CN105305813B - 变频抽油烟机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种变频抽油烟机，包括主控电路板，变频电路板，还包括向主控电路板和变频电路板供电的低压电源电路，低压电源电路包括桥式整流电路，单片机，电容式程控降压电路，开关电路，桥式整流电路由三极管Q1、Q3和二极管D2、D3组成，电容式程控降压电路包括电容C2、C3、C4和三极管Q4、Q5，开关电路包括两组程控同步开关，第一组开关连接桥式整流电路的输出端，第二组开关连接电容C2与三极管Q4的输出端，两组程控同步开关不同时闭合。本发明采用桥式开关结构，实现输出安全隔离电源的目的。

Description

变频抽油烟机

技术领域

本发明涉及抽油烟机技术领域，更具体地说，是涉及一种变频抽油烟机。

背景技术

目前，人们常用的抽油烟机所使用的电机一般是单相电机，而且其运行频率不变化。其转速的控制通过调节电机内部线圈的匝数比来改变电压而实现的，因此，其速度的档位不多，不能无级调速。有鉴于此，有些厂家提出变频烟机的方案。以PWM调制的方式，输出可变频交流电。通过改变输入异步电机电流的频率，来改变单相异步电机的转速。如2007年2月28日公开的一种中国实用新型专利变频式抽油烟机，通过增设变频板，主控板中CPU将设定风速转换为PWM信号经光耦隔离电路输出给变频板中的控制器，进而将整滤波后的直流电逆变为调压调频的交流电，输出到电机上。对于烟机电气控制系统，除了需要高压电源外，各控制板还需要+15V/+5V的直流电源。直流电源通常由市电经整流滤波、降压后得到。目前的电源电路需要使用安全隔离变压器，在降压的同时并能防止后级电路触电风险。变压器属感抗元件，感性电路会使市电的无功功率增加、功率因素降低，因此，使用感抗电器会给国家的市电电源造成巨大的能源浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种变频抽油烟机，它的电气系统采用安全电源电路，以克服现有技术的不足。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：变频抽油烟机，包括主控电路板，变频电路板，还包括向主控电路板和变频电路板供电的低压电源电路，所述低压电源电路包括桥式整流电路，单片机，还包括电容式程控降压电路，开关电路，所述桥式整流电路由三极管Q1、Q3和二极管D2、D3组成，三极管Q1、Q3的基极连接单片机，所述电容式程控降压电路包括电容C2、C3、C4和三极管Q4、Q5，由电容C2、C3、C4构成直流逐级降压，三极管Q4、Q5的基极连接所述单片机，所述开关电路包括两组程控同步开关，第一组程控同步开关K1、K2连接所述桥式整流电路的输出端、电容C2与三极管Q4的输入端，从而使桥式整流电路与后级电路可由第一组程控同步开关断开，第二组程控同步开关K3、K4连接电容C2与三极管Q4的输出端、电容C3与三极管Q5的输入端，两组程控同步开关不同时闭合。

在所述第一组程控同步开关的输入端连接第一输出电压检测电路，所述输出电压检测电路由电阻R7、R8、R9组成，电阻R8连接所述单片机。

还包括备用电源电路，所述备用电源电路由三极管Q2、电容C1组成，三极管Q2的基极连接所述单片机。

在电容C4的输出端连接第二输出电压检测电路，所述第二输出电压检测电路由电阻R12、R13、R14组成，电阻R13同时连接所述单片机。

还包括用于时间同步校正的电源电压检测电路，所述电源电压检测电路由二极管D1、电阻R3、R4、R5组成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明依据电容储能的特点，采用桥式开关结构，实现输出安全隔离电源的目的。以电容式程控降压电路替代了传统的变压器降压电路，取消了笨重的电源变压器，既节省了成本，又提高了市电的功率因素，为国家节约大量的电能，还为电源电路节省了硬件空间。本发明通过桥式开关结构，应用软件编程技术轻易就实现了电源安全隔离的目的。

附图说明

图1为本发明变频抽油烟机的低压电源电路图。

图2为本发明变频抽油烟机的低压电源电路单片机端口结构示意图。

图3为本发明的开关电路实施例一结构示意图。

图4为本发明的开关电路实施例二结构示意图。

图5为本发明整流电路波形图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参见图1-5，本发明的变频抽油烟机包括主控电路板，变频电路板，还包括向主控电路板和变频电路板供电的低压电源电路，所述低压电源电路包括桥式整流电路1，单片机，还包括电容式程控降压电路，开关电路3，所述桥式整流电路由三极管Q1、Q3和二极管D2、D3组成，三极管Q1、Q3的基极连接单片机，所述电容式程控降压电路包括电容C2、C3、C4和三极管Q4、Q5，由电容C2、C3、C4构成直流逐级降压，三极管Q4、Q5的基极连接所述单片机，所述开关电路包括两组程控同步开关，第一组程控同步开关K1、K2连接所述桥式整流电路的输出端、电容C2与三极管Q4的输入端，从而使桥式整流电路与后级电路可由第一组程控同步开关断开，第二组程控同步开关K3、K4连接电容C2与三极管Q4的输出端、电容C3与三极管Q5的输入端，两组程控同步开关不同时闭合。传统的桥式整流电路是由二极管组成的，本发明打破常规，通过三极管与D2、D3构成桥式整流，由单片机程序控制。

在所述第一组程控同步开关的输入端连接第一输出电压检测电路2，所述输出电压检测电路由电阻R7、R8、R9组成，电阻R8连接所述单片机。本发明还包括备用电源电路，所述备用电源电路由三极管Q2、电容C1组成，三极管Q2的基极连接所述单片机。当桥式整流电路1输出的电压不足时，程控系统启动备用电源电路，以补充桥式整流电路的不足，使电压输出更加稳定。

在电容C4的输出端连接第二输出电压检测电路4，所述第二输出电压检测电路由电阻R12、R13、R14组成，电阻R13同时连接所述单片机。本发明还包括用于时间同步校正的电源电压检测电路，所述电源电压检测电路由二极管D1、电阻R3、R4、R5组成。

本发明通过单片机芯片控制程序、高压晶体管程控整流电路、电容降压式程控电路、程控桥式开关安全隔离电路、低频稳压程控电路、PWM脉宽调制电路等多个功能电路来实现程控开关安全隔离电源的作用。三极管Q1、Q3和二极管D2、D3四个晶体管组成程控整流电路。其程控整流的工作过程如下：Q1、Q3、D2和D3在原理上与传统的桥式全波整流电路相同，所不同的是，Q1和Q3是由单片机程序控制的。而传统的桥式整流电路是四个二极管组成开放式整流，不受控制。

电容C2、C3、C4和三极管Q4、Q5组成电容式直流降压电路、低频稳压程控电路和PWM脉宽调制电路。开关K1-K4组成的是桥式开关安全隔离程控电路。工作过程描述如下：经过前面的整流电路整流以后，电路不定时地给电容C2充电，C2上的电压一般可设计较高，比如：100-300VDC。具体电压值根据负载的大小通过计算来确定。电容C2、C3和三极管Q4组成的是直流降压电路，通过PWM脉宽调制原理进行降压。其脉冲宽度也是受程序由B4、B5进行控制的。

K1-K4四个开关的工作过程是：当K1和K2接通时，K3和K4必须关闭，此时，整流电路给电容C2充电；当K1和K2关闭时，K3和K4可闭合，也可以关闭，一般是处于闭合状态。此时，整流电路停止给C2充电，启动三极管Q4和Q5，通过程序由端口B4和B5控制三极管Q4和Q5的开和关，以PWM脉宽调制的方式分别给电容C3和C4充电。由于此时，K1和K2是关闭的，所以前面的交流电源电路完全隔离了，所以后面的直流电源电路是安全隔离的。开关K1和K2，K3和K4是两组功能不同的开关，两组开关在任何时候都不能同时闭合。K1-K4开关根据应用场合的需要可以选择光藕、光电开关或继电器等。如果选择继电器则要考虑继电器的寿命与工作频率的谐调问题。K1-K4四个开关也都是由单片机程序控制的，分别受VK1-VK4进行控制。四个开关可采用继电器式控制开关，也可采用光藕开关。

Q1、Q3两个三极管是根据设计负载的需要，通过程序由端口B1和B3来控制两个三极管的导通和关闭。其中，三极管Q2和电容C1组成备用电源电路，也是受程序通过端口B2来控制的。电阻R7、R8、R9组成输出电压检测电路，也是受程序由端口RC2来控制的，当整流电路输出功率不够时，又恰好正值电源过零点或电源电压U1小于UO时，则通过程序启动备用电源电路。这样可避免输出电压波动过大的情况。二极管D1、与电阻R3、R4、R5组成电源电压检测电路，起到时间同步校正作用，避免单片机因时间不同步而失去控制。

以上公开仅为本发明的具体实施例，并不构成对本发明保护范围的限制，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的整体构思前提下，依据本发明技术方案所作的无需经过创造性劳动的变化和替换，都应落在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.变频抽油烟机，包括主控电路板，变频电路板，其特征在于：还包括向主控电路板和变频电路板供电的低压电源电路，所述低压电源电路包括桥式整流电路，单片机，还包括电容式程控降压电路，开关电路，所述桥式整流电路由三极管Q1、Q3和二极管D2、D3组成，Q1集电极与D2阴极接电源输入端，Q3集电极与D3阴极接电源的另一输入端，Q1和Q3的发射极接整流电路的输出正极，D2和D3阳极接总电路的公共地端，三极管Q1、Q3的基极分别串连一个限流电阻R1、R6后连接单片机，所述电容式程控降压电路包括电容C2、C3、C4和三极管Q4、Q5，由电容C2、C3、C4构成直流逐级降压，三极管Q4、Q5的基极连接所述单片机，所述开关电路包括两组程控同步开关，第一组程控同步开关K1、K2输入端分别连接所述桥式整流电路的输出端正极和负极、K1与电容C2的正极相连接，并C2的正极与三极管Q4的发射极相连接，K2串联在总电路的公共地端并与C2的负极相连接，从而使桥式整流电路与后级电路可由第一组程控同步开关接通或断开；第二组程控同步开关K3串联在三极管Q4和Q5之间并分别与三极管Q4的集电极和三极管Q5的发射极及电容C3正极相连接；K4串联在电源公共地端，分别连接电容C3的负极和K2的输出端；两组程控同步开关不同时闭合；在第一组程控同步开关的输入端连接第一输出电压检测电路，所述第一输出电压检测电路由电阻R7、R8、R9组成，电阻R7和电阻R9串连分压，电阻R7一端接整流电路输出端的正极，电阻R9一端接公共地端，以得到电压信号，电阻R8为限流电阻，电阻R8一端连接R7、R9的公共连接端，另一端连接所述单片机；还包括备用电源电路，所述备用电源电路由三极管Q2、电容C1组成，Q2的发射极连接桥式整流电路输出正极，Q2集电极连接C1的正极，C1的负极连接公共地端，Q2的基极通过电阻R2连接所述单片机；在电容C4的输出端连接第二输出电压检测电路，所述第二输出电压检测电路由电阻R12、R13、R14组成，电阻R12和R14串连分压，电阻R12一端接电源电路输出端的正极，电阻R14一端接公共地端，以得到电压信号，电阻R13为限流电阻，电阻R13一端连接R12、R14的公共连接端，另一端连接所述单片机；还包括用于时间同步校正的电源电压检测电路，所述电源电压检测电路由二极管D1、电阻R3、R4、R5组成，二极管D1阳极接电源，其阴极接电容C1正极，以给C1充电，保证备用电源的供给；电阻R4和R5串联分压，电阻R3为限流电阻，电阻R3一端连接R4、R5的公共连接端，另一端连接所述单片机。