CN2800646Y - 一种交流电机位置触点式检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种交流电机位置触点式检测电路，包括交流电机位置检测触点、单片机、光耦合器；所述位置检测触点的一端接电机第一电源线，另一端为检测端；所述光耦合器的发光器件的一端与所述电机位置检测触点的检测端连接，另一端与电机的第二电源线连接；其光接收器件输出端接单片机输入端。

Description

一种交流电机位置触点式检测电路

技术领域

本实用新型涉及交流电机位置触点式检测技术，尤其是涉及用于单片机的交流电机位置触点式检测电路。

背景技术

在一些电器设备中，需要检测交流电机旋转所到达的位置。如洗衣机排水阀，需要检测该交流电机是否运行到使排水阀完全开启的位置，以决定交流电机是否继续旋转。

现有技术中，上述交流电机位置检测是通过触点开关实现的。该触点开关的检测触点与交流电机的电源线分离。当交流电机未运行到预定位置时，该触点开关闭合(或断开)。当交流电机运动到所需位置时，该触点开关断开(或闭合)。这样，就向控制线路发出信号，控制线路根据该信号控制交流电机运动。

目前，出现了与交流电机共零线或共火线连接的触点开关。家用电器广泛使用单片机作为控制器件，对于上述与交流电机共零线或共火线的触点开关，由于单片机输入端需要与强电部分隔离，因此无法直接接入单片机。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型解决的技术问题在于：将所述交流电机位置检测触点开关的闭合、断开情况以合适的方式输入到单片机，从而使单片机可以根据该触点开关的检测结果对交流电机的运动进行控制。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于上述交流电机位置检测触点开关的检测电路以及检测方法。

所述的检测电路包括电机位置检测触点开关、单片机，所述电机位置检测触点开关的一端接电机第一电源线，另一端为检测端；还包括：光耦合器，其发光器件一端连接该触点开关的检测端，另一端连接电机的第二电源线；其光接收器件输出端接单片机输入端。

优选地，所述光耦合器件的发光器件为发光二极管；还包括与该发光二极管串接的限流电阻。

优选地，上述电路还包括与所述光耦合器件的发光二极管反向并联的二极管。

优选地，上述电路还包括与所述光耦合器件的发光二极管同向串联的二极管。

优选地，上述电路还包括与所述光耦合器件的发光二极管反向并联的二极管。

优选地，上述电路中所述光耦合器件的光接收器件为光触发三极管。

优选地，所述光触发三极管输出端以上拉方式与单片机输入端之间连接。

优选地，所述光触发三极管输出端还可以以下拉方式与单片机输入端之间连接。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：

首先，本实用新型提供的检测电路使用光耦合器件实现所述交流电机位置检测触点开关的检测电路与单片机控制电路之间的电隔离，从而保证单片机的电气安全。

其次，本实用新型提供的触点信号检测办法，采用检测脉冲的方式来检测触点开关的断开、闭合状态，该方法符合单片机的信号要求，易于为单片机接收并用作控制信号。

此外，在本实用新型的优选方案中，采用与光电耦合器中的发光二极管同向串联二极管，或与该发光二极管反向并联二极管的方法，可以为所述发光二极管提供充分的反向电压保护。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例电路图；

图2是本实用新型第一实施例的位置检测触点闭合、断开时单片机接收的电平的示意图；

图3是本实用新型第一实施例单片机判断位置检测触点状态的流程图；

图4是本实用新型第二实施例的电路图；

图5是本实用新型第三实施例的电路图；

图6是本实用新型第四实施例的电路图；

图7是本实用新型第五实施例的电路图；

图8是本实用新型第六实施例的电路图；

图9是本实用新型第七实施例的电路图；

图10是本实用新型第七实施例的位置检测触点闭合、断开时单片机接收的电平的示意图；

图11是本实用新型第七实施例单片机判断位置检测触点状态的流程图；

图12是本实用新型第八实施例的电路图；

图13是本实用新型第九实施例的电路图；

图14是本实用新型第十实施例的电路图；

图15是本实用新型第十一实施例的电路图；

图16是本实用新型第十二实施例的电路图。

具体实施方式

请参照图1，为本实用新型第一实施例的电路图。

本实施例的交流电机位置检测电路用于检测交流电机M的位置。该检测电路包括：位置检测触点开关K、光耦合器件U1和单片机(图未示)。

位置检测触点开关K一端与交流电机零线端连接，另一端为检测端。

该位置检测触点开关K的检测触点(图未示)在交流电机M运行到不同位置时分别处于闭合、断开的状态。当交流电机M未运行到预定位置时，该检测触点闭合；当交流电机M运行到预定位置时，该位置检测触点开关K的检测触点断开。

光耦合器件U1的发光器件为发光二极管D。该发光二极管D阳极连接于交流电机M的火线，阴极与所述位置检测触点开关K的检测端连接。

该光耦合器件的光接收器件为NPN型光电三极管T。该三极管T在未触发时处于截至状态；被触发时饱和导通。

本实施例中该光耦合器件U1的输出端与单片机输入端口之间为下拉方式连接。具体连接方式是：所述光耦合器件U1的光电三极管T发射极通过一电阻R3连接单片机输入端。同时，所述光电三极管T发射极通过一电阻R2连接到地线。所述光电三极管的集电极连接电源Vcc。

电阻R2的作用在于使该光电三极管T饱和导通时，其发射极获得高电平。

电阻R3的作用在于限制进入单片机的电流，保护单片机的输入端。

当所述光电三极管T未被触发时，该光电三极管T截至，其发射极电位钳制于地电位，单片机输入端接收到低电平；当所述光电三极管T被触发时，该光电三极管T饱和导通，电源电压Vcc加到所述光电三极管T的发射极，单片机输入端接收到高电平。

此外，由于光电耦合器U1的发光二极管D承受交流电压，因此其周期性承担反向电压，容易损坏该二极管。为保护发光二极管D，本实施例电路中还接有限流电阻R1、二极管D1、二极管D2。

所述限流电阻R1以及二极管D2串接于位置检测触点开关K的检测端与所述光耦合器件U1的发光二极管D的阴极之间。

所述限流电阻R1的作用在于，降低通过所述光耦合器件U1的发光二极管D的电流，保护所述发光二极管D。

所述二极管D2与光耦合器件的发光二极管D同向串联，其作用是与该发光二极管D共同承担反向电压，避免该发光二极管D反向击穿。该二极管D2还可接在该支路其它位置，只要与所述光耦合器U1的发光二极管D串连，即可对该发光二极管D起到保护作用。

所述二极管D1的阳极连接二极管D2阴极，其阴极连接交流电机M火线端。该二极管D1的作用在于，当反向电压加于所述光耦合器件U1的发光二极管时，该二极管D1提供旁路，降低加在发光二极管D上的反向电压。

如上所述，由于位置检测触点在交流电机M旋转到预定位置将处于断开状态，而在其它情况下该触点闭合。因此，检测交流电机M位置就是检测位置检测触点K的闭合、断开状态。

图2示出单片机检测输入信号点在位置检测触点K处于闭合、断开时接收的电平情况。

图中A段表示单片机检测输入信号点接收到频率与交流电源相同的方波信号，此时位置检测触点闭合。

这是由于，位置检测触点闭合，交流电压通过火线端和检测端加于检测线路。此时，光耦合器件的发光二极管随着交流电的相位变化而周期性的导通或截至。所述发光二极管导通时，将发光；光耦合器件的光电三极管被触发而饱和导通，此时控制电路电源电压Vcc从光电三极管集电极加到发射极，使单片机的输入端接收到高电平。当所述发光二极管截至时，不发光，所述光耦合器件的光电三极管截至，则其发射极电位为低电平，使单片机的输入端接收到低电平。随着加在交流电动机M的交流电相位的周期性变化，单片机输入端接收到周期性变化的方波。

图中B段表示单片机输入端接收到低电平，此时位置检测触点断开。

这是由于，所述位置检测触点断开时，没有电流通过火线端和检测端加于检测线路，光耦合器件的发光二极管始终不导通，相应的，所述光电三极管始终截至，因此单片机输入端始终接收低电平。

因此，根据获得的不同输入，单片机可以判断出所述位置检测触点的关断、闭合情况。

请参见图3，检测所述位置检测触点状态的方法如下。

步骤S11，上电初始化。

步骤S12，单片机接收输入端信号，判断其是否为高电平。如果是，则进入步骤S17；如果否，则进入步骤S13。

步骤S13，单片机计时，并进入步骤S14。

步骤S14，单片机接收输入端信号，判断是否出现高电平。如果出现，则进入步骤S17；如果未出现，则进入步骤S15。

步骤S15，判断计时结果是否达到电源周期。如果达到，则进入步骤S16，如果未达到，则返回步骤S13。

步骤S16，得出检测结果为位置检测触点断开，进入步骤S18。

步骤S17，得出检测结果为位置检测触点闭合，进入步骤S18。

步骤S18，判断过程结束。

由于只有位置检测触点闭合时，才可能出现高电平，因此出现高电平，即可立即判断该位置触点闭合。相反，由于低电平在位置检测触点闭合、断开时都可能出现，因此，必须等待一个电源周期，只有这段时间内始终未检测到高电平，方可判断位置检测触点断开。

本实施例仅说明了一种电路连接方式，以及对应该种电路连接方式的检测方法。实际上，在不脱离本实用新型原理的情况下，对电路可以做许多变化。

以下实施例与本实用新型第一实施例有若干不同，同样可以解决本实用新型的技术问题。

图4为本实用新型的第二实施例。该实施例与第一实施例的不同在于没有在电机火线与二极管D2的阴极之间反向并联二极管D1。此时，只有二极管D2与光耦合器件的发光二极管同向串联，由于光耦合器件内的发光二极管比二极管D1有大的多的反向漏电流，使得反向电压几乎全部加在了二极管D1两端，从而有效保护光耦合器件。

图5为本实用新型第三实施例。该实施例与第一实施例的不同在于没有与光耦合器件U1的发光二极管D同向串联的二极管D2，只在电机火线与二极管D2的阴极之间反向并联二极管D1，该二极管在发光二极管D处于反向截至时，构成旁路，降低加于发光二极管D的反向电压，保护发光二极管D。

图6为本实用新型第四实施例，该实施例与第一实施利的区别在于，其光耦合器件U1的三极管T的发射极与单片机输入端之间不串接电阻R3，而直接连接。

图7为本实用新型的第五实施例。该实施例与第二实施例之间的区别在于，其光耦合器件U1的三极管T的发射极与单片机输入端之间不串接电阻R3，而直接连接。

图8为本实用新型的第六实施例。该实施例与第三实施例之间的区别在于，其光耦合器件U1的三极管T的发射极与单片机输入端之间不串接电阻R3，而直接连接。

图9为本实用新型的第七实施例，该实施例与第一实施例不同在于，其光耦合器件U1的三极管T与单片机检测信号输入端之间的连接采用上拉方式连接。

该实施例中，所述三极管T的发射极直接接地；所述三极管T的集电极通过电阻R3连接单片机输入触点；同时，该集电极与电源正极Vcc之间串接电阻R2。

采用上述上拉方式连接时，其对应于位置检测触点的波形如图10所示。图中A段为位置检测触点闭合时的情况，此时单片机检测信号输入点接收到脉冲信号。图中B段为位制检测触点断开的情况，此时单片机检测信号输入端接收到高电平。

由于采用上述上拉式电路时，位置检测触点断开时单片机接收到的信号为高电平，与第一实施例至第六实施例的情况不同，因此，此时采用的检测方法也有所不同。

图11为采用上拉方式时的检测方法流程图。从图中可以看出，与第一实施例的检测方法不同，此时以是否出现低电平来判断触点是否闭合。

图12至图16为本实用新型第八实施例至第十二实施例的电路图。上述实施例除输出采用上拉方式外，其电路图其它部份分别与第二实施例至第六实施例相同。由于采用上拉方式输出，其检测方法与第七实施例相同。

本实用新型第一实施例至第六实施例采用下拉方式输出，此时以高电平作为判断触点是否闭合的信号；本实用新型第七实施例至第十二实施例采用上拉方式输出，此时以低电平作为判断触点是否闭合的信号。因此，无论出现何种信号，都有一电平，可用于判断位置检测触点是否闭合，此电平可称为第一电平。

以上实施例均为交流电机未运转到预定位置时，位置检测触点开关闭合；交流电机运转到预定位置时，位置检测触点断开。位置检测触点开关还可以设置为：交流电机未运转到预定位置时，位置检测触点开关断开；交流电机运转到预定位置时，位置检测触点开关闭合。此时同样可以以上述检测电路及方法进行检测，但要选择不同的第一电平。

同样，以上实施例中，位置检测触点开关K与电机均为共零线连接，实际上，该位置检测触点开关K还可以与电机共火线连接。其检测方式与上述实施例无本质的区别。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种交流电机位置触点式检测电路，包括电机位置检测触点开关、单片机，所述电机位置检测触点开关的一端接电机第一电源线，另一端为检测端；其特征在于，还包括：光耦合器，其发光器件一端连接该触点开关的检测端，另一端连接电机的第二电源线；其光接收器件输出端接单片机输入端。

2、根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述光耦合器件的发光器件为发光二极管；还包括与该发光二极管串接的限流电阻。

3、根据权利要求2所述的电路，其特征在于：还包括与所述光耦合器件的发光二极管反向并联的二极管。

4、根据权利要求2所述的电路，其特征在于：还包括与所述光耦合器件的发光二极管同向串联的二极管。

5、根据权利要求4所述的电路，其特征在于：还包括与所述光耦合器件的发光二极管反向并联的二极管。

6、根据权利要求1至5任一项所述的电路，其特征在于：所述光耦合器件的光接收器件为光触发三极管。

7、根据权利要求6所述的电路，其特征在于：所述光触发三极管输出端以上拉方式与单片机输入端之间连接。

8、根据权利要求6所述的电路，其特征在于：所述光触发三极管输出端以下拉方式与单片机输入端之间连接。

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