CN203553893U - 保护电路、装置及家用电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种保护电路、装置及家用电器，该保护电路包括与市电输入端连接，用于对经所述市电输入端输入的市电进行采样，获取采样信号的采样单元，及与所述采样单元连接，还与家用电器连接，用于根据所述采样信号进行分析判断，当判定输入的市电超过家用电器的预设阈值时，控制所述家用电器关断的控制单元。本实用新型通过分析对市电采样获取的采样信号判断市电是否超过家用电器的预设阈值，若是，则停止家用电器运行，实现对市电的检测及对家用电器的保护，由于仅采用光电耦合器来对市电进行采样，降低电路成本，能简单可靠地对家用电器进行保护，提高了市场竞争力。

Description

保护电路、装置及家用电器

技术领域

本实用新型涉及家用电器领域，尤其涉及一种保护电路、装置及家用电器。

背景技术

目前，家用电器通常使用市电作为输入电源，不同地区和电网供应的市电的频率和电压都各不相同，甚至同一地区的市电都有可能由于不同电网的原因而导致市电频率和电压不一致，从而对家用电器产生冲击，可能会严重损坏或影响家用电器的使用寿命。

现有技术中，通常采用电压传输器或电压互感器来检测市电，进而实现对家用电器的保护，但其成本较高，给用户增加了额外的成本，降低了其市场竞争力。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种成本较低且简单可靠的保护电路、装置及家用电器。

为了达到上述目的，本实用新型提出一种保护电路，包括与市电输入端连接，用于对经所述市电输入端输入的市电进行采样，获取采样信号的采样单元，及

与所述采样单元连接，还与家用电器连接，用于根据所述采样信号进行分析判断，当判定输入的市电超过家用电器的预设阈值时，控制所述家用电器关断的控制单元。

优选地，所述采样单元包括一光电耦合器、一第一电源及一第一电阻，所述光电耦合器的输入端与所述市电输入端连接，所述光电耦合器的输出端与所述控制单元连接，所述第一电源经所述第一电阻连接所述光电耦合器的输出端。

优选地，所述光电耦合器包括一发光二极管和一光敏三极管，所述发光二极管的阳极与所述市电输入端的火线端连接，所述发光二极管的阴极与所述市电输入端的零线端连接，所述光敏三极管的集电极与所述控制单元连接，所述光敏三极管的发射极接地，所述光敏三极管的基极不引出。

优选地，所述采样单元还包括一第二电阻、一第三电阻、一第四电阻、一第五电阻、一稳压管及一第一二极管，所述市电输入端的火线端经所述第二电阻、所述第三电阻连接所述稳压管的阴极，所述稳压管的阳极与所述发光二极管的阳极连接，所述稳压管的阳极还与所述第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极与所述市电输入端的零线端连接，所述第五电阻的一端连接在所述第二电阻与所述第三电阻之间，所述第五电阻的另一端与所述市电输入端的零线端连接，所述第四电阻的一端与所述光敏三极管的集电极连接，所述第四电阻的另一端与所述控制单元连接。

本实用新型还提出一种保护装置，包括如上所述的保护电路。

本实用新型又提出一种家用电器，包括如上所述的保护装置。

本实用新型提出的一种保护电路、装置及家用电器，通过采样单元对输入到家用电器的市电进行采样获取采样信号，再由控制单元根据所述采样信号分析判断输入的市电是否超过家用电器的预设阈值，若输入的市电超过家用电器的预设阈值，则控制单元控制家用电器的电源关断，从而实现对市电的检测及对家用电器的保护，由于采样单元采用光电耦合器来对输入的市电进行隔离采样，降低了电路的成本，能简单且可靠地对家用电器进行保护，提高了市场竞争力。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例保护电路的电路图。

为了使本实用新型的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1，图1是本实用新型较佳实施例保护电路的电路图。

本实用新型较佳实施例提出一种保护电路，包括采样单元1及控制单元2，其中，所述采样单元1连接市电输入端3，所述采样单元1还与所述控制单元2一端连接，所述控制单元2另一端与家用电器4连接；

所述家用电器4工作时，所述采样单元1对经所述市电输入端3输入的市电进行采样获取采样信号，并将所述采样信号发送至所述控制单元2，所述控制单元2根据所述采样信号进行分析判断，当判定输入的市电超过家用电器4的预设阈值时，控制所述家用电器4的关断。

具体地，上述采样单元1包括一光电耦合器11、一第一电源VCC及一第一电阻R1，所述光电耦合器11的输入端与所述市电输入端3连接，所述光电耦合器11的输出端与所述控制单元2连接，所述第一电源VCC经所述第一电阻R1连接所述光电耦合器11的输出端。

进一步地，所述光电耦合器11包括一发光二极管LED和一光敏三极管Q1，所述发光二极管LED的阳极与所述市电输入端3的火线端31连接，所述发光二极管LED的阴极与所述市电输入端3的零线端32连接，所述光敏三极管Q1的集电极c与所述控制单元2连接，所述光敏三极管Q1的发射极e接地，所述光敏三极管的基极b不引出。

为了对光电耦合器11进行保护，防止其因电流过大造成损坏，也为了采样的结果更加精确，在其他的实施例中，所述采样单元还可进一步包括一第二电阻R2、一第三电阻R3、一第四电阻R4、一第五电阻R5、一稳压管ZD及一第一二极管D1，所述市电输入端3的火线端31经所述第二电阻R2、所述第三电阻R3连接所述稳压管ZD的阴极，所述稳压管ZD的阳极与所述发光二极管LED的阳极连接，所述稳压管ZD的阳极还与所述第一二极管D1的阴极连接，所述第一二极管D1的阳极与所述市电输入端3的零线端32连接，所述第五电阻R5的一端连接在所述第二电阻R2与所述第三电阻R3之间，所述第五电阻R5的另一端与所述市电输入端3的零线端32连接，所述第四电阻R4的一端与所述光敏三极管Q1的集电极c连接，所述第四电阻R4的另一端与所述控制单元2连接。

本实用新型较佳实施例保护电路的工作原理具体描述如下：

本实施例中，经所述市电输入端3输入的为交流市电，其中31为火线输入端，32为零线输入端，随着输入的市电频率及有效值的不同，发光二极管LED两端电压的大小和方向会产生周期性的变化，当发光二极管LED两端电压大于其导通电压时，发光二极管LED被点亮，则光电耦合器11导通，光敏三极管Q1的基极b受到发光二极管LED的光辐射，将光能转化为电能，从而光敏三极管Q1导通，则此时控制单元2从集电极c处电压获取到低电平的采样信号；当发光二极管LED两端电压小于其导通电压时，发光二极管LED截止，不能发出光照，则光电耦合器11闭合，光敏三极管Q1的基极b由于没有受到发光二极管LED的光辐射，从而使光敏三极管Q1截止，则此时控制单元2将从集电极c处获取到高电平的采样信号；控制单元2根据采集到的高低电平采样信号可以获取一脉冲信号波形，通过分析获取的采样脉冲信号波形可以得出市电的频率及有效值，如通过分析获取采样脉冲信号波形的周期可以转换计算出市电的频率，通过分析获取采样脉冲信号波形的正频宽可以转换计算出市电的有效值。

为家用电器设置一预设阈值，该预设阈值可以为预设的频率和电压，在预设的频率和电压范围内，家用电器可以安全的运行，不会造成任何损伤或不会有损伤的风险。控制单元2通过采样单元1采集的采样信号对市电的频率及有效值进行实时的监控，并由控制单元2将分析出的市电的频率及有效值与预设的频率及有效值进行比较判断，当判断市电的频率和有效值超出预设的频率及有效值范围时，则说明当前家用电器有被损伤的风险，不能安全的运行，则控制单元2可输出报警信号，以提示用户当前家用电器运行异常，需进行相关操作以避免家用电器的损伤，进一步地，控制单元2也可直接关断家用电器的电源，停止家用电器的运行，以在第一时间保护家用电器，避免其受到不稳定的市电频率及有效值的冲击带来的损坏，更加及时、智能。

本实施例中，控制单元2可以为嵌入式微控制器等控制器，如单片机等，另外，由于在采样单元1中设置了第二电阻R2、第三电阻R3、第五电阻R5、稳压管ZD及第一二极管D1，不仅能通过调整相关参数来调整发光二极管LED两端的分压大小，使获取的采样信号更加多样化及更加精确，同时，能控制通过发光二极管LED的电流大小，以保证发光二极管LED不会因电流过大而损坏，使整个电路更加稳定、安全。

进一步地，在其他实施例中，控制单元2还可根据不同的市电频率及有效值测试出对应的采样脉冲信号波形的周期及正频宽，并记录成表格，当控制单元2采集到采样脉冲信号，分析出采样脉冲信号波形的周期及正频宽后，直接查找已记录好的表格，得到市电的频率及有效值，更加方便高效，可有效提高控制单元2的工作效率，更快的获取实时市电的频率及有效值，能对家用电器进行实时监控，家用电器受到损坏时保护更加及时，保护效果更好。下表1是光电耦合器11型号为SHARPPC817时，通过实验测试获取的市电频率及有效值与采样脉冲信号波形的周期及正频宽的对应表：

表1

当控制单元2采集到采样脉冲信号，分析出采样脉冲信号波形的周期及正频宽后，直接查找表1即可找到对应的市电的频率及有效值，十分方便，且效率很高，另外，还可通过测量多次求平均值，使对照表中的测量结果更加精确。

本实用新型还提出一种保护装置，该保护装置包括上述保护电路，能根据不同的家用电器设置不同的预设阈值，通过实时监控市电的频率及有效值，当市电的频率和有效值超出预设阈值的范围时，停止家用电器的运行，以在第一时间保护家用电器，避免其受到不稳定的市电频率及有效值的冲击带来的损坏，且采用光电耦合器来对输入的市电进行隔离采样，降低了成本，能简单且可靠地对家用电器进行保护，极大地提高了其市场竞争力。

本实用新型又提出一种家用电器，该家用电器包括上述保护装置，能实时的监控市电的频率及有效值，防止受到不稳定的市电频率及有效值的冲击带来的损坏，更加安全、稳定，提高了其使用寿命。该家用电器可以为家庭常用的空调、冰箱、洗衣机、洗碗机等使用市电作为输入电源的家用电子设备。

本实用新型提出的一种保护电路、装置及家用电器，通过采样单元对输入到家用电器的市电进行采样获取采样信号，再由控制单元根据所述采样信号分析判断输入的市电是否超过家用电器的预设阈值，若输入的市电超过家用电器的预设阈值，则控制单元控制家用电器的电源关断，从而实现对市电的检测及对家用电器的保护，由于采样单元采用光电耦合器来对输入的市电进行隔离采样，降低了电路的成本，能简单且可靠地对家用电器进行保护，提高了市场竞争力。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种保护电路，其特征在于，包括： 

与市电输入端连接，用于对经所述市电输入端输入的市电进行采样，获取采样信号的采样单元，及 

与所述采样单元连接，还与家用电器连接，用于根据所述采样信号进行分析判断，当判定输入的市电超过家用电器的预设阈值时，控制所述家用电器关断的控制单元； 

所述采样单元包括一光电耦合器、一第一电源及一第一电阻，所述光电耦合器的输入端与所述市电输入端连接，所述光电耦合器的输出端与所述控制单元连接，所述第一电源经所述第一电阻连接所述光电耦合器的输出端； 

所述光电耦合器包括一发光二极管和一光敏三极管，所述发光二极管的阳极与所述市电输入端的火线端连接，所述发光二极管的阴极与所述市电输入端的零线端连接，所述光敏三极管的集电极与所述控制单元连接，所述光敏三极管的发射极接地，所述光敏三极管的基极不引出； 

所述采样单元还包括一第二电阻、一第三电阻、一第四电阻、一第五电阻、一稳压管及一第一二极管，所述市电输入端的火线端经所述第二电阻、所述第三电阻连接所述稳压管的阴极，所述稳压管的阳极与所述发光二极管的阳极连接，所述稳压管的阳极还与所述第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极与所述市电输入端的零线端连接，所述第五电阻的一端连接在所述第二电阻与所述第三电阻之间，所述第五电阻的另一端与所述市电输入端的零线端连接，所述第四电阻的一端与所述光敏三极管的集电极连接，所述第四电阻的另一端与所述控制单元连接。 

2.一种保护装置，其特征在于，包括权利要求1所述的保护电路。 

3.一种家用电器，其特征在于，包括权利要求2所述的保护装置。 

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