CN205334161U - 残余电压放电电路及电器设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种残余电压放电电路及电器设备。该残余电压放电电路包括电压采样电路，其用于采样当前市电电压；放电电路，其包括串联连接的开关单元和放电元件，且该放电电路与所述电器设备中的储能元件串联连接；和控制单元，与所述电压采样电路和开关单元连接，以根据所述电压采样电路采样的当前市电电压，判断是否进行残余电压放电，并基于判断结果控制所述开关单元闭合以进行残余电压放电或保持断开状态。该残余电压放电电路既能满足残余电压放电速度的要求，又可以降低增加电器设备正常状态下的功耗。根据本实用新型的电器设备具有类似的优点。

Description

残余电压放电电路及电器设备

技术领域

本实用新型涉及残余电压放电电路，具体而言涉及残余电压放电电路及电器设备。

背景技术

由于市电存在波峰波谷现象，因而为了使电器安全工作，通常要求在市电波峰和波谷的时候给电器设备断电，并且国家对电饭煲等家用电器有残余电压的测试，要求断电1秒钟后，电器设备上测得的电压需要低于34V，但是由于电器内部有很多如电容电感等储能元件，正常通电的时候它们储存有能量，断电时它们会释放能量，表现为电器设备上的残余电压超过标准(大约34V)，出于安全考虑，目前的做法一般是通过在储能元件上并联放电电阻，把残余电压消耗掉，但是这会增加正常工作情况下的损耗。而随着国内家用电器标准升级，待机功耗要求也相应提高，如果要降低待机功耗则并联放电电阻的阻值必须加大，但是阻值变大会导致放电速度变慢，速度变慢又会导致残余电压超标，所以产生了矛盾。

因此，为解决上述技术问题，有必要提出一种改进的残余电压放电电路。

实用新型内容

为至少部分地解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种残余电压放电电路用于对电器设备的残余电压进行放电，其特征在于，包括：电压采样电路，其用于采样当前市电电压；放电电路，其包括串联连接的开关单元和放电元件，且该放电电路与所述电器设备中的储能元件串联连接；和控制单元，与所述电压采样电路和开关单元连接，以根据所述电压采样电路采样的当前市电电压，判断是否进行残余电压放电，并基于判断结果控制所述开关单元闭合以进行残余电压放电或保持断开状态。优选地，所述控制单元配置为在当前市电电压小于设定阈值时控制所述开关单元闭合以进行残余电压放电；在当前市电电压大于等于设定阈值时控制所述开关单元保持断开状态。

优选地，所述控制单元为单片机，所述放电元件为电热丝。

优选地，所述开关单元包括：三极管，其基极与所述控制单元连接，发射极接地，集电极与工作电源连接；继电器开关，其连接在所述三极管集电极和工作电源之间。

优选地，所述电压采样电路包括串联连接在市电高电平和地端之间的分压电阻和采样电阻，在所述分压电阻和采样电阻之间设置电压采样点，所述电压采样点连接至所述控制单元。

优选地，所述电压采样电路包括串联连接的分压电阻和采样电阻，所述分压电阻一端与所述市电的高电平连接，另一端与所述采样电阻连接，在所述分压电阻和采样电阻之间设置电压采样点，所述电压采样点和所述采样电阻不与所述分压电阻连接的一端连接至所述控制单元，所述检测控制单元配置为使所述电压采样电路形成回路并进行电压采样，或者配置为使所述电压采样电路断路。

优选地，所述电压采样电路还包括：并联在所述采样电阻两端的滤波电容。

优选地，还包括：整流器：其输入端与市电连接，输出端与所述分压电阻的一端连接，用于将输出市电转变为直流电。

可以理解，根据本实用新型的残余电压放电电路，通过将放电电路与储能元件串联连接，并且通过控制单元在需要进行残余电压放电时使放电电路中的开关单元闭合，进行残余电压放电，而不需要进行残余电压放电时，则断开开关单元，此时放电元件无电流流过，因而可以降低电器设备正常状态(比如待机状态)下的功耗。并且由于不会增加电器设备正常状态(比如待机状态)下的功耗，因而放电元件阻值可以很小，使放电速度满足要求。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种电器设备，其包括本实用新型上述的残余电压放电电路。如上所述，该残余电压放电电路既能满足残余电压放电速度的要求，又可以降低增加电器设备正常状态下的功耗。因此，根据本实用新型的电器设备既能满足残余电压放电速度的要求，又可以降低增加电器设备正常状态下的功耗。

优选地，所述电器设备为所述电烹饪器具包括电饭煲、电水壶、电磁炉、电压力锅、电炸锅、电炖锅、微波炉和电烤箱、电水壶和咖啡机中的一个。

附图说明

通过参考下文结合附图的详细说明，将容易地获得对本实用新型及其很多优点的更完整的了解，同时也会更好地理解，其中：

图1示出了根据本实用新型的残余电压放电电路的示意图；

图2示出了根据本实用新型一实施方式的残余电压放电电路的电路图；

图3示出了根据本实用新型另一实施方式的残余电压放电电路的电路图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本实用新型能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。

为了彻底理解本实用新型，现在将参考附图描述优选实施例，其中，各个附图中，同样的附图标记表示相应或相同的元件。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种残余电压放电电路，可以参见图1-3。图1示出了根据本实用新型的残余电压放电电路的示意图。如图1所示，本实用新型的残余电压放电电路包括电压采样电路10、控制单元11和放电电路12，其中，电压采样电路10连接在市电U和地端GND之间，用于采样当前市电电压，并将采样的当前市电电压发送至控制单元11，控制单元11根据电压采样电路10采样的当前市电电压，判断是否进行残余电压放电，并基于判断结果控制放电电路12进行残余电压放电。具体地，控制单元11根据电压采样电路10采样的当前市电电压，判断当前市电电压是否低于设定阈值，并基于判断结果确定是否进行残余电压放电。进一步地，控制单元11配置为在当前市电电压小于设定阈值时控制放电电路放电；在当前市电电压大于等于设定阈值时控制放电电路断开，不进行残余电压放电。其中设定阈值根据设计要求确定，示例性地，在本实施例中，该设定阈值为150V。

进一步地，在本实用新型中，放电电路12包括串联连接的开关单元和放电元件，并且放电电路与电气设备中的储能元件串联连接，其中开关单元可以在控制单元11作用下闭合或断开，从而使放电电路12放电或断开。

本实用新型的残余电压放电电路通过将放电电路与储能元件串联连接，并且通过控制单元在需要进行残余电压放电时使放电电路中的开关单元闭合，进行残余电压放电，而不需要进行残余电压放电时，则断开开关单元，此时放电元件无电流流过，因而可以降低电器设备正常状态(比如待机状态)下的功耗。并且由于不会增加电器设备正常状态(比如待机状态)下的功耗，因而放电元件阻值可以很小，使放电速度满足要求。

为便于理解本实用新型的残余电压放电电路，下面结合图2和图3对根据本实用新型的残余电压放电电路进行说明。

图2示出了根据本实用新型一实施方式的残余电压放电电路的电路图。如图2所示，本实施例的残余电压放电电路包括：整流器D1、分压电阻R0、R1和R2、采样电阻R3、限流电阻R4、R5、滤波电容C1、单片机U1、三极管Q1、继电器开关K1和放电元件U2。

其中，整流器D1、分压电阻R0、R1和R2、采样电阻R3、限流电阻R4和滤波电容C1组成电压采样电路，第一电压采样点V0位于分压电阻R2和采样电阻R3之间，第二电压采样点V1位于限流电阻和滤波电容之间，市电为220V的交流电，其高电平和低电平端分别接到整流器D1的输入端口1、2端口，经过整流器D1的整流由交流电转变为直流电，然后通过输出端口3、4输出，其中输出端口4输出低电平，因而其连接至地端GND，输出端口3输出高电平，用于为电器设备中的电路元件，比如控制元件等提供电能。分压电阻R0、R1和R2和采样电阻R3依次串联连接，分压电阻R0的一端连接至整流器D1的高电平输出端口3上，另一端与分压电阻R1连接，采样电阻R3一端与分压电阻R2连接，另一端连接至地端GND，第一电压采样点V0通过限流电阻R4与第二电压采样点V1连接，第二电压采样点V1连接至单片机U1的16脚(AD端口)。市电电压经整流器D1整流，得到直流电压，再经过分压电阻R0，R1，R2和采样电阻R3分压，得到第一电压采样点V0处的电压，然后再经过R4，C1滤波使第二电压采样点V1处获得稳定的电压，因而单片机U1通过获得第二电压采样点V1处的电压，以及分压电阻R0，R1，R2和采样电阻R3的阻值关系即可获得当前市电电压。

在本实施例中，因为R0，R1，R2不是放电电阻，所以可以选择较大的阻值，来降低电阻上的损耗。

在本实施例中，单片机U1用作控制单元，三极管Q1、继电器开关K1和放电元件U2组成放电电路，放电电路的与电气设备中的储能元件串联连接，图2中出于简洁目的仅示出放电电路两端连接至市电电压的两端，而未示出串联在其中的储能元件。三极管Q1和继电器开关K1组成开关单元，其中三极管Q1的基极与单片机U1端口8连接，发射极接地GND，集电极与继电器开关K1一端连接，继电器开关K1的另一端与工作电源连接(示例性地，工作电源为12V)。当继电器开关K1通电时，继电器开关K1闭合，当继电器开关K1断电时，继电器开关K1断开。

本实施例的残余电压放电电路，当单片机U1检测到第二电压采样点V1的电压低于设定阈值V2(根据R0，R1，R2，R3的值计算出当市电掉到比如150V时第二电压采样点V1的电压值)。单片机U1控制Q1导通，此时继电器开关K1有电流流过，继电器开关K1闭合，放电元件U2开始工作，消耗掉市电残余电能，由于残余电压能提供的电流很小，所以很快就会被消耗掉，可以满足拔电1S后电器设备段电压低于34V的要求。而当正常插电待机的时候，第二电压采样点V1的电压值不会低于设定阈值V2，单片机U1控制三极管Q1断开，此时继电器开关K1断开，放电元件U2不工作，因此也没有待机损耗，这样本实施例的残余电压放电电路同时实现了消耗残余电压和降低待机功耗这两个矛盾的要求。

可以理解的是，放电元件U2可以为各种合适的电能消耗元件，比如电阻，示例性地，在本实施例中，放电元件U2为电热丝。

图3示出了根据本实用新型另一实施方式的残余电压放电电路的电路图。本实施例的残余电压放电电路与图2所示的放电电路基本相同，不同之处在于，在本实施例中，采样电阻R3一端与分压电阻R2连接，另一端连接至单片机U1的19脚(IO端口)，并且单片机U1配置为使电压采样电路形成回路以进行电压采样或使电压采样电路断路。即，当需要进行电压采样时，单片机U1使电压采样电路形成回路，具体地，比如使采样电阻R3的未与分压电阻2连接的一端连接到低电平上，从而使市电和低电平之间的电压采样电路构成回路，此时有电流流过分压电阻R0、R1和R2和采样电阻R3，然后通过测量第二电压采样点V1的电压，获得第一电压采样点V0的电压，并根据分压电阻R0、R1和R2和采样电阻R3之间的阻值关系即可获得当前市电电压，实现电压采样。而当不需要进行电压采样时，单片机U1使电压采样电路断路，具体地，比如使采样电阻3的未与分压电阻2连接的一端与低电平断开，从而在市电和低电平之间的电压采样电路断路，此时不会有电流流过分压电阻R0、R1和R2和采样电阻R3，因而不会消耗电能，可以实现电能节约。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种电器设备，该电器设备可以包括上述残余电压放电电路。如上所述，该残余电压放电电路通过将放电电路与储能元件串联连接，并且通过控制单元在需要进行残余电压放电时使放电电路中的开关单元闭合，进行残余电压放电，而不需要进行残余电压放电时，则断开开关单元，此时放电元件无电流流过，因而可以降低电器设备正常状态(比如待机状态)下的功耗。并且由于不会增加电器设备正常状态(比如待机状态)下的功耗，因而放电元件阻值可以很小，使放电速度满足要求。因此，根据本实用新型的电器设备既能满足残余电压放电速度的要求，又可以降低增加电器设备正常状态下的功耗。

根据本实用新型的电器设备可以是任何需要进行电压采样的电器设备。优选地，该电器设备可以为电烹饪器具、电水壶和咖啡机中的一个。其中，电烹饪器具包括但不限于电饭煲、电水壶、电磁炉、电压力锅、电炸锅、电炖锅、微波炉和电烤箱。

为了进行说明，上文参照了具体实施例进行描述。然而应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种残余电压放电电路，用于对电器设备的残余电压进行放电，其特征在于，包括：

电压采样电路，其用于采样当前市电电压；

放电电路，其包括串联连接的开关单元和放电元件，且该放电电路与所述电器设备中的储能元件串联连接；和

控制单元，其与所述电压采样电路和开关单元连接，根据所述电压采样电路采样的当前市电电压，判断是否进行残余电压放电，并基于判断结果控制所述开关单元闭合以进行残余电压放电或保持断开状态。

2.如权利要求1所述的残余电压放电电路，其特征在于，所述控制单元配置为在当前市电电压小于设定阈值时控制所述开关单元闭合以进行残余电压放电；在当前市电电压大于等于设定阈值时控制所述开关单元保持断开状态。

3.如权利要求1或2所述的残余电压放电电路，其特征在于，所述控制单元为单片机，所述放电元件为电热丝。

4.如权利要求1或2所述的残余电压放电电路，其特征在于，所述开关单元包括：

三极管，其基极与所述控制单元连接，发射极接地，集电极与工作电源连接；

继电器开关，其连接在所述三极管集电极和工作电源之间。

5.如权利要求1所述的残余电压放电电路，其特征在于，所述电压采样电路包括串联连接在市电高电平和地端之间的分压电阻和采样电阻，在所述分压电阻和采样电阻之间设置电压采样点，所述电压采样点连接至所述控制单元。

6.如权利要求1所述的残余电压放电电路，其特征在于，所述电压采样电路包括串联连接的分压电阻和采样电阻，所述分压电阻一端与所述市电的高电平连接，另一端与所述采样电阻连接，在所述分压电阻和采样电阻之间设置电压采样点，所述电压采样点和所述采样电阻不与所述分压电阻连接的一端连接至所述控制单元，且所述控制单元配置为使所述电压采样电路形成回路并进行电压采样，或者配置为使所述电压采样电路断路。

7.如权利要求5或6所述的残余电压放电电路，其特征在于，所述电压采样电路还包括：并联在所述采样电阻两端的滤波电容。

8.如权利要求5或6所述的残余电压放电电路，其特征在于，还包括：

整流器：其输入端与市电连接，输出端与所述分压电阻的一端连接，用于将输出市电转变为直流电。

9.一种电器设备，其特征在于，所述电器设备包括如权利要求1-8中的任一项所述的残余电压放电电路。

10.根据权利要求9所述的电器设备，其特征在于，所述电器设备为电饭煲、电水壶、电磁炉、电压力锅、电炸锅、电炖锅、微波炉和电烤箱、电水壶和咖啡机中的一个。