CN107190467A - 一种基于串激电机的洗衣机控制电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于串激电机的洗衣机控制电路及方法，涉及控制领域，该电路包括：MCU、门锁控制电路和电机控制电路，门锁控制电路包括PTC组件和门锁开关，PTC组件用于控制门锁开关；电机控制电路包括依次串联的串激电机、方向继电器和可控硅，串激电机包括串联的电机转子和电机定子，MCU连接方向继电器和可控硅；PTC组件和门锁开关的一端分别连接L线，门锁开关的另一端连接方向继电器，PTC组件的另一端连接电机转子与电机定子的公共端，可控硅的另一端连接N线；本发明将PTC组件和串激电机的电机定子串联在一起，通过复用驱动串激电机的可控硅来对PTC门锁进行统一控制，提高了电路的集成度。

Description

一种基于串激电机的洗衣机控制电路及方法

技术领域

本发明涉及控制领域，尤其是一种基于串激电机的洗衣机控制电路及方法。

背景技术

为了保证滚筒洗衣机的安全性能，滚筒洗衣机在工作过程中需要锁住门锁，使其不能被打开，因此洗衣机的控制电路中包括有门锁控制电路，目前的滚筒洗衣机大都采用PTC门锁，也即门锁控制电路中包括PTC组件和门锁开关，通过PTC组件来控制门锁开关，当PTC组件得电时锁住门锁开关，洗衣机的门锁无法被打开，当PTC组件失电时，门锁开关未被锁住，可以自由开闭。

但是目前的控制PTC门锁的技术，主要通过额外的可控硅和继电器来实现，也即在门锁控制电路中设置可控硅和继电器等控制单元来驱动PTC组件，而增加的这些控制单元会占据大量的PCB板空间，增加成本。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种基于串激电机的洗衣机控制电路及方法，本发明提供的电路及方法，对电机控制电路中的可控硅进行复用，使其对串激电机和PTC门锁进行统一控制，提高了洗衣机电路的集成度。

本发明的技术方案如下：

一种基于串激电机的洗衣机控制电路，该电路包括MCU、门锁控制电路和电机控制电路，门锁控制电路的输入端连接L线，门锁控制电路的第一输出端连接电机控制电路的第一输入端，门锁控制电路的第二输出端连接电机控制电路的第二输入端，电机控制电路的输出端连接N线；

门锁控制电路包括PTC组件和门锁开关，PTC组件用于控制门锁开关处于锁住状态或活动状态，PTC组件和门锁开关的一端分别连接门锁控制电路的输入端，门锁开关的另一端连接门锁控制电路的第一输出端，PTC组件的另一端连接门锁控制电路的第二输出端；电机控制电路包括串激电机、方向继电器和可控硅，MCU分别电性连接可控硅和方向继电器的控制端，串激电机包括相互串联的电机转子和电机定子，电机转子的另一端连接方向继电器，电机定子的另一端连接可控硅，方向继电器的另一端连接电机控制电路的第一输入端，可控硅的另一端连接电机控制电路的输出端，电机转子与电机定子的公共端连接电机控制电路的第二输入端。

其进一步的技术方案为，方向继电器包括第一方向继电器和第二方向继电器，第一方向继电器和第二方向继电器均为单刀双掷继电器，第一方向继电器和第二方向继电器分别包括一个固定端、一个常闭触点和一个常开触点，MCU分别电性连接第一方向继电器和第二方向继电器的控制端；

第一方向继电器的常闭触点连接电机控制电路的第一输入端、常开触点连接电机控制电路的第二输入端、固定端连接电机转子的第一端；第二方向继电器的常闭触点连接电机控制电路的第一输入端、常开触点连接电机控制电路的第二输入端、固定端连接电机转子的第二端。

一种基于串激电机的洗衣机控制方法，该方法用于上述基于串激电机的洗衣机控制电路中，该方法包括：

接收门锁锁定指令，门锁锁定指令用于指示锁住门锁开关；

确定串激电机的工作状态，工作状态为启动工作或停止工作；

当串激电机的工作状态为停止工作时，控制方向继电器处于断开状态，开通电机控制电路中的可控硅，通过电机控制电路为PTC组件供电，PTC组件在得电时控制门锁开关处于锁住状态；

当串激电机的工作状态为启动工作时，控制方向继电器处于闭合状态，通过电机控制电路为PTC组件供电，PTC组件在得电时控制门锁开关处于锁住状态。

其进一步的技术方案为，开通电机控制电路中的可控硅，包括：

开通可控硅并控制可控硅的导通角为40度-50度。

其进一步的技术方案为，当串激电机的工作状态为停止工作时，控制方向继电器处于断开状态，开通电机控制电路中的可控硅，包括：

当串激电机的工作状态为停止工作时，控制方向继电器处于断开状态，每隔预定时间间隔开通可控硅。

其进一步的技术方案为，方向继电器包括第一方向继电器和第二方向继电器，控制方向继电器处于断开状态，包括：

控制第一方向继电器和第二方向继电器的常闭触点吸合；

控制方向继电器处于闭合状态，包括：

控制第一方向继电器的常闭触点吸合、第二方向继电器的常开触点吸合；或者，控制第一方向继电器的常开触点吸合、第二方向继电器的常闭触点吸合。

本发明的有益技术效果是：

本发明公开的洗衣机控制电路和方法，不使用额外的可控硅和继电器来控制PTC门锁，而是将PTC组件和串激电机的电机定子串联在一起，通过复用驱动串激电机的可控硅来对PTC门锁进行统一控制，无论串激电机是否工作，可控硅都能稳定的给PTC组件供电从而锁住门锁开关，在满足洗衣机控制可靠性的要求和保证安全性能的前提下，提高了电路的集成度，减小了PCB板空间，降低了成本。另外本发明公开的电路及方法通用性较强，可以适用于任何一款基于串激电机的PTC门锁的洗衣机中。

附图说明

图1是本发明公开的基于串激电机的洗衣机控制电路的结构示意图。

图2是本发明公开的基于串激电机的洗衣机控制电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

请参考图1，其示出了本发明公开的基于串激电机的洗衣机控制电路的结构示意图，该电路包括MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)、门锁控制电路和电机控制电路，门锁控制电路的输入端连接L线(火线)，门锁控制电路的第一输出端连接电机控制电路的第一输入端，门锁控制电路的第二输出端连接电机控制电路的第二输入端，电机控制电路的输出端连接N线(零线)。

其中，门锁控制电路包括PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数)组件和门锁开关K0，PTC组件用于控制门锁开关K0处于锁住状态或活动状态，在门锁开关K0闭合状态下，当PTC组件得电时，门锁开关K0处于锁住状态，此时洗衣机的门锁不能打开，当PTC组件失电时，门锁开关K0处于活动状态，此时洗衣机的门锁可以自由开闭。PTC组件和门锁开关K0的一端分别连接门锁控制电路的输入端，门锁开关K0的另一端连接门锁控制电路的第一输出端，PTC组件的另一端连接门锁控制电路的第二输出端。

电机控制电路包括串激电机、方向继电器和可控硅TY3，MCU分别电性连接可控硅TY3和方向继电器的控制端，MCU可以调节可控硅TY3的导通角，串激电机包括相互串联的电机转子M和电机定子L，电机转子M的另一端连接方向继电器，电机定子L的另一端连接可控硅TY3，方向继电器的另一端连接电机控制电路的第一输入端，可控硅TY3的另一端连接电机控制电路的输出端，电机转子与电机定子的公共端连接电机控制电路的第二输入端。

如图2所示，可选的，方向继电器包括第一方向继电器K1和第二方向继电器K2，第一方向继电器K1和第二方向继电器K2均为单刀双掷继电器，第一方向继电器K1和第二方向继电器K2分别包括一个固定端、一个常闭触点和一个常开触点，在默认状态下，第一方向继电器K1和第二方向继电器K2的常闭触点均吸合、常开触点均断开，即如图2所示的状态，MCU分别电性连接第一方向继电器K1和第二方向继电器K2的控制端，图2中未示出MCU与第一方向继电器K1和第二方向继电器K2相连的示意图。

第一方向继电器K1的常闭触点K1-a连接电机控制电路的第一输入端、常开触点K1-b连接电机控制电路的第二输入端、固定端连接电机转子M的第一端；第二方向继电器K2的常闭触点K2-a连接电机控制电路的第一输入端、常开触点K2-b连接电机控制电路的第二输入端、固定端连接电机转子M的第二端。

需要说明的是，涉及到具体的电路结构，本发明公开的电路有多种实施方式，图2仅为一示例性的实施方式，且实际实现时该电路中通常还包括驱动电路和分压电路等常见的电路，本发明对此不作赘述。

基于图2所示的洗衣机控制电路，本发明还公开了一种基于串激电机的洗衣机控制方法，该方法包括如下几个步骤：

步骤一，当门锁开关K0闭合时，接收门锁锁定指令，门锁锁定指令用于指示锁住该门锁开关K0。

步骤二，确定串激电机的工作状态，工作状态为启动工作或停止工作。

步骤三，当串激电机的工作状态为停止工作时，控制方向继电器处于断开状态，在图2中具体为控制第一方向继电器K1的常闭触点K1-a以及第二方向继电器K2的常闭触点K2-a吸合、第一方向继电器K1的常开触点K1-b以及第二方向继电器K2的常闭触点K2-b断开，也即如图2所示，此时电机转子M被短路锁住，电机转子M上没有电流流过。为了确保在控制门锁开关K0时，方向继电器在断开状态，因此MCU时刻查看方向继电器控制端的状态，当方向继电器的控制端为低电平时，表示方向继电器处于断开状态，当方向继电器的控制端为高电平时，表示方向继电器处于闭合状态，另外考虑到继电器的吸合断开都有一定的延时，而MCU无法准确判断继电器是否已经吸合断开，因此进一步在确定方向继电器的控制端为低电平且达到预定时长时，确定方向继电器已经可靠断开，预定时长为预设的时间值，可以是600ms。

在现有的电机控制电路中，当串激电机停止工作时，电机控制电路中的可控硅TY3未开通，在本发明中，MCU开通电机控制电路中的可控硅TY3，使得N线导通，同时MCU控制可控硅的导通角为40度-50度，比如设置导通角为45度，以保证有足够的驱动电流通过PTC组件。此时电流从L线流入，依次经过PTC组件、电机定子L和可控硅TY3后流入N线，也即实现了在串激电机不工作的状态下仍能通过电机控制电路为PTC组件供电，由于有电流从PTC组件流过，PTC组件在得电时控制门锁开关K0处于锁住状态，门锁开关K0无法打开。

在本发明中，当串激电机不工作时，使用电机控制电路中的可控硅TY3来为PTC组件供电，由如上表述的电流传输方向可以看出，即使在串激电机不工作的状态下，电机定子L也是处于通电状态，这样会造成电机定子L不必要的温升，而电机电子L过热时会使串激电机无法继续工作，影响洗衣机的正常运转，因此为了降低电机定子L的无效温升，充分利用PTC组件的特点：当PTC组件失电时，PTC组件不会立即冷却而是需要一定的冷却时间，当PTC组件完全冷却后，门锁开关K0从锁住状态切换回活动状态，因此MCU每隔预定时间间隔开通可控硅TY3，该预定时间间隔与PTC组件的冷却时间相关，通常为预先设置的经验值，比如可以设置为每隔1s开通可控硅TY3，则在未开通可控硅TY3的时间内，未对电机定子L通电同时PTC组件仍然尚未冷却，能够保持门锁开关K0处于锁住状态，大大降低了电机定子L的无效温升。

步骤四，当串激电机的工作状态为启动工作时，可控硅TY3始终开通，控制方向继电器处于闭合状态，电机转子M与电机定子L联通，在图2中具体为控制第一方向继电器K1的常闭触点K1-a吸合、第二方向继电器K2的常开触点K2-b吸合；或者，控制第一方向继电器K1的常开触点K1-b吸合、第二方向继电器K2的常闭触点K2-a吸合。

当第一方向继电器K1的常闭触点K1-a吸合、第二方向继电器K2的常开触点K2-b吸合时，电流从L线流入，依次经过闭合的门锁开关K0、第一方向继电器K1的常闭触点K1-a、电机转子、第二方向继电器K2的常开触点K2-b、电机定子L以及可控硅TY3后流入N线，串激电机启动工作正常运转，且此时电机转子M的电流方向与电机定子L的电流方向相同，串激电机正转。

当第一方向继电器K1的常开触点K1-b吸合、第二方向继电器K2的常闭触点K2-a吸合时，电流从L线流入，依次经过闭合的门锁开关K0、第二方向继电器K2的常闭触点K2-a、电机转子M、第一方向继电器K1的常开触点K1-b、电机定子L以及可控硅TY3后流入N线，串激电机启动工作正常运转，且此时电机转子M的电流方向与电机定子L的电流方向相反，串激电机反转。

由此可以看出，当串激电机转动时，无论是电机正转还是电机反转，可控硅TY3始终开通工作，此时由于电路的设计，PTC组件上始终有可靠的驱动电流通过而始终得电，从而控制门锁开关K0处于锁住状态无法被打开。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于串激电机的洗衣机控制电路，其特征在于，所述电路包括微处理单元MCU、门锁控制电路和电机控制电路，所述门锁控制电路的输入端连接L线，所述门锁控制电路的第一输出端连接所述电机控制电路的第一输入端，所述门锁控制电路的第二输出端连接所述电机控制电路的第二输入端，所述电机控制电路的输出端连接N线；

所述门锁控制电路包括正温度系数PTC组件和门锁开关，所述PTC组件用于控制所述门锁开关处于锁住状态或活动状态，所述PTC组件和所述门锁开关的一端分别连接所述门锁控制电路的输入端，所述门锁开关的另一端连接所述门锁控制电路的第一输出端，所述PTC组件的另一端连接所述门锁控制电路的第二输出端；所述电机控制电路包括串激电机、方向继电器和可控硅，所述MCU分别电性连接所述可控硅和所述方向继电器的控制端，所述串激电机包括相互串联的电机转子和电机定子，所述电机转子的另一端连接所述方向继电器，所述电机定子的另一端连接所述可控硅，所述方向继电器的另一端连接所述电机控制电路的第一输入端，所述可控硅的另一端连接所述电机控制电路的输出端，所述电机转子与所述电机定子的公共端连接所述电机控制电路的第二输入端。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述方向继电器包括第一方向继电器和第二方向继电器，所述第一方向继电器和所述第二方向继电器均为单刀双掷继电器，所述第一方向继电器和所述第二方向继电器分别包括一个固定端、一个常闭触点和一个常开触点，所述MCU分别电性连接所述第一方向继电器和所述第二方向继电器的控制端；

所述第一方向继电器的常闭触点连接所述电机控制电路的第一输入端、常开触点连接所述电机控制电路的第二输入端、固定端连接所述电机转子的第一端；所述第二方向继电器的常闭触点连接所述电机控制电路的第一输入端、常开触点连接所述电机控制电路的第二输入端、固定端连接所述电机转子的第二端。

3.一种基于串激电机的洗衣机控制方法，其特征在于，所述方法用于如权利要求1或2所述的基于串激电机的洗衣机控制电路中，所述方法包括：

接收门锁锁定指令，所述门锁锁定指令用于指示锁住所述门锁开关；

确定所述串激电机的工作状态，所述工作状态为启动工作或停止工作；

当所述串激电机的工作状态为停止工作时，控制所述方向继电器处于断开状态，开通所述电机控制电路中的所述可控硅，通过所述电机控制电路为所述PTC组件供电，所述PTC组件在得电时控制所述门锁开关处于锁住状态；

当所述串激电机的工作状态为启动工作时，控制所述方向继电器处于闭合状态，通过所述电机控制电路为所述PTC组件供电，所述PTC组件在得电时控制所述门锁开关处于锁住状态。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述开通所述电机控制电路中的所述可控硅，包括：

开通所述可控硅并控制所述可控硅的导通角为40度-50度。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述串激电机的工作状态为停止工作时，控制所述方向继电器处于断开状态，开通所述电机控制电路中的所述可控硅，包括：

当所述串激电机的工作状态为停止工作时，控制所述方向继电器处于断开状态，每隔预定时间间隔开通所述可控硅。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方向继电器包括第一方向继电器和第二方向继电器，所述控制所述方向继电器处于断开状态，包括：控制所述第一方向继电器和所述第二方向继电器的常闭触点吸合；

所述控制所述方向继电器处于闭合状态，包括：

控制所述第一方向继电器的常闭触点吸合、所述第二方向继电器的常开触点吸合；或者，控制所述第一方向继电器的常开触点吸合、所述第二方向继电器的常闭触点吸合。