CN1294465C - 一种用于家用洗涤器具的进排水控制系统 - Google Patents

Abstract

一种用于家用洗涤器具的进排水控制系统，包括：进水执行器，排水执行器和驱动它们的双向晶闸管电路。进水执行器和排水执行器为直流电磁元件；一双向晶闸管的主回路与进水执行器和排水执行器串联接往电源，一半导体二极管以所述串联某方向为导通方向并联于进水执行器，另一半导体二极管以该串联方向为截止方向并联于排水执行器；微电子电路接收电源检测电路的输出，向所述双向晶闸管的触发极馈送与电源极性相关的输出。该电路在某一电源极性触发双向晶闸管导通，使进水执行器动作；在另一电源极性触发双向晶闸管导通，使排水执行器动作；用一个双向晶闸管就达到了对二个执行器的控制，比传统技术节省一个双向晶闸管及其控制和保护电路。

Description

一种用于家用洗涤器具的进排水控制系统

技术领域

本发明涉及一种用于家用洗涤器具的进排水控制系统，尤其是一种用于家用电动洗衣机或洗碗机的双向晶闸管控制的进排水控制系统。其分类属于国际专利分类表中D06F33/00或A47L15/00。

背景技术

传统的电子控制的家用电动洗衣机或洗碗机中，包括：一用于洗涤的盛水容器，执行向该盛水容器提供洗涤用水的进水执行器，执行排出洗涤用水的排水执行器和驱动它们的双向晶闸管电路，以及其他机械电气系统。其典型控制电路如图1所示，进水电磁阀和牵引排水阀的电磁铁各由一双向晶闸管实施交流开关控制；进水电磁阀和电磁铁为交流元件，或前置整流电路的直流元件。该控制电路沿用于工业设备，用于廉价的家用器具宜简化以降低成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种进排水控制系统，其结合家用电动洗衣机或洗碗机等家用洗涤器具的特点，简化控制电路以降低成本。

本发明的技术方案是一种用于家用洗涤器具的进排水控制系统，包括：进水执行器，排水执行器和驱动它们的双向晶闸管电路；其特征在于：

——所述进水执行器和排水执行器为直流电磁元件；

——所述双向晶闸管电路包括一双向晶闸管的主回路及其触发极控制电路；

——所述主回路与进水执行器和排水执行器串联接往电源，一半导体二极管以所述串联某方向为导通方向并联于进水执行器，另一半导体二极管以该串联方向为截止方向并联于排水执行器；

——所述控制电路包括连接于电源的电源检测电路；接收其输出，向所述触发极馈送与电源极性相关输出的微电子电路。

该电路巧妙调整传统电路的硬件和结合以软件，发掘了双向晶闸管固有的与电源极性相关的整流性能，实现所需控制：

——在电源极性与排水执行器并联的半导体二极管的导通方向相同时，该二极管使排水执行器短接；此时触发双向晶闸管导通，该极性的半波整流电压施加在进水执行器上，进水执行器动作而排水执行器不动作；

——在另一电源极性时，则是进水执行器并联的半导体二极管导通使其短接；此时触发双向晶闸管导通，该极性的半波整流电压施加在排水执行器上，排水执行器动作而进水执行器不动作；

——若双向晶闸管在所有的电源极性均受触发导通，则进水执行器和排水执行器分别在相应电源极性获得半波整流电压，因而同时动作；

——若双向晶闸管在所有的电源极性均不受触发导通，则进水执行器和排水执行器均不获得半波整流电压而不动作。

各执行器并联的二极管兼有电感续流和使双向晶闸管过零断路的作用，执行器因而获得平滑的电流和可靠的控制。

这样，使用一个双向晶闸管就达到了对二个执行器的控制，比传统电路节省了一个双向晶闸管及其控制和保护电路；改为直流元件的进水执行器和排水执行器，可避免交流元件的涡流损耗和噪声，又由于无需前置整流电路，因而减低成本和提高可靠性。

所述与电源极性相关输出在微电子电路中的基本设计为：

——当器具执行进水工艺时，在电源极性与排水执行器并联的半导体二极管的导通方向相同时，输出触发电压；或者

——当器具执行排水工艺时，在电源极性与进水执行器并联的半导体二极管的导通方向相同时，输出触发电压；或者

——当器具执行同时进水和排水工艺时，在所有的电源极性均输出触发电压；或者

——当器具停止所有进水和排水工艺时，停止输出触发电压。该设计满足了常规的家用电动洗衣机或洗碗机等家用洗涤器具的工艺需要。

其进一步的设计是，所述触发电压：

——在进水执行器或排水执行器启动时，为无移相延时的触发电压；

——启动完成后，为规定移相延时的触发电压。该设计巧妙地结合以软件，发掘双向晶闸管固有的调压性能，以使用单绕组的直流电磁元件，在启动时输入较高的额定电压，以产生足够的吸力；在启动后降低为较低的保持电压，以减低损耗；免除传统的双绕组带启动开关的直流排水电磁铁的复杂结构，明显减低成本和提高可靠性。

附图说明

以下附图用于说明本发明的实施例：

图1为现有技术一种洗衣机的电路图；

图2为使用本发明的一种洗衣机的电路图；

图3为图2中的电源检测单元的电路图；

图4为本发明实施例的控制流程图；

具体实施方式

传统的家用洗涤器具，一种洗衣机的基本构成包括：电动机及其传动机构设在盛水桶的底部，把动力传递到波轮和洗涤桶兼脱水桶；电磁阀向洗涤桶兼脱水桶内供水；排水阀受直流排水电磁铁控制，把洗涤兼脱水桶内的洗涤水等排出。

其电路如图1所示：在洗衣机中，输入外部电网电源的接线端子1上的电源电压经电脑板中的单片机控制电路2驱动双向晶闸管31、32、33和34，分别控制电动机41、电磁阀42和前置桥式整流器的双绕组带启动开关的直流排水电磁铁43，传动机械系统进行洗涤、漂洗和脱水等动作；单片机控制电路2中的硬件和软件通常包括：

——程序处理单元22；

——驱动单元23，接收程序处理单元22的输出，向双向晶闸管的触发极输出信号，控制其通断；

——电源检测单元21，向程序处理单元22提供过零信号，使双向晶闸管开通于交流电压过零点，以减少冲击和干扰。

以上所述为现有技术微电脑控制全自动波轮式洗衣机的典型构成，当然也可以是搅拌式洗衣机或滚筒式洗衣机。其中，双向晶闸管33和34、电磁阀42、直流排水电磁铁43和单片机控制电路2组成该洗衣机的进排水控制系统。本发明实施例是在该系统的基础上改进而成。

使用本发明的洗衣机的电路如图2所示，其进排水控制系统对照如图1所示的现有技术，作以下改进：

——双向晶闸管33和34由双向晶闸管33’代替，其主回路与电磁阀42’和直流排水电磁铁43’依次串联后接往接线端子1；二极管D1并联于电磁阀42’，D2并联于直流排水电磁铁43’，并且D1、D2的阳极均连接在电磁阀42’和直流排水电磁铁43’串联的公共端；由于进水和排水多数不同时进行，双向晶闸管33’虽然代替二个双向晶闸管，选择其与双向晶闸管34相同的容量等级已足够；其相对于双向晶闸管33有更大的裕量，因而更安全。

——电源检测单元21’的电路如图3所示。该电路把常见的过零检测全波整流取样改为半波整流取样；其包括变压器TR、二极管D3、电阻R1-R4、电容C1和C2、NPN型三极管BG1、5V直流电源和单片机MCU(选用型号：87C1202)的相关部分；变压器TR将接线端子1提供的交流电源降压到10V左右，经D3半波整流和三极管BG1电路整形为一组方波脉冲信号，送到单片机MCU的一I/O口；设定程序不断读I/O口状态，其由0变1或由1变0的一刻，判断为交流电过零点；由0变1开始至由1变0的一段时间，I/O口为1，判断为交流电的正极性区间；由1变0开始至由0变1的一段时间，I/O口为0，判断为交流电的负极性区间。因此，该电路在提供过零信号的同时，也提供了电源极性信号。该电路比全波整流取样成本低，且信号更清晰可靠。此外，变压器降压电路也可改为成本更低的电阻或电容分压电路；

——电磁阀42’选用直流元件；传统的电磁阀42为交流元件，对磁路局部稍加改进即可成为交直流二用电磁阀，就可用于本实施例；

——直流排水电磁铁43’选用单绕组元件，传统的直流排水电磁铁43去除双绕组中的保持绕组和启动开关就可用于本实施例；

——程序处理单元22’增加如图4所示控制程序，达到在洗衣机实施如下控制：

——当洗衣机执行进水工艺时，电源检测电路检测到电源处于正极性区间，驱动单元23’向双向晶闸管33’的触发极输出触发电压，使之导通驱动电磁阀42’动作；并且该触发电压在电磁阀42’启动时，为无移相延时的触发电压；启动完成后，为规定移相延时的触发电压。

——当洗衣机执行排水工艺时，电源检测电路检测到电源处于负极性区间，驱动单元23’向双向晶闸管33’的触发极输出触发电压，使之导通驱动直流排水电磁铁43’动作；并且该触发电压在直流排水电磁铁43’启动时，为无移相延时的触发电压；启动完成后，为规定移相延时的触发电压。

——当洗衣机执行同时进水和排水工艺时，电源检测电路检测到电源处于正极性区间和负极性区间，驱动单元23’均向双向晶闸管33’的触发极输出触发电压，使之导通同时驱动电磁阀42’和直流排水电磁铁43’动作；并且该触发电压在它们’启动时，为无移相延时的触发电压；启动完成后，为规定移相延时的触发电压。

——当洗衣机停止所有进水和排水工艺时，驱动单元23’停止输出触发电压，双向晶闸管33’关断，电磁阀42’和直流排水电磁铁43’停止动作。

对本实施例进行的实验，显示了本发明控制系统预期的效果。

本发明技术方案所述进水执行器和排水执行器，除以上介绍的电磁铁驱动元件外，也可以是直流电动机驱动元件。

Claims (3)

1、一种用于家用洗涤器具的进排水控制系统，包括：进水执行器，排水执行器和驱动它们的双向晶闸管电路；其特征在于：

——所述进水执行器和排水执行器为直流电磁元件；

——所述双向晶闸管电路包括一双向晶闸管的主回路及其触发极控制电路；

——所述主回路与进水执行器和排水执行器串联接往电源；沿该迴路同一方向，一半导体二极管正向地并联于进水执行器，另一半导体二极管反向地并联于排水执行器；

——所述触发极控制电路包括连接于电源的电源极性检测电路；接收其输出，向所述触发极馈送与电源极性相关输出的微电子电路。

2、按照权利要求1所述家用洗涤器具的进排水控制系统，其特征在于，所述触发极控制电路向所述触发极馈送与电源极性相关输出为：

——当器具执行进水工艺时，在电源极性与和排水执行器并联的半导体二极管的导通方向相同时，输出触发电压；或者

——当器具执行排水工艺时，在电源极性与和进水执行器并联的半导体二极管的导通方向相同时，输出触发电压；或者

——当器具执行同时进水和排水工艺时，在所有的电源极性均输出触发电压；或者

——当器具停止所有进水和排水工艺时，停止输出触发电压。

3、按照权利要求2所述家用洗涤器具的进排水控制系统，其特征在于，所述触发电压：

——在进水执行器或排水执行器启动时，为无移相延时的触发电压；

——启动完成后，为规定移相延时的触发电压。

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