的按键输入信号的差别来分别对待，既可以完成过零信号的处理，又可以检测到待机零功耗按键的信号，很好的实现不同的功能。此方法电路安全，节能，降低成本，处理起来方便。

Description

过零及待机零功耗按键检测电路、洗衣机

技术领域

本发明涉及电器设备技术领域，特别涉及一种过零及待机零功耗按键检测电路、洗衣机。

背景技术

过零信号的检测，主要有以下几个作用：

a、将过零时刻，作为负载动作（可控硅、继电器）的时基；

b、将过零信号的丢失，作为掉电记忆功能的触发信号；

c、判定市电频率，区分50\60Hz；

交流电的零电压处则为过零点，通过正确的电路转换，通常单片机检测到信号的上升沿或下降沿的时刻为过零点。

目前洗衣机上的过零检测电路和待机零功耗按键检测电路分别是两个不同的电路，处理信号的方法也不相同，过零信号的检测采用中断的方式，待机零功耗的按键检测根据查询电平变化来处理。在全隔离洗衣机控制板上，同时应用时，硬件PCB中占用的布板面积大，器件多，成本大。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何同时实现过零及待机零功耗按键检测电路。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种过零及待机零功耗按键检测电路，包括：单片机、强电接入电路及弱电电路，所述弱电电路和所述强电接入电路通过光电耦合器相连，所述弱电电路连接所述单片机，所述强电接入电路连接强电；

所述强电接入电路用于采集过零信号和零功耗按键信号；

所述光电耦合器用于将过零信号和零功耗按键信号分别对应的强电信号转换成弱电信号；

所述弱电电路用于处理所述过零信号和零功耗按键信号分别对应的弱电信号，并将所述对应的弱电信号输入单片机，使过零信号输入单片机时为方波，过零点则为方波的上升沿和下降沿；并且使零功耗按键按下的信号输入单片机时为低电平，抬起时则为过零信号。

其中，所述强电接入电路包括：强电按钮、电源供电系统、功率电阻、第一电阻、第一二级管和第一电容，所述第一电阻、第一二级管和第一电容并联在所述光电耦合器的发光二极管的阳极端和阴极端之间，所述功率电阻连接在所述电源供电系统的第一端和所述光电耦合器的发光二极管的阴极端之间，所述电源供电系统的第一端连接至强电的零线，所述强电按钮的第一端连接至强电的火线，强电按钮的第二端连接所述光电耦合器的发光二极管的阳极端，电源供电系统的第二端连接强电按钮的第二端。

其中，所述弱电电路包括：第一三极管，所述第一三极管的基极依次通过第二电阻和第三电阻连接至弱电电源，且通过第四电阻接地，所述光电耦合器的第二三极管的集电极连接在所述第二电阻和第三电阻之间，发射极接地，所述第一三极管的集电极通过第五电阻连接弱电电源，并通过第六电阻连接所述单片机，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的发射极和基极之间连接有第二电容，所述第一三极管的发射极和所述单片机之间还连接有第三电容。

本发明还提供了一种洗衣机，包括上述任一项所述的过零及待机零功耗按键检测电路。

（三）有益效果

本发明通过将过零检测电路和待机零功耗按键检测电路设计形成一个检测电路，利用过零信号和待机零功耗的按键输入信号的差别来分别对待，既可以完成过零信号的处理，又可以检测到待机零功耗按键的信号，很好的实现不同的功能。此方法电路布局面积小、节能、降低成本且处理起来方便。

附图说明

图1是本发明实施例的一种过零及待机零功耗按键检测电路结构示意图；

图2是过零信号波形示意图；

图3是检测到待机零功耗按键按下时的信号波形图；

图4是图1中过零及待机零功耗按键检测电路工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本实施例的过零及待机零功耗按键检测电路，包括：单片机IC2、强电接入电路A及弱电电路B。弱电电路B和强电接入电路A通过光电耦合器IC1相连，弱电电路B连接单片机IC1，具体连接I/O1端口，强电接入电路A连接强电，即交流电的零线N和火线L。

强电接入电路A用于采集过零信号和零功耗按键信号。过零信号是为了检测到交流强电的过零点，因此直接由强电接入，经过光电耦合器IC1进行转换后，变为弱电信号，然后由弱电电路B进行处理。

对于零功耗按键信号，由于要实现零功耗，零功耗按键必须接在强电一端，为了检测到零功耗按键的按下或抬起的信号再进行相应的控制，就需要由光电耦合器IC1将零功耗按键的按下或抬起的强电信号转换为弱电信号。

弱电电路B用于处理通过转换后的过零和零功耗按键信号分别对应的弱电信号的接收与处理。经过弱电电路B的处理，使过零信号最终输入单片机I/O1口时为方波，如图2所示，过零点则为方波的上升沿和下降沿；并且使零功耗按键按下的信号输入单片机I/O1口时为低电平，如图3所示，抬起时则为过零信号。

本实施例中，强电接入电路A包括：强电按钮SW1、电源供电系统（可以是开关电源或变压器等）、功率电阻R1、第一电阻R2、第一二级管D1和第一电容C1。第一电阻R2、第一二级管D1和第一电容C1并联在光电耦合器IC1的发光二极管的阳极端和阴极端之间。光电耦合器IC1的发光二极管的阴极端通过功率电阻R1连接电源供电系统的第一端，该第一端连接至强电的零线N。强电按钮SW1的第一端连接至强电的火线L，第二端连接光电耦合器IC1的发光二极管的阳极端。电源供电系统的第二端连接强电按钮SW1的第二端。

本实施例中，弱电电路B包括：NPN型三极管N1，三极管N1的基极依次通过第二电阻R4和第三电阻R3连接至弱电电源+5V，且通过第四电阻R5接地。光电耦合器IC1的光敏三极管的集电极连接在第二电阻R4和第三电阻R3之间，发射极接地。三极管N1的集电极通过第五电阻R6连接弱电电源，并通过第六电阻R7连接单片机IC2，三极管N1的发射极接地。三极管N1的发射极和基极之间连接有第二电容C2，三极管N1的发射极和单片机的I/O1端口之间还连接有第三电容C3。单片机的I/O1端口通过检测到不同的电平信号来区分过零点或是待机零功耗按键的信号。以下说明上述过零及待机零功耗按键检测电路的工作原理：

如图4所示，图中电路C为待机零功耗的强电控制电路。开机时，需要按下SW1和电路C中的电路工作。CN1接上强电，未进行操作时，整个电源供电系统没有电。第1次按下SW1，按下时L和L＇相连，系统有电，单片机可以正常工作，通过控制电路C，控制K1闭合，可使电源持续通电，再抬起SW1。此时，该整个A、B和C电路可正常工作。

关机时，需要框图A、B和C电路配合工作。

再次按下SW1键，按下时，强电接入电路A中的强电L端断开，光电耦合器IC1中的光敏二极管停止工作，光电耦合器IC1中光敏三极管截止，+5V通过R3、R4、R5分压，三极管N1的基极电平变高，三极管N1导通，单片机I/O1的信号为低电平，当低电平的信号持续一段时间后（应大于过零信号的周期20ms），则确定为SW1按下，此时控制C电路中的K1断开，则可以关机进入待机零功耗状态。

在整个A、B和C电路工作过程中，当交流电正向通过时光电耦合器IC1时，其中的发光二极管导通，反向通过时，发光二极管截止。由于接入强电，R1必需为功率电阻；R2、C1和D1起保护作用。

工作过程中过零信号的检测原理：当强电接入电路A中电压为交流电正半波时，电流从光电耦合器IC1的光敏二极管流过，光敏二极管发光，光电耦合器IC1的光敏三极管导通，三极管N1的基极就变为低电平(0V)，三极管N1就处于截止状态，单片机I/O1口由于R6上拉，变为高电平；当电压为交流电负半波时，光电耦合器IC1的光敏二极管处于截止状态，光敏三极管截止，+5V经过R3、R4、R5分压，NPN三极管N1的基极电平变高，N1导通，单片机I/O1口变为低电平。因此单片机I/O1口的信号接近方波信号，过零点则取在I/O1口信号的上升沿或下降沿，此时最接近交流电的过零点。

本发明的过零及待机零功耗按键检测电路广泛用于各种电器设备中。本发明还提供了一种包括上述电路的洗衣机，尤其是全隔离洗衣机。在全隔离洗衣机控制板上，应用上述电路，硬件PCB中占用的布板面积小、器件少、成本低。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (3)

1.一种过零及待机零功耗按键检测电路，其特征在于，包括：单片机、强电接入电路及弱电电路，所述弱电电路和所述强电接入电路通过光电耦合器相连，所述弱电电路连接所述单片机，所述强电接入电路连接强电；

所述强电接入电路用于采集过零信号和零功耗按键信号；

所述光电耦合器用于将过零信号和零功耗按键信号分别对应的强电信号转换成弱电信号；

所述弱电电路用于处理所述过零信号和零功耗按键信号分别对应的弱电信号，并将所述对应的弱电信号输入单片机，使过零信号输入单片机时为方波，过零点则为方波的上升沿和下降沿；并且使零功耗按键按下的信号输入单片机时为低电平，抬起时则为过零信号；

其中，所述强电接入电路包括：强电按钮、电源供电系统、功率电阻、第一电阻、第一二级管和第一电容，所述第一电阻、第一二级管和第一电容并联在所述光电耦合器的发光二极管的阳极端和阴极端之间，所述功率电阻连接在所述电源供电系统的第一端和所述光电耦合器的发光二极管的阴极端之间，所述电源供电系统的第一端连接至强电的零线，所述强电按钮的第一端连接至强电的火线，强电按钮的第二端连接所述光电耦合器的发光二极管的阳极端，电源供电系统的第二端连接强电按钮的第二端。

2.如权利要求1所述的过零及待机零功耗按键检测电路，其特征在于，所述弱电电路包括：第一三极管，所述第一三极管的基极依次通过第二电阻和第三电阻连接至弱电电源，且通过第四电阻接地，所述光电耦合器的第二三极管的集电极连接在所述第二电阻和第三电阻之间，发射极接地，所述第一三极管的集电极通过第五电阻连接弱电电源，并通过第六电阻连接所述单片机，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的发射极和基极之间连接有第二电容，所述第一三极管的发射极和所述单片机之间还连接有第三电容。

3.一种洗衣机，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的过零及待机零功耗按键检测电路。