CN2859901Y - 一种家电控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种家电控制装置，包括电源及与电源连接的单片机，以及连接于所述单片机的输入/输出接口与电源之间的电容，用于在所述单片机掉电后进行供电。本实用新型通过在所述单片机和电源之间连接电容作为储能元件，通过该电容在所述单片机掉电后进行供电，从而达到不增加设备成本且掉电后对家电的工作状态进行记忆的目的。

Description

一种家电控制装置

技术领域

本实用新型涉及家用电器的控制装置，具体涉及一种家电在工作中突然断电后，在重新开始工作时使家电继续原工作状态的控制装置。

背景技术

家电的运行依赖于电网的供电，当供电出现短暂或较长时间的停顿时，通常家电会停止先前的工作进入初始上电的基本状态，在这种情况下，通常造成已经执行一定流程的家电，由于程序丢失而重新执行程序，从而造成能源的损失和浪费，以洗衣机为例，如果洗衣机已经完成了某一段流程，例如完成了洗涤过程，进入漂洗过程，此时电网短暂掉电，家电将复位，然后进入待机状态。大多数家电需要用户干预后才能重新开始，如果用户不知道当前的运行状态，则只能从头开始，从而浪费水电和时间，即使家电自动启动，重新开始运行，同样浪费水电和时间。

如果掉电恢复后，家电能够自动继续掉电前的运行状态，则可以避免上述问题。为了解决家电突然掉电的问题，目前通常在家电的控制装置中安装电池做记忆电源，掉电后由电池保持控制装置中的数据，来电后使家电在原有工作状态继续运行，但是由于电池需要更换，但是由此带来的问题是，如果选择一次性电池，则废电池将污染环境；如果选择可充电电池，将提高设备成本。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于：提供一种家电控制装置，保证家电断电后重新上电时继续断电前的工作状态，且不增加设备成本。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种家电控制装置，包括电源及与电源连接的单片机，以及连接于所述单片机的输入/输出接口与电源之间的的电容，用于在所述单片机掉电后进行供电。

其中，所述单片机还包括判决模块，用于获取掉电信号，判断所述单片机是否掉电；在所述单片机掉电时，单片机将所述输入/输出接口置为输入模式。

其中，所述判决模块还包括计数器，用于记录所述掉电信号的次数；所述判决模块根据预定时间内的所述掉电信号的次数判断所述单片机是否掉电。

进一步，还包括与所述电源和所述电容连接的隔离元件。

其中，所述隔离元件为二极管，所述二极管的阴极与所述电容连接，阳极与电源连接。

进一步，还包括与所述电源及单片机连接的电源检测电路，用于检测所述电源的掉电信号，并发送至所述判决模块。

进一步，还包括连接于所述单片机的电源输入端与电源之间的隔离二极管。

进一步，还包括连接于所述正极与单片机的电源输入端和所述二极管的节点连接，负极与地连接的滤波电容。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在所述单片机和电源之间连接电容作为储能元件，通过该电容在所述单片机掉电后进行供电，从而达到不增加设备成本且掉电后对家电的工作状态进行记忆的目的。

进一步，本实用新型的单片机在掉电时将所述输入/输出接口置为输入模式，由于I/O接口输入阻抗很高，当进入掉电后，该接口的阻抗更高，所以从这个通道进入的电流很小，但足以维持单片机内部RAM数据的不丢失，并且更省电，从而对应同样长的延时掉电记忆，可以使用更小的电容。

另外，本实用新型的隔离元件还可以隔离电源输入。

进一步，本实用新型的电源检测电路可以及时检测到掉电信号，并且由于预先设定掉电信号的判决次数，因此检测结果更加准确。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例中家电控制装置的结构图；

图2是本实用新型第一实施例中家电控制装置的流程图；

图3是第二实施例中家电控制装置的结构图。

具体实施方式

本实用新型公开的家电控制装置，包括电源及与电源连接的单片机，本实用新型中选用电容作为储能元件，实现家电掉电后记忆功能。本实用新型的电容连接于所述单片机的I/O(input/output，输入/输出)接口与电源之间，在所述单片机掉电后进行供电。

本实用新型的单片机还包括判决模块，在所述单片机掉电时，将所述输入/输出接口置为输入模式，由于I/O接口有较高的输入阻抗，当家电进入掉电状态后，该接口的阻抗更高，因此进入该接口的电流很小，足以维持单片机内部RAM数据的不丢失，因此更加省电，对应同样长的延时掉电记忆，可以使用更小的电容。另外由于本实用新型通过I/O接口向单片机内部供电，通过单片机内部总线输入内部RAM，由于单片机内部RAM通常仅需要较低的电压就能保证内部数据不发生变化，因此允许更低的记忆电压，并且也可以减小电容的大小，从而使电容的电能可以更长时间维持RAM数据。另外本实用新型的单片机预先设置了掉电信号的检测周期，所述判决模块根据预定时间内的所述掉电信号的次数判断所述单片机是否掉电。

本实用新型的家电控制装置还包括与所述电源和所述电容连接的隔离元件，隔离电源输入。可以选用二极管作为该隔离元件，所述二极管的阴极与所述电容连接，阳极与电源连接。另外，本实用新型检测所述电源的掉电信号的是电源检测电路，该电源检测电路与所述电源及单片机连接。对于外部滤波电容不足以维持单片机进行模式设置的，连接于所述单片机的电源输入端与地之间的滤波电容。

以下列举两个具体实施例以说明本实用新型的实现过程。

第一实施例：请参见图1，在本实施例中，单片机U2通过电源输入端与电源连接，作为储能元件的电容C1与单片机U2的一个输入输出接口I/O1连接，同时通过隔离二极管D2与电源VCC连接，当家电掉电后，该二极管D2后的电容C1的电量不会返回到电源中而浪费，该二极管一般用1N4148等反向漏电流小的开关管。由于I/O口输入阻抗很高，当进入掉电后，这个通道的阻抗更高，所以从这个通道进入的电流很小，足以维持单片机内部的临时存储器RAM数据的不丢失，另外由于是通过I/O口为单片机内部提供电源，电量通过单片机内部总线输入内部RAM，目前的单片机内部RAM通常在1V时就可以保证内容不发生变化，所以可以允许更低的记忆电压，当然同时也可以减小电容的大小，所以电容的电能可以更长时间维持RAM数据。本实施例中在电源与单片机U2的电源输入端之间连接有隔离二极管D1，用于隔离芯片其它供电通过电源口外泄，如果单片机内部结构已经可以起到这个作用，则这个二极管可以省略，该二极管可以选用1N4148等反向漏电流小的开关管。图中的U1为掉电检测电路，用于检测电源是否掉电。

本实施例中的单片机结构为I/O口为输入模式时，电流可以从其I/O口进入，并维持单片机内部RAM数据不丢失，同时可以维持单片机I/O口状态的单片机。

以下是本实施例中家电控制装置的工作原理：

掉电检测电路U1定时检测电源的状态，当电源掉电时，通过单片机的信号输入端SIN向单片机发送掉电信号。当单片机检测到掉电信号时，单片机需要将所有I/O口置为输入状态，单片机振荡器停止工作，单片机进入省电模式。

电容C1能够提供电量的时间的长短可以用下面的经验公式进行估算，并结合试验结果确定最终的保持时间。

T＝K×R×C

上式中T为保持时间，单位为秒；R为单片机I/O口输入阻抗，一般为数兆欧姆；C为参与掉电保持的电容的容量；K为系数，一般根据经验选择0.6～0.8；单片机正常工作时允许的工作电压越低该系数可以选择越大。

实施本实用新型需要在较短的时间内检测到掉电信号，并且当家电掉电后，使单片机进入停止工作的最省电模式，选择尽可能低工作电压的单片机。以下详细阐述本实用新型中单片机的工作过程。

图2为单片机的工作流程图。如图所示：单片机上电后首先进行初始化(S1)，然后检测是否是掉电后进行复位(S2)，如果是，则读出单片机RAM中存储的运行参数(S12)，然后按照参数掉电前的过程继续运行(S13)；如果当前单片机不是掉电后的复位，则初始化单片机(S3)，并按照用户的指令开始运行(S4)。在正常运行过程(S5)中，单片机的判决模块定时检测是否出现掉电信号(S6)，如果没有，则将记录掉电次数的计时器和计数器清零，当出现掉电信号时，开始对掉电信号进行计时，并记录判断次数(S7)，然后检测时间和次数是否到达预定值(S8)，如果到达，则进入掉电处理状态(S9)，单片机将所有的I/O接口置为输入模式并整理运行参数(S10)，然后将单片机停止运行，置为最省电模式(S11)。

第二实施例：请参阅图3。在本实施例中单片机U2通过电源输入端与电源连接，作为储能元件的电容C1与单片机U2的一个输入输出接口I/O1连接，同时通过隔离二极管D2与电源VCC连接，当家电掉电后，该二极管D2后的电容C1的电量不会返回到电源中而浪费，该二极管一般用1N4148等反向漏电流小的开关管。本实施例中在电源与单片机U2的电源输入端之间连接有隔离二极管D1，用于隔离芯片其它供电通过电源口外泄，如果单片机内部结构已经可以起到这个作用，则这个二极管可以省略，该二极管可以选用1N4148等反向漏电流小的开关管。图中的U1为掉电检测电路，用于检测电源是否掉电。与第一实施例不同的是，在本实施例中在二极管D1的阴极和地之间还连接有滤波电容C2，以防止外部滤波电容不足以维持单片机进行模式设置的情况。

以下是本实施例中家电控制装置的工作过程：掉电检测电路U1定时检测电源的状态，当电源掉电时，通过单片机的信号输入端SIN向单片机发送掉电信号。当单片机检测到掉电信号时，单片机需要将所有I/O口置为输入状态，单片机振荡器停止工作，单片机进入省电模式。外部电路中的滤波电容C2可以保证单片机在掉电后有足够的时间进行这些处理，而并不消耗储能电容的电能。

对于单片机的处理过程与第一实施例相同，不再赘述。

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，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1、一种家电控制装置，包括电源及与电源连接的单片机，其特征在于，还包括：连接于所述单片机的输入/输出接口与电源之间的电容，用于在所述单片机掉电后进行供电。

2、根据权利要求1所述的家电控制装置，其特征在于：所述单片机还包括判决模块，用于获取掉电信号，判断所述单片机是否掉电；在所述单片机掉电时，单片机将所述输入/输出接口置为输入模式。

3、根据权利要求2所述的家电控制装置，其特征在于，所述判决模块还包括计数器，用于记录所述掉电信号的次数；所述判决模块根据预定时间内的所述掉电信号的次数判断所述单片机是否掉电。

4、根据权利要求1所述的家电控制装置，其特征在于，还包括与所述电源和所述电容连接的隔离元件。

5、根据权利要求4所述的家电控制装置，其特征在于：所述隔离元件为二极管，所述二极管的阴极与所述电容连接，阳极与电源连接。

6、根据权利要求1所述的家电控制装置，其特征在于，还包括与所述电源及单片机连接的电源检测电路，用于检测所述电源的掉电信号，并发送至所述判决模块。

7、根据权利要求1所述的家电控制装置，其特征在于：还包括连接于所述单片机的电源输入端与电源之间的隔离二极管。

8、根据权利要求7所述的家电控制装置，其特征在于：还包括连接于所述正极与单片机的电源输入端和所述二极管的节点连接，负极与地连接的滤波电容。

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