CN201887667U - 旋转开关档位信号的隔离变换装置 - Google Patents
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Abstract
一种旋转开关档位信号的隔离变换装置，包括：旋转开关和串联电阻支路，该串联电阻支路的尾端接旋转开关的末尾一个定触片，相邻两个电阻的公共端依次连接旋转开关的一个定触片；及，一变压器反馈振荡电路，其中变压器具有初级线圈、反馈线圈和次级线圈，该次级线圈的一端连接旋转开关的动触片，另一端连接串联电阻支路的首端，旋转开关处于不同档位，并联于所述次级线圈的负载电阻的阻值改变，变压器次级电流变化导致该振荡电路以与所述旋转开关相应档位对应的频率振荡。其旋转开关、串联电阻支路与振荡电路部分由变压器隔离，使处于人机操作部分的旋转开关和串联电阻支路不带电源，能够理想满足家用电器安全和防水设计要求。
Description
技术领域
本实用新型属于家用电器等使用的旋转开关技术领域，具体是一种旋转开关档位信号的隔离变换装置，其采用变压器隔离方式，特别适用于家用电器操作键与主板电路的安全隔离。
背景技术
电磁炉等家用电器通常需要安装旋转开关，通过旋转开关档位的切换来实现电器的功率、运行时间等参数的设定、选择。为了家用电器的防水和安全使用，要求处于人机操作部分的旋转开关等要与控制电路部分绝缘隔离，尤其是在电磁炉等采用热地的家用电器电路上，主板往往带有高压电，如果不隔离很容易因为泄漏而伤及操作人员。
目前家用电器上使用的旋转开关与电路部分隔离问题仍未能得到理想解决，有的试图采用光电隔离方式将旋转开关等部分与控制电路部分隔离，但其两端都要配置电源，电路复杂，成本增加很多。
发明内容
为避免家用电器用旋转开关存在的上述不足，满足家用电器的安全和防水要求，本实用新型提供一种旋转开关档位信号的隔离变换装置，将人机操作部分的旋转开关等与控制电路部分通过电磁隔离，将旋转开关的档位信号转变成对应的频率信号输出，以满足电器的控制要求。
本实用新型旋转开关档位信号的隔离变换装置，包括：
一旋转开关，具有一个动触片和若干定触片；
一串联电阻支路，该串联电阻支路的尾端连接所述旋转开关的末尾一个定触片，相邻两个电阻的公共端依次连接所述旋转开关的一个定触片；及，
一变压器反馈振荡电路，其中变压器具有初级线圈、反馈线圈和次级线圈，该次级线圈的一端连接所述旋转开关的动触片，另一端连接所述串联电阻支路的首端，所述旋转开关处于不同档位，并联于所述次级线圈的负载电阻的阻值改变，变压器次级电流变化导致该振荡电路以与所述旋转开关相应档位对应的频率振荡。
其中，所述变压器反馈振荡电路包括三极管和变压器，变压器的初级线圈的始端、末端分别连接正电源和三极管的集电极，反馈线圈的始端通过一电容接三极管的基极，反馈线圈的末端接地，三极管的发射极通过射极电阻接地，三极管的基极通过下偏电阻接地，三极管的基极通过上偏电阻接正电源，三极管的基极作为该振荡电路的控制和频率信号取样端子。该控制和频率信号取样端子被置于高电平状态，该振荡电路起振；且该振荡电路的与所述旋转开关档位对应的频率信号从该控制和频率信号取样端子输出。
所述变压器反馈振荡电路电路的振荡频率范围为300-600khz。
所述旋转开关相邻档位对应的变压器反馈振荡电路振荡频率的变化量为20-50 kHz。
本实用新型旋转开关档位信号隔离变换装置构思新颖，其串联电阻支路、旋转开关与变压器的次级线圈连接，旋转开关、串联电阻支路与振荡电路部分由变压器隔离，使处于人机操作部分的旋转开关和串联电阻支路不带电源，可以满足电器的安全和防水设计要求。
其振荡电路利用三极管的集电极、发射极极间电容和变压器的初级线圈并联形成LC并联谐振回路，振荡电路的振荡频率受变压器的初级线圈电感参数的影响，而初级线圈电感又受磁通量的影响，切换旋转开关能改变变压器次级线圈并联的电阻，使变压器次级的负载电流变化，从而影响到磁通量，导致振荡电路的工作频率变化，这样实现了旋转开关档位信号和振荡电路的工作频率一一对应。当检测旋转开关的状态时，使振荡电路起振，其与旋转开关的档位对应的频率信号可由MCU读取、处理，从而获得旋转开关当前档位信号及旋转方向信号，再通过通讯接口传输到主控制器使用，由主控制器完成设定的功能。
附图说明
图1为本旋转开关档位信号隔离变换装置一实施例电路图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明。
参照图1，该实施例旋转开关档位信号隔离变换装置主要包括一个旋转开关S1，由若干电阻串联构成的一个串联电阻支路和一个变压器反馈振荡电路等。
其中，旋转开关S1具有一个动触片和若干定触片，可采用市售的多种旋转开关，图1采用12段拨动开关。
串联电阻支路由电阻R2、R5、R4、R6、R8、R7、R13、R16、R14、R17、R3以及R15串联构成。该串联电阻支路的尾端（即电阻R15的自由端）连接旋转开关S1的末尾一个定触片，相邻两个电阻的公共端依次连接旋转开关S1的一个定触片，如图1中电阻R2、R5的公共端连接该旋转开关S1左边的第一个定触片，电阻R5、R4的公共端连接该旋转开关S1左边的第二个定触片，其余如此类推与相应的定触片连接。
变压器反馈振荡电路包括三极管Q1和变压器T1，变压器T1具有初级线圈N1、反馈线圈N3和次级线圈N2。变压器T1的初级线圈N1的始端1、末端2分别连接正电源和三极管Q1的集电极，反馈线圈N3的始端4通过电阻R10和反馈电容C3接三极管Q1的基极，反馈线圈N3的末端3接地，三极管Q1的发射极通过射极电阻R12接地，三极管Q1的基极通过下偏电阻R11接地，三极管的基极通过上偏电阻R9接正电源，该三极管Q1的基极作为该振荡电路的控制端子和频率信号取样端子。变压器T1的次级线圈N2的端子5连接所述旋转开关S1的动触片，次级线圈N2的端子6连接所述串联电阻支路的首端（即电阻R2的自由端）。
图1实施例工作原理如下：
上述变压器T1的初级线圈N1、反馈线圈N3与三极管Q1等器件构成电感三点式震荡电路。该震荡电路利用三极管Q1的集电极、发射极极间电容和变压器T1的初级线圈N1并联形成LC并联谐振回路，震荡电路的震荡频率受变压器的初级线圈电感参数的影响，而变压器初级线圈电感又受磁通量的影响。串联电阻支路通过旋转开关S1与变压器T1的次级线圈N2连接，旋转开关S1切换中改变变压器次级线圈N2并联的负载电阻，使变压器次级的负载电流变化，从而影响到磁通量，进而导致该振荡电路的工作频率变化。这样实现了旋转开关档位信号和振荡电路的工作频率一一对应。
当需要提取旋转开关S1当前的档位信号时，使该振荡电路的控制和频率信号取样端子（即三极管Q1的基极）置于高电平，使变压器反馈振荡电路起振，并读取该振荡电路的频率信号。当控制和频率信号取样端子（即三极管Q1的基极）变为低电平时，该振荡电路停止工作。
为控制该振荡电路的起振或停止并读取该振荡电路的频率信号，图1中采用MCU，MCU的I/O端口6脚接所述振荡电路的控制和频率信号取样端子（即三极管Q1的基极），MCU通过置I/O端口6（连接三极管Q1基极）高或低电平控制振荡电路的起振或停止。当检测旋转开关的变档后状态时，置I/O端口6为高电平，振荡电路起振，MCU读取该振荡电路的频率信号，分析处理获得所述旋转开关变档后档位信号和旋转方向信号，通过通讯接口J1向主控制器传输。图1中通讯接口J1的1脚接地，4脚接电源，2脚、3脚连接MCU的2脚、1脚。电容C1、 C2为滤波电容。三极管Q1基极的二极管D1起保护作用。
具体实验中，上述变压器反馈振荡电路的变压器T1的初级线圈N1和次级线圈N2的匝比为1-1.5，反馈线圈N3匝数根据需要选择，可以等于初级线圈N1匝数；三极管Q1最好选用开关管，相应的振荡频率范围为300-600kHz。
上述串联电阻支路中的电阻数量、电阻值大小根据旋转开关档位数等设计需要选择。如要求变压器反馈振荡电路的工作频率为300-600kHz，则旋转开关相邻档位对应的变压器反馈振荡电路振荡频率的变化量应为20-50 kHz。
图1中，在变压器反馈振荡电路的变压器T1副边可增加另一个次级线圈（图中未示出），该次级线圈用于向外部电路提供频率信号，该次级线圈一端接地，另一端作为频率信号取样端子，该三极管Q1的基极仍作为控制端子。
Claims (7)
1.一种旋转开关档位信号的隔离变换装置，其特征在于包括：
一旋转开关，具有一个动触片和若干定触片；
一串联电阻支路，该串联电阻支路的尾端连接所述旋转开关的末尾一个定触片，相邻两个电阻的公共端依次连接所述旋转开关的一个定触片；及，
一变压器反馈振荡电路，其中变压器具有初级线圈、反馈线圈和次级线圈，该次级线圈的一端连接所述旋转开关的动触片，另一端连接所述串联电阻支路的首端，所述旋转开关处于不同档位，并联于所述次级线圈的负载电阻的阻值改变，变压器次级电流变化导致该振荡电路以与所述旋转开关相应档位对应的频率振荡。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述变压器反馈振荡电路包括三极管和变压器，变压器的初级线圈的始端、末端分别连接正电源和三极管的集电极，反馈线圈的始端通过一电容接三极管的基极，反馈线圈的末端接地，三极管的发射极通过射极电阻接地，三极管的基极通过下偏电阻接地，三极管的基极通过上偏电阻接正电源，三极管的基极作为该振荡电路的控制端子和频率信号取样端子。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述变压器反馈振荡电路的振荡频率范围为300-600kHz。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于：所述旋转开关相邻档位对应的变压器反馈振荡电路振荡频率的变化量为20-50 kHz。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述反馈线圈的始端和电容之间串联一电阻。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述变压器反馈振荡电路中，变压器初级线圈和次级线圈赞匝比为1-1.5。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述变压器反馈振荡电路中的变压器具有另一个次级线圈，该次级线圈一端接地，另一端作为一频率信号取样端子。
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| CN102386012A (zh) * | 2010-12-16 | 2012-03-21 | 深圳市鑫汇科电子有限公司 | 旋转开关档位信号的隔离变换方法及其装置 |
| CN103308079A (zh) * | 2012-03-12 | 2013-09-18 | 博西华电器（江苏）有限公司 | 家用电器及其档位检测装置、灶具与抽油烟机的组合 |
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