CN204803608U - 带有过载保护的洗衣机程序控制器 - Google Patents

Abstract

一种带有过载保护的洗衣机程序控制器，包括控制电路和控制芯片，控制电路包括启动电路，水位控制电路，进排水控制电路，正反转控制电路以及报警电路，所述控制电路与控制芯片联接，其特征在于，控制电路还设置一个用来检测电机负载的电流检测电路。该电路检测洗涤过程的电机负载是否超过规定值，如果负载过大或电机出现赌转及电流急剧增加，则程序控制器给出相应的处理方式，以防止赌转，进而保护电机等零部件和整机。

Description

带有过载保护的洗衣机程序控制器

技术领域

本实用新型属于洗衣机领域，尤其涉及一种带有过载保护的洗衣机程序控制器。

背景技术

已有技术中的波轮以洗衣机，程控器控制电机进行正转、反转交替动作，使衣物互相摩擦、挤压，以剥离污渍。

当前波轮洗衣机普遍使用的感应电机，在启动、堵转时电流较大，其他时刻电流较小，电机运转中承受的阻尼越大，需要的电流越大。

在以上的过程中，有变频功能的程控器一般能够对电机的运转进行闭环控制；而不具有变频功能的程控器，一般通过继电器、可控硅等部件控制电机按照既定时序运转，运行中，由于衣物在洗衣机内的状态不可预测，当出现堵转、阻塞时，将对电机及相关的传动部件造成物理损害，衣物也可能因为过度挤压、摩擦形成损伤，同时因为电流较大，对控制电路也可能造成损坏。也有采用电机温度控制的方法来保护洗衣机，通过热敏电阻等方法测试电机温升，有个问题，只有电机严重赌转后，电机温升已经达到很高时，才能测到，这是机器可能已经被破坏，并且要等电机完全冷却后方能再次启动机器。

发明内容

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，在普通程控器的基础上，增加电流检测电路，设计一种带有过载保护的洗衣机程序控制器。

一种带有过载保护的洗衣机程序控制器，包括控制电路和控制芯片，控制电路包括启动电路，水位控制电路，进排水控制电路，正反转控制电路以及报警电路，所述控制电路与控制芯片联接，其特征在于，控制电路还设置一个用来检测电机负载的电流检测电路。

进一步，电流检测电路为霍尔电流检测芯片，检测电机运行的电压值，霍尔电流检测芯片设有U2，不配备J1/R10，电流经过U2时，产生量化后的电压输出，软件对其进行A/D转换后取得电机的工作电流。

进一步，霍尔电流检测芯片型号为ACS712-20。

进一步，电流检测电路为霍尔电流检测芯片，检测电机运行的电压值，霍尔电流检测芯片设有R10/J1，不配备U2，电流在经过R10时，R10两端会因电流产生电压差，通过送至MCU对其高精度AD检测，而判断电机的工作电流。

进一步，MCU对电流检测电路检测到的电机的电流值，与预先设置的电机电流阈值进行比较，然后做出相应处理方式。

本实用新型的有益效果，电流检测电路动态监控电机的运转状态，有效避免电机在过阻尼、堵转下运转，有效减少电机及传动部件物理损坏的风险；减少衣物过度挤压、摩擦而损伤的风险；减少驱动电路过电流损毁的风险，保护电机等零部件和整机。

附图说明

图1是带有过载保护的洗衣机程序控制器软件流程图；

图2是带有过载保护的洗衣机程序控制器电机控制示意图；

图3是带有过载保护的洗衣机程序控制器控制芯片引脚示意图；

图4是洗衣机程序控制器检测的电流与输出的电压为线性关系图；

图5是带有过载保护的洗衣机程序控制器工作原理图；

图6是带有过载保护的洗衣机程序控制器电路框图。

具体实施方式

图1所示，洗衣机程序控制器软件流程图，如当前电机节拍应当按照---停止3s--正转20s---停止3s---反转20s---反复运转。电机停止时测量当前电流参考Ia，之后开始正转时，测量到工作电流Ib，并与Ia相比较，如果此时电机出现堵转，Ib过大，其与Ia差值超过阈值，且电机启动时间已经结束，关闭电机运转，并结束当前节拍。转至下一个节拍停止3s，此时测量并更新Ia，3s结束后，电机开始反转，以缓解衣物的缠绕、挤压。

软件部分：通过对电流检测模块的输出量进行A/D转换，取得当前的工作电流。为了规避不同使用环境下，电机的负载电流一致性导致的差异。软件以如下方式进行处理：

负载驱动部分，控制电机在洗涤进行时按照：---停止—正转----停止---反转—反复运行；在控制电机停止时，取得并更新A/D结果的参考值；在控制电机运转时，取得A/D结果的运行值，同时判断电机开始运行的时间，豁免电机的启动电流，在此之后，将运行值与参考值进行比较，当其结果超过设定的阈值时，停止本次运转、关闭电机，进入下一步骤，即给出电机停止一定时间，比如0.5秒，然后电机反转的指令，主要是根据洗衣机的洗涤原理，如果一个方向赌转时，反方向转动，可以缓解衣物的缠绕，进而解决电机负载过大的问题。如果多次施行上述过程，而无法缓解电机赌转的问题，则属于机器严重超载，或其他异常现象，程序给出电机停止运行的指令，并发出报警的蜂鸣声。

如此，在不同的电机、传动、负载系统下，再对电流检测保护效果进行权衡后，通过计算、调试，设定不同的阈值，即可使本电流检测模块适应于不同的洗衣机方案。

图2所示，电机控制部分示意图，电源的输入，分成两路处理，一路是电机的电源，其中间联接一个电流检测模块，而另一路是其他负载的电源，不经过电流检测模块。电流检测模块可以测试出电机的负载情况，并转化成可以被MCU识别的信号，然后MCU根据电机的负载情况再对电机驱动模块进行指示，确认下一步工作。

图3所示，ACS712芯片完全基于霍尔感应的原理设计，由一个精确的低偏移线性霍尔传感器电路与位于接近IC表面的铜箔组成，电流流过铜箔时，产生一个磁场,霍尔元件根据磁场感应出一个线性的电压信号，经过内部的放大、滤波、斩波与修正电路，输出一个电压信号，该信号从芯片的第七脚输出，直接反应出流经铜箔电流的大小,芯片型号有ACS712-10.ACS712-20，ACS712-30等多种，后缀为预设电流值范围，可根据电机负载的实际使用范围，确认选择的芯片。ACS712的Vcc电源一般建议采用5V。输出与输入的关系为Vout=0.5Vcc+Ip*Sensitivity。一般输出的电压信号介于0.5V~4.5V之间。

芯片各引脚的功能表：

图4所示，检测的电流与输出电压的关系,检测的电流与输出的电压为线性关系。由芯片ACS712输出的电压信号，经过数模（模拟信号和数字信号）转化后，变成数字信号，输入给主程序芯片，然后由主程序处理。

图5所示，其中TR1//TR2分别为驱动电机正转、反转的可控硅。

区别于现有的技术方案，本实例中将电机电源的输入与其他负载分别处理，电机电源经过了主要由R10/U2组成的电流检测模块。R10/U2分别是两种检测方案：方案一：装配R10/J1,U2不装，此时电机的电流在经过R10时，R10两端会因电流产生电压差，通过送至MCU对其高精度AD检测，而判断电机的工作电流；方案二：装配U2，不装配J1/R10，U2是专用的霍尔电流检测芯片（本实例中使用的型号为ACS712-20），电流经过U2时，产生量化后的电压输出，软件对其进行A/D转换后取得电机的工作电流。

在程控器通过驱动电路控制电机运转的同时，对其工作电流进行检测，并通过算法判断电机当前承受的阻尼状态，实时监控，负载过大，电机电流急速增加，超过预先设定的数值时超过预定值时，停止电机的运转，并控制其稍后反向运转，以缓解衣物的缠绕、挤压状态。

图6所示，洗衣机程序控制器电路框图，包括控制电路和控制芯片，控制电路包括启动电路，水位控制电路，进排水控制电路，正反转控制电路以及报警电路，所述控制电路与控制芯片联接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.带有过载保护的洗衣机程序控制器，包括控制电路和控制芯片，控制电路包括启动电路，水位控制电路，进排水控制电路，正反转控制电路以及报警电路，所述控制电路与控制芯片联接，其特征在于，控制电路还设置一个用来检测电机负载的电流检测电路。

2.根据权利要求1的带有过载保护的洗衣机程序控制器，其特征在于，电流检测电路为霍尔电流检测芯片，检测电机运行的电压值，霍尔电流检测芯片设有U2，不配备J1/R10。

3.根据权利要求2的带有过载保护的洗衣机程序控制器，其特征在于，霍尔电流检测芯片型号为ACS712-20。

4.根据权利要求1的带有过载保护的洗衣机程序控制器，其特征在于，电流检测电路为霍尔电流检测芯片，检测电机运行的电压值，霍尔电流检测芯片设有R10/J1，不配备U2。