JP7302084B1

JP7302084B1 - 保護調節回路

Info

Publication number: JP7302084B1
Application number: JP2022195018A
Authority: JP
Inventors: 辰辰 ▲劉▼; ▲海▼芸章; 明明魏; ▲義▼▲剛▼ ▲劉▼; ▲鴻▼▲強▼ 李
Original assignee: ▲蘇▼州▲貝▼昂智能科技股▲フン▼有限公司
Priority date: 2022-10-25
Filing date: 2022-12-06
Publication date: 2023-07-03
Anticipated expiration: 2042-12-06
Also published as: CN115395769A; CN115395769B; JP2024062906A

Abstract

【課題】電気機器の破損の確率を引き下げる保護調節回路を提供する。【解決手段】保護調節回路の回路構造は、一種の閉ループ制御回路であり、電流調節ユニットが負荷の動作電流を表すためのサンプリング電流を取得した後、サンプリング電流が定格値より高いと確定した場合は、電力駆動回路に負荷の動作電流を引き下げるための調節電気信号を出力し、それにより電力駆動回路が負荷回路に出力する電気エネルギーを低減させ、負荷を流れる電流を低減させて、負荷が過電流の環境下で長時間動作することを回避することにより、電気機器の損壊の確率を引き下げる。【選択図】図１

Description

本願は回路保護技術分野、具体的には保護調節回路に関わる。

家電製品中に設置されている応用回路では、応用回路内の電源は、通所、一定の電力で出力されており、負荷はそれ自体が必要とする電力に基づいて電源から電力を取得しており、通常の設計では、負荷の最大動作電力は配置されている電源電力より小さい。しかし、負荷はユーザの使用条件によって常に変化している。正常モードでの大多数の変化はいずれも設計者の考慮範囲内にあるが、使用環境の突然の変化やユーザの不正確な操作により負荷に設計規準を超える変化が発生することもあり、それにより負荷に定格を超える電流需要を発生させるので、配置電源の出力能力を超え、電源や負荷設備の損壊を引き起こす。

この点に鑑みて、本願の実施例では、電気機器の破損の確率を引き下げる保護調節回路を提供している。

本願の実施例では保護調節回路を提供しており、前記回路は、電源回路と、電流調節ユニットと、電力駆動回路と、負荷回路と、負荷動作電流フィードバック回路とを含み、前記電源回路は住宅用電力を複数の設定振幅値の直流電圧に変換するために用いられ、前記電源回路は複数の直流電圧出力端を含み、前記電源回路は直流電圧出力端を介して前記電流調節ユニット、前記電力駆動回路内の電子デバイス及び負荷動作電流フィードバック回路内の電子デバイスにそれぞれ給電しており、そのうち、各直流電圧出力端に対して、該直流電圧出力端が出力する電圧は該直流電圧出力端に接続された電子デバイスの動作電圧と整合しており、前記電力駆動回路は、前記負荷回路に電気エネルギーを出力するために用いられ、前記電力駆動回路が出力する電気エネルギーに対応する電流の大きさは、前記電源回路が出力する電流が前記電力駆動回路により調節された後に得られるものであり、前記負荷回路は、前記電力駆動回路が入力する電流の作用で、前記負荷回路内の負荷が相応の機能を実行するために用いられ、前記負荷動作電流フィードバック回路は、前記負荷回路内の負荷の動作電流をサンプリングし、前記負荷回路内の負荷の動作電流を表すサンプリング電流を取得するために用いられ、前記電流調節ユニットは、前記サンプリング電流が定格値より高い場合に、前記電力駆動回路に前記負荷の動作電流を引き下げるための調節電気信号を出力するために用いられており、前記定格値は前記負荷の最大動作電流である。

任意選択的に、前記電流調節ユニットはシングルチップマイコンであり、前記シングルチップマイコンの電源入力端は前記直流電圧出力端のうちの第１直流電圧出力端と電気接続され、前記第１直流電圧出力端が出力する電圧は前記シングルチップマイコンの動作電圧と整合しており、前記シングルチップマイコンのＰＷＭ信号出力ピンは前記電力駆動回路と電気接続され、前記シングルチップマイコンのＡＤＣピンは前記負荷動作電流フィードバック回路と電気接続され、前記シングルチップマイコンの接地ピンは接地されている。

任意選択的に、前記電力駆動回路は、限流抵抗と、Ｎ型トランジスタと、プルアップ抵抗と、第１コンデンサと、電界効果トランジスタ駆動回路と、電界効果トランジスタとを含み、前記Ｎ型トランジスタのベースは前記限流抵抗を介して前記シングルチップマイコンのＰＷＭ信号出力ピンと電気接続され、前記限流抵抗は前記調節電気信号の電流の大きさを前記ベースの動作電流範囲内に制限するために用いられ、前記Ｎ型トランジスタのコレクタは前記プルアップ抵抗を介して前記直流電圧出力端のうちの第２直流電圧出力端と電気接続され、前記Ｎ型トランジスタのエミッタは接地されており、前記電界効果トランジスタ駆動回路の駆動信号入力端は前記コレクタと電気接続され、前記電界効果トランジスタ駆動回路のイネーブル端は接地され、前記直流電圧出力端のうちの第３直流電圧出力端は前記第１コンデンサを介して接地されており、前記第１コンデンサは前記電界効果トランジスタ駆動回路の動作電圧を安定させるために用いられており、前記電界効果トランジスタ駆動回路の電源入力端は前記直流電圧出力端のうちの第４直流電圧出力端と電気接続され、前記電界効果トランジスタ駆動回路の駆動信号出力端は前記電界効果トランジスタの駆動信号入力端と電気接続され、前記電界効果トランジスタの電源入力端は前記第４直流電圧出力端と電気接続され、前記電界効果トランジスタの出力端は前記負荷回路に電気エネルギーを出力するために用いられており、前記プルアップ抵抗は前記電界効果トランジスタ駆動回路に予め設定された電圧上昇時間を取得させるため、及び前記第２直流電圧出力端が出力する電流の大きさを制限するために用いられており、前記第３直流電圧出力端が出力する電圧は前記電界効果トランジスタ駆動回路の動作電圧と整合し、前記第４直流電圧出力端が出力する電圧は前記電界効果トランジスタ駆動回路の動作電圧と整合し、前記電界効果トランジスタ駆動回路の動作電圧は電界効果トランジスタの動作電圧と整合している。

任意選択的に、前記負荷回路は第２コンデンサ及び前記負荷を含み、前記第２コンデンサと前記負荷は並列構造であり、前記負荷の入力端は前記電界効果トランジスタの出力端と電気接続され、前記負荷の出力端は前記負荷動作電流フィードバック回路に前記動作電流を出力するために用いられている。

任意選択的に、前記負荷動作電流フィードバック回路は、電力サンプリング抵抗と、第３コンデンサと、電圧フォロワ増幅器と、第１フォロワ増幅器マッチング抵抗と、第２フォロワ増幅器マッチング抵抗と、第１分圧保護回路マッチング抵抗と、第２分圧保護回路マッチング抵抗と、第４コンデンサとを含み、前記電圧フォロワ増幅器の信号入力端は前記負荷の出力端と電気接続され、前記電圧フォロワ増幅器の信号入力端は前記電力サンプリング抵抗を介して接地され、前記電圧フォロワ増幅器の電源入力端は前記第４直流電圧出力端と電気接続されており、前記電圧フォロワ増幅器の電源入力端は前記第３コンデンサを介して接地され、前記電圧フォロワ増幅器の信号出力端は前記第１フォロワ増幅器マッチング抵抗の第１端と電気接続され、前記電圧フォロワ増幅器の増幅比率調節端は前記第１フォロワ増幅器マッチング抵抗の第２端と電気接続され、前記第２フォロワ増幅器マッチング抵抗の第１端は前記第１フォロワ増幅器マッチング抵抗の第２端と電気接続され、前記第１分圧保護回路マッチング抵抗の第１端は前記第１フォロワ増幅器マッチング抵抗の第１端と電気接続され、前記第１分圧保護回路マッチング抵抗の第２端は前記第２分圧保護回路マッチング抵抗の第１端と電気接続され、前記第２分圧保護回路マッチング抵抗の第２端と前記第２フォロワ増幅器マッチング抵抗の第２端はいずれも接地されており、前記第４コンデンサの第１端は前記第１分圧保護回路マッチング抵抗の第１端と電気接続され、前記第４コンデンサの第２端は接地され、前記電圧フォロワ増幅器の接地端は接地されており、前記第４コンデンサの第１端は前記シングルチップマイコンのＡＤＣピンと電気接続されている。

任意選択的に、前記電力サンプリング抵抗は、許容電力が事前設定電力より高く、過電流能力が事前設定電流より高く、かつ抵抗値精度が１パーセント以上の抵抗である。

任意選択的に、前記電力サンプリング抵抗はセメント抵抗である。

任意選択的に、前記回路は電力を調節可能な家電製品に応用される。

任意選択的に、前記回路は加湿電気器具、加熱電気器具、冷却電気器具、送風電気器具、照明電気器具に応用される。

任意選択的に、前記回路は加湿器に応用される。

本願の実施例で提供する技術手法は、以下の有益な効果を含むことができる。

本願における回路構造は一種の閉ループ制御回路であり、電流調節ユニットが負荷の動作電流を表すためのサンプリング電流を取得した後、サンプリング電流が定格値より高いと確定された場合は、電力駆動回路に負荷の動作電流を引き下げるための調節電気信号を出力し、それにより電力駆動回路が負荷回路に出力する電気エネルギーを低減させ、負荷を流れる電流を低減させて、負荷が過電流の環境下で長時間動作することを回避することにより、電気機器の損壊の確率を引き下げることに役立つ。

本願の上記の目的、特徴及び長所をより明確かつ理解しやすくするために、以下では好適な実施例を挙げ、添付している図面と組み合わせて詳細に説明する。

本願の実施例における技術手法をより明確に説明するために、以下では実施例において使用する必要がある図面について簡単に紹介しているが、以下の図面は本願の何らかの実施例を示しているにすぎないので、範囲に対する限定と見なすことはできないことを理解しておかなければならず、当業者であれば、創造的な労働を伴わないことを前提に、これらの図面に基づいて他の関連する図面を入手することもできる。

図１は、本願の実施例で提供する保護調節回路の構造概略図である。図２は、本願の実施例で提供するもう１つの保護調節回路の構造概略図である。図３は、本願の実施例で提供するもう１つの保護調節回路の構造概略図である。図４は、本願の実施例で提供するもう１つの保護調節回路の構造概略図である。図５は、本願の実施例で提供するもう１つの保護調節回路の構造概略図である。

本願の実施例の目的、技術手法及び利点をより明確にするために、以下では、本願の実施例中の図面と結び付けて、本願の実施例における技術手法について明確かつ完全に記述する。もちろん、記述する実施例は、すべての実施例ではなく、本願の一部の実施例にすぎない。通常、ここでの図面で記述及び表示されている本願の実施例のアセンブリは、様々な配置によりレイアウト及び設計することができる。つまり、図面で提供されている本願の以下の実施例の詳細な描写は、保護を請求する本願の範囲を限定することを意味するものではなく、本願で選択されている実施例を表しているにすぎないのである。本願の実施例に基づき、当業者が創造的な労働を行わないことを前提に取得したその他の実施例は、すべて本願で保護する範囲に属する。

事前に説明しておかなければならないが、加湿器を例に挙げると、従来の加湿器設備には様々なタイプの噴霧方式があり、その中には、よく見られる超音波式、加熱沸騰蒸発式、主動気流蒸発式などの方式の加湿器設備が含まれるが、それらに限らない。超音波式の加湿器を例に挙げると、超音波を発する部分が加湿器の負荷部分であり、具体的な負荷については、実際の電気機器によって確定する必要があるので、ここでは個別に取り上げないものとする。

事前に説明しておかなければならないが、下記の図１～図５において、電気接続を示す２本の線の交点における黒い実点は２本の線が連通していることを示し、黒い実点のない交点部分は、２本の線が連通していないことを示す。

以下は本願についての詳細な説明である。

図１は、本願の実施例で提供する保護調節回路の構造概略図であり、図１に示すように、該回路は、電源回路１０１と、電流調節ユニット１０２と、電力駆動回路１０３と、負荷回路１０４と、負荷動作電流フィードバック回路１０５とを含む。

前記電源回路１０１は住宅用電力を複数の設定振幅値の直流電圧に変換するために用いられ、前記電源回路１０１は複数の直流電圧出力端を含み、前記電源回路１０１は直流電圧出力端を介して前記電流調節ユニット１０２、前記電力駆動回路１０３内の電子デバイス及び負荷動作電流フィードバック回路１０５内の電子デバイスにそれぞれ給電しており、そのうち、各直流電圧出力端に対して、該直流電圧出力端が出力する電圧は該直流電圧出力端に接続された電子デバイスの動作電圧と整合しており、前記電力駆動回路１０３は前記負荷回路１０４に電気エネルギーを出力するために用いられ、前記電力駆動回路１０３が出力する電気エネルギーに対応する電流の大きさは、前記電源回路１０１が出力する電流が前記電力駆動回路１０３により調節された後に得られるものであり、
前記負荷回路１０４は、前記電力駆動回路１０３が入力する電流の作用下で、前記負荷回路１０４内の負荷（図１には未表示）が相応の機能を実行するために用いられ、
前記負荷動作電流フィードバック回路１０５は、前記負荷回路１０４内の負荷の動作電流をサンプリングし、前記負荷回路１０４内の負荷の動作電流を表すサンプリング電流を取得するために用いられ、
前記電流調節ユニット１０２は、前記サンプリング電流が定格値より高い場合に、前記電力駆動回路１０３に前記負荷の動作電流を引き下げるための調節電気信号を出力するために用いられ、前記定格値は前記負荷の最大動作電流である。

具体的には、電源回路１０１は住宅用電力変換回路を含み、住宅用電力を複数の設定振幅値の直流電圧に変換することができ、かつ、電源回路１０１は複数の直流電圧出力端を含み、異なる直流電圧出力端から異なる直流電圧を出力することで、異なる電子デバイスの使用に供し、それにより電子デバイスを動作電圧下で動作させることができ、図１に示すように、電源回路１０１は、前記電流調節ユニット１０２、前記電力駆動回路１０３内の電子デバイス、及び負荷動作電流フィードバック回路１０５内の電子デバイスに給電することができ、そのうち、電力駆動回路１０３は入力された電気エネルギーを変換するために用いられ、電気エネルギーを負荷回路１０４内の負荷が動作する際に必要な電気エネルギーに変換しており、例えば、電気エネルギーに対応する電流を負荷動作時に必要な電流に変換する。即ち、電力駆動回路１０３は出力する電流の大きさを調節することができ、負荷回路１０４内の負荷が電力駆動回路１０３の出力する電流下で動作することで、相応の機能を実行するのである。超音波式の加湿器を例に挙げると、超音波を発する部分が加湿器の負荷部分であり、負荷の動作時には、水を蒸気に霧化することができ、負荷を表すその時点の動作電流を得るために、図１にはさらに負荷動作電流フィードバック回路１０５が設置されており、該負荷動作電流フィードバック回路は、前記負荷回路１０４内の負荷の動作電流を表すためのサンプリング電流を収集し、サンプリング電流によって負荷のその時点の動作電流を確定することができ、電流調節ユニット１０２はサンプリング電流の比較を行い、サンプリング電流が定格値より高い場合は、負荷のその時点の動作電流が負荷の許可する最大動作電流より高いことを表しているので、負荷が過電流状態で長時間動作することで電気機器の損壊を引き起こすという問題を回避するために、サンプリング電流が定格値より高い場合、電流調節ユニット１０２が、負荷の動作電流を引き下げるための調節電気信号を電力駆動回路１０３に出力し、電力駆動回路１０３に、該調節電気信号の作用下で、負荷回路１０４に出力される電流を低減させ、負荷のその時点の動作電流を引き下げることで、負荷が過電流の環境下で長時間動作することを回避することができ、さらには電気機器損壊の確率を引き下げることにも役立つ。

説明しておかなければならないが、図１で言及している電源回路１０１、電流調節ユニット１０２、電力駆動回路１０３、負荷回路１０４、負荷動作電流フィードバック回路１０５の具体的なタイプは、実際の需要に基づいて設定することができるので、ここでは詳しく説明しておらず、また、電源回路１０１に含まれる直流電圧出力端が出力する電圧は、使用する電子デバイスに必要な動作電圧と整合していなければならないことにも注意しなければならない。

ある実行可能な実施形態では、図２は本願の実施例で提供するもう１つの保護調節回路の構造概略図であり、図２に示すように、前記電流調節ユニット１０２はシングルチップマイコン１０２１であり、前記シングルチップマイコン１０２１の電源入力端は前記直流電圧出力端のうちの第１直流電圧出力端と電気接続され、前記第１直流電圧出力端が出力する電圧は前記シングルチップマイコン１０２１の動作電圧と整合しており、前記シングルチップマイコン１０２１のＰＷＭ（ＰｌｕｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ、パルス幅変調技術）信号出力ピンは前記電力駆動回路１０３と電気接続され、前記シングルチップマイコン１０２１のＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－ｄｉｇｉｔａｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、アナログデジタル変換器）ピン（シングルチップマイコン１０２１中のサンプリング入力ピン）は前記負荷動作電流フィードバック回路１０５と電気接続され、前記シングルチップマイコン１０２１の接地ピンは接地されている。

説明しておかなければならないが、シングルチップマイコン１０２１の具体的な型番号については、実際の需要に応じて設定することができるので、ここでは具体的に限定しない。

ある実行可能な実施形態では、図３は本願の実施例で提供するもう１つの保護調節回路の構造概略図であり、図３に示すように、前記電力駆動回路１０３は、限流抵抗１０３１と、Ｎ型トランジスタ１０３２と、プルアップ抵抗１０３３と、第１コンデンサ１０３４と、電界効果トランジスタ駆動回路１０３５と、電界効果トランジスタ１０３６とを含み、
前記Ｎ型トランジスタ１０３２のベースは前記限流抵抗１０３１を介して前記シングルチップマイコン１０２１のＰＷＭ信号出力ピンと電気接続され、前記限流抵抗１０３１は前記調節電気信号の電流の大きさを前記ベースの動作電流範囲内に制限するために用いられ、前記Ｎ型トランジスタ１０３２のコレクタは前記プルアップ抵抗１０３３を介して前記直流電圧出力端のうちの第２直流電圧出力端と電気接続され、前記Ｎ型トランジスタ１０３２のエミッタは接地されており、
前記電界効果トランジスタ駆動回路１０３５の駆動信号入力端は前記コレクタと電気接続され、前記電界効果トランジスタ駆動回路１０３５のイネーブル端は接地され、前記直流電圧出力端のうちの第３直流電圧出力端は前記第１コンデンサ１０３４を介して接地されており、前記第１コンデンサ１０３４は前記電界効果トランジスタ駆動回路の動作電圧を安定させるために用いられ、前記電界効果トランジスタ駆動回路１０３５の電源入力端は前記直流電圧出力端のうちの第４直流電圧出力端と電気接続され、前記電界効果トランジスタ駆動回路１０３５の駆動信号出力端は前記電界効果トランジスタ１０３６の駆動信号入力端と電気接続され、前記電界効果トランジスタ１０３６の電源入力端は前記第４直流電圧出力端と電気接続され、前記電界効果トランジスタ１０３６の出力端は前記負荷回路１０４に電気エネルギーを出力するために用いられており、
前記プルアップ抵抗１０３３は前記電界効果トランジスタ駆動回路１０３５に予め設定された電圧上昇時間を取得させるため、及び前記第２直流電圧出力端が出力する電流の大きさを制限するために用いられ、
前記第３直流電圧出力端が出力する電圧は前記電界効果トランジスタ駆動回路１０３５の動作電圧と整合しており、
前記第４直流電圧出力端が出力する電圧は前記電界効果トランジスタ駆動回路１０３５の動作電圧と整合し、前記電界効果トランジスタ駆動回路１０３５の動作電圧は電界効果トランジスタ１０３６の動作電圧と整合している。

具体的には、図３に示すように、限流抵抗１０３１はＮ型トランジスタ１０３２を流れるベース電流を制限するために用いられており、電界効果トランジスタ駆動回路１０３５が要求する電圧が比較的高いため、Ｎ型トランジスタ１０３２は電界効果トランジスタ駆動回路１０３５の動作を駆動するために用いられ、プルアップ抵抗１０３３は電界効果トランジスタ駆動回路１０３５に提供される駆動電圧を高めるために用いられ、第１コンデンサ１０３４は低周波数ノイズを吸収し、電界効果トランジスタ駆動回路１０３５の出力電圧を安定させるために用いられ、電界効果トランジスタ駆動回路１０３５は電界効果トランジスタ１０３６を駆動するために用いられ、電界効果トランジスタ１０３６は電源回路１０１が負荷回路１０４に出力する電流を制御するために用いられる。

ある実行可能な実施形態では、図４は本願の実施例で提供するもう１つの保護調節回路の構造概略図であり、図４に示すように、前記負荷回路１０４は第２コンデンサ１０４１及び前記負荷１０４２を含み、前記第２コンデンサ１０４１と前記負荷１０４２は並列構造であり、前記負荷１０４２の入力端は前記電界効果トランジスタ１０３６の出力端と電気接続され、前記負荷１０４２の出力端は前記負荷動作電流フィードバック回路１０５に前記動作電流を出力するために用いられる。

具体的には、図４に示すように、第２コンデンサ１０４１は負荷１０４２により生じる可能性のある脈動電流を吸収するために用いられる。

ある実行可能な実施形態では、図５は本願の実施例で提供するもう１つの保護調節回路の構造概略図であり、図５に示すように、前記負荷動作電流フィードバック回路１０５は、電力サンプリング抵抗１０５１と、第３コンデンサ１０５２と、電圧フォロワ増幅器１０５３と、第１フォロワ増幅器マッチング抵抗１０５４と、第２フォロワ増幅器マッチング抵抗１０５５と、第１分圧保護回路マッチング抵抗１０５６と、第２分圧保護回路マッチング抵抗１０５７と、第４コンデンサ１０５８とを含み、
前記電圧フォロワ増幅器１０５３の信号入力端は前記負荷１０４２の出力端と電気接続され、前記電圧フォロワ増幅器１０５３の信号入力端は前記電力サンプリング抵抗１０５１を介して接地されており、前記電圧フォロワ増幅器１０５３の電源入力端は前記第４直流電圧出力端と電気接続され、前記電圧フォロワ増幅器１０５３の電源入力端は前記第３コンデンサ１０５２を介して接地されており、前記電圧フォロワ増幅器１０５３の信号出力端は前記第１フォロワ増幅器マッチング抵抗１０５４の第１端と電気接続され、前記電圧フォロワ増幅器１０５３の増幅比率調節端は前記第１フォロワ増幅器マッチング抵抗１０５４の第２端と電気接続され、前記第２フォロワ増幅器マッチング抵抗１０５５の第１端は前記第１フォロワ増幅器マッチング抵抗１０５４の第２端と電気接続され、前記第１分圧保護回路マッチング抵抗１０５６の第１端は前記第１フォロワ増幅器マッチング抵抗１０５４の第１端と電気接続され、前記第１分圧保護回路マッチング抵抗１０５６の第２端は前記第２分圧保護回路マッチング抵抗１０５７の第１端と電気接続され、前記第２分圧保護回路マッチング抵抗１０５７の第２端と前記第２フォロワ増幅器マッチング抵抗１０５５の第２端はいずれも接地されており、前記第４コンデンサ１０５８の第１端は前記第１分圧保護回路マッチング抵抗１０５６の第１端と電気接続され、前記第４コンデンサ１０５８の第２端は接地され、前記電圧フォロワ増幅器１０５３の接地端は接地されており、前記第４コンデンサ１０５８の第１端は前記シングルチップマイコン１０２１のＡＤＣピンと電気接続されている。

具体的には、電力サンプリング抵抗１０５１は負荷１０４２の電流をサンプリングし、比較的弱い電圧信号に変換することで、負荷１０４２のリアルタイム電流を把握すると同時に、瞬時の負荷短絡保護に用いることもでき、第３コンデンサ１０５２は高周波数ノイズを吸収し、電圧フォロワ増幅器１０５３の入力電圧を安定させるために用いられ、電圧フォロワ増幅器１０５３は、電力サンプリング抵抗１０５１から比較的弱い電流信号を取得して、駆動能力が比較的強い電圧信号に変換すると同時に、シングルチップマイコン１０２１と負荷回路１０４の第一級の隔離保護となり、第１フォロワ増幅器マッチング抵抗１０５４及び第２フォロワ増幅器マッチング抵抗１０５５はいずれも増幅して入力される電圧信号とのマッチングに用いられ、第１分圧保護回路マッチング抵抗１０５６及び第２分圧保護回路マッチング抵抗１０５７は直列分圧回路を構成し、電圧フォロワ増幅器１０５３が出力する電圧信号の分圧減幅を行うために用いられると同時に、シングルチップマイコン１０２１及び負荷回路１０４の第二級の隔離保護となり、第４コンデンサ１０５８はサンプリング回路が取得した電圧を平滑処理し、シングルチップマイコン１０２１が取得した電圧信号の波動を減少させるために用いられており、そのうち、サンプリング回路は、電力サンプリング抵抗１０５１、第３コンデンサ１０５２、電圧フォロワ増幅器１０５３、第１フォロワ増幅器マッチング抵抗１０５４、第２フォロワ増幅器マッチング抵抗１０５５によって構成されている。

説明しておかなければならないが、負荷動作電流フィードバック回路１０５内での接地はすべて等電位接地である。

図５に示す回路の動作原理は以下の通りである。

図５に示す回路は電源回路１０１を通して給電されており、負荷回路１０４は電界効果トランジスタ１０３６によって電力を制御され、電界効果トランジスタ１０３６はシングルチップマイコン１０２１が電界効果トランジスタ駆動回路１０３５を通して間接的に制御しており、パルス幅変調出力制御によって電源回路１０１が負荷回路１０４に与える電力を制御している。

フィードバック回路は、電力サンプリング抵抗１０５１、第３コンデンサ１０５２、電圧フォロワ増幅器１０５３、第１フォロワ増幅器マッチング抵抗１０５４、第２フォロワ増幅器マッチング抵抗１０５５及びシングルチップマイコン１０２１によって構成されており、負荷回路１０４の電流信号は、電力サンプリング抵抗１０５１によってサンプリングされた後、比較的弱い電圧信号に変換されて電圧フォロワ増幅器１０５３に入力され、電圧フォロワ増幅器１０５３がサンプリングされた信号を整理してフォロワ増幅し（必要な場合）、信号を第１分圧保護回路マッチング抵抗１０５６、第２分圧保護回路マッチング抵抗１０５７に出力する。電圧フォロワ増幅器１０５３の動作電圧はシングルチップマイコン１０２１のＡＤＣピンが耐えられる電圧値より高いことが多いので、ここでは第１分圧保護回路マッチング抵抗１０５６、第２分圧保護回路マッチング抵抗１０５７により構成される分圧保護回路を用いて、電圧フォロワ増幅器１０５３から来る信号に対して分圧変調を行い、第４コンデンサ１０５８によって出力電圧を平滑化した後、シングルチップマイコン１０２１に送って処理している。

シングルチップマイコン１０２１は、取得した電圧信号に対するフィードバック回路の処理と、予め設定されたプログラムまたはユーザの主動的関与により、さらに動作回路によって負荷が取得した電力を調節及び制御することにより、閉ループ回路を形成する。

短絡保護については、負荷１０４２が短絡した瞬間は、電界効果トランジスタ１０３６は依然として導通状態にあり、負荷１０４２の短絡状態は導線に相当しており、電源回路１０１が電界効果トランジスタ１０３６を通して電力サンプリング抵抗１０５１に給電する。電力サンプリング抵抗１０５１が採用しているのはハイパワーのセメント抵抗であり、短絡の瞬間に負荷が消費できないエネルギーを消費することができ、次の瞬間に、サンプリング回路がシングルチップマイコン１０２１の短絡信号をフィードバックしてシングルチップマイコン１０２１の短絡保護制御を発動させ、シングルチップマイコン１０２１が電界効果トランジスタ駆動回路１０３５を通して電界効果トランジスタ１０３６を制御して電力駆動回路１０３を速やかに遮断し、電力が電力サンプリング抵抗１０５１を流れることを阻止することによって、負荷１０４２に対する短絡保護プロセスを実現する。

ある実行可能な実施形態では、図５に示すように、前記電力サンプリング抵抗は、許容電力が事前設定電力より高く、過電流能力が事前設定電流より高く、かつ抵抗値精度が１パーセント以上の抵抗である。

ある実行可能な実施形態では、図５に示すように、電力サンプリング抵抗１０５１はセメント抵抗である。

ある実現可能な実施形態では、図５に示す回路は電力を調節することが可能な家電製品に応用される。

ある実行可能な実施形態では、図５に示す回路は加湿電気器具、加熱電気器具、冷却電気器具、送風電気器具、照明電気器具に応用される。

ある実行可能な実施形態では、図５に示す回路は加湿器に応用される。

類似する符号及び文字は、以下の図面において類似するものを表している。そのため、何らかの項目が１つの図面において定義されると、それ以降の図面においてはそれに対するさらなる定義及び解釈は必要なく、また、「第１」、「第２」、「第３」などの用語は記述を区分するために用いられるにすぎず、相対的な重要性を指示または暗示していると理解することはできない。

最後に説明しておかなければならないが、上記の実施例は本願の具体的な実施例であり、本願の技術手法を説明するものにすぎず、これを限定しているわけではないので、本願の保護範囲がこれに限定されることはない。前述の実施例を参照して本願について詳細に説明してきたが、本技術分野に精通している技術者であれば、本願で開示されている技術範囲内で、前述の実施例に記載されている技術手法に対して修正や容易に想到可能な変更を行ったり、または技術的特徴の中の一部に対して同等の置換を行ったりすることはできるが、それらの修正、変更または置換は、対応する技術手法の本質を本願の各実施例の技術手法の主旨及び範囲から逸脱させるものではなく、すべて本願の保護範囲内に含まれることを、当業者は理解しておかなければならない。よって、本願の保護範囲は、前記請求の範囲の保護範囲を基準としなければならない。

１０１電源回路
１０２電流調節ユニット
１０３電力駆動回路
１０４負荷回路
１０５負荷動作電流フィードバック回路
１０２１シングルチップマイコン
１０３１限流抵抗
１０３２Ｎ型トランジスタ
１０３３プルアップ抵抗
１０３４第１コンデンサ
１０３５電界効果トランジスタ駆動回路
１０３６電界効果トランジスタ
１０４１第２コンデンサ
１０４２負荷
１０５１電力サンプリング抵抗
１０５２第３コンデンサ
１０５３電圧フォロワ増幅器
１０５４第１フォロワ増幅器マッチング抵抗
１０５５第２フォロワ増幅器マッチング抵抗
１０５６第１分圧保護回路マッチング抵抗
１０５７第２分圧保護回路マッチング抵抗
１０５８第４コンデンサ

Claims

保護調節回路において、
前記保護調節回路は、電源回路と、電流調節ユニットと、電力駆動回路と、負荷回路と、負荷動作電流フィードバック回路と、を含み、
前記電源回路は住宅用電力を複数の設定振幅値の直流電圧に変換するために用いられ、前記電源回路は複数の直流電圧出力端を含み、前記電源回路は直流電圧出力端を介して前記電流調節ユニット、前記電力駆動回路内の電子デバイス及び負荷動作電流フィードバック回路内の電子デバイスにそれぞれ給電しており、そのうち、各直流電圧出力端に対して、前記直流電圧出力端が出力する電圧は前記直流電圧出力端に接続された電子デバイスの動作電圧と整合しており、
前記電力駆動回路は、前記負荷回路に電気エネルギーを出力するために用いられ、前記電力駆動回路が出力する電気エネルギーに対応する電流の大きさは、前記電源回路が出力する電流が前記電力駆動回路により調節された後に得られるものであり、
前記負荷回路は、前記電力駆動回路の出力する電流を負荷の動作電流として利用し、これにより前記負荷回路内の負荷が相応の機能を実行するために用いられ、
前記負荷動作電流フィードバック回路は、前記負荷回路内の前記負荷の動作電流をサンプリングし、前記負荷回路内の前記負荷の動作電流を表すサンプリング電流を取得するために用いられ、
前記電流調節ユニットは、前記サンプリング電流が定格値より高い場合に、前記負荷の動作電流を引き下げるための調節電気信号を出力し、前記電力駆動回路の出力する電流を前記定格値以下に引き下げるために用いられており、前記定格値が前記負荷の最大動作電流であることを特徴とする、
保護調節回路。
前記電流調節ユニットはシングルチップマイコンであり、前記シングルチップマイコンの電源入力端は前記直流電圧出力端のうちの第１直流電圧出力端と電気接続され、前記第１直流電圧出力端は出力する電圧が前記シングルチップマイコンの動作電圧と整合しており、前記シングルチップマイコンのＰＷＭ信号出力ピンは前記電力駆動回路と電気接続され、前記シングルチップマイコンのＡＤＣピンは前記負荷動作電流フィードバック回路と電気接続され、前記シングルチップマイコンの接地ピンが接地されていることを特徴とする、
請求項１に記載の保護調節回路。
前記電力駆動回路は、限流抵抗と、Ｎ型トランジスタと、プルアップ抵抗と、第１コンデンサと、電界効果トランジスタ駆動回路と、電界効果トランジスタとを含み、
前記Ｎ型トランジスタのベースは前記限流抵抗を介して前記シングルチップマイコンのＰＷＭ信号出力ピンと電気接続され、前記限流抵抗は前記調節電気信号の電流の大きさを前記ベースの動作電流範囲内に制限するために用いられ、前記Ｎ型トランジスタのコレクタは前記プルアップ抵抗を介して前記直流電圧出力端のうちの第２直流電圧出力端と電気接続され、前記Ｎ型トランジスタのエミッタは接地されており、
前記電界効果トランジスタ駆動回路の駆動信号入力端は前記コレクタと電気接続され、前記電界効果トランジスタ駆動回路のイネーブル端は接地され、前記直流電圧出力端のうちの第３直流電圧出力端は前記第１コンデンサを介して接地されており、前記第１コンデンサは前記電界効果トランジスタ駆動回路の動作電圧を安定させるために用いられ、前記電界効果トランジスタ駆動回路の電源入力端は前記直流電圧出力端のうちの第４直流電圧出力端と電気接続され、前記電界効果トランジスタ駆動回路の駆動信号出力端は前記電界効果トランジスタの駆動信号入力端と電気接続され、前記電界効果トランジスタの電源入力端は前記第４直流電圧出力端と電気接続され、前記電界効果トランジスタの出力端は前記負荷回路に電気エネルギーを出力するために用いられており、
前記プルアップ抵抗は前記電界効果トランジスタ駆動回路に予め設定された電圧上昇時間を取得させるため、及び前記第２直流電圧出力端が出力する電流の大きさを制限するために用いられ、
前記第３直流電圧出力端が出力する電圧は前記電界効果トランジスタ駆動回路の動作電圧と整合しており、
前記第４直流電圧出力端が出力する電圧は前記電界効果トランジスタ駆動回路の動作電圧と整合し、前記電界効果トランジスタ駆動回路の動作電圧が前記電界効果トランジスタの動作電圧と整合していることを特徴とする、
請求項２に記載の保護調節回路。
前記負荷回路は第２コンデンサ及び前記負荷を含み、前記第２コンデンサと前記負荷は並列構造であり、前記負荷の入力端は前記電界効果トランジスタの出力端と電気接続され、前記負荷の出力端は前記負荷動作電流フィードバック回路に前記動作電流を出力するために用いられることを特徴とする、
請求項３に記載の保護調節回路。
前記負荷動作電流フィードバック回路は、電力サンプリング抵抗と、第３コンデンサと、電圧フォロワ増幅器と、第１フォロワ増幅器マッチング抵抗と、第２フォロワ増幅器マッチング抵抗と、第１分圧保護回路マッチング抵抗と、第２分圧保護回路マッチング抵抗と、第４コンデンサとを含み、
前記電圧フォロワ増幅器の信号入力端は前記負荷の出力端と電気接続され、前記電圧フォロワ増幅器の信号入力端は前記電力サンプリング抵抗を介して接地され、前記電圧フォロワ増幅器の電源入力端は前記第４直流電圧出力端と電気接続され、前記電圧フォロワ増幅器の電源入力端は前記第３コンデンサを介して接地され、前記電圧フォロワ増幅器の信号出力端は前記第１フォロワ増幅器マッチング抵抗の第１端と電気接続され、前記電圧フォロワ増幅器の増幅比率調節端は前記第１フォロワ増幅器マッチング抵抗の第２端と電気接続され、前記第２フォロワ増幅器マッチング抵抗の第１端は前記第１フォロワ増幅器マッチング抵抗の第２端と電気接続され、前記第１分圧保護回路マッチング抵抗の第１端は前記第１フォロワ増幅器マッチング抵抗の第１端と電気接続され、前記第１分圧保護回路マッチング抵抗の第２端は前記第２分圧保護回路マッチング抵抗の第１端と電気接続され、前記第２分圧保護回路マッチング抵抗の第２端と前記第２フォロワ増幅器マッチング抵抗の第２端はいずれも接地されており、前記第４コンデンサの第１端は前記第１分圧保護回路マッチング抵抗の第１端と電気接続され、前記第４コンデンサの第２端は接地され、前記電圧フォロワ増幅器の接地端は接地されており、前記第４コンデンサの第１端は前記シングルチップマイコンのＡＤＣピンと電気接続されていることを特徴とする、
請求項４に記載の保護調節回路。
前記電力サンプリング抵抗は、許容電力が事前設定電力より高く、過電流能力が事前設定電流より高く、かつ抵抗値精度が１パーセント以上の抵抗であることを特徴とする、
請求項５に記載の保護調節回路。
前記電力サンプリング抵抗がセメント抵抗であることを特徴とする、
請求項６に記載の保護調節回路。
前記保護調節回路が電力に対する調節を行うことができる家電製品に応用されることを特徴とする、
請求項１に記載の保護調節回路。
前記保護調節回路が加湿電気器具、加熱電気器具、冷却電気器具、送風電気器具、照明電気器具に応用可能であることを特徴とする、
請求項１に記載の保護調節回路。
前記保護調節回路が加湿器に応用されていることを特徴とする、
請求項１に記載の保護調節回路。