CN108644129A - 应用于泵装置的控制电路和抽水抽气控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了应用于泵装置的控制电路和抽水抽气控制方法，所述泵装置用于抽水和抽气，所述控制电路包括：检测反馈电路用于获取泵装置的工作状态信息，并将工作状态信息反馈至信号处理电路；信号处理电路用于根据工作状态信息实时调整向功率驱动电路发送的驱动信号；功率驱动电路用于根据驱动信号驱动泵装置中的电机工作；控制电路用于当泵装置处于抽水的工作状态时，控制电机以第一转速进行运转，当泵装置处于抽气的工作状态时，控制电机以第二转速进行运转，其中，第一转速小于第二转速，本发明实施例实现控制泵装置同时实现抽气和抽水功能，便于使用和操作，减少麻烦和降低操作难度。

Description

应用于泵装置的控制电路和抽水抽气控制方法

技术领域

本发明涉及一种泵装置驱动控制技术领域，尤其涉及应用于泵装置的控制电路和抽水抽气控制方法。

背景技术

时代的进步使得人们有越来越多的休闲空间，饲养宠物成为一种娱乐也是用来释放压力的一种方式，其中一种就是在水族箱或花园池塘内饲养宠物或鱼，所以水族箱、花园池塘就成为家庭或工作环境中不可缺少的家具或装饰品之一。

现在的水族箱、花园池塘通常配置有水质处理过滤器，由进水管和出水管连接到水族箱或花园池塘的水，由设置于过滤器中的水泵将水族箱或花园池塘中的水抽取吸入过滤器，经过滤器进行处理、过滤后，再流回水族箱或花园池塘。

由于现有的离心式水泵无法抽取输送空气，而离心式气泵又无法用于抽取输送水。所以无法使用一台离心式泵来排去过滤器中的空气和用来抽水。现有产品，通常在过滤器中设置有手动排气装置，或专用的抽气泵，这样使结构复杂，生产和使用操作麻烦。同时，现有技术中缺少应用于既可以抽水又可以抽气的泵装置的控制电路，自动根据泵装置在抽水或抽气时的工作状态控制电路的驱动信号，实现泵装置的转速调节。

发明内容

本发明提供应用于泵装置的控制电路和抽水抽气控制方法，以控制泵装置同时实现抽气和抽水功能，便于使用和操作，减少麻烦和降低操作难度。

第一方面，本发明实施例提供了一种应用于泵装置的控制电路，所述泵装置用于抽水和抽气，所述控制电路包括：检测反馈电路、信号处理电路和功率驱动电路；

所述检测反馈电路连接至所述信号处理电路，用于获取所述泵装置的工作状态信息，并将所述工作状态信息反馈至所述信号处理电路；

所述信号处理电路连接至所述功率驱动电路，用于根据所述工作状态信息实时调整向所述功率驱动电路发送的驱动信号；

所述功率驱动电路连接至所述检测反馈电路，用于根据所述驱动信号驱动所述泵装置中的电机工作；

所述控制电路，用于当所述泵装置处于抽水的工作状态时，控制所述电机以第一转速进行运转，当所述泵装置处于抽气的工作状态时，控制所述电机以第二转速进行运转，其中，所述第一转速小于所述第二转速。

第二方面，本发明实施例提供了一种应用于泵装置的抽水抽气控制方法，该方法包括：

获取所述泵装置当前的工作状态信息；

根据所述泵装置的工作状态信息实时调整向所述泵装置发送的驱动信号，以控制所述泵装置的工作状态适应当前的抽水或抽气状态，其中，在所述抽水状态下，所述泵装置中的电机以第一转速运转，在所述抽气状态下，所述电机以第二转速运转，所述第一转速小于所述第二转速。

本发明实施例提供的应用于泵装置的控制电路和抽水抽气控制方法，该泵装置用于抽水和抽气，该控制电路包括：检测反馈电路、信号处理电路和功率驱动电路；该方法包括：获取所述泵装置当前的工作状态信息；根据所述泵装置的工作状态信息实时调整向所述泵装置发送的驱动信号，以控制所述泵装置的工作状态适应当前的抽水或抽气状态。通过该泵装置和控制电路，使得泵装置同时实现抽水和抽气的双重功能，并使得泵装置在抽气时电机具有较高的转速，以获得足够的抽吸气能力；在抽水时电机具有较低的转速，以便于控制功耗，防止过载，以实现一个泵装置既能够抽气，也能够抽水，实现抽水和抽气工作状态之间的切换，且使用操作简单快捷方便，有效地解决了水族器材的排气、排水和换水操作繁琐复杂的问题。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种应用于泵装置的控制电路的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的检测反馈电路的电路示意图；

图3是本发明实施例一提供的功率驱动电路的电路示意图；

图4是本发明实施例一提供的一种应用于泵装置的控制电路的另一结构示意图；

图5是本发明实施例二提供的一种应用于泵装置的抽水抽气控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种应用于泵装置的控制电路的结构示意图，如图1所示，在该应用于泵装置的控制电路中，该泵装置用于抽水和抽气，该控制电路包括：检测反馈电路110、信号处理电路120和功率驱动电路130；

检测反馈电路110连接至信号处理电路120，用于获取泵装置的工作状态信息，并将工作状态信息反馈至信号处理电路120；

信号处理电路120连接至功率驱动电路130，用于根据工作状态信息实时调整向功率驱动电路发送的驱动信号；

功率驱动电路130连接至所述检测反馈电路110，用于根据驱动信号驱动泵装置中的电机140工作；

该控制电路，用于当泵装置处于抽水的工作状态时，控制电机以第一转速进行运转，当泵装置处于抽气的工作状态时，控制电机140以第二转速进行运转，其中，第一转速小于第二转速。

图2是本发明实施例一提供的检测反馈电路的电路示意图，如图2所示，该检测反馈电路110包括反馈信号检测电路，该反馈信号检测电路由U相反馈信号检测电路、V相反馈信号检测电路、W相反馈信号检测电路组成；

其中，反馈信号检测电路包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C13、电容C14和电容C15；电阻R8第一端、电容C13的第一端、电阻R11的第一端、电容C14的第一端、电阻R14的第一端和电容C15的第一端接电源地，电阻R8的第二端连接至单片机U3的引脚4、电阻R7的第一端、电容C13的第二端和电阻R9的第一端，电阻R7的第二端连接至电机M1的U相端子；电阻R11的第二端连接至单片机U3的引脚6、电阻R10的第一端、电容C14的第二端和电阻R12的第一端，电阻R10的第二端连接至电机M1的V相端子；电阻R14的第二端连接至单片机U3的引脚5、电阻R13的第一端、电容C15的第二端和电阻R15的第一端，电阻R13的第二端连接至电机M1的W相端子；电阻R9、电阻R12和电阻R15连接至单片机U3的引脚7。

具体的，该检测反馈电路110通过检测电机输出信号的相位和电流的大小，检测出该电机的永磁转子当前所在的磁极位置；U相绕组、V相绕组和W相绕组的导通情况；当前电机的工作电流的大小，以及U、V、W相反馈信号的时间间隔等信息，并把这些信息反馈至信号处理电路120。

其中，检测反馈电路110获取到的泵装置的工作状态信息包括：电机140的当前转速、当前的工作电流和当前的工作功率等，检测反馈电路110还可以连接至泵装置内的压力计以检测泵装置内管道的压力值。检测反馈电路110将这些工作状态信息反馈至信号处理电路120，以使信号处理电路根据当前电机140的转速、工作电流、工作功率或压力值来调整发送至泵装置的驱动信号的大小。例如，当泵装置处于抽气状态时，空气阻力小，泵装置内的压力值低，可以根据该压力值判断当前电机处于抽气状态，调整驱动信号，升高电机140的转速以提高工作效率。

该泵装置的电机转速范围可以为500～30000转每分钟。示例性的，第一转速可以为1000～4000转每分钟，第二转速为8000～20000转每分钟。当泵装置处于抽水或抽气的不同状态时，泵装置的叶轮所承受的负载不同，泵装置的相关参数也会随之发生变化，控制电路根据相关参数的变化，自动调整运行参数和工作模式，该相关参数可以为工作电流等，该运行参数可以为转速等，工作模式为抽水或抽气等。例如，当泵装置处于抽水时，由于水的阻力较大，泵装置的叶轮承受较大负载，工作电流增大，控制电路控制电机140降低转速，从而使工作电流降低，当泵装置切换至抽气状态时，由于空气密度较小，泵装置的叶轮所承受的负载较小，工作电流较小，控制电路控制电机140升高转速，以适应抽气状态，提高吸气能力和工作效率。

信号处理电路120主要由型号为STC15W408AS单片机及其相关的电阻电容组成的外围电路构成。在本实施例中，信号处理电路120包括STC15W408AS单片机U3、电容C9和电容C10，其中，单片机U3的引脚8连接至电容C9的第一端、电容C10的第一端和电源Vcc，单片机U3的引脚10、电容C9的第二端和电容C10的第二端接电源地。当然，信号处理电路120的实现方式并不限于本实施例所提及的电路，其他电路若能实现本实施例所要求的功能，均为本发明所要求保护的对象。该单片机U3接收检测反馈电路110的反馈信息，并对接受到的操作指令和反馈信息进行信号处理，产生相应的驱动信号，以发送至功率驱动电路130，控制该泵装置的控制电路的各个功能模块有条不紊的工作。

图3是本发明实施例一提供的功率驱动电路的电路示意图，如图3所示，功率驱动电路130包括U相驱动电路、V相驱动电路和W相驱动电路，所述泵装置的电机包括U相绕组、V相绕组和W相绕组，U相驱动电路用于驱动U相绕组进行工作，V相驱动电路用于驱动V相绕组进行工作，W相驱动电路用于驱动W相绕组进行工作；信号处理电路120包括型号为STC15W408AS单片机U3；

其中，U相驱动电路包括型号为IR2103S半桥驱动器U4、型号为IN4148二极管D4、NMOS管Q1、NMOS管Q2、电阻R16、电阻R17、电阻R22、电阻R23和电容C16，其中，半桥驱动器U4的引脚2连接至电阻R16的第一端，电阻R16的第二端连接至单片机U3的引脚20，半桥驱动器U4的引脚3连接至电阻R17的第一端，电阻R17的第二端连接至单片机U3的引脚19，半桥驱动器U4的引脚4接电源地，半桥驱动器U4的引脚1连接至电源Vdd，半桥驱动器U4的引脚5连接至电阻R23的第一端，电阻R23连接至NMOS管Q2的栅极，半桥驱动器U4的引脚7连接至电阻R22的第一端和电容C16的第一端，半桥驱动器U4的引脚8连接至电容C16的第二端和二极管D4的第一端，二极管D4的第二端连接至电源Vdd，电阻R22连接至NMOS管Q1的栅极，半桥驱动器U4的引脚6连接至NMOS管Q1的源极、NMOS管Q2的漏极和电机M1的U相端子，NMOS管Q1的漏极接输入电源Vin，NMOS管Q2的源极接虚地；

V相驱动电路包括型号为IR2103S半桥驱动器U5、型号为IN4148二极管D5、NMOS管Q3、NMOS管Q4、电阻R18、电阻R19、电阻R24、电阻R25和电容C17，其中，半桥驱动器U5的引脚2连接至电阻R18的第一端，电阻R18的第二端连接至单片机U3的引脚18，半桥驱动器U5的引脚3连接至电阻R19的第一端，电阻R19的第二端连接至单片机U3的引脚17，半桥驱动器U5的引脚4接电源地，半桥驱动器U5的引脚1连接至电源Vdd,半桥驱动器U5的引脚5连接至电阻R25的第一端，电阻R25连接至NMOS管Q4的栅极，半桥驱动器U5的引脚7连接至电阻R24的第一端和电容C17的第一端，半桥驱动器U5的引脚8连接至电容C17的第二端和二极管D5的第一端，二极管D5的第二端连接至电源Vdd，电阻R24连接至NMOS管Q3的栅极，半桥驱动器U5的引脚6连接至NMOS管Q3的源极、NMOS管Q4的漏极和电机M1的V相端子，NMOS管Q3的漏极接输入电源Vin，NMOS管Q4的源极接虚地；

W相驱动电路包括型号为IR2103S半桥驱动器U6、型号为IN4148二极管D6、NMOS管Q5、NMOS管Q6、电阻R20、电阻R21、电阻R26、电阻R27和电容C18，其中，半桥驱动器U6的引脚2连接至电阻R20的第一端，电阻R20的第二端连接至所述单片机U3的引脚16，半桥驱动器U6的引脚3连接至所述电阻R21的第一端，电阻R21的第二端连接至单片机U3的引脚15，半桥驱动器U6的引脚4接电源地，半桥驱动器U6的引脚1连接至电源Vdd，半桥驱动器U6的引脚5连接至电阻R27的第一端，电阻R27连接至NMOS管Q6的栅极，半桥驱动器U6的引脚7连接至电阻R26的第一端和电容C18的第一端，半桥驱动器U6的引脚8连接至电容C18的第二端和二极管D6的第一端，二极管D6的第二端连接至电源Vdd，电阻R26连接至NMOS管Q5的栅极，半桥驱动器U6的引脚6连接至NMOS管Q5的源极、NMOS管Q6的漏极和电机M1的W相端子，NMOS管Q5的漏极接输入电源Vin，NMOS管Q6的源极接虚地。

其中，电机M1为三相同步永磁转子电机。当电机M1三相定子绕组通入三相电流后，将产生一个旋转磁场，永磁转子随着该旋转磁场同步旋转。该定子绕组的三相分别为U相、V相和W相，分别对应U相绕组、V相绕组和W相绕组，每相邻两个相绕组间相差120°，或六极三相设置成相间相差120°，每相为对称设置的二个磁极绕组。在星型接法中，将三个绕组的尾端或首端相连，另外三个线端作为驱动输入端连接至外电路，例如，将U2、V2和W2端相连，U1端连接至U相驱动电路、V1端连接至V相驱动电路和W1端连接至W相驱动电路。

功率驱动电路130用于根据信号处理电路发出的驱动信号的大小、方向、类型和频率等驱动泵装置中的电机140进行不同的响应，以调整电机140的工作的运转方向、转速的大小和工作电流等，以适应泵装置抽水或抽气的工作状态。同时，功率驱动电路130连接至检测反馈电路110，以便于检测反馈电路110及时获取电机140的工作状态信息，并把该工作状态信息反馈至信号处理电路120进行分析处理。

本发明实施例提供的一种应用于泵装置的控制电路，所述泵装置用于抽水和抽气，所述控制电路包括：检测反馈电路、信号处理电路和功率驱动电路；检测反馈电路用于获取泵装置的工作状态信息，并将工作状态信息反馈至信号处理电路；信号处理电路用于根据工作状态信息实时调整向功率驱动电路发送的驱动信号；功率驱动电路用于根据驱动信号驱动泵装置中的电机工作；控制电路用于当泵装置处于抽水的工作状态时，控制电机以第一转速进行运转，当泵装置处于抽气的工作状态时，控制电机以第二转速进行运转，其中，第一转速小于第二转速。通过该泵装置和控制电路，使得泵装置同时实现抽水和抽气的双重功能，并使得泵装置在抽气时电机具有较高的转速，以获得足够的抽吸气能力；在抽水时电机具有较低的转速，以便于控制功耗，防止过载，以实现一个泵装置既能够抽气，也能够抽水，实现抽水和抽气工作状态之间的切换，且使用操作简单快捷方便，有效地解决了水族器材的排气、排水和换水操作繁琐复杂的问题。

在上述实施例的基础上，所述控制电路还包括：操作显示电路150，该操作显示电路150连接至信号处理电路120，用于获取操作指令，将操作指令输出至信号处理电路120，并显示泵装置当前的工作状态。

其中，操作显示电路150包括功能按键、数字按键、LED显示灯、数码管、液晶显示屏等，用于对该泵装置的工作状态进行控制和显示。操作显示电路的开关机按键用于为该泵装置接通或断开电源，状态功能按键用于切换抽水抽气工作状态；LED灯可以是一个或多个，用于显示当前电机处于异常、抽水或抽气的工作状态，或者用于指示当前电机的转速大小，例如，当LED灯显示红色时，说明当前泵装置处于异常状态；当LED灯显示黄色时，说明泵装置处于抽水状态；当LED灯显示绿色时，说明泵装置处于抽气状态。同理，LED灯的不同颜色也可以指示当前电机转速的相对大小，如LED灯显示黄色，则说明此时电机转速较低，LED灯显示绿色，则说明此时电机转速较高。数码管可以直接显示当前转速的大小。当然，该泵装置上也可以设置液晶显示屏，用户可直接在触摸式液晶显示屏上进行操作和查看当前泵装置的工作状态，如，通过操作显示电路改变电机的当前转速，通过数字按键或液晶显示屏输入目标转速，操作显示电路接收到该目标转速，转换为相应的操作指令，并将该操作指令输出至信号处理电路。

图4是本发明实施例一提供的一种应用于泵装置的控制电路的另一结构示意图，如图4所示，在上述实施例的基础上，该控制电路中的检测反馈电路110还包括：电压检测电路，所述电压检测电路用于判断所述控制电路中的电压是否欠压或过压。

对于所有的电机而言，电机的正常运行需要工作在额定电压。但在实际中，不能完全保证在额定电压下工作，而是在额定电压附近的一个范围内，一般要求在±15％。如果实际工作电压低于额定电压的-15％，则处于欠压状态；如果实际工作电压高于额定电压的+15％，则处于过压状态。当检测到控制电路中的实际工作电压下降到某一数值而处于欠压状态时，电机自动脱离电源停转，从而保护电机；但检测到控制电路中的实际工作电压超过预设的最大值时，则断开电源或使电机的电压降低，从而避免电机被烧坏。

在本实施例中，电压检测电路包括电阻R3、电阻R4和电容C11，其中，电阻R4的第一端连接至电阻R3的第一端、电容C11的第一端和单片机U3的引脚3；电阻R3的第二端连接至电源Vin，电阻R4的第二端和电容C11的第二端接电源地。当然，电压检测电路的实现方式并不限于本实施例所提及的电路，其他电路若能实现本实施例所要求的功能，均为本发明所要求保护的对象。

在上述实施例的基础上，继续参考图4，如图4所示，所述检测反馈电路110还包括电流检测电路，所述电流检测电路用于检测所述电机当前的工作电流的大小，判断所述电机的工作状态。

在本实施中，电流检测电路包括电阻R5、电阻R6和电容C12，其中，电阻R5的第一端和电阻R6的第一端接虚地，电阻R5的第二端和电容C12的第一端接电源地，电容C12的第二端和电阻R6的第二端连接至单片机U3的引脚2。电阻R5用于电流取样，电阻R6和电容C12组成的电路用于电流信号的滤波。当然，电流检测电路的实现方式并不限于本实施例所提及的电路，其他电路若能实现本实施例所要求的功能，均为本发明所要求保护的对象。

具体的，在设定的转速下，当电流检测电路检测到泵装置中的电机140的当前工作电流较小时，则说明电机140处于抽气状态；当电流检测电路检测到泵装置中的电机140的当前工作电流较大时，则说明电机140处于抽水状态。当然，当电机140处于堵转等异常工作状态下，工作电流也会发生相应的改变，此时需要结合电机140的转速等相关参数综合考虑。

在上述实施例的基础上，检测反馈电路110还用于检测U、V或W相反馈信号及其时间间隔，判断所述电机的工作状态。

其中，工作状态可以为电机的转速、工作电流和抽水或抽气等电机的工作状态。通过检测U、V或W相反馈信号的时间间隔，可以计算得出目前电机140的转速，时间间隔越小，说明电机140转速越大；时间间隔越大，说明电机140转速越小。根据转速的快慢，判断电机当前处于抽水状态或抽气状态。

在上述实施例的基础上，所述信号处理电路120还用于根据所述U、V或W相反馈信号的时间间隔，调整驱动所述电机工作的脉冲宽度调制信号的宽度，以调整所述电极的转速。

脉冲宽度信号(Pulse Width Modulation，PWM)的宽度决定电机140转速的快慢，通过调整PWM的宽度来调节电机140转速。PWM的宽度越大，电机140转速越快，PWM的宽度越小，电机140转速越慢。

示例性的，若U、V或W相反馈信号的时间间隔较短，电机140以较高转速进行运转，若此时需要将电机140切换至较低转速运转时，则减小PWM信号的宽度，从而降低转速；若U、V或W相反馈信号的时间间隔较长，电机140以较低转速进行运转，若此时需要将电机140切换至较高转速运转时，则加大PWM信号的宽度，从而提升转速。

在上述实施例的基础上，继续参考图4，如图4所示，所述控制电路还包括电源电压电路160，该电源电压电路160与操作显示电路150、信号处理电路120、功率驱动电路130以及检测反馈电路110相连，用于将外部电源电压转换为泵装置的各个电路的工作电压。

操作显示电路150、信号处理电路120、功率驱动电路130和检测反馈电路110的工作电压并不相同，例如，部分电路工作于5V电压，部分电路工作于12V电压等。为了让控制电路中的各个电路模块能够正常工作，需要电源电压电路160以将外部电源电压转换为适合后级电路工作的电压。示例性的，24V的外部直流电压经过电源电压电路160中的型号为LM7812的三端稳压芯片处理后转换输出12V的直流电压，或者，24V的外部直流电压经过电源电压电路160中的型号为LM7805的三端稳压芯片处理后转换输出5V的直流电压。

在上述实施例的基础上，本实施例提供的一种应用于泵装置的控制电路的工作原理可以为：泵装置开机上电初始化后，通过电压检测电路判断该控制电路中的电压是否欠压或过压，若欠压或过压，则停止启动；若电压正常，则继续启动泵装置。用户通过操作显示电路150的功能按键向信号处理电路120发送操作指令，信号处理电路120接收该操作指令后向功率驱动电路130发送驱动信号，驱动电机140中的U、V和W相绕组进行工作，启动电机140转动。同时检测反馈电路110检测电机140工作的电流和转速等工作信息，并将该工作信息反馈至信号处理电路120，以实时调整电机140的驱动信号，改变电机140的工作状态，同时操作显示电路150还可以通过数码管、LED灯或液晶实现屏等实时观察电机140的工作状态。

检测反馈电路110通过检测电机140工作电流的大小，判断泵装置的工作状态，从而通过信号处理电路120调整驱动信号的大小，改变电机140的转速以适应该工作状态。例如，若控制电路检测到当前电机140的转速为10000转每分钟，工作电流为1A，则说明此时电机140处于轻载的抽气状态；若工作一段时间后，如5～10秒，控制电路检测到当前工作电流变为2A，说明此时电机140可能为抽水状态，此时控制电路通过减小PWM信号的宽度，降低转速，如降低至3000转每分钟，使得工作电流降低，由2A降低至1A，以适应抽水状态；若在适合于抽水的低速下运转一段时间，如1秒后，控制电路检测到当前工作电流变为2A，说明电机140可能处于过载或堵转状态，需要停机以排除故障。

又如，电机140在适合于抽气的较高转速状态下工作的5～10秒之内，若工作电流增大到大于预设阈值，说明空气已被抽去，水被吸入到接触叶轮而增大负载引起电流增大，电机140切换至抽水状态。此时信号处理电路根据该工作电流的变化情况，立即调整PWM信号的宽度，使电机工作在适合于抽水的较低的转速下。在此状态下，若不出现轻载，即无水空转、电流过载、堵转停转等情况，则使电机连续工作在适合于抽水的较低的转速状态下进行抽水。

实施例二

图5是本发明实施例二提供的一种应用于泵装置的抽水抽气控制方法的流程图，如图5所示，该控制方法包括：

S210、获取所述泵装置当前的工作状态信息。

其中，工作状态信息包括：泵装置中电机的当前转速、当前的工作电流、当前的工作功率、泵装置内所检测到的压力等。通过检测U、V或W相反馈信号的时间间隔，可以计算得出目前电机的转速；电流检测电路用于检测所述电机当前的工作电流的大小；根据当前工作电流的大小和电压，可以得出当前工作功率；根据泵装置内安装的压力计可以得出当前检测到的压力。在抽水状态下，由于水的压力和阻力作用，泵装置中电机叶轮所承受的阻力大，泵装置中的压力计感应到的压力大，电机的当前转速较低、工作电流较大、工作功率较大且压力值较大，电机处于重载状态；在抽气状态下，由于空气的密度较低、阻力小，泵装置中电机叶轮所承受的阻力小，泵装置中的压力计感应到的压力小，电机的当前转速较高、工作电流较小、工作功率较小且压力值较小，电机处于轻载状态。

S220、根据所述泵装置的工作状态信息实时调整向泵装置发送的驱动信号，以控制所述泵装置的工作状态自适应当前的抽水或抽气状态。

其中，在抽水状态下，泵装置中的电机以第一转速运转，在抽气状态下，电机以第二转速运转，第一转速小于第二转速。

示例性的，第一转速可以为1000～4000转每分钟，第二转速为8000～20000转每分钟。

当检测到泵装置中的电机维持在第二转速范围内进行运转时，说明泵装置一直维持在抽气状态；当检测到电机的转速降低，从第二转速范围降低至第一转速范围时，说明泵装置可能从抽气状态转入到抽水状态。PWM信号的宽度决定电机转速的快慢，通过调整PWM的宽度来调节电机转速。PWM的宽度越大，电机转速越快，PWM的宽度越小，电机转速越慢。此时，可以通过缩短脉冲宽度信号的宽度，从而降低电机的转速，以适应抽水的工作状态。

当检测到泵装置中的电机维持在第一转速范围内进行运转时，说明泵装置一直维持在抽水状态；当检测到电机的转速升高，从第一转速范围升高至第二转速范围时，说明泵装置可能从抽水状态转入到抽气状态。此时，可以通过加长脉冲宽度信号的宽度，从而提高电机的转速，以适应抽气的工作状态，以提高吸气能力和工作效率。

本发明实施例提供的一种应用于泵装置的抽水抽气控制方法，通过获取所述泵装置当前的工作状态信息；根据所述泵装置的工作状态信息实时调整向泵装置发送的驱动信号，以控制所述泵装置的工作状态自适应当前的抽水或抽气状态，以控制泵装置既能够抽气，也能够抽水，实现抽水和抽气工作状态之间的自动切换，且使用操作简单快捷方便，有效地解决了水族器材的排气、排水和换水操作繁琐复杂的问题。

在上述实施例的基础上，该工作状态信息包括：工作电流。当处于第二转速运转的所述电机的当前所述工作电流大于第一预设阈值时，控制所述电机降低转速；当处于第一转速运转的所述电机的当前所述工作电流小于第二预设阈值时，控制所述电机提高转速。

其中，第一预设阈值可以等于或大于第二预设阈值。由于抽水时水的阻力大，为了达到抽水的目的，泵装置需要更大的工作电流才能驱动电机进行抽水。当处于第二转速运转的电机的当前工作电流大于第一预设阈值时，此时电机可能从抽气状态进入到抽水状态，为了使泵装置适应抽水状态，控制电机降低转速以减小抽水时水对叶轮的阻力。由于空气的密度小，抽气时受到的空气阻力小，泵装置能以较小的工作电流足以驱动电机进行抽气。当处于第一转速运转的电机的当前工作电流小于第二预设阈值时，此时电机可能处于抽气状态，为了使泵装置适应抽气状态，控制电机提高转速以提高抽气的吸气能力和工作效率。

在上述实施例的基础上，该工作状态信息包括：泵装置中压力计所检测到的压力值。当压力值由小变大时，说明泵装置从抽气状态进入到抽水状态，可以通过缩短PWM信号的宽度以降低转速，或提高工作电流以增大电机的驱动信号以适应泵装置当前的抽水状态；当压力值由大变小，说明泵装置从抽水状态进入到抽气状态，可以通过加大PWM信号的宽度以提高转速，或减小工作电流以减小电机的驱动信号以适应泵装置当前的抽气状态，提高工作效率，降低能耗和防止过载。

在上述实施例的基础上，检测反馈电路检测到的工作状态信息包括：水检测电路检测泵装置中有/无水信号。以有/无水信号作为示例说明，当检测到泵装置中有水信号时，说明泵装置从抽气状态进入到抽水状态，可以通过降低转速，或提高工作电流以增大电机的驱动信号以适应泵装置当前的抽水状态；当检测到泵装置中无水信号时，说明泵装置从抽水状态进入到抽气状态，可以通过提高转速，或减小工作电流以减小电机的驱动信号以适应泵装置当前的抽气状态，提高工作效率，降低能耗和防止过载。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (11)

1.一种应用于泵装置的控制电路，其特征在于，所述泵装置用于抽水和抽气，所述控制电路包括：检测反馈电路、信号处理电路和功率驱动电路；

所述检测反馈电路连接至所述信号处理电路，用于获取所述泵装置的工作状态信息，并将所述工作状态信息反馈至所述信号处理电路；

所述信号处理电路连接至所述功率驱动电路，用于根据所述工作状态信息实时调整向所述功率驱动电路发送的驱动信号；

所述功率驱动电路连接至所述检测反馈电路，用于根据所述驱动信号驱动所述泵装置中的电机工作；

所述控制电路，用于当所述泵装置处于抽水的工作状态时，控制所述电机以第一转速进行运转，当所述泵装置处于抽气的工作状态时，控制所述电机以第二转速进行运转，其中，所述第一转速小于所述第二转速。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括：

操作显示电路，所述操作显示电路连接至所述信号处理电路，用于获取操作指令，将所述操作指令输出至所述信号处理电路，并显示所述泵装置当前的工作状态。

3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述功率驱动电路包括U相驱动电路、V相驱动电路和W相驱动电路，所述泵装置的电机包括U相绕组、V相绕组和W相绕组，所述U相驱动电路用于驱动所述U相绕组进行工作，所述V相驱动电路用于驱动所述V相绕组进行工作，所述W相驱动电路用于驱动所述W相绕组进行工作；所述信号处理电路包括型号为STC15W408AS的单片机U3；

其中，所述U相驱动电路包括型号为IR2103S的半桥驱动器U4、二极管D4、NMOS管Q1、NMOS管Q2、电阻R16、电阻R17、电阻R22、电阻R23和电容C16，其中，所述半桥驱动器U4的引脚2连接至所述电阻R16的第一端，所述电阻R16的第二端连接至所述单片机U3的引脚20，所述半桥驱动器U4的引脚3连接至所述电阻R17的第一端，所述电阻R17的第二端连接至所述单片机U3的引脚19，所述半桥驱动器U4的引脚4接电源地，所述半桥驱动器U4的引脚1连接至电源Vdd，所述半桥驱动器U4的引脚5连接至所述电阻R23的第一端，所述电阻R23连接至所述NMOS管Q2的栅极，所述半桥驱动器U4的引脚7连接至所述电阻R22的第一端和所述电容C16的第一端，所述半桥驱动器U4的引脚8连接至所述电容C16的第二端和所述二极管D4的第一端，所述二极管D4的第二端连接至电源Vdd，所述电阻R22连接至所述NMOS管Q1的栅极，所述半桥驱动器U4的引脚6连接至所述NMOS管Q1的源极、所述NMOS管Q2的漏极和所述电机M1的U相端子，所述NMOS管Q1的漏极接输入电源Vin，所述NMOS管Q2的源极接虚地；

所述V相驱动电路包括型号为IR2103S的半桥驱动器U5、二极管D5、NMOS管Q3、NMOS管Q4、电阻R18、电阻R19、电阻R24、电阻R25和电容C17，其中，所述半桥驱动器U5的引脚2连接至所述电阻R18的第一端，所述电阻R18的第二端连接至所述单片机U3的引脚18，所述半桥驱动器U5的引脚3连接至所述电阻R19的第一端，所述电阻R19的第二端连接至所述单片机U3的引脚17，所述半桥驱动器U5的引脚4接电源地，所述半桥驱动器U5的引脚1连接至电源Vdd,所述半桥驱动器U5的引脚5连接至所述电阻R25的第一端，所述电阻R25连接至所述NMOS管Q4的栅极，所述半桥驱动器U5的引脚7连接至所述电阻R24的第一端和所述电容C17的第一端，所述半桥驱动器U5的引脚8连接至所述电容C17的第二端和所述二极管D5的第一端，所述二极管D5的第二端连接至电源Vdd，所述电阻R24连接至所述NMOS管Q3的栅极，所述半桥驱动器U5的引脚6连接至所述NMOS管Q3的源极、所述NMOS管Q4的漏极和所述电机M1的V相端子，所述NMOS管Q3的漏极接输入电源Vin，所述NMOS管Q4的源极接虚地；

所述W相驱动电路包括型号为IR2103S的半桥驱动器U6、二极管D6、NMOS管Q5、NMOS管Q6、电阻R20、电阻R21、电阻R26、电阻R27和电容C18，其中，所述半桥驱动器U6的引脚2连接至所述电阻R20的第一端，所述电阻R20的第二端连接至所述单片机U3的引脚16，所述半桥驱动器U6的引脚3连接至所述电阻R21的第一端，所述电阻R21的第二端连接至所述单片机U3的引脚15，所述半桥驱动器U6的引脚4接电源地，所述半桥驱动器U6的引脚1连接至电源Vdd，所述半桥驱动器U6的引脚5连接至所述电阻R27的第一端，所述电阻R27连接至所述NMOS管Q6的栅极，所述半桥驱动器U6的引脚7连接至所述电阻R26的第一端和所述电容C18的第一端，所述半桥驱动器U6的引脚8连接至所述电容C18的第二端和所述二极管D6的第一端，所述二极管D6的第二端连接至电源Vdd，所述电阻R26连接至所述NMOS管Q5的栅极，所述半桥驱动器U6的引脚6连接至所述NMOS管Q5的源极、所述NMOS管Q6的漏极和所述电机M1的W相端子，所述NMOS管Q5的漏极接输入电源Vin，所述NMOS管Q6的源极接虚地。

4.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述检测反馈电路包括反馈信号检测电路，所述反馈信号检测电路由U相反馈信号检测电路、V相反馈信号检测电路、W相反馈信号检测电路组成；

其中，所述反馈信号检测电路包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C13、电容C14和电容C15；所述电阻R8第一端、所述电容C13的第一端、所述电阻R11的第一端、所述电容C14的第一端、所述电阻R14的第一端和所述电容C15的第一端接电源地，所述电阻R8的第二端连接至所述单片机U3的引脚4、所述电阻R7的第一端、所述电容C13的第二端和所述电阻R9的第一端，所述电阻R7的第二端连接至所述电机M1的U相端子；所述电阻R11的第二端连接至所述单片机U3的引脚6、所述电阻R10的第一端、所述电容C14的第二端和所述电阻R12的第一端，所述电阻R10的第二端连接至所述电机M1的V相端子；所述电阻R14的第二端连接至所述单片机U3的引脚5、所述电阻R13的第一端、所述电容C15的第二端和所述电阻R15的第一端，所述电阻R13的第二端连接至所述电机M1的W相端子；所述电阻R9的第二端、所述电阻R12的第二端和所述电阻R15的第二端连接至所述单片机U3的引脚7。

5.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述检测反馈电路还包括：电压检测电路，所述电压检测电路用于判断所述控制电路中的电压是否欠压或过压。

6.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述检测反馈电路还包括电流检测电路，所述电流检测电路用于检测所述电机当前的工作电流的大小，判断所述电机的工作状态。

7.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述检测反馈电路还用于检测所述电机工作时U、V或W相反馈信号及其时间间隔，判断所述电机的工作状态。

8.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于，所述信号处理电路，还用于根据所述U、V或W相反馈信号的时间间隔，调整所述电机工作的脉冲宽度调制信号的宽度，以调整所述电机的转速。

9.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括电源电压电路，所述电源电压电路与所述操作显示电路、所述信号处理电路、所述功率驱动电路以及所述检测反馈电路相连，用于将外部电源电压转换为所述泵装置的各个电路的工作电压。

10.一种应用于泵装置的抽水抽气控制方法，其特征在于，包括：

获取所述泵装置当前的工作状态信息；

根据所述泵装置的工作状态信息实时调整向所述泵装置发送的驱动信号，以控制所述泵装置的工作状态适应当前的抽水或抽气状态，其中，在所述抽水状态下，所述泵装置中的电机以第一转速运转，在所述抽气状态下，所述电机以第二转速运转，所述第一转速小于所述第二转速。

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述工作状态信息包括工作电流；

所述根据所述泵装置的工作状态信息实时调整向泵装置发送的驱动信号，包括：

当处于所述第二转速运转的所述电机的当前所述工作电流大于第一预设阈值时，控制所述泵装置降低转速；当处于所述第一转速运转的所述电机的当前所述工作电流小于第二预设阈值时，控制所述泵装置提高转速。