控制方法、零待机电源开关及家用电器
技术领域
本发明属于家电领域,特别涉及控制方法、零待机电源开关及家用电器。
背景技术
现行家电中的零待机的开关按键普遍采用开按键和关按键分离的方式,用户在使用该家电时,开和关按键是要分开操作的。而有些非零待机即24小时供电的家电,使用的开关按键合并为一个按键,由微型控制器直接检知按键的吸合来实现对用户操作的判断。
由于采用了不同的按键排布样式,导致两种不同的操作方式,在用户更换家电的时候很难适应操作上的改变。另外24小时待机的方式由于需要持续通电,很难满足国家的节能要求;而零待机方式由于需要分别设置开按键和关按键,导致了成本的浪费。
发明内容
为了解决现有技术中存在的缺点和不足,本发明提供了使用一个按键即可完成对家用电器的开关机进行控制,从而减少了按键数量、降低制造成本的控制方法、零待机电源开关以及使用前述方法、开关的家用电器。
为了达到上述技术目的,本发明提供了控制方法,所述控制方法用于对家用电器的运转过程进行控制,在所述家用电器内设有至少两个过零检测电路,所述控制方法包括:
在市电周期内,获取每个过零检测电路的检测结果;
基于在预设时长内检测结果表征的逻辑关系,判定家用电器当前的运转状态。
可选的,当所述过零检测电路包括第一过零检测电路和第二过零检测电路时,所述基于在预设时长内检测结果表征的逻辑关系,判定家用电器当前的运转状态,包括:
步骤一,在当前市电周期内,获取设置在家用电器内的第一过零检测电路的检测结果ZVP1,第二过零检测电路的检测结果ZVP2;
步骤二,如果ZVP1、ZVP2的数值均为1,表明家用电器处于正常工作状态,继续获取ZVP1、ZVP2的数值;
如果ZVP1、ZVP2的数值均为0,监测截止到当前为止ZVP1,ZVP2的数值为0这一事件的持续时间t1;
步骤三,如果t1>K1,表明当前家用电器电源瞬停时间超时,执行对家用电器因瞬停超时导致关机的流程,如果t1<K1,则返回执行步骤一中获取ZVP1、 ZVP2数值的步骤;
其中,K1为允许电源瞬停的最大时间。
可选的,所述控制方法,还包括:
步骤四,如果ZVP1的数值为1,ZVP2的数值为0,监测截止到当前为止 ZVP1的数值为1、ZVP2的数值为0这一事件的持续时间t2;
步骤五,如果t2>K2,表明用户对家用电器进行按键关机操作,执行对家用电器的关机流程,如果t2<K2,则返回执行步骤一中获取ZVP1、ZVP2数值的步骤;
其中,K2为允许关机的最大时间。
可选的,所述控制方法,还包括:
步骤六,如果ZVP1的数值为0,ZVP2的数值为1,监测截止到当前为止 ZVP1数值为0、ZVP2数值为1这一事件的持续时间t3;
步骤七,如果t3>K3,表明第一过零检测电路工作状态异常,执行对家用电器的关机流程,如果t3<K3,则返回执行步骤一中获取ZVP1、ZVP2数值的步骤,则返回执行步骤一中获取ZVP1、ZVP2数值的步骤;
其中,K3为允许判定过零检测电路异常的最大时间;
所述执行对家用电器的关机流程,包括:
对设置在家用电器内控制电路上的继电器输出控制信号,使得继电器关断,实现家用电器的关机。
可选的,所述控制方法,还包括;
每个市电周期仅读取一次ZVP1和ZVP2的数值。
本发明还提出了零待机电源开关,所述零待机电源开关包括安装在家用电器内的控制芯片以及控制电路,以及向控制芯片供电的电源,在控制电路中设有开关按键:
开关按键内设有包括COM1采样点、COM2采样点在内的至少两个采样点,在控制电路中设有LN采样电路;
在零待机电源开关中还设有至少两个过零检测电路,在每个过零检测电路连接LN采样电路和至少一个采样点,在每个过零检测电路中还设有用于控制过零检测电路自身通断的控制器件。
可选的,所述开关按键包括双掷型微动开关。
可选的,所述过零检测电路包括隔离型的过零检知电路,以及非隔离型的过零检知电路。
可选的,当过零检测电路为隔离型的过零检知电路时,在过零检测电路中设有包含光电耦合器、以及与光电耦合器连接的三极管在内的控制器件;
当过零检测电路为非隔离型的过零检知电路时,在过零检测电路中设有除光电耦合器外、包含三极管在内的控制器件。
本发明还提出了家用电器,在所述家用电器内执行如前文所述的控制方法,以及设有如前文所述的零待机电源开关;
所述家用电器包括洗衣机。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是:
通过使用过零检测电路对家用电器电源的进行监测,实现控制芯片对用户正常的开关操作以及家用电器内电源瞬停的准确判定,从而仅使用一个按键即可完成对家用电器开关机的控制,提升顾客的开关操作体验感,减少了按键数量,降低了制造成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的控制方法的流程示意图;
图2是本发明提供的用于洗衣机的零待机控制方法的判定流程示意图;
图3是本发明提供的零待机电源开关的结构示意图;
图4(a)是本发明提供的隔离型的过零检知电路类型下,第一过零检测电路的结构示意图;
图4(b)是本发明提供的隔离型的过零检知电路类型下,第二过零检测电路的结构示意图;
图5(a)是本发明提供的非隔离型的过零检知电路类型下,第一过零检测电路的结构示意图;
图5(b)是本发明提供的非隔离型的过零检知电路类型下,第二过零检测电路的结构示意图;
图6是本发明提供的零待机用开关按键合一的控制方法的示意图;
图7是本发明提供的零待机用开关按键合一的控制方法的另一示意图。
具体实施方式
下面结合本实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明,但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例,并非全部。基于实施方式中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例,都属于本发明的保护范围。
实施例一
本实施例提供了控制方法,所述控制方法用于对家用电器的运转过程进行控制,在所述家用电器内设有至少两个过零检测电路,如图1所示,所述控制方法包括:
11、在市电周期内,获取每个过零检测电路的检测结果;
12、基于在预设时长内检测结果表征的逻辑关系,判定家用电器当前的运转状态。
在实施中,为了解决现有技术中需要使用多个按键或按键组合才能对家用电器的暂停、关断进行控制的问题,本申请实施例提出了在家用电器内设置过零检测电路的方式,对过零检测电路的检测结果进行分析,从而代替按键组合的方式对家用电器进行控制。
在实际使用过程中,过零检测电路还可以表现为连接在家用电器控制回路上触点的反馈电路,根据在预设时长内,至少两个触点检知反馈电路得到的数值组合逻辑关系所代表的含义,实现在减少按键数量的前提下,依然能够对用户正常的开关操作以及电源的瞬停进行准确判定。
值得注意的是,过零检测电路是反馈电路的具体表现形式,具体内容在实施例二中进行详细描述,本实施例仅在判定方式上,从控制过程角度对控制方法进行解释说明。
可选的,当所述过零检测电路包括第一过零检测电路和第二过零检测电路时,所述基于在预设时长内检测结果表征的逻辑关系,判定家用电器当前的运转状态,包括:
步骤一,在当前市电周期内,获取设置在家用电器内的第一过零检测电路的检测结果ZVP1,第二过零检测电路的检测结果ZVP2;
步骤二,如果ZVP1、ZVP2的数值均为1,表明家用电器处于正常工作状态,继续获取ZVP1、ZVP2的数值;
如果ZVP1、ZVP2的数值均为0,监测截止到当前为止ZVP1,ZVP2的数值为0这一事件的持续时间t1;
步骤三,如果t1>K1,表明当前家用电器电源瞬停时间超时,执行对家用电器因瞬停超时导致关机的流程,如果t1<K1,则返回执行步骤一中获取ZVP1、 ZVP2数值的步骤;
步骤四,如果ZVP1的数值为1,ZVP2的数值为0,监测截止到当前为止 ZVP1的数值为1、ZVP2的数值为0这一事件的持续时间t2;
步骤五,如果t2>K2,表明用户对家用电器进行按键关机操作,执行对家用电器的关机流程,如果t2<K2,则返回执行步骤一中获取ZVP1、ZVP2数值的步骤;
步骤六,如果ZVP1的数值为0,ZVP2的数值为1,监测截止到当前为止 ZVP1数值为0、ZVP2数值为1这一事件的持续时间t3;
步骤七,如果t3>K3,表明第一过零检测电路工作状态异常,执行对家用电器的关机流程,如果t3<K3,则返回执行步骤一中获取ZVP1、ZVP2数值的步骤,则返回执行步骤一中获取ZVP1、ZVP2数值的步骤。
其中,所述执行对家用电器的关机流程,包括:
对设置在家用电器内控制电路上的继电器输出控制信号,使得继电器关断,实现家用电器的关机。
K1为允许电源瞬停的最大时间,K2为允许关机的最大时间,K3为允许判定过零检测电路异常的最大时间。
在实施中,每个市电周期,控制芯片对检知到的ZVP1和ZVP2信号进行一次判定,判定流程图见图2所示,即
如果ZVP1/ZVP2=1/1,则判定程序正常运行,但是该种情况下,需要重复前一步获取ZVP1、ZVP2的步骤,以便持续进行本判定流程;
如果ZVP1/ZVP2=0/0,且控制芯片连续检知到处于这种状态的时间t1>K1 (K1为允许电源瞬停的最大时间),则判定为电源瞬时停止时间过长,执行关机命令;
如果ZVP1/ZVP2=1/0,且控制芯片连续检知到处于这种状态的时间t2>K2 (K2为允许关机的最大时间),则判定用户实施了关机命令的按键操作,执行关机命令;
如果ZVP1/ZVP2=0/1,且控制芯片连续检知到处于这种状态的时间t3>K3,则判定ZVP1检知回路异常,执行对家用电器的关机流程。
值得注意的是,上述执行对家用电器的关机流程,包括:对设置在家用电器内控制电路上的继电器输出控制信号,使得继电器关断,实现家用电器的关机。
上述步骤一至步骤七的内容,基于过零检测电路或者是反馈电路得到检测结果,基于多个检测结果之间的逻辑关系,对家用电器内电源的瞬停以及过零检测电路(即反馈电路)本身是否存在异常进行准确判定。
可选的,所述控制方法,还包括;
每个市电周期仅读取一次ZVP1和ZVP2的数值。
在实施中,之所以提出每个市电周期内仅读取一次ZVP1和ZVP2的数值,是因为预设的瞬停时间T1可以预设为260ms以上(13个市电周期),关机判定时间可以预设为100ms(5个市电周期),而一个市电周期只有20ms,根本无法瞬停有无超时。实际上考虑到用户操作频率较低的情况,也可以无需在每个市电周期内都进行上述检测判断步骤。
本实施例提供了控制方法,所述控制方法包括在市电周期内,获取每个过零检测电路的检测结果;基于在预设时长内检测结果表征的逻辑关系,判定家用电器当前的运转状态。通过使用过零检测电路对家用电器电源的进行监测,实现控制芯片对用户正常的开关操作以及家用电器内电源瞬停的准确判定,从而仅使用一个按键即可完成对家用电器开关机的控制,提升顾客的开关操作体验感,减少了按键数量,降低了制造成本。
实施例二
本实施例提供的用于家用电器的零待机电源开关,通过获取用户对开关按键的操作,实现家用电器开关状态的判定,减少了按键数量,降低了制造成本。
本发明提供了零待机电源开关,如图3所示,所述零待机电源开关包括安装在家用电器内的控制芯片以及控制电路,以及向控制芯片供电的电源,在控制电路中设有开关按键,开关按键内设有包括COM1采样点、COM2采样点在内的至少两个采样点,在控制电路中设有LN采样电路;
在零待机电源开关中还设有至少一个过零检测电路,在每个过零检测电路连接LN采样电路和至少一个采样点,在每个过零检测电路中还设有用于控制过零检测电路自身通断的控制器件。
在实施中,本发明提出了一种零待机电源开关,在零待机电源开关中的控制电路中设有开关按键,在开关按键中设有至少一个采样点,采样点用于连接过零检测电路,过零检测电路通过获取采样点处的电位,判断家用电器当前处于开机或关机的状态,以便保证对家用电器进行正常控制的同时,减少按键数量。
下边以开关按键中设有COM1和COM2两个采样点为例,对零待机电源开关中的各个部分进行介绍。
在开关电源电路中设有LN采样电路,采样点COM1和LN采样电路上连接有第一过零检测电路,采样点COM2和LN采样电路上连接有第二过零检测电路。第一过零检测电路和第二过零检测电路用于对开关按键的两种连接状态进行检测,进而针对检测结果对家用电器(下文以洗衣机为例)的开关状态进行控制。
根据具体实现方式的不同,过零检测电路中包括隔离型的过零检知电路,以及非隔离型的过零检知电路。无论过零检测电路为何种形式,其中均包括用于控制过零检测电路自身通断的控制器件。
当过零检测电路为隔离型的过零检知电路类型时,过零检测电路结构具体为:
(1)第一过零检测电路,如图4(a)所示,包括:
光电耦合器PC11,光电耦合器PC11的第一端角与LN采样电路连接,光电耦合器PC11的第二端角与COM1采样点连接,在光电耦合器PC11的第一端角于第二端角之间连接有二极管D11,光电耦合器PC11的第四端角与电阻R13 的一端相连,电阻R13的另一端与三极管Q11的基极相连,三极管Q11的集电极与控制芯片连接,在三极管Q11的集电极上还分别连接有电阻R11、电容C11 的一端,电阻R11的另一端、电容C11的另一端接地,在三极管Q11的基极和集电极之间还连接有电阻R12,三极管Q11的发射极上设有供电端VDD。
(2)第二过零检测电路,如图4(b)所示,包括:
光电耦合器PC22,光电耦合器PC22的第一端角与LN采样电路连接,光电耦合器PC22的第二端角与COM2采样点连接,在光电耦合器PC22的第一端角于第二端角之间连接有二极管D21,光电耦合器PC22的第四端角与电阻R23 的一端相连,电阻R23的另一端与三极管Q21的基极相连,三极管Q21的集电极与控制芯片连接,在三极管Q21的集电极上还分别连接有电阻R21、电容C21 的一端,电阻R21的另一端、电容C21的另一端接地,在三极管Q21的基极和集电极之间还连接有电阻R22,三极管Q21的发射极上设有供电端VDD。
与两种过零检测电路对应的电源,具体包括:
市电插头,在市电插头两端设有并联的压敏电阻ZNR1和电容C1,市电插头的两端并联在全波桥式整流器DB1的第一端角和第三端角上,全波桥式整流器DB1的第二端角和第四端角并联在开关电源上,并且在全波桥式整流器DB1 的第二端角和第四端角之间并联平滑滤波电容C2;
其中,在开关电源电路上还设有熔断器FUSE1,以及LN采样电路。
在所述开关电源电路中还设有继电器,继电器第一端角和第三端角设在开关电源电路的支路上;
在继电器线圈的两端设有两个并联二极管构成的二极管组合D1,继电器线圈的一端接驱动电压VA,继电器线圈的另一端接开关三极管的集电极。
另外,为了完成对零待机电源开关中继电器的驱动,还设有连接在控制芯片上的继电器驱动电路,在继电器驱动电路中包括三极管Q26,在三极管Q26 的基极经电阻R41与控制芯片的P03引脚相连,三极管Q26的集电极与电阻R43 的一端相连,在电阻R43的另一端设有采样点RL1,三极管Q26的发射极接地,在三极管Q26的基极与发射极之间连接有电阻R42。
当过零检测电路(即反馈电路)为非隔离型的过零检知电路的类型时,将前文中使用的光电耦合器PC22删除,同时删除电源中使用的全波桥式整流器 DB1。其他相同的部件不再赘述。
(3)第一过零检测电路,如图5(a)所示,包括:
三极管Q11,三极管Q11的基极依次经电阻R14、R15和二极管D11与COM1 采样点相连,三极管Q11的集电极经电阻R12连接至控制芯片,在集电极与接地端之间设有电阻R11,在电阻R11两端并联有电容C11。在基极与发射极之间设有电阻R13,以及与电阻R13并联的电容C12。三极管Q11的发射极连接LN 采样电路,三极管Q11的发射极上设有供电端VDD(LN),这里的LN是指LN 采样电路。
(4)第二过零检测电路,如图5(b)所示,包括:
三极管Q12,三极管Q12的基极依次经电阻R24、R25和二极管D12与COM2 采样点相连,三极管Q12的集电极经电阻R22连接至控制芯片,在集电极与接地端之间设有电阻R21,在电阻R21两端并联有电容C21。在基极与发射极之间设有电阻R23,以及与电阻R13并联的电容C22。三极管Q21的发射极连接LN采样电路,三极管Q21的发射极上设有供电端VDD(LN),这里的LN是指 LN采样电路。
为了实现前述效果,本实施例中所使用的开关按键为微动开关或其他形式的开关,典型的为双掷型微动开关,内设触点1、触点2、和触点3;
按下开关按键后,触点1、触点3连通;
松开开关按键时,触点2、触点3连通。
在实施中,根据上述电路结构可知,当开关按键按下时,触点1、3吸合,极性电容C2充电,使得开关电源回路导通,通过市电插头为控制芯片供电。接着控制芯片在通电初始化后输出继电器吸合信号,使得继电器吸合、回路导通,令开机提示灯点亮、蜂鸣器发声,这样第一过零检测电路能够检测到如图3所示的跟随市电周期性的方波信号。
当LN>COM1时,即交流电处于正半周时,输出高电平;
当LN<COM1时,即交流电处于负半周时,输出低电平。
从而ZVP1检知口向IC1端口P11输入跟随市电周期输出周期性的(市电周期)的方波信号。
与此同时,因为用户识别到了开机后提示信号后,松开了微动开关按键,此时触点1、3断开,触点2、3导通,进而第二过零检测电路输出周期性(市电周期)的方波信号(输出原理同第一过零检测电路)。
此时,因为继电器处于吸合状态,因此第一过零检测电路仍然能够检知到零火线(LN和COM)电压变化,输出稳定的周期性(市电周期)的方波信号,程序进入正常的工作状态。
根据两个触点检知反馈电路的逻辑关系,结合每种逻辑关系的持续时间t,实现对用户正常的开关操作以及电源的瞬停的准确判定,详细说明如下:
在图6中所示的T1时间段内,由于未对洗衣机进行任何操作,因此开关按键、第一过零检测电路(图6中简称1-ZVP)、第二过零检测电路(图6中简称 2-ZVP)继电器(图6中简写为RL)、三极管Q11、Q21集电极处的电平VDD 均为低电平。
T2时间段表述用户按下开关的瞬间的状态。用户按压开关按键,开关按键 1,3触点导通,相当于继电器的1、3触点导通,此时,开关电源电路形成回路, VDD的电压开始缓慢上升。因为主芯片IC1还没有开始正常工作,因此无法识别ZVP1,ZVP2的电平变化。因此ZVP1,ZVP2都相当于是低电平。
T3时间段表述实现开机的判断及执行相关开机命令。经过前一阶段的充电后,VDD上升到一定电压,主芯片IC1复位后,输出继电器控制信号RL为高电平。但因为按键处于按压状态,因此此时COM1导通,ZVP1呈现为高电平状态,COM2仍未接通,因此ZVP2呈现为低电平状态。
T4时间段表述洗衣机正常运行时的时序,由于开关按键已松开,因为继电器已经吸合,采样点COM1,COM2直接连通市电,ZVP1、ZVP2两处检测到的均是与市电频率相同的高低电平,此时整机正常工作,继电器信号RL保持为 H,VDD呈现正常电压。
在T5时间段内,由于电网波动导致电源瞬停等原因,导致连接在开关电源电路上的1-ZVP、2-ZVP两处检测点无法检测到高电平。
T6时间段表述长时间瞬停判断及动作时序,检测到对按键较长时间的操作,由于操作时间过长,判定当前用户进行的是关机操作,因此断开开关电源电路,导致1-ZVP、2-ZVP两处检测点无法检测到高电平。
T7时间段表述执行关机命令的动作时序,控制芯片进行关机的一系列操作,在该时间段内,主芯片IC1输出的继电器控制信号由高电平转为低电平,继电器断开,开关电源断电,VDD因为有电解电容的原因,缓慢下降。ZVP1,ZVP2 因为瞬停或者主IC停止工作,呈现为低电平,并持续T8整个时间段。
在T8时间段完全关机后,等待下一次的开机操作,
考虑到瞬停不是每次洗衣机运行都存在的,也有可能不发生,因此本实施例还提供了如图7所示的另一种跟随市电周期性的方波信号。
相对于图6可知,在图7中不存在表述瞬停的时间段T5、T6,因此T4时间段内,ZVP1、ZVP2两处检测到的均是与市电频率相同的高低电平,此时整机正常工作,继电器信号RL保持为H,VDD呈现正常电压。
在时间段T9内,此时ZVP1处检测到与市电频率相同的高低电平,ZVP2 处的数值为0,表明用户对开关按键进行操作,令整机进入正常的关机状态。
接着在后续的T7、T8时间段内各曲线表征的含义与前文中图6相关内容相同,此处不再赘述。
在图6和图7中,ZVP1,ZVP2代表的检测结果的表现形式为方波,在实际使用过程中,还可以将方波信号变更为其他形式如三角波信号或者正弦信号,只要能够表现出不同时间段内电平的变化情况即可,此处不对波形进行限定。
另外,在本实施例中是以洗衣机作为家用电器的具体表现形式进行论述的,实际本实施例提出的零待机电源开关还可以用于微波炉、电烤箱等其他家用电器中,本申请不对具体使用的器件进行限定。
本发明提供了零待机电源开关,所述零待机电源开关包括安装在洗衣机内的控制芯片以及控制电路,以及向控制芯片供电的电源,在控制电路中设有开关按键,在控制电路中设有LN采样电路;开关按键包括两个采样点,在采样点上连接有第一过零检测电路和第二过零检测电路。通过使用过零检测电路对家用电器电源的进行监测,实现控制芯片对家用电器内电源瞬停的准确判定,从而仅使用一个按键即可完成对家用电器开关机的控制,提升顾客的开关操作体验感,减少了按键数量,降低了制造成本。
实施例三
本发明另一实施例中还提出了家用电器,在所述家用电器内设有如前文所述的零待机电源开关。典型的家用电器为洗衣机。
通过使用过零检测电路对家用电器电源的进行监测,实现控制芯片对家用电器内电源瞬停的准确判定,从而仅使用一个按键即可完成对家用电器开关机的控制,提升顾客的开关操作体验感,减少了按键数量,降低了制造成本。
上述实施例中的各个序号仅仅为了描述,不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。
以上所述仅为本发明的实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。