CN214965242U - 一种基于电机电流检测水量的洗碗机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于电机电流检测水量的洗碗机，涉及一种洗碗机。目前洗碗机进水量主要采用流量计的方式控制，成本高，且容易损坏。本实用新型包括水泵、电机驱动模块、主控模块及电源模块；主控模块通过电机驱动模块控制水泵的工作，所述电源模块的输出端与电机驱动模块、主控模块相连以为电机驱动模块、主控模块供电，还包括电机电流检测模块；电机电流检测模块的检测端与电机驱动模块相连以检测水泵工作时的电流信息；电机电流检测模块的输出端与主控模块相连以将电流信息反馈给主控模块。本技术方案有效提高产品寿命、质量，提升用户体验感；降低产品生产、安装难度，有效减少水路连接点，减少了漏水的风险，进一步提高了工作的可靠性。

Description

一种基于电机电流检测水量的洗碗机

技术领域

本实用新型涉及一种洗碗机，尤其涉及一种基于电机电流检测水量的洗碗机。

背景技术

洗碗机是家庭厨房中一件必不可少的设备，目前市面上洗碗机大体分为台式洗碗机，嵌入式洗碗机，水槽洗碗机，其中台式洗碗机具有免安装等优点，广泛受消费者的青睐。台式洗碗机机器自带水箱，一般洗碗机洗碗程序分为一洗、二洗、三洗、烘干，每次都需计量进水量。

目前市面上洗碗机进水量主要采用流量计的方式控制，控制电路如图1。

水泵电机B1驱动模块采用三极管或MOS管来驱动水泵启停，当水泵开始工作后，流量传感器检测水路中流过的液体流量，然后把信号发送给主控模块；当主控制器检测到流量达到设定的目标值后；就通过电机驱动模块控制水泵停止。

采用此电路方案，需要选择特殊定制的流量传感器，例如流量计、霍尔传感器等器件，成本高。

流量计安装时，需要采用水管进行水路连接，增加了产品安装复杂度；增加了水路连接点，放大了漏水的风险。另外，产品长期使用后，由于振动、老化等原因，流量传感器（例如干簧管等）容易损坏，产品寿命低，售后维修不良率高，导致用户体验差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种基于电机电流检测水量的洗碗机，以达到提高洗碗机水流量检测可靠性的目的。为此，本实用新型采取以下技术方案。

一种基于电机电流检测水量的洗碗机，包括水泵、电机驱动模块、主控模块及电源模块；所述的水泵与电机驱动模块相连，所述的主控模块与电机驱动模块相连，主控模块通过电机驱动模块控制水泵的工作，所述电源模块的输出端与电机驱动模块、主控模块相连以为电机驱动模块、主控模块供电，还包括电机电流检测模块；所述的电机电流检测模块的检测端与电机驱动模块相连以检测水泵工作时的电流信息；电机电流检测模块的输出端与主控模块相连以将电流信息反馈给主控模块。本技术方案采用电机电流检测模块检测水泵电机B1电流的信息并发送给主控模块，主控模块根据水泵实时工作电流信息，来判断水泵工作状态，进而识别对应水量。不需要采用水量传感器及安装水量传感器用的水管，由于无需水量传感器，故可降低成本，避免因水量传感器失效而由此造成产品的寿命降低，返修率的上升的情况发生，有效提高产品寿命、质量，提升用户体验感；同时，去除因安装水量传感器而采用额外水管进行水路连接的结构，降低产品生产、安装难度，有效减少水路连接点，减少了漏水的风险，进一步提高了工作的可靠性。

作为优选技术手段：所述的电机电流检测模块包括采样电阻R3和/或采样芯片；所述的电机驱动模块包括三极管、和/或MOS管、和/或专门的驱动芯片。当采用电阻进行水泵工作电流进行采样，主控模块根据该采样信息判断水泵的工作状态，从而控制水泵的启动和停止；用电阻进行采样成本低，生产方便，可靠性高；整机组装时，只需要安装线路板即可。

作为优选技术手段：所述的电机驱动模块包括MOS管Q1,所述的MOS管Q1为N型MOS管，MOS管Q1的栅极与主控模块相连；MOS管Q1的漏极与水泵相连； MOS管Q1的源极与采样电阻R3相连。电路简单、成本低、可靠性高。

作为优选技术手段：所述的电机驱动模块包括电阻R1及电阻R2,所述的电阻R1位于主控模块、电机驱动模块之间；电阻R2的一端与电机驱动模块的受控端相连，电阻R2的另一端接地。电阻R1为限流电阻，当异常发生时，例如电机驱动模块端口意外与地短路，没有限流电阻R1时，回路中会因短路而产生大电流，会损坏主控模块。增加限流电阻R1后，会把电流限制在主控模块端口工作范围内。主控模块与电机驱动模块连接线路中增加限流电阻，提高可靠性。电阻R2为可靠性电阻。增加电阻R2后，电机驱动模块会被强制拉低，一直保持低电平，电机驱动模块不会因为干扰而导通。增加的可靠性。避免当主控模块与电机驱动模块端口断开后，电机驱动模块受到干扰导致电机驱动模块异常导入，水泵就会工作的情况发生。

作为优选技术手段：所述的电阻R1的取值范围为10Ω~5.1kΩ；当电机驱动模块采用MOS管进行电机驱动，电阻R2取值范围为51K~200K；当电机驱动模块采用三极管进行电机驱动，电阻R2取值范围为5K~200K。有效实现工作的可靠性。

作为优选技术手段：所述的电机驱动模块包括设于水泵电机B1的进线端与出线端之间的二极管D1,所述二极管D1的负极与水泵电机B1的进线端相连。二极管D1用于电机驱动模块的保护，由于水泵电机B1为感性负载，水泵启动和停止过程中会产生感应电动势，需要回路进行释放。例如，水泵导通后，水泵电机B1线圈中会存在电流；当水泵停止工作后，水泵电机B1线圈中的电流不能立即停止，如果没有回路，就会在线圈两端产生很高的尖峰电压，可能会超过电机驱动模块的耐压值，从而导致驱动损坏。电机驱动模块增加二极管D1后，该电压可以通过D1进行释放，不会产生过高的尖峰电压而损坏电机驱动模块，提高电路的可靠性。

作为优选技术手段：所述的电机电流检测模块还包括滤波电路，所述的滤波电路包括电阻R4及电容C1；所述的电阻R4的一端与电阻R3相连，电阻R4的另一端与主控模块及电容C1相连；电容C1的另一端接地。滤波电路对电机电流检测模块输出的信号进行滤波处理，防止干扰信号导致误判；电阻R4和电容C1沟通低通滤波电路，对中高频干扰信号进行滤波；有效降低信号的失真度，提高了电路的可靠性。

作为优选技术手段：所述的电机驱动模块包括三极管Q2、MOS管Q3；所述的三极管Q2为NPN型三极管，MOS管Q3为P型MOS管；三极管Q2的基极与主控模块相连；三极管Q2的集电极与MOS管Q3的栅极相连，三极管Q2的发射极接地；MOS管Q3的源极与电源输出端相连，MOS管Q3的漏极与水泵电机B1输入端相连。采用二级驱动的方式，提高驱动的可靠性；采用P型MOS管，有效地提高主控模块控制电机驱动模块的可靠性。避免采用N型MOS管时出现：因水泵工作时会产生大电流，在电路采样组件上产生压降，导致电机驱动模块驱动压降不足或不稳定，使电机驱动模块发热、工作不稳定等的异常情况。

作为优选技术手段：主控模块、三极管Q2基极之间设电阻R1；三极管Q2基极与发射极之间设电阻R2；MOS管Q3的栅极与源极之间设有电阻R5；MOS管Q3的漏极与源极之间设有二极管D2；二极管D2的正极与MOS管Q3的漏极相连。二极管D2用于保护MOS管Q3，其为反向感生电压提供通路,避免反向感生电压击穿MOS管Q3；提高电路的可靠性。

作为优选技术手段：所述的主控模块包括控制芯片，控制芯片是8位、或16位、或32位内核处理器，控制芯片集成模-数转换模块、定时模块、存储模块；所述的电源模块包括开关电源电路及12V转5V电路；电源模块的输入端为市电输入端，电源模块的输出端包括12V电源输出端和5V电源输出端。

有益效果：

1、通过检测水泵工作电流的大小来识别水泵的工作状态，进而识别进水量，避免水泵空转或进水出现误判；其成本低，可靠性高，生产方便，易于软件控制；不需要采用水量传感器及安装水量传感器用的水管，由于无需水量传感器，故可降低成本，避免因水量传感器失效而由此造成产品的寿命降低，返修率的上升的情况发生，有效提高产品寿命、质量，提升用户体验感；同时，去除因安装水量传感器而采用额外水管进行水路连接的结构，降低产品生产、安装难度，有效减少水路连接点，减少了漏水的风险，进一步提高了工作的可靠性。

2、当采用电阻进行水泵工作电流进行采样时，电路简单、成本低、可靠性高；整机组装时，只需要安装线路板即可。

3、当增加电阻R1和电阻R2时，提高工作的可靠性；电阻R1位于主控模块与电机驱动模块之间，可把电流限制在主控模块端口工作范围内，提高可靠性。电阻R2一端与电机驱动模块的受控端相连，增加电阻R2后，电机驱动模块会被强制拉低，一直保持低电平，电机驱动模块不会因为干扰而导通，增加的可靠性。避免当在主控模块与电机驱动模块端口断开后，电机驱动模块受到干扰导致电机驱动模块异常导入，水泵就会工作的情况发生。

4、当增加二极管D1时，二极管D1对电机驱动模块进行保护，提高工作的可靠性；由于水泵电机B1为感性负载，水泵启动和停止过程中会产生感应电动势，需要回路进行释放。例如，水泵导通后，水泵电机B1线圈中会存在电流；当水泵停止工作后，水泵电机B1线圈中的电流不能立即停止，如果没有回路，就会在线圈两端产生很高的尖峰电压，可能会超过电机驱动模块的耐压值，从而导致驱动损坏。电机驱动模块增加二极管D1后，该电压可以通过D1进行释放，不会产生过高的尖峰电压而损坏电机驱动模块，提高电路的可靠性。

5、当增加滤波电路时，对电机电流检测模块输出的信号进行滤波处理，防止干扰信号导致误判；电阻R4和电容C1沟通低通滤波电路，对中高频干扰信号进行滤波；有效降低信号的失真度，提高了电路的可靠性。

6、当利用P型MOS管用于电机驱动模块时，主控模块可以有效的控制电机驱动模块的开关状态，提高驱动可靠性。避免采用N型MOS管时出现的：因水泵工作时会产生大电流，在电路采样组件上会产生压降，可能会导致电机驱动模块驱动压降不足或不稳定，使电机驱动模块发热、工作不稳定等的异常情况。

附图说明

图1是现在流量检测原理框图。

图2是本实用新型实施例一的流量检测原理框图。

图3是本实用新型实施例二电路图。

图4是本实用新型实施例三电路图。

图5是本实用新型实施例四电路图。

图6是本实用新型实施例五电路图。

图7是本实用新型实施例六电路图。

图8是本实用新型实施例七的电源供给原理图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

实施例一：

如图2所示，一种基于电机电流检测水量的洗碗机，包括水泵、电机驱动模块、主控模块、电源模块及电机电流检测模块；水泵与电机驱动模块相连，主控模块与电机驱动模块相连，主控模块通过电机驱动模块控制水泵的工作，电源模块的输出端与电机驱动模块、主控模块相连以为电机驱动模块、主控模块供电；电机电流检测模块的检测端与电机驱动模块相连以检测水泵工作时的电流信息；电机电流检测模块的输出端与主控模块相连以将电流信息反馈给主控模块。本技术方案采用电机电流检测模块检测电机电流的信息并发送给主控模块，主控模块根据水泵实时工作电流信息，来判断水泵工作状态，识别管路中是否有水，避免水泵空转或进水出现误判。不需要采用水量传感器及安装水量传感器用的水管，取消水量传感器后，降低成本，避免因水量传感器失效而造成产品的寿命降低，返修率的上升的情况发生，有效提高产品寿命、质量，提升用户体验感；同时，去除因安装水量传感器而采用水管进行水路连接的结构，降低产品生产、安装难度，有效减少水路连接点，减少了漏水的风险，进一步提高了工作的可靠性。

电机电流检测模块包括采样电阻和/或采样芯片；电机驱动模块包括三极管、和/或MOS管、和/或专门的驱动芯片。

实施例二：

如图3所示，为了兼顾成本及工作的可靠性，电机电流检测模块包括采样电阻R3，电机驱动模块包括MOS管Q1,MOS管Q1为N型MOS管，MOS管Q1的栅极与主控模块相连；MOS管Q1的漏极与水泵电机B1相连； MOS管Q1的源极与采样电阻R3相连；电路的MOTO和CU电阻R与主控模块的端口直接连接。采用电阻进行水泵工作电流进行采样，主控模块根据该信号判断水泵的工作状态，从而控制水泵的启动和停止；在整机组装时，只需要安装线路板即可。因此成本低，生产方便，可靠性高。

实施例三：

如图4所示，为了提高电路的工作可靠性，在实施例二的基础上，在电机驱动模块中增设电阻R1及电阻R2。

电阻R1位于主控模块、电机驱动模块之间，防止主控模块的端口短路而损坏主控模块，取值范围为10Ω~5.1kΩ。

电阻R1为限流电阻，当异常发生时，例如电机驱动模块端口意外与地短路，没有限流电阻R1时，回路中会因短路而产生大电流，会损坏主控模块。增加限流电阻R1后，会把电流限制在主控模块端口工作范围内。主控模块与电机驱动模块之间增加限流电阻R1，提高可靠性。

电阻R2的一端与电机驱动模块的受控端相连，电阻R2的另一端接地。电阻R2的设置可以防止电机驱动模块受到干扰后而自启动。电阻R2的阻值根据不同的电机驱动模块而设置。例如，采用MOS管电机驱动模块时，电阻R2取值范围为51K~200K；采用三极管实现电机驱动模块时，需要根据电阻R1、电阻R2的比例值来设置。一般电阻R2的取值范围为5K~200K。

电阻R2为可靠性电阻。例如，主控模块与电机驱动模块端口断开后，电机驱动模块受到干扰导致电机驱动模块异常导入，水泵就会工作。增加电阻R2后，电机驱动模块会被强制拉低，一直保持低电平，电机驱动模块不会因为干扰而导通。增加的可靠性。

实施例四:

如图5所示，为了进一步提高电路的工作可靠性，在实施例二、或实施例三的基础上，电机驱动模块增加保护电路，保护电路包括二极管D1, 二极管D1设于水泵电机B1的进线端与出线端之间,二极管D1的负极与水泵电机B1的进线端相连。二极管D1用于电机驱动模块的保护，由于水泵电机B1为感性负载，水泵启动和停止过程中会产生感应电动势，需要回路进行释放。例如，水泵导通后，水泵电机B1线圈中会存在电流；当水泵停止工作后，水泵电机B1线圈中的电流不能立即停止，如果没有回路，就会在线圈两端产生很高的尖峰电压，可能会超过电机驱动模块的耐压值，从而导致驱动损坏。电机驱动模块增加二极管D1后，该电压可以通过D1进行释放，不会产生过高的尖峰电压而损坏电机驱动模块，提高电路的可靠性。

实施例五:

如图6所示，为了提高抗干扰能力，在实施例二、或实施例三、或实施例四的基础上，增设滤波电路。

滤波电路包括电阻R4及电容C1；电阻R4的一端与电阻R3相连，电阻R4的另一端与主控模块及电容C1相连；电容C1的另一端接地。滤波电路对电机电流检测模块输出的信号进行滤波处理，防止干扰信号导致误判；电阻R4和电容C1构成低通滤波电路，对中高频干扰信号进行滤波；有效降低信号的失真度，提高了电路的可靠性。

实施例六:

如图7所示，为了提高主控模块控制电机驱动模块的可靠性，本实施例中电机驱动模块包括三极管Q2、MOS管Q3；三极管Q2为NPN型三极管，MOS管Q3为P型MOS管；三极管Q2的基极与主控模块相连；三极管Q2的集电极与MOS管Q3的栅极相连，三极管Q2的发射极接地；MOS管Q3的源极与电源输出端相连，MOS管Q3的漏极与水泵电机B1输入端相连。

主控模块、三极管Q2基极之间设电阻R1；三极管Q2基极与发射极之间设电阻R2；MOS管Q3的栅极与源极之间设有电阻R5；MOS管Q3的漏极与源极之间设有二极管D2及电容C2；二极管D2的正极与MOS管Q3的漏极相连。二极管D2及电容C2用于保护MOS管Q3，其为反向感生电压提供通路,避免反向感生电压击穿MOS管Q3；不会因过高的尖峰电压而损坏电机驱动模块，提高电路的可靠性。

在本实施例中，采用二级驱动的方式，提高驱动的可靠性；采用P型MOS管，有效地提高主控模块控制电机驱动模块的可靠性。避免采用N型MOS管时出现：因水泵工作时会产生大电流，在电路采样组件上会产生压降，可能会导致电机驱动模块驱动压降不足或不稳定，使电机驱动模块发热、工作不稳定等的异常情况。

为了提高抗干扰能力，还增设滤波电路。滤波电路包括电阻R4及电容C1；电阻R4的一端与电阻R3相连，电阻R4的另一端与主控模块及电容C1相连；电容C1的另一端接地。滤波电路对电机电流检测模块输出的信号进行滤波处理，防止干扰信号导致误判；电阻R4和电容C1构成低通滤波电路，对中高频干扰信号进行滤波；有效降低信号的失真度，提高了电路的可靠性。

实施例七：

如图8所示，为了提高模块之间匹配性。电源模块包括开关电源电路及12V转5V电路；电源模块的输入端为市电输入端，电源模块的输出端包括12V电源输出端和5V电源输出端，与对应的主控模块、电机驱动模块相连。

主控模块包括控制芯片，控制芯片是8位、或16位、或32位内核处理器，控制芯片集成模-数转换模块、定时模块、存储模块。

以上图2-8所示的一种基于电机电流检测水量的洗碗机是本实用新型的具体实施例，已经体现出本实用新型实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本实用新型的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种基于电机电流检测水量的洗碗机，包括水泵、电机驱动模块、主控模块及电源模块；所述的水泵与电机驱动模块相连，所述的主控模块与电机驱动模块相连，主控模块通过电机驱动模块控制水泵的工作，所述电源模块的输出端与电机驱动模块、主控模块相连以为电机驱动模块、主控模块供电，其特征在于：还包括电机电流检测模块；所述的电机电流检测模块的检测端与电机驱动模块相连以检测水泵工作时的电流信息；电机电流检测模块的输出端与主控模块相连以将电流信息反馈给主控模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于电机电流检测水量的洗碗机，其特征在于：所述的电机电流检测模块包括采样电阻R3和/或采样芯片；所述的电机驱动模块包括三极管、和/或MOS管、和/或专门的驱动芯片。

3.根据权利要求2所述的一种基于电机电流检测水量的洗碗机，其特征在于：所述的电机驱动模块包括MOS管Q1,所述的MOS管Q1为N型MOS管，MOS管Q1的栅极与主控模块相连；MOS管Q1的漏极与水泵相连； MOS管Q1的源极与采样电阻R3相连。

4.根据权利要求1所述的一种基于电机电流检测水量的洗碗机，其特征在于：所述的电机驱动模块包括电阻R1及电阻R2,所述的电阻R1位于主控模块、电机驱动模块之间；电阻R2的一端与电机驱动模块的受控端相连，电阻R2的另一端接地。

5.根据权利要求4所述的一种基于电机电流检测水量的洗碗机，其特征在于：所述的电阻R1的取值范围为10Ω~5.1kΩ；当电机驱动模块采用MOS管进行电机驱动，电阻R2取值范围为51K~200K；当电机驱动模块采用三极管进行电机驱动，电阻R2取值范围为5K~200K。

6.根据权利要求1所述的一种基于电机电流检测水量的洗碗机，其特征在于：所述的电机驱动模块包括设于水泵电机B1的进线端与出线端之间的二极管D1,所述二极管D1的负极与水泵电机B1的进线端相连。

7.根据权利要求2所述的一种基于电机电流检测水量的洗碗机，其特征在于：所述的电机电流检测模块还包括滤波电路，所述的滤波电路包括电阻R4及电容C1；所述的电阻R4的一端与电阻R3相连，电阻R4的另一端与主控模块及电容C1相连；电容C1的另一端接地。

8.根据权利要求2所述的一种基于电机电流检测水量的洗碗机，其特征在于：所述的电机驱动模块包括三极管Q2、MOS管Q3；所述的三极管Q2为NPN型三极管，MOS管Q3为P型MOS管；三极管Q2的基极与主控模块相连；三极管Q2的集电极与MOS管Q3的栅极相连，三极管Q2的发射极接地；MOS管Q3的源极与电源输出端相连，MOS管Q3的漏极与水泵电机B1输入端相连。

9.根据权利要求8所述的一种基于电机电流检测水量的洗碗机，其特征在于：主控模块、三极管Q2基极之间设电阻R1；三极管Q2基极与发射极之间设电阻R2；MOS管Q3的栅极与源极之间设有电阻R5；MOS管Q3的漏极与源极之间设有二极管D2；二极管D2的正极与MOS管Q3的漏极相连。

10.根据权利要求1所述的一种基于电机电流检测水量的洗碗机，其特征在于：所述的主控模块包括控制芯片，控制芯片是8位、或16位、或32位内核处理器，控制芯片集成模-数转换模块、定时模块、存储模块；所述的电源模块包括开关电源电路及12V转5V电路；电源模块的输入端为市电输入端，电源模块的输出端包括12V电源输出端和5V电源输出端。

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