CN112398411B - 变频电子设备、控制装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种变频电子设备、控制装置及其驱动方法，设计电器设计领域，能够降低电子设备的整机故障概率。该控制装置包括：主控模块的第一端与电源转换模块的第一端连接，主控模块的第二端与第一开关的第一端连接，主控模块的第三端与变频模块的第一端连接；第一开关的第二端与电源转换模块的第二端连接，第一开关的第三端与变频模块的第二端连接，变频模块的第三端与电源转换模块的第三端连接；电源转换模块，用于向主控模块提供工作电压，并通过第一开关向变频模块提供工作电压；主控模块，用于在变频电子设备处于待机状态时，控制第一开关断开，以使变频模块停止工作。本发明用于变频电子设备的控制装置。

Description

变频电子设备、控制装置及其驱动方法

技术领域

本发明涉及电器设计领域，尤其涉及一种变频电子设备、控制装置及其驱动方法。

背景技术

目前的变频洗衣机设计中，为满足通用性要求，通常采用主控和变频分体的设计方案，即将控制电路设计为主控电路和变频电路，分别部署在主控板和变频板，变频板可以作为通用性电路板应用于不同的控制电路。这种设计方案虽然增加了变频板的通用性，但是需要为变频板设置独立的电源系统，而为了提高变频板电源的抗干扰能力，还需要为变频板设计独立的电源保护电路和电源转换电路，增加了变频洗衣机的生产操作工序，使得变频洗衣机的故障概率提高。

发明内容

本发明的实施例提供一种变频电子设备、控制装置及其驱动方法，能够将主控板与变频板集成于同一控制装置，从而减少控制装置的生产工序，降低电子设备的整机故障概率。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种控制装置，应用于变频电子设备，该装置包括：主控模块、变频模块和第一开关，以及与主控模块和第一开关连接的电源转换模块；主控模块的第一端与电源转换模块的第一端连接，主控模块的第二端与第一开关的第一端连接，主控模块的第三端与变频模块的第一端连接；第一开关的第二端与电源转换模块的第二端连接，第一开关的第三端与变频模块的第二端连接，变频模块的第三端与电源转换模块的第三端连接；电源转换模块，用于向主控模块提供工作电压，并通过第一开关向变频模块提供工作电压；主控模块，用于在变频电子设备处于待机状态时，控制第一开关断开，以使变频模块停止工作。

第二方面，提供一种驱动方法，应用于第一方面提供的控制装置，该方法包括：若第二控制单元接收待机信号，则向第一开关发送第一控制信号，以使第一开关断开，变频模块停止工作；若第二控制单元接收开机信号，则向第一开关发送第二控制信号，以使第一开关闭合，变频模块开始工作。

第三方面，提供一种变频电子设备，包括第一方面提供的控制装置。

本发明实施例提供一种变频电子设备、控制装置及其驱动方法，该控制装置包括：主控模块、变频模块和第一开关，以及与主控模块和第一开关连接的电源转换模块；主控模块的第一端与电源转换模块的第一端连接，主控模块的第二端与第一开关的第一端连接，主控模块的第三端与变频模块的第一端连接；第一开关的第二端与电源转换模块的第二端连接，第一开关的第三端与变频模块的第二端连接，变频模块的第三端与电源转换模块的第三端连接；电源转换模块，用于向主控模块提供工作电压，并通过第一开关向变频模块提供工作电压；主控模块，用于在变频电子设备处于待机状态时，控制第一开关断开，以使变频模块停止工作。本发明实施例提供的控制装置将变频模块与主控模块部署在同一个控制装置，由主控模块控制第一开关的闭合与断开；当控制装置处于待机状态时，主控模块可以控制第一开关断开，从而停止向变频模块提供工作电压，使得变频模块停止工作；当控制装置处于正常状态时，主控模块可以控制第一开关闭合，从而为变频模块提供工作电压，此时变频模块可以控制变频电机等器件运行；通过本发明实施例提供的控制装置，实现了变频模块与主控模块集成部署，从而减少了控制装置的生产工序，降低了使用该控制装置的电子设备的整机故障概率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明实施例提供的一种控制装置的结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的一种控制装置的结构示意图之二；

图3为本发明实施例提供的一种控制装置的结构示意图之三；

图4为本发明实施例提供的一种控制装置的结构示意图之四；

图5为本发明实施例提供的一种控制装置的结构示意图之五；

图6为本发明实施例提供的一种驱动方法的流程示意图之一；

图7为本发明实施例提供的一种驱动方法的流程示意图之二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。

目前变频电子设备的控制装置采用分体式方案设计主控板和变频板时，不仅存在电子设备整机生产时需要分别安装主控板和变频板，增加操作工序的问题；且操作工序及控制板的增加还易导致整机故障概率的提高。另外，在分体式设计控制装置时，需要为主控板和变频板分别设计电源保护电路和电源转换电路，增加了生产成本；且在主控板和变频板设计独立的电源系统时，还需要分别对这两套电源系统进行电磁兼容性(electromagnetic compatibility，EMC)等测试，增加了变频电子设备的整机调试难度。

针对上述问题，本发明实施例提供一种控制装置，应用于变频电子设备，能够将主控板和变频板集成于同一控制装置，从而避免上述问题。如图1所示，该控制装置10包括主控模块11、变频模块12和第一开关13，以及与主控模块11和第一开关13连接的电源转换模块14。

其中，主控模块11的第一端与电源转换模块14的第一端连接，主控模块11的第二端与第一开关13的第一端连接，主控模块11的第三端与变频模块12的第一端连接；第一开关13的第二端与电源转换模块14的第二端连接，第一开关13的第三端与变频模块12的第二端连接，变频模块12的第三端与电源转换模块14的第三端连接。

电源转换模块14，用于向主控模块11提供工作电压，并通过第一开关13向变频模块12提供工作电压。

主控模块11，用于在变频电子设备处于待机状态时，控制第一开关13断开，以使变频模块12停止工作。

具体地，如图1所示，控制装置10的电源转换模块14可以输出两条供电线路，并通过这两条供电线路为主控模块11和变频模块12提供工作电压。由于主控模块11与电源转换模块14直接相连，因此当控制装置10接入电压时，主控模块11始终能够保持工作电压，处于工作状态。而变频模块12与电源转换模块14通过第一开关13连接，其工作状态受第一开关13的状态影响，当第一开关13断开时，电源转换模块14无法向变频模块12供电，此时变频模块12停止工作；当第一开关13闭合时，电源转换模块开始向变频模块12供电，此时变频模块12可以开始工作。由于主控模块11可以控制第一开关13的工作状态，因此主控模块11可以通过第一开关13的闭合与断开控制变频模块12的工作状态。

需要说明的是，这里的电源转换模块14用于将输入的高电压转换为低电压，从而向后提供工作电压，例如，若电源转换模块14的输入电压为+310VDC，则其输出电压可以为+15VDC和+12VDC。电源转换模块14可以为变压器、DC/DC变换器、低压差稳压器(low Dropoutregulator，LDO)等。

当控制装置10应用于变频电子设备时，主控模块11不仅用于控制变频模块12的运行，还可以用于控制变频电子设备中其他装置的运行，例如，在变频电子设备包括检测传感器、控制电器负载的阀类、泵类和风机等器件、显示模块、通讯模块，以及其他外接器件(如投币器等)时，主控模块还可以控制这些装置的运行。相应的，在变频电子设备中，变频模块12还可以用于控制变频电机等变频器件的运行。当然，主控模块11和变频模块12对各类器件的控制均需要相应的控制信号进行。

可选的，如图2所示，控制装置10还包括电源保护模块15和第一整流模块16。

其中，电源保护模块15的第一端与火线连接，电源保护模块15的第二端与零线连接，电源保护模块15的第三端与第一整流模块16的第一端连接，电源保护模块15的第四端与第一整流模块16的第二端连接。

第一整流模块16的第三端与电源转换模块14的第三端连接，电源转换模块14的第四端与电源保护模块15的第四端连接。

具体地，这里的电源保护模块15可以采用本领域惯用的电路设计，如可以包括压敏电阻和安规电容等保护性器件，用于确保后端的电源模块(如电源转换模块14)不受外干扰，从而避免如控制装置10重启等频繁性故障。当然，电源保护模块15还可以包括共模电感、差模电感、电解电容等元器件，本领域的技术人员还可以根据需要设计多种保护电路，并通过测试确定最优的保护电路，从而构成该电源保护模块15，对此本发明实施例不做限定。

这里的第一整流模块16用于将交流电转换为直流电，并向后提供工作电压。同样的，第一整流模块16也可以采用多种电路设计，如半波整流、全波整流和桥式整流等，本领域的技术人员可以根据需要选择第一整流模块16的电路设计。

需要说明的是，本发明实施例中，电源保护模块15接入市电，其输入电压为220VAC～230VAC，第一整流电路对该交流电处理后输出+310VDC。

可选的，如图3所示，变频模块12包括第一电源转换子模块121、第一控制单元122和智能功率模块(intelligent power module，IPM)123，主控模块11包括第二电源转换子模块111和第二控制单元112。

其中，第一电源转换子模块121的第一端与第一开关13的第三端连接，第一电源转换子模块121的第二端与第一控制单元122的第一端连接；第一控制单元122的第二端与IPM123的第一端连接，第一控制单元122的第三端与第二控制单元112的第一端连接，第二控制单元112的第三端与第一开关13的第一端连接；IPM123的第二端与第一整流模块16的第三端连接，IPM123的第三端与第一开关13的第三端连接。

第二电源转换子模块111的第一端与电源转化模块14的第一端连接，第二电源转换子模块111的第二端与第二控制单元112的第二端连接。

具体地，这里第一控制单元122可以为电机控制单元(motor control unit，MCU)，用于控制IPM的运行，从而控制变频电子设备中变频器件(如变频电机)的运行；第二控制单元112可以为电源控制单元(power control unit，PCU)，用于控制变频电子设备的整机运行；这里的第一电源转换子模块121和第二电源转换子模块111可以为DC/DC转换器，用于实现电压转换。

IPM123内部包括功率开关器件和驱动电路，功率开关器件的工作电压为+310VDC，其工作电压可以由第一整流模块16通过第三端口提供；驱动电路工作电压为+15VDC，其工作电压可以由电源转换模块14通过第二端口提供，该驱动电路的工作电压受第一开关13控制。

需要注意的是，本发明实施例中，电源转换模块14的第二端口的输出电压为+15VDC，第一端口的输出电压为+12VDC，而第一控制单元和第二控制单元的工作电压均为+5VDC，因此这里在电源转换模块14和第一控制单元122之间部署第一电源子模块121，在电源转换模块14和第二控制单元112之间部署第二电源转换子模块111。第一电源转换子模块121和第二电源转换子模块111均用于将高电压转换为低电压，如第一电源转换子模块121用于将+15VDC转换为+5VDC，第二电源转换子模块111用于将+12VDC转换为+5VDC。当然，电源转换模块14的两个输出电压也可以相同，如均为+15VDC，此时电源转换模块不仅可以为第一控制单元122和第二控制单元112提供工作电压，还可以为IPM的驱动电路提供工作电压。

需要说明的是，本发明实施例中，各个模块的输入电压、输出电压，以及各个模块、元器件的工作电压仅为示例性的，实际中这些电压也可能由于模块构成或元器件的不同而不同，对此本发明实施例不做限定。

一种可选的实现方式中，主控模块11也可以仅包括第二控制单元112，此时电源转换模块14可以通过第一端口直接输出+5VDC，从而为第二控制单元112提供工作电压。

一种可选的实现方式中，电源转换模块14可以包括三个输出端，其中，第一输出端和第二输出端的输出可以为+5VDC，从而为第一控制单元122和第二控制单元112提供工作电压，此时不需要部署第一电源子模块121和第二电源转换子模块111；第三输出端的输出可以为+15VDC，该第三输出端可以与IPM123的第三端连接，从而为IPM123的驱动电路提供工作电压。

可选的中，如图4所示，变频模块12还包括第二开关124。

其中，第二开关124的第一端与第一整流模块16的第三端连接，第二开关124的第二端与IPM123的第二端连接，第二开关124的第三端与第一控制单元122的第四端或第二控制单元112的第三端连接。

具体地，在控制装置10处于待机状态时，第二控制单元112控制第一开关13断开，此时电源转换模块14与变频模块12之间断路，变频模块12停止工作。在控制装置10处于正常状态时，第二控制单元112可以控制第一开关13闭合，此时电源转换模块14与变频模块12之间导通，变频模块12开始正常工作，此时第一控制单元122控制第二开关124闭合，并通过与IPM123之间的控制线路控制IPM123运行。当然，在控制装置处于正常状态时，第一控制单元122还可以控制第二开关124断开，使得IPM123断电，从而降低控制装置在变频器件不工作时的功耗。

需要说明的是，在变频模块12不包括第二开关124时，IPM123的功率开关器件始终处于导通状态，产生相应的功耗；而在变频模块12包括第二开关124时，可以通过断开第二开关124使得IPM123的功率开关器件断开连接，从而降低控制装置10在待机状态下的功耗。当控制装置10处于待机状态时，第二开关124断开。

一种可选的实现方式中，对第二开关124的控制也可以由第二控制单元112实现，即第二控制单元112在控制第一开关13闭合后，还可以通过于第二开关124之间的控制线路控制第二开关124闭合或断开。

需要说明的是，第一控制单元122和第二控制单元112之间可以通过通信线路进行信号交互，如第一控制单元122可以向第二控制单元发送变频模块12的运行状态信息，使得第二控制单元112可以将该运行状态信息显示在显示模块上；第二控制单元112可以向第一控制单元122发送控制信号，以使第一控制单元122根据该控制信号改变变频模块12的运行状态。

上述图4示例了一种变频模块12可能的结构，实际中，变频模块12还可以具有其他不同的结构，如一种可选的实现方式中，如图5所示，变频模块12还包括第二开关124和第二整流模块125。

其中，第二开关124的第一端与电源保护模块15的第三端连接，第二开关124的第二端与第二整流模块125的第一端连接，第二开关124的第三端与第一控制单元122的第四端或第二控制单元112的第三端连接。

第二整流模块125的第二端与电源保护模块15的第四端连接，第二整流模块125的第三端与IPM123的第二端连接。

具体地，这里第二整流模块125的输出可以为+310VDC，用于为IPM123的功率开关器件提供工作电压，因此第一整流模块16的输出可以为任一值(其电压值需确保后续功能模块的工作电压)，能够实现IPM123与第一整流模块16之间的解耦。

与第一整流模块16相同的，这里的第二整流模块125也可以为半波整流、全波整流和桥式整流等。

需要说明的是，第二整流模块125可以根据第二开关124的不同确定是否部署，如第二开关124的工作电压为交流电，则控制装置10可以采用图5所示的结构设计；若第二开关124的工作电压为直流电，则控制装置10可以采用图4所示的结构设计。

当然，上述本发明实施例提供的控制装置10仅为示例性的，本领域的技术人员可以根据需要调整各个元器件的部署及连接方式，对此本发明实施例不做限定。

可选的，本发明实施例中第一开关13为光耦合器，第二开关124为继电器；当然，第一开关13和第二开关124也可以是相同的开关器件，如均为继电器等，也可以为其他具有开关功能的器件，对此本发明实施例不做限定。

本发明实施例提供一种控制装置，该控制装置包括：主控模块、变频模块和第一开关，以及与主控模块和第一开关连接的电源转换模块；主控模块的第一端与电源转换模块的第一端连接，主控模块的第二端与第一开关的第一端连接，主控模块的第三端与变频模块的第一端连接；第一开关的第二端与电源转换模块的第二端连接，第一开关的第三端与变频模块的第二端连接，变频模块的第三端与电源转换模块的第三端连接；电源转换模块，用于向主控模块提供工作电压，并通过第一开关向变频模块提供工作电压；主控模块，用于在变频电子设备处于待机状态时，控制第一开关断开，以使变频模块停止工作。本发明实施例提供的控制装置将变频模块与主控模块部署在同一个控制装置，由主控模块控制第一开关的闭合与断开；当控制装置处于待机状态时，主控模块可以控制第一开关断开，从而停止向变频模块提供工作电压，使得变频模块停止工作；当控制装置处于正常状态时，主控模块可以控制第一开关闭合，从而为变频模块提供工作电压，此时变频模块可以控制变频电机等器件运行；通过本发明实施例提供的控制装置，实现了变频模块与主控模块集成部署，从而减少了控制装置的生产工序，降低了使用该控制装置的电子设备的整机故障概率。

本发明实施例提供一种驱动方法，应用于上述的控制装置，如图6所示，包括：

S201、若第二控制单元接收待机信号，则向第一开关发送第一控制信号，以使第一开关断开，变频模块停止工作。

具体地，第二控制单元可以接收其他控制装置发送的控制信号，如第二控制单元可以接收遥控装置发送的控制信号，该控制信号可以为指示变频电子设备开机正常工作的开机信号，也可以为指示变频电子设备待机的待机信号。

当第二控制单元接收待机信号时，可以向第一开关发送第一控制信号，该第一控制信号用于指示第一开关断开。第一开关接收第一控制信号后断开，使得变频模块处于断路状态，从而停止工作。

S202、若第二控制单元接收开机信号，则向第一开关发送第二控制信号，以使第一开关闭合，变频模块开始工作。

具体地，当第二控制单元接收开机信号后，可以向第一开关发送第二控制信号，该第二控制信号用于指示第一开关闭合。第一开关接收第二控制信号后闭合，使得变频模块与电源转换模块导通，变频模块开始工作。

可选的，如图7所示，在变频模块包括第二开关时，该驱动方法还包括：

S203、第二控制单元向第一控制单元发送第三控制信号，以使第一控制单元控制第二开关闭合，或，第二控制单元向第二开关发送第四控制信号，以使第二开关闭合。

具体地，第二开关可以由第一控制单元控制，也可以由第二控制单元控制，如第一控制单元可以通过第三控制信号控制第二开关闭合，通过第五控制信号控制第二开关断开；第二控制单元可以通过第四控制信号控制第二开关闭合，通过第六控制信号控制第二开关断开。

需要说明的是，第一控制单元还可以控制IPM的运行，第二控制单元还可以与其他器件(如显示模块和其他外接设备)进行信号交互，以控制其他器件的运行。

本发明实施例提供的控制装置通过上述的驱动方法，能够实现主控模块对变频模块的控制，从而使得主控模块与变频模块使用同一套电源系统，实现主控模块与变频模块的集成设计，避免了目前分体式设计存在的问题。

本发明实施例还提供一种变频电子设备，包括上述的控制装置。

可选的，这里的变频电子设备可以是变频洗衣机、变频冰箱和变频空调器等任何具备控制装置的变频电子设备。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种控制装置，应用于变频电子设备，其特征在于，包括：主控模块、变频模块、第一整流模块和第一开关，以及与所述主控模块和所述第一开关连接的电源转换模块；

所述主控模块的第一端与所述电源转换模块的第一端连接，所述主控模块的第二端与所述第一开关的第一端连接，所述主控模块的第三端与所述变频模块的第一端连接；所述第一开关的第二端与所述电源转换模块的第二端连接，所述第一开关的第三端与所述变频模块的第二端连接，所述变频模块的第三端与所述电源转换模块的第三端连接，所述第一整流模块的第三端与所述电源转换模块的第三端连接；

所述电源转换模块，用于向主控模块提供工作电压，并通过第一开关向变频模块提供工作电压；

所述主控模块，用于在所述变频电子设备处于待机状态时，控制所述第一开关断开，以使所述变频模块停止工作；

所述变频模块包括第一电源转换子模块、第一控制单元和智能功率模块IPM，所述主控模块包括第二电源转换子模块和第二控制单元；

所述第一电源转换子模块的第一端与所述第一开关的第三端连接，所述第一电源转换子模块的第二端与所述第一控制单元的第一端连接；

所述第一控制单元的第二端与所述IPM的第一端连接，所述第一控制单元的第三端与所述第二控制单元的第一端连接；

所述第二电源转换子模块的第一端与所述电源转换模块的第一端连接，所述第二电源转换子模块的第二端与所述第二控制单元的第二端连接；

所述IPM的第二端与所述第一整流模块的第三端连接，所述IPM的第三端与所述第一开关的第三端连接；

所述变频模块还包括第二开关；所述第二开关的第一端与所述第一整流模块的第三端连接，所述第二开关的第二端与所述IPM的第二端连接，所述第二开关的第三端与所述第一控制单元的第四端或所述第二控制单元的第三端连接。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括：电源保护模块；

所述电源保护模块的第一端与火线连接，所述电源保护模块的第二端与零线连接，所述电源保护模块的第三端与所述第一整流模块的第一端连接，所述电源保护模块的第四端与所述第一整流模块的第二端连接；

所述电源转换模块的第四端与所述电源保护模块的第四端连接。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述变频模块还包括第二开关和第二整流模块；

所述第二开关的第一端与所述电源保护模块的第三端连接，所述第二开关的第二端与所述第二整流模块的第一端连接，所述第二开关的第三端与所述第一控制单元的第四端或所述第二控制单元的第三端连接；

所述第二整流模块的第二端与所述电源保护模块的第四端连接，所述第二整流模块的第三端与所述IPM的第二端连接。

4.根据权利要求1或3所述的控制装置，其特征在于，所述第一开关为光耦合器，所述第二开关为继电器。

5.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述电源保护模块包括压敏电阻和安规电容。

6.一种驱动方法，其特征在于，应用于权利要求1-5任一项所述的控制装置，所述方法包括：

若第二控制单元接收待机信号，则向所述第一开关发送第一控制信号，以使所述第一开关断开，所述变频模块停止工作；

若所述第二控制单元接收开机信号，则向所述第一开关发送第二控制信号，以使所述第一开关闭合，所述变频模块开始工作；

当所述控制装置处于正常状态时，第一控制单元控制第二开关闭合并且控制智能功率模块IPM运行；

当所述控制装置处于待机状态时，所述第一控制单元控制所述第二开关断开。

7.一种变频电子设备，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的控制装置。

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