CN206135385U - 控制器及电器设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种控制器及电器设备，该控制器包括电源输入电路及与电源输入电路依次连接的过电流保护电路、过电压保护电路、整流滤波电路及主控制电路、检测电路，其检测端与过电压保护电路的输出端连接，其输出端与主控制电路的检测信号输入端连接；检测电路用以检测过电压保护电路输出的电流值；开关电路，其受控端与主控制电路连接，其输入端与过压保护电路连接，其输出端与整流滤波电路连接；主控制电路用以在检测电路检测到的电流值超过主控制电路的过流保护阈值时，控制开关电路关断，以使过压保护电路与整流滤波电路断开电气连接。本实用新型避免了电器设备过流损坏，提高电器设备的安全性。

Description

控制器及电器设备

技术领域

本实用新型涉及电器设备技术领域，特别涉及一种控制器及电器设备。

背景技术

近年来，随着电器设备的广泛使用，用电安全性已成为电器设备领域研究的一个重要课题。

参照图1，图1是为现有技术中空调、冰箱以及洗衣机等电器设备中控制器的结构框图。如图1所示，控制器主要由过电流保护和过电压保护电路构成，其中，过电流保护电路中关键的元器件是保险管，而过电压保护电路中的关键元器件是压敏元器件。

当电路中电流过大时，保险管一般会自行熔断起到保护作用。但是，保险管的焊盘铜箔短路、漏锡或保险管背面有杂物等情况均会引起保险管短路，而导致保险管保护失效。保险管失效会使电路中后端其他的元器件由于大电流的冲击而产生连锁故障，甚至导致电器设备的主控板损坏，严重时还会有发生火灾的危险。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种控制器及电器设备，旨在避免电器设备过流损坏，提高电器设备的安全性。

为实现上述目的，本实用新型提出一种控制器，包括电源输入电路及与电源输入电路依次连接的过电流保护电路、过电压保护电路、整流滤波电路及主控制电路，所述过电流保护电路包括保险管，该控制器还包括：

检测电路，所述检测电路的检测端与所述过电压保护电路的输出端连接，所述检测电路的输出端与所述主控制电路的检测信号输入端连接；所述检测电路用以检测所述过电压保护电路输出的电流值；

开关电路，所述开关电路的受控端与所述主控制电路连接，所述开关电路的输入端与所述过电压保护电路连接，所述开关电路的输出端与所述整流滤波电路连接；

所述主控制电路，用以在所述检测电路检测到的所述电流值超过该主控制电路的过流保护阈值时，控制所述开关电路关断，以使所述过电压保护电路与所述整流滤波电路断开电气连接。

优选地，所述检测电路包括电流互感器、第一开关二极管、第一电阻、分压单元及滤波单元，所述电流互感器包括一次侧绕组及二次侧绕组，所述一次侧绕组与所述过电压保护电路连接，所述二次侧绕组的第一端与所述开关二极管的正极及所述第一电阻的第一端互连，所述二次侧绕组的第二端与所述第一电阻的第二端连接，并接地；所述开关二极管的负极与所述分压单元的输入端连接；所述分压单元的输出端与所述滤波单元的输入端连接；所述滤波单元的输出端与所述主控制电路的信号输入端连接。

优选地，所述分压单元包括第二电阻及第三电阻，所述第二电阻的第一端为所述分压单元的输入端，所述第二电阻的第二端为所述分压单元的输出端，并与所述第三电阻的第一端连接；所述第三电阻的第二端接地。

优选地，所述滤波单元包括第一电容、第二电容及第四电阻，所述第一电容的第一端为所述滤波单元的输入端，并与所述第四电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端接地；所述第四电阻的第二端为所述滤波单元的输出端，并与所述第二电容的第一端；所述第二电容的第二端接地。

优选地，所述检测电路还包括第二开关二极管，所述第二开关二极管的正极与所述主控制电路连接，所述第二开关二极管的负极与第一电源连接。

优选地，所述主控制电路包括主控芯片及达林顿管，所述主控芯片包括检测信号输入脚及控制信号输出脚，所述检测信号输入脚与所述检测电路的输出端连接，所述主控芯片的控制信号输出脚与所述达林顿管的输入端连接，所述达林顿管的输出端与所述开关电路的受控端连接。

优选地，所述开关电路包括继电器，所述继电器包括公共端、常闭触点及线圈，所述继电器的公共端与所述整流滤波电路的输入端连接，所述继电器的常闭触点与所述过电压保护电路的输出端连接，所述继电器的线圈的第一端与第二电源连接，继电器的线圈的第二端与所述主控制电路连接。

优选地，所述过电压保护电路包括压敏元件及电容器，所述压敏元件的第一端与所述保险管及所述电容器的第一端互接，所述压敏元件的第二端与所述电容器的第二端连接，并接地。

本实用新型还提出一种电器设备，所述电器设备包括如上所述控制器，该控制器包括电源输入电路及与电源输入电路依次连接的过电流保护电路、过电压保护电路、整流滤波电路及主控制电路，所述过电流保护电路包括保险管，该控制器还包括检测电路，所述检测电路的检测端与所述过电压保护电路的输出端连接，所述检测电路的输出端与所述主控制电路的检测信号输入端连接；所述检测电路用以检测所述过电压保护电路输出的电流值；开关电路，所述开关电路的受控端与所述主控制电路连接，所述开关电路的输入端与所述过电压保护电路连接，所述开关电路的输出端与所述整流滤波电路连接；所述主控制电路，用以在所述检测电路检测到的所述电流值超过该主控制电路的过流保护阈值时，控制所述开关电路关断，以使所述过电压保护电路与所述整流滤波电路断开电气连接。

优选地，所述电器设备为空调/冰箱/洗衣机。

本实用新型控制器通过设置检测电路来检测控制器中过电压保护电路输出的电流值，在检测到过电压保护电路输出的电流值超过主控制电路的过流保护阈值时，将检测到的检测信号输出至主控制电路，主控制电路控制所述开关电路关断，以使所述过电压保护电路与所述整流滤波电路断开电气连接，这样，便可避免输入的电流过大且过流保护电路中的保险管失效导致控制器中主控制电路及其他电路被损毁而导致电器设备过流损坏，提高电器设备的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为现有技术中控制器的功能模块示意图；

图2为本实用新型控制器应用于电器设备中的功能模块示意图；

图3为图2中控制器的电路结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	电源输入电路	C0	电容器
20	过电流保护电路	C1	第一电容
				30	过电压保护电路	C2	第二电容
40	整流滤波电路	C3	第三电容
				50	主控制电路	D1	第一开关二极管
60	检测电路	D2	第二开关二极管
				70	开关电路	VCC1	第一电源
61	分压单元	VCC2	第二电源
				62	滤波单元	FUSE1	保险管
R1	第一电阻	RV1	压敏元件
				R2	第二电阻	K1	继电器
R3	第三电阻	AC	电源电压
				R4	第四电阻

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种控制器。

参照图2及图3，该控制器包括电源输入电路10及与电源输入电路10依次连接的过电流保护电路20、过电压保护电路30、整流滤波电路40及主控制电路50，所述过电流保护电路20包括保险管FUSE1。

当控制器接入电源时，电源输入电路10将输入的电源电压AC转换为合适的电压后经过电流保护电路20及过电压保护电路30输出至整流滤波电路40，整流滤波电路40将输入的电压进行整流、滤波处理后输出至主控制电路50，以为主控制电路50提供工作电压。

若此时输入的电源电压AC过大而超出过电流保护电路20中保险管FUSE1的保护阈值时，保险管FUSE1将熔断，使得后级电路与电源断开连接以避免后级电路中的元器件被损毁。

为了避免保险管FUSE1因为保险管FUSE1的焊盘铜箔短路、漏锡或保险管FUSE1背面有杂物等原因而保护失效时，因电流过大而导致后级电路中的元器件损毁，该控制器还包括：检测电路60及开关电路70。

其中，所述检测电路60的检测端与所述过电压保护电路30的输出端连接，所述检测电路60的输出端与所述主控制电路50的检测信号输入端连接；所述检测电路60用以检测所述过电压保护电路30输出的电流值；所述开关电路70的受控端与所述主控制电路50连接，所述开关电路70的输入端与所述过电压保护电路30连接，所述开关电路70的输出端与所述整流滤波电路40连接；所述主控制电路50用以在所述检测电路60检测到的所述电流值超过该主控制电路50的过流保护阈值时，控制所述开关电路70关断，以使所述过电压保护电路30与所述整流滤波电路40断开电气连接。

需要说明的是，过电流保护电路20中保险管FUSE1的保护阈值是小于主控制电路50的过流保护阈值的，若检测到过电压保护电路30输出的电流值超过主控制电路50的过流保护阈值时，则可以判定保险管FUSE1已经失效。

当检测电路60检测到过电压保护电路30输出的电流值小于该主控制电路50的过流保护阈值时，并将该检测信号输出至所述主控制电路50，主控制电路50控制所述开关电路70导通，以使所述过电压保护电路30与所述整流滤波电路40电气连接，进而使得整流滤波电路40将输入的电压进行整流、滤波处理后输出至说所述主控制电路50，以为主控制电路50提供工作电压。

当检测电路60检测到过电压保护电路30输出的电流值超过该主控制电路50的过流保护阈值时，并将该检测信号输出至所述主控制电路50，主控制电路50控制所述开关电路70关断，以使所述过电压保护电路30与所述整流滤波电路40断开电气连接，从而避免输入的电流过大而导致主控制电路50及其他电路被损毁。

本实用新型控制器通过设置检测电路60来检测控制器中过电压保护电路30输出的电流值，在检测到过电压保护电路30输出的电流值超过主控制电路50的过流保护阈值时，将检测到的检测信号输出至主控制电路50，主控制电路50控制所述开关电路70关断，以使所述过电压保护电路30与所述整流滤波电路40断开电气连接，这样，便可以避免输入的电流过大且过流保护电路20中的保险管失效导致控制器中主控制电路50及其他电路被损毁而导致电器设备过流损坏，提高电器设备的安全性。

参照图3，在一优选实施例中，所述检测电路60包括电流互感器CT1、第一开关二极管D1、第一电阻R1、分压单元61及滤波单元62，所述电流互感器CT1包括一次侧绕组及二次侧绕组，所述一次侧绕组与所述过电压保护电路30连接，所述二次侧绕组的第一端与所述第一开关二极管D1的正极及所述第一电阻R1的第一端互连，所述二次侧绕组的第二端与所述第一电阻R1的第二端连接，并接地；所述第一开关二极管D1的负极与所述分压单元61的输入端连接；所述分压单元61的输出端与所述滤波单元62的输入端连接；所述滤波单元62的输出端与所述主控制电路的信号输入端连接。

需要说明的是，由于电源的电压一般都比较高如直接测量是非常危险的，采用电流互感器CT1能很好的起到电流变换和电气隔离的作用。电流互感器CT1的工作原理是依据电磁感应，其一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此在电流互感器CT1的一次绕组上有全部电流流过，二次绕组匝数比较多且始终处于闭合状态，因此阻抗很小，电流互感器CT1的工作状态接近短路，能很好的检测流过的电流。

本实施例中，第一开关二极管D1优选采用高速开关二极管，高速开关二极管具有反向恢复时间短、开/关频率快等特性。分压单元61用于将输入的检测信号进行分压输出。滤波单元62用于滤除检测信号中的杂波信号。

参照图3，在一优选实施例中，所述分压单元61包括第二电阻R2及第三电阻R3，所述第二电阻R2的第一端为所述分压单元61的输入端，所述第二电阻R2的第二端为所述分压单元61的输出端，并与所述第三电阻R3的第一端连接；所述第三电阻R3的第二端接地。

本实施例中，通过设置分压电阻R2、R3使得输出的检测信号减小。

参照图3，在一优选实施例中，所述滤波单元62包括第一电容C1、第二电容C2及第四电阻R4，所述第一电容C1的第一端为所述滤波单元62的输入端，并与所述第四电阻R4的第一端连接，所述第一电容C1的第二端接地；所述第四电阻R4的第二端为所述滤波单元62的输出端，并与所述第二电容C2的第一端；所述第二电容C2的第二端接地。

本实施例中，第一电容C1、第二电容C2及第四电阻R4组成的滤波单元62用于滤除检测信号中的杂波信号。

参照图3，基于上述实施，所述检测电路60还进一步包括第二开关二极管D2，所述第二开关二极管D2的正极与所述主控制电路50连接，所述第二开关二极管D2的负极与第一电源VCC1连接。

本实施例中，第二开关二极管D2优选采用高速开关二极管，当输出的电压超过第一电源VCC1的电压时，第二开关二极管D2导通，以限制输出至主控制电路50的电压，从而避免因输出至主控制电路50的电压过大而损坏主控制电路50中的元器件。

参照图3，在一优选实施例中，所述主控制电路50包括主控芯片IC1及达林顿管IC2，所述主控芯片IC1包括检测信号输入脚DL-AD及控制信号输出脚AC-L，所述检测信号输入脚DL-AD与所述检测电路60的输出端连接，所述主控芯片IC1的控制信号输出脚AC-L与所述达林顿管IC2的输入端IN连接，所述达林顿管IC2的输出端OUT与所述开关电路70的受控端连接。

本实施例中，主控芯片IC1优选采用型号为78F8513的单片机，当然还可以采用其他的可编程逻辑器件，此处不作限制。

达林顿管IC2优选采用ULN2003A的达林顿管芯片，本实施例中，所述主控制电路50还包括第三电容C3，所述第三电容C3设置于所述达林顿管芯片IC2的电源端及接地端，由于主控芯片IC1输出的控制信号比较弱，通过设置具有工作电压高、带负载能力强的达林顿管IC2以更好的输出控制信号。

参照图3，在一优选实施例中，所述开关电路70包括继电器K1，所述继电器K1包括公共端、常闭触点及线圈，所述继电器K1的公共端与所述整流滤波电路40的输入端连接，所述继电器K1的常闭触点与所述过电压保护电路30的输出端连接，所述继电器K1的线圈的第一端与第二电源VCC2连接，继电器K1的线圈的第二端与所述主控制电路50连接。

可以理解的是，在输入控制器的电流值小于主控制电路50的过流保护阈值时，继电器K1一直处于闭合导通状态，当控制器的电流值超过主控制电路50的过流保护阈值时，继电器K1基于主控制电路50的控制而断开，使得所述过电压保护电路30与所述整流滤波电路40断开电气连接，从而避免输入控制器的电流过大而过流保护电路中的保险管失效导致控制器中主控制电路及其他电路被损毁而导致电器设备过流损坏，提高电器设备的安全性。

参照图3，在一优选实施例中，所述过电压保护电路30包括压敏元件RV1及电容器C0，所述压敏元件RV1的第一端与所述保险管FUSE1及所述电容器C0的第一端互接，所述压敏元件RV1的第二端与所述电容器C0的第二端连接，并接地。

本实施例中，压敏元件RV1用于监测输入至控制器的电源电压AC，以限制输入的电源电压AC值。利用压敏电阻的非线性特性，当压敏电阻的两极间电压过大而超过主控制电路50的承受能力时，压敏电阻将输入的电源电压AC钳位在一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。

为了更好地说明本实用新型的思想，以下结合图2及图3对本实用新型的具体电路原理进行阐述：

如附图2及附图3，当控制器接入电源时，电源输入电路10将输入的电源电压AC转换为合适的电压后经过电流保护电路20、过电压保护电路30及开关电路70输出至整流滤波电路40，整流滤波电路40将输入的电压进行整流、滤波处理后输出至主控制电路50，以为主控制电路50提供工作电压。若此时输入的电源电压AC过大而超出过电流保护电路20中保险管FUSE1的保护阈值时，保险管FUSE1将熔断，使得后级电路与电源断开连接以避免后级电路中的元器件被损毁。

电流互感器CT1检测过电压保护电路30输出的电流值，并将检测信号输出至第一开关二极管D1，第一开关二极管D1在接收到该检测信号时开启，并输出检测信号，该检测信号经第二电阻R2及第三电阻R3分压，并经第一电容C1、第二电容C2及第四电阻R4滤波后输出至主控芯片IC1的检测信号输入脚DL-AD，主控芯片IC1将该检测信号与预设的过流保护阈值进行比较，若电压保护电路输出的电流值小于主控芯片IC1的过流保护阈值，则经达林顿管IC2输出控制信号至继电器K1，以控制继电器K1闭合，从而使得所述过电压保护电路30与所述整流滤波电路40电气连接，整流滤波电路40将输入的电压进行整流、滤波处理后输出至说所述主控制电路50，以为主控制电路50提供工作电压。若电压保护电路输出的电流值超过主控芯片IC1的过流保护阈值，则经达林顿管IC2输出控制信号至继电器K1，以控制继电器K1断开，从而使得过电压保护电路30与所述整流滤波电路40断开电气连接。本实用新型控制器的电路简单，易于实现，避免了因输入的电流过大而导致控制器中主控制电路50及其他电路被损毁而导致电器设备过流损坏，提高电器设备的安全性。

本实用新型还提出一种电器设备。

该电器设备包括上述控制器；所述控制器的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本实用新型电器设备中使用了上述控制器，因此，本实用新型电器设备的实施例包括上述控制器全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

在本实施例中，所述电器设备可为电视机、洗衣机、冰箱等家用电器设备，在此不作限制。

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，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种控制器，包括电源输入电路及与电源输入电路依次连接的过电流保护电路、过电压保护电路、整流滤波电路及主控制电路，所述过电流保护电路包括保险管，其特征在于，该控制器还包括：

检测电路，所述检测电路的检测端与所述过电压保护电路的输出端连接，所述检测电路的输出端与所述主控制电路的检测信号输入端连接；所述检测电路用以检测所述过电压保护电路输出的电流值；

开关电路，所述开关电路的受控端与所述主控制电路连接，所述开关电路的输入端与所述过电压保护电路连接，所述开关电路的输出端与所述整流滤波电路连接；

所述主控制电路，用以在所述检测电路检测到的所述电流值超过该主控制电路的过流保护阈值时，控制所述开关电路关断，以使所述过电压保护电路与所述整流滤波电路断开电气连接。

2.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述检测电路包括电流互感器、第一开关二极管、第一电阻、分压单元及滤波单元，所述电流互感器包括一次侧绕组及二次侧绕组，所述一次侧绕组与所述过电压保护电路连接，所述二次侧绕组的第一端与所述开关二极管的正极及所述第一电阻的第一端互连，所述二次侧绕组的第二端与所述第一电阻的第二端连接，并接地；所述开关二极管的负极与所述分压单元的输入端连接；所述分压单元的输出端与所述滤波单元的输入端连接；所述滤波单元的输出端与所述主控制电路的信号输入端连接。

3.如权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述分压单元包括第二电阻及第三电阻，所述第二电阻的第一端为所述分压单元的输入端，所述第二电阻的第二端为所述分压单元的输出端，并与所述第三电阻的第一端连接；所述第三电阻的第二端接地。

4.如权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述滤波单元包括第一电容、第二电容及第四电阻，所述第一电容的第一端为所述滤波单元的输入端，并与所述第四电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端接地；所述第四电阻的第二端为所述滤波单元的输出端，并与所述第二电容的第一端；所述第二电容的第二端接地。

5.如权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述检测电路还包括第二开关二极管，所述第二开关二极管的正极与所述主控制电路连接，所述第二开关二极管的负极与第一电源连接。

6.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述主控制电路包括主控芯片及达林顿管，所述主控芯片包括检测信号输入脚及控制信号输出脚，所述检测信号输入脚与所述检测电路的输出端连接，所述主控芯片的控制信号输出脚与所述达林顿管的输入端连接，所述达林顿管的输出端与所述开关电路的受控端连接。

7.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述开关电路包括继电器，所述继电器包括公共端、常闭触点及线圈，所述继电器的公共端与所述整流滤波电路的输入端连接，所述继电器的常闭触点与所述过电压保护电路的输出端连接，所述继电器的线圈的第一端与第二电源连接，继电器的线圈的第二端与所述主控制电路连接。

8.如权利要求1至7任意一项所述的控制器，其特征在于，所述过电压保护电路包括压敏元件及电容器，所述压敏元件的第一端与所述保险管及所述电容器的第一端互接，所述压敏元件的第二端与所述电容器的第二端连接，并接地。

9.一种电器设备，其特征在于，所述电器设备包括1至8任意一项所述的控制器。

10.如权利要求9所述的电器设备，其特征在于，所述电器设备为空调/冰箱/洗衣机。