CN213517945U - 一种水泵定向定时控制电路 - Google Patents

一种水泵定向定时控制电路 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种水泵定向定时控制电路。为了克服无法定时定向地循环控制水泵，造成效率低下，能源浪费的问题；本实用新型包括供电模块、主控芯片和驱动模块，供电模块分别为主控芯片和水泵供电，主控芯片的控制输出端连接驱动模块，驱动模块的输出端连接水泵；水泵定向定时控制电路还包括霍尔模块和过零点检测模块，霍尔模块设置在水泵转轴上，霍尔模块的信号输出端与主控芯片的转向检测端口连接；过零点检测模块的输入端连接交流电源，过零点检测模块的输出端连接主控芯片的相位检测端，过零点检测模块用于获取当前电路的工频。实现水泵24小时循环工作，减少一直运行的能源损耗，定向后提升过滤效果更节能。

Description

一种水泵定向定时控制电路
技术领域
本实用新型涉及一种水泵控制电路领域，尤其涉及一种水泵定向定时控制电路。
背景技术
目前，我们使用游泳池泵来实现对游泳池中的水进行过滤并循环使用。我 们普遍使用的游泳池泵不具备自动循环定时工作或停止工作的功能，每间隔一 定的时间都需要人工去启动或停止游泳池泵以确保游泳池内的水处于正常状 态，时间安排麻烦，浪费人力。且现在的泳池水泵大多即插即用，即拔即停，操作不方便；转动方向随机，不利于水泵流量及效率提升；无法进行定时，达到一定时间之后过滤效果不明显，继续运行造成能源的浪费。
例如，一种在中国专利文献上公开的“家用便携式游泳池的水循环控制装置”，其公告号CN206418814U，包括水泵、过滤器、加热器、3个温度传感器、2个水压传感器、控制电路、以及人机交互界面。水泵的入水口经由水管连接家用便携式游泳池的出水口，水泵的出水口经由水管连接过滤器的入水口，过滤器的出水口经由水管连接加热器的入水口，加热器的出水口经由水管连接家用便携式游泳池的入水口。温度传感器检测池内、出水管和入水管的水温。水压传感器检测过滤器的入水水压和出水水压。温度传感器和水压传感器的输出端均与控制电路的输入端连接。该水泵控制装置无法实现水泵的定时循环启动，且无法控制水泵的转动方向，不利于水泵流量的效率提升，容易造成能源浪费。
发明内容
本实用新型主要解决现有技术无法定时定向地循环控制水泵，造成效率低下，能源浪费的问题；提供一种水泵定向定时控制电路，能够定时定向地循环工作，减少一直运行的能源损耗，使用定向后提升过滤效果，更节能。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
本实用新型包括主控芯片、供电模块和驱动模块；供电模块的输入端连接交流电源，为主控芯片供电；所述的水泵定向定时控制电路还包括霍尔模块和过零点检测模块；
霍尔模块，用于检测水泵电机转向，将转向信号传递给主控芯片；
过零点检测模块，输入端连接交流电源，输出端与主控芯片的相位检测端相连接，过零点检测模块用于检测交流电源过零点周期，以获取当前交流电源的工频，作为主控芯片的计时频率；
主控芯片，接收外部信号，发送控制命令给驱动模块；
驱动模块，根据控制命令驱动控制水泵电机的启停与转向。
本方案的水泵定向定时控制电路通过霍尔模块检测水泵电机永磁转子的位置，主控芯片根据实时的转子位置和通电条件控制电机往正确的方向运行，实现水泵的定向控制，提升过滤效果，更加节能。通过过零点检测模块多次检测电路交流电源的过零点周期，以识别当前电路工作的工频频率，以工频频率作为计数器，上电后累积工作N小时，再停机24-N小时，依次循环工作，减少一直运行的能源损耗，操作方便，减少人力。
作为优选，所述的供电模块包括电阻R6、电解电容C1、电容C4、二极管D3和稳压二极管D2；火线输入端L-IN连接电解电容C1的正极，电解电容C1的负极连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接电阻R6的第一端，电阻R6的第二端连接电容C4的第一端，电容C4的第二端连接零线输入端N-IN，稳压二极管D2的阴极连接电解电容C1的正极，电解电容C1的负极接地，稳压二极管D2的阳极连接电阻R6的第一端；稳压二极管D2的阴极连接主控芯片的供电端。
本方案中的电阻R6作为限流电阻，在电路上电瞬间限流，避免冲击电流损坏稳压二极管D2；交流电源经过火线输入端L-IN和零线输入端N-IN输入，经过电阻R6和电容C4限流后对电解电容C1充电，并由稳压二极管D2作为电压限制，在电解电容C1上获得3.6的工作电压，该工作电压为主控芯片供电。
作为优选，所述的驱动模块为可控硅驱动模块，所述可控硅驱动模块包括双向可控硅Q1和电阻R2；双向可控硅Q1的一端连接火线输入端L-IN，双向可控硅Q1的控制端连接电阻R2的第一端，电阻R2的第二端连接主控芯片的控制输出端；双向可控硅Q1的第二端作为火线输出端L-OUT与水泵连接，电容C4的第二端作为零线输出端N-OUT与水泵连接。
本方案的可控硅驱动模块中的双向可控硅Q1的控制端与主控芯片控制输出端连接，当主控芯片输出低电平时可控硅被触发，主控芯片输出高电平可控硅禁止触发，火线输出端L-OUT和零线输出端N-OUT连接到永磁电机的相线，可控硅的通断控制水泵的永磁电机的工作。
作为优选，所述的可控硅驱动模块还包括电容C3，电容C3设置在火线输出端L-OUT与零线输出端N-OUT之间。当可控硅在斩波运行的过程中会对电网造成一定的干扰，设置电容C3对输入交流电源进行差模滤波，减少传导干扰。
作为优选，所述的霍尔模块包括霍尔元件U2和电阻R1；霍尔元件U2的电源输入端连接主控芯片的推挽输出口，霍尔元件U2的信号输出端连接主控芯片的转向检测端口，霍尔元件U2的接地端连接电阻R1的第一端，电阻R1的第二端接地。霍尔模块用于检测水泵电机永磁转子的位置，电阻R1作为限流电阻对主控芯片和霍尔元件U2进行电源保护，霍尔元件U2的电源输入端连接到主控芯片的推挽输出口，用于控制向霍尔元件U2供电。
作为优选，所述的过零点检测模块包括电阻R7、电阻R8、二极管D4、二极管D5和电容C5；电阻R7的第一端作为输入端连接交流电源，电阻R7的第二端连接电阻R8的第一端，电阻R8的第二端连接电容C5的第一端，电容C5的第二端接地；二极管D5的阴极连接电阻R8的第二端，二极管D5的阳极接地；二极管D4的阳极接电阻R8的第二端，二极管D4的阴极连接主控芯片的相位检测端。
本方案的过零点检测模块被用于主控芯片检测当前交流电源输入的相位。电阻R7和电阻R8为限流电阻，电容C5用于对交流电源上的差模信号滤波，抑制出现过流零点干扰信号，二极管D4和二极管D5为嵌位二极管，为两个低漏电流小压降的二极管，二极管D4和二极管D5将检测信号的电压嵌位在主控芯片端口允许的输入电压范围内。主控芯片通过过零点检测电路多次检测过零点周期，以识别当前工作的工频频率，并以工频频率作为计数器，上电后累积工作 N小时，接着停机24-N小时，以此循环工作，减少一直运行的能源损耗，操作方便，减少人力。
本实用新型的有益效果是：
1.通过霍尔模块检测水泵电机永磁转子的位置，主控芯片根据实时的转子位置和通电条件控制电机往正确的方向运行，实现水泵的定向控制，提升过滤效果，更加节能。
2.通过过零点检测模块多次检测电路交流电源的过零点周期，以识别当前电路工作的工频频率，以工频频率作为计数器，上电后累积工作N小时，再停机24-N小时，依次循环工作，减少一直运行的能源损耗，操作方便，减少人力。
附图说明
图1是本实用新型的一种电路原理连接结构框图。
图2是本实用新型的供电模块和驱动模块电路结构示意图。
图3是本实用新型的过零点检测模块电路结构示意图。
图4是本实用新型的霍尔模块电路结构示意图。
图中1.主控芯片，2.供电模块，3.驱动模块，4.霍尔模块，5.过零点检测模块，6.水泵。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
本实施例的一种水泵定向定时控制电路，如图1所示，包括主控芯片1、供电模块2、驱动模块3、霍尔模块4和过零点检测模块5。
供电模块2输入端连接交流电源，供电模2块分别为主控芯片1和水泵6供电，主控芯片1的控制输出端连接驱动模块3，驱动模块3的输出端连接水泵6。霍尔模块4设置在水泵6转轴上，霍尔模块4的信号输出端与主控芯片1的转向检测端口连接。过零点检测模块5的输入端连接交流电源，过零点检测模块5的输出端连接主控芯片1的相位检测端。
在本实施例中，主控芯片1为赛元单片机SC92F7320M08U，使用该单片机内部资源充足，电压范围宽，工作温度范围宽，具有较高的性价比。
供电模块1为主控芯片1供电。供电模块1包括电阻R6、电解电容C1、电容C4、二极管D3和稳压二极管D2。
火线输入端L-IN通过保护丝F1连接电解电容C1的正极，电解电容C1的负极连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接电阻R6的第一端，电阻R6的第二端连接电容C4的第一端，电容C4的第二端连接零线输入端N-IN，电解电容C1的负极接地。稳压二极管D2的阴极连接电解电容C1的正极，稳压二极管D2的阳极连接电阻R6的第一端。稳压二极管D2的阴极连接主控芯片1的供电端。
电阻R6作为限流电阻，在电路上电瞬间限流，避免冲击电流损坏稳压二极管D2。交流电源经过火线输入端L-IN和零线输入端N-IN输入，经过电阻R6和电容C4限流后对电解电容C1充电，并由稳压二极管D2作为电压限制，在电解电容C1上获得3.6的工作电压，该工作电压为主控芯片1供电。
在本实施例中，驱动模块3为可控硅驱动模块。可控硅驱动模块包括双向可控硅Q1和电阻R2。
双向可控硅Q1的一端连接火线输入端L-IN，双向可控硅Q1的控制端连接电阻R2的第一端，电阻R2的第二端连接主控芯片的控制输出端；双向可控硅Q1的第二端作为火线输出端L-OUT与水泵连接，电容C4的第二端作为零线输出端N-OUT与水泵连接。
可控硅驱动模块3中的双向可控硅Q1的控制端与主控芯片1控制输出端连接，当主控芯片1输出低电平时可控硅被触发，主控芯片1输出高电平可控硅禁止触发，火线输出端L-OUT和零线输出端N-OUT连接到水泵6的永磁电机的相线，可控硅的通断控制水泵6的永磁电机的工作。
可控硅驱动模块3还包括电容C3，电容C3设置在火线输出端L-OUT与零线输出端N-OUT之间。
当可控硅在斩波运行的过程中会对电网造成一定的干扰，设置电容C3对输入交流电源进行差模滤波，减少传导干扰。
霍尔模块4包括霍尔元件U2和电阻R1。霍尔元件U2的型号为OH49E。
霍尔元件U2的电源输入端连接主控芯片1的推挽输出口，霍尔元件U2的信号输出端连接主控芯片的转向检测端口，霍尔元件U2的接地端连接电阻R1的第一端，电阻R1的第二端接地。
霍尔模块4用于检测水泵电机永磁转子的位置，电阻R1作为限流电阻对主控芯片和霍尔元件U2进行电源保护，霍尔元件U2的电源输入端连接到主控芯片1的推挽输出口，用于控制向霍尔元件U2供电。
通过霍尔模块4检测水泵电机永磁转子的位置，主控芯片1根据实时的转子位置和通电条件控制电机往正确的方向运行，实现水泵6的定向控制，例如霍尔元件U2实时检测位置分为A和B相，交流电压为正半周P和负半周N，当霍尔检测为A相情况下，通电为正半周P时电机转子旋转，当霍尔元件U2检测为B相情况下，通电为负半周N时电机转子旋转。水泵6的定向控制提升过滤效果，更加节能。
过零点检测模块5用于获取当前电路的工频。过零点检测模块5包括电阻R7、电阻R8、二极管D4、二极管D5和电容C5。
电阻R7的第一端作为输入端连接交流电源，在本实施例中接入交流电源的零线中，电阻R7的第二端连接电阻R8的第一端，电阻R8的第二端连接电容C5的第一端，电容C5的第二端接地；二极管D5的阴极连接电阻R8的第二端，二极管D5的阳极接地；二极管D4的阳极接电阻R8的第二端，二极管D4的阴极连接主控芯片1的相位检测端。
过零点检测模块5被用于主控芯片1检测当前交流电源输入的相位。电阻R7和电阻R8为限流电阻，电容C5用于对交流电源上的差模信号滤波，抑制出现过流零点干扰信号，二极管D4和二极管D5为嵌位二极管，为两个低漏电流小压降的二极管，二极管D4和二极管D5将检测信号的电压嵌位在主控芯片端口允许的输入电压范围内。
在本实施例中，开机前300ms主控芯片1通过过零点检测模块5多次检测过零点周期，以识别当前工作的工频频率，并以工频频率作为计数器，上电后累积工作 N小时，接着停机24-N小时，以此循环工作，减少一直运行的能源损耗，操作方便，减少人力。
本实施例的水泵定向定时控制电路中的供电模块2为主控芯片1供电，通过霍尔模块4检测水泵电机永磁转子的位置，主控芯片1根据实时的转子位置和通电条件控制电机往正确的方向运行，实现水泵的定向控制，提升过滤效果，更加节能。
通过过零点检测模块5多次检测电路交流电源的过零点周期，以识别当前电路工作的工频频率，以工频频率作为计数器，上电后累积工作N小时，再停机24-N小时，依次循环工作，减少一直运行的能源损耗，操作方便，减少人力。
使用本实施例的水泵定向定时控制电路后的过滤水泵能够24小时循环工作，减少一直运行的能源损耗，使用定向后提升过滤效果更节能。
应理解，实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种水泵定向定时控制电路，包括主控芯片（1）、供电模块（2）和驱动模块（3）；供电模块（2）的输入端连接交流电源，为主控芯片（1）供电；其特征在于，所述的水泵定向定时控制电路还包括霍尔模块（4）和过零点检测模块（5）；
霍尔模块（4），用于检测水泵（6）电机转向，将转向信号传递给主控芯片（1）；
过零点检测模块（5），输入端连接交流电源，输出端与主控芯片（1）的相位检测端相连接，过零点检测模块（5）用于检测交流电源过零点周期，以获取当前交流电源的工频，作为主控芯片（1）的计时频率；
主控芯片（1），接收外部信号，发送控制命令给驱动模块（3）；
驱动模块（3），根据控制命令驱动控制水泵（6）电机的启停与转向。
2.根据权利要求1所述的一种水泵定向定时控制电路，其特征在于，所述的供电模块（2）包括电阻R6、电解电容C1、电容C4、二极管D3和稳压二极管D2；火线输入端L-IN连接电解电容C1的正极，电解电容C1的负极连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接电阻R6的第一端，电阻R6的第二端连接电容C4的第一端，电容C4的第二端连接零线输入端N-IN，稳压二极管D2的阴极连接电解电容C1的正极，电解电容C1的负极接地，稳压二极管D2的阳极连接电阻R6的第一端；稳压二极管D2的阴极连接主控芯片（1）的供电端。
3.根据权利要求2所述的一种水泵定向定时控制电路，其特征在于，所述的驱动模块（3）为可控硅驱动模块，所述可控硅驱动模块包括双向可控硅Q1和电阻R2；双向可控硅Q1的一端连接火线输入端L-IN，双向可控硅Q1的控制端连接电阻R2的第一端，电阻R2的第二端连接主控芯片（1）的控制输出端；双向可控硅Q1的第二端作为火线输出端L-OUT与水泵（6）连接，电容C4的第二端作为零线输出端N-OUT与水泵（6）连接。
4.根据权利要求3所述的一种水泵定向定时控制电路，其特征在于，所述的可控硅驱动模块还包括电容C3，电容C3设置在火线输出端L-OUT与零线输出端N-OUT之间。
5.根据权利要求1或2所述的一种水泵定向定时控制电路，其特征在于，所述的霍尔模块（4）包括霍尔元件U2和电阻R1；霍尔元件U2的电源输入端连接主控芯片（1）的推挽输出口，霍尔元件U2的信号输出端连接主控芯片（1）的转向检测端口，霍尔元件U2的接地端连接电阻R1的第一端，电阻R1的第二端接地。
6.根据权利要求1所述的一种水泵定向定时控制电路，其特征在于，所述的过零点检测模块（5）包括电阻R7、电阻R8、二极管D4、二极管D5和电容C5；电阻R7的第一端作为输入端连接交流电源，电阻R7的第二端连接电阻R8的第一端，电阻R8的第二端连接电容C5的第一端，电容C5的第二端接地；二极管D5的阴极连接电阻R8的第二端，二极管D5的阳极接地；二极管D4的阳极接电阻R8的第二端，二极管D4的阴极连接主控芯片（1）的相位检测端。
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