CN106877628A - 超声洗衣装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超声洗衣装置，该超声洗衣装置包括：机体、耗电模块和储能模块，其中，耗电模块包括驱动单元、超声产生单元和控制单元，驱动单元分别与超声产生单元和控制单元相连，控制单元输出驱动信号，驱动单元根据驱动信号驱动超声产生模块产生超声信号以对衣物进行清洗；储能模块与耗电模块相连，储能模块用于输出电能以为耗电模块供电。本发明的超声洗衣装置，可以自身提供工作电源，携带方便。
Description
技术领域
本发明属于电器制造技术领域，尤其涉及一种超声洗衣装置。
背景技术
当前，洗衣机市场针对局部污渍处理出现了超声波局部洗涤去污应用，但是，现有的超声洗衣应用大多数采用AC220的供电模式，此供电模式由于需要连线，限制了产品的可携带式应用。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明需要提出一种超声洗衣装置，该装置可以自身提供工作电源，携带方便。
为了解决上述问题，本发明提出了一种超声洗衣装置，该洗衣装置包括:机体；耗电模块，所述耗电模块包括驱动单元、超声产生单元和控制单元，所述驱动单元分别与所述超声产生单元和所述控制单元相连，所述控制单元输出驱动信号，所述驱动单元根据所述驱动信号驱动所述超声产生模块产生超声信号以对衣物进行清洗；储能模块，所述储能模块与所述耗电模块相连，用于输出电能以为所述耗电模块供电。
根据本发明的超声洗衣装置，通过储能模块可以为装置的耗电模块提供工作电源，无需通过连线连接外部的供电电源，更加方便，可以随身携带，适于使用的场合更加广泛。
进一步地，所述储能模块包括：储能电池；转换电路，所述转换电路分别与所述储能电池和所述耗电模块连接，用于将所述储能电池的输出转换为所述耗电模块所需的电压。
其中，所述储能电池可以为充电电池，所述超声洗衣装置还包括：充电管理模块，所述充电管理模块分别与所述控制单元、所述充电电池和外部供电电源连接，在所述控制单元的控制下，所述充电管理模块将所述外部供电电源提供的电能转换为充电信号以为所述充电电池充电。
进一步地，所述充电管理模块包括：二极管，所述二极管的一端通过熔断器与所述外部供电电源连接；充电管理单元，所述充电管理单元的一端与所述二极管的另一端连接；和输出单元，所述输出单元的一端与所述充电管理单元的另一端连接，所述输出单元的另一端与所述充电电池相连。
其中，所述驱动单元包括：频率生成电路、功率放大电路和频率匹配电路，所述频率生成电路分别与所述控制单元和所述功率放大电路相连，所述频率匹配电路分别与所述功率放大电路和所述超声产生单元相连；所述频率生成电路根据所述控制单元的所述驱动信号输出频率信号，所述功率放大电路将所述频率信号进行放大，放大后的频率信号经过所述频率匹配电路匹配之后与所述超声产生单元产生谐振以输出超声信号。
所述耗电模块还包括检测模块，所述检测模块包括：电流检测电路，所述电流检测电路分别与所述控制单元和所述超声产生单元相连，用于采集所述超声产生单元的工作电流；电压检测电路，所述电压检测电路分别与所述控制单元和所述超声产生单元相连，用于采集所述超声产生单元的驱动电压；温度检测电路，所述温度检测电路与所述控制单元相连，用于检测所述超声洗衣装置的环境温度。
所述耗电模块还包括：保护电路，所述保护电路分别与所述控制单元和所述频率生成电路相连，所述控制单元根据所述超声产生单元的工作电流、所述驱动电压和所述环境温度对所述保护电路进行控制，以保护整个装置。
所述耗电模块还包括：跟踪电路，所述跟踪电路分别与所述电流检测电路、所述电压检测电路和所述控制单元相连，所述控制单元根据所述超声产生单元的工作电流和驱动电压对所述跟踪电路进行控制以跟踪所述超声产生单元的频率或功率。
所述耗电模块还包括：按键电路，所述按键电路包括按键，所述按键设置在所述机体上，并与所述控制单元相连，用于接收用户的操作信号。
所述耗电模块还包括：指示电路，所述指示电路包括指示单元，所述指示单元设置在所述机体上，并与所述控制单元相连，用于指示所述超声洗衣装置的工作状态。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的超声洗衣装置的功能框图；
图2是根据本发明的一个具体实施例的超声洗衣装置的框图；
图3是根据本发明的一个具体实施例的充电管理模块的电路示意图；
图4是根据本发明的另一个具体实施例的转换电路和控制单元中充放电管理电路的示意图；
图5是根据本发明的又一个具体实施例的频率生成电路的示意图；
图6是根据本发明的又一个具体实施例的功率放大线路的示意图；
图7是根据本发明的又一个具体实施例的电流检测电路的示意图；
图8是根据本发明的又一个具体实施例的电压检测电路的示意图；
图9是根据本发明的又一个具体实施例的控制单元的示意图；
图10是根据本发明的又一个具体实施例的按键电路的示意图；以及
图11是根据本发明的又一个具体实施例的指示电路的示意图。
附图标记：
超声洗衣装置100，
机体10、耗电模块20和储能模块30，驱动单元21、超声产生单元22和控制单元23，储能电池31和转换电路32，充电管理单元41和输出单元42，频率生成电路211、功率放大电路212和频率匹配电路213，电流检测电路241、电压检测电路242和温度检测电路243，保护电路25，跟踪电路26，按键电路27和指示电路28。
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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的超声洗衣装置。
图1是根据本发明的一个实施例的超声洗衣装置的功能框图，如图1所示，该超声洗衣装置100包括机体10、耗电模块20和储能模块30，储能模块30与耗电模块20相连。
其中，耗电模块20包括超声洗衣装置100中需要用电各个模块，具体地，耗电模块20包括驱动单元21、超声产生单元22和控制单元23，驱动单元21分别与超声产生单元22和控制单元23相连，控制单元23输出驱动信号，驱动单元21根据驱动信号驱动超声产生模块22产生超声信号以对衣物进行清洗。可以理解的是，超声产生单元22例如超声探头或者超声换能器，给定一个特定频率和幅度的激励电压即可以将电能转化为声能，其接近衣物的脏污处，同时可以在脏污处喷洒洗涤剂，从而可以实现对衣物局部脏污的清洗。
储能模块30用于输出电能以为耗电模块20供电，换句话说，本发明实施例的超声洗涤装置100自带储能模块30，通过储能模块30可以为装置的各个耗电模块20提供工作电源，无需通过连线连接外部的供电电源，更加方便，不再只局限于洗衣机的周边地点，可以随身携带，适于使用的场合更加广泛，例如出差、厨房间洗涤操作、阳台洗涤操作、卫生间洗涤操作等。
下面对本发明实施例的超声洗衣装置100的储能模块30的供电过程进一步说明。
具体地，如图2所示，储能模块30可以包括储能电池31和转换电路32，其中，转换电路32分别与储能电池31和耗电模块20连接，用于将储能电池的输出转换为耗电模块20所需的电压，从而为各个耗电模块20供电，满足超声洗衣装置100正常工作。
其中，储能电池31可以为不可充电的蓄电池，则无需充电电路，但需要更换电池。
储能电池31也可以为充电电池，需要通过外部电源提供电能充电，以在超声洗衣装置100工作时提供工作电压。超声洗衣装置100还包括充电管理模块40，充电管理模块40分别与控制单元23、充电电池和外部供电电源连接，在控制单元23的控制下，充电管理模块40将外部供电电源提供的电能转换为充电信号以为充电电池充电。一般地，充电电池可以采用可充电锂电池，在实际应用中，充电管理模块40将外部供电电源输入的AC90V-AC220V的电压，转换为DC8.4-12V的电压为充电电池充电，例如，充电电池为7.4V的锂电池。
下面参照图3-图4对充电电池的充电过程进行说明。图3是根据本发明的一个具体实施例的充电管理模块40的电路示意图，如图3所示，充电管理模块40包括二极管D1、充电管理单元41和输出单元42。其中，二极管D1的一端通过熔断器F1与外部供电电源DC+连接；充电管理单元41包括充电管理芯片U1和外围电路，充电管理单元41的一端与二极管D1的另一端连接。输出单元42的一端与充电管理单元41的另一端连接，输出单元42的另一端与充电电池相连。具体地，外部供电电源例如充电器输出的DC+信号经过熔断器F1和二极管D1之后传输至充电管理芯片U1以及外围电路中的各个器件例如电阻、电感和电容，并通过输出单元42转换成为充电电压信号VBAT输出，以为充电电池充电。
图4是根据本发明的一个实施例的转换电路和控制单元中充放电管理电路的示意图，如图4所示，充电电池的输出电压VBAT经过转换电路32中的线性调压器U2及周边器件例如F2,C41,C42,C43之后生成超声洗衣装置100需要的工作电压+5V。另外，控制单元33中通过R78，R84，R81，C40采集充电端口电压Vcharge(如图3中所示)，并通过R77，R82，R79，C39采集充电电池端口电压VBAT，实现对充电的控制。
下面对本发明实施例的超声洗衣装置100在由储能模块30供电的情况下实现超声洗衣的过程进行说明。
其中，驱动单元21包括频率生成电路211、功率放大电路212和频率匹配电路213。频率产生电路211分别与控制单元23和功率放大电路212相连，频率匹配电路213分别与功率放大电路212和超声产生单元22相连。频率生成电路211根据控制单元23的驱动信号输出频率信号，功率放大电路212将频率信号进行放大，放大后的频率信号经过频率匹配电路213匹配之后与超声产生单元产生22谐振以输出超声信号。
具体地，参照图5和图6对超声洗衣装置100实现对衣物清洁的过程进行说明。如图5所示，控制单元23输出的原始频率信号PWM，输出至频率生成电路211，经过频率生成电路211中的D触发器U6分频，进而经过电阻R21和电容C16进行波形调理之后经过反相器U5和与非门U4，驱动MOS驱动芯片U7，并输出驱动信号Vgs-A和Vgs-B。进一步地，功率放大电路212接收频率生成电路211的输出信号，具体地，如图6所示，功率放大电路212中的功率器件Q1和Q2接收来自频率生成电路211的驱动信号Vgs-A和Vgs-B，驱动变压器T1实现功率输出。进而，频率匹配电路213接收功率放大电路212输出的功率信号，并进过匹配电感L1匹配之后，与超声产生单元22例如超声探头Probe1谐振，对外输出功率至衣物脏污处，实现超声清洁。
概括地说，如图2所示，频率生成电路211生成超声探头振动需要的频率值，此频率值位于超声探头的谐振频率附近，功率放大电路212将频率生成电路211生成的频率值进行功率放大，再经过频率匹配电路213匹配之后驱动超声探头，其中，频率匹配电路213将功率放大电路212与超声探头之间进行阻抗匹配和频率匹配，以使超声探头工作在适合的工作状态。
下面对本发明实施例的超声洗衣装置100的其他耗电模块进行说明。
如图2所示，耗电模块20还包括检测模块，检测模块包括电流检测电路241、电压检测电路242和温度检测电路243。其中，电流检测电路241分别与控制单元23和超声产生单元22相连，用于采集超声产生单元22的工作电流；电压检测电路242分别与控制单元23和超声产生单元22相连，用于采集超声产生单元22的驱动电压；温度检测电路243与控制单元23相连，用于检测超声洗衣装置100的环境温度。
具体地，参照图6-图8所示，在电流检测电路241中，电阻R33串接于超声探头中采集超声探头的电流信号Current-Sense,如图7所示，电流信号Current-Sense经过运算放大器U8整形、放大之后经过电阻R55、二极管D14、电阻R56和电容C31传送至控制单元23进行处理。在电压检测电路242中，电阻R31和R32采集功率放电电路212中的变压器T1输出级即超声探头分压的电压信号Vol-Sense，如图8所示，电压信号Vol-Sense经过运算放大器U9整形、放大之后经过电阻R46、二极管D10、电阻R47和电容C27传送至控制单元23进行处理。
如图2所示，耗电模块20还包括保护电路25，保护电路25分别与控制单元23和频率生成电路211相连，控制单元23根据超声产生单元22的工作电流、驱动电压和环境温度对保护电路25进行控制。如图5所示，具体地，如果检测到欠压或者过电流或者系统温度过高等异常情况，则控制单元23可以通过开启保护电路25中的开关器件例如三极管NPN3和NPN5来关闭频率生成电路211中的MOS驱动芯片U7和后级的功率电路，以保护超声洗衣装置100。
如图2所示，耗电模块20还包括跟踪电路26，跟踪电路26与控制单元23相连，控制单元23根据超声产生单元22的工作电流和驱动电压对跟踪电路26进行控制以跟踪超声产生单元22的频率或功率。如图9所示，为根据本发明的一个具体实施例的控制单元的示意图，控制单元23控制超声洗衣装置100的运行，生成频率信号，采集电压信号和电流信号，并控制保护电路25对系统进行保护。其中，电阻R1，二极管D2，电容C8组成复位电路。
耗电模块20还包括按键电路27和指示电路28。按键电路27包括按键例如机械式或者触摸式或者声控式，按键设置在机体10上，并与控制单元23相连，用于接收用户的操作信号。指示电路28包括指示单元例如LED灯，指示单元设置在机体10上，并与控制单元23相连，用于指示超声洗衣装置100的工作状态。如图10所示，按键S2，电阻R24组成按键电路27。如图11所示，指示灯LE1，电阻R7组成LED指示电路。也就是，提供人机交互界面供用户操作或了解状态。
在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种超声洗衣装置，其特征在于，包括：
机体；
耗电模块，所述耗电模块包括驱动单元、超声产生单元和控制单元，所述驱动单元分别与所述超声产生单元和所述控制单元相连，所述控制单元输出驱动信号，所述驱动单元根据所述驱动信号驱动所述超声产生模块产生超声信号以对衣物进行清洗；
储能模块，所述储能模块与所述耗电模块相连，用于输出电能以为所述耗电模块供电。
2.如权利要求1所述的超声洗衣装置，其特征在于，所述储能模块包括：
储能电池；
转换电路，所述转换电路分别与所述储能电池和所述耗电模块连接，用于将所述储能电池的输出转换为所述耗电模块所需的电压。
3.如权利要求2所述的超声洗衣装置，其特征在于，所述储能电池为充电电池，所述超声洗衣装置还包括：
充电管理模块，所述充电管理模块分别与所述控制单元、所述充电电池和外部供电电源连接，在所述控制单元的控制下，所述充电管理模块将所述外部供电电源提供的电能转换为充电信号以为所述充电电池充电。
4.如权利要求3所述的超声洗衣装置，其特征在于，所述充电管理模块包括：
二极管，所述二极管的一端通过熔断器与所述外部供电电源连接；
充电管理单元，所述充电管理单元的一端与所述二极管的另一端连接；和
输出单元，所述输出单元的一端与所述充电管理单元的另一端连接，所述输出单元的另一端与所述充电电池相连。
5.如权利要求1所述的超声洗衣装置，其特征在于，所述驱动单元包括：
频率生成电路、功率放大电路和频率匹配电路，所述频率生成电路分别与所述控制单元和所述功率放大电路相连，所述频率匹配电路分别与所述功率放大电路和所述超声产生单元相连；
所述频率生成电路根据所述控制单元的所述驱动信号输出频率信号，所述功率放大电路将所述频率信号进行放大，放大后的频率信号经过所述频率匹配电路匹配之后与所述超声产生单元产生谐振以输出超声信号。
6.如权利要求5所述的超声洗衣装置，其特征在于，所述耗电模块还包括检测模块，所述检测模块包括：
电流检测电路，所述电流检测电路分别与所述控制单元和所述超声产生单元相连，用于采集所述超声产生单元的工作电流；
电压检测电路，所述电压检测电路分别与所述控制单元和所述超声产生单元相连，用于采集所述超声产生单元的驱动电压；和
温度检测电路，所述温度检测电路与所述控制单元相连，用于检测所述超声洗衣装置的环境温度。
7.如权利要求6所述的超声洗衣装置，其特征在于，所述耗电模块还包括：
保护电路，所述保护电路分别与所述控制单元和所述频率生成电路相连，所述控制单元根据所述超声产生单元的工作电流、所述驱动电压和所述环境温度对所述保护电路进行控制。
8.如权利要求6所述的超声洗衣装置，其特征在于，所述耗电模块还包括：
跟踪电路，所述跟踪电路分别与所述电流检测电路、所述电压检测电路和所述控制单元相连，所述控制单元根据所述超声产生单元的工作电流和驱动电压对所述跟踪电路进行控制以跟踪所述超声产生单元的频率或功率。
9.如权利要求1所述的超声洗衣装置，其特征在于，所述耗电模块还包括：
按键电路，所述按键电路包括按键，所述按键设置在所述机体上，并与所述控制单元相连，用于接收用户的操作信号。
10.如权利要求9所述的超声洗衣装置，其特征在于，所述耗电模块还包括：
指示电路，所述指示电路包括指示单元，所述指示单元设置在所述机体上，并与所述控制单元相连，用于指示所述超声洗衣装置的工作状态。
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