驅動電路和家用電器的製作方法

2024-03-05 17:02:15

本發明涉及家用電器技術領域，具體而言，涉及一種驅動電路和一種家用電器。

背景技術：

目前通過離子淨化技術實現空氣淨化，其原理是，驅動電路輸出超高直流電壓給高壓離子模塊，使得流過高壓離子模塊的空氣電離，空氣中的雜質帶電，再通過相反電壓的集塵板吸附雜質，從而清潔空氣。

根據上述原理，可以把高壓離子模塊抽象為電容性負載，其中高壓端為電容極，流入的空氣為電介質。由此可知，在電極結構不變的情況下，空氣的溫度、相對溼度、氣壓、含雜量以及流速都會引起電容漏電流的變化，從而導致離子發生器功率波動，甚至在極端情況下會出現擊穿、拉弧等現象，如果不作任何處理，則很容易損壞高壓離子模塊，也有可能危害到用戶的安全，空氣淨化效率也會發生變化。

為高壓離子模塊產生超高直流電壓的驅動電路如圖1所示，驅動電路100』包括：直流電源102』、升壓變壓器106』、倍壓模塊108』、開關器件110』和處理器112』，其中，直流電源102』連接至升壓變壓器106』的初級線圈，升壓變壓器106』初級線圈與開關器件110』串聯，處理器112』向開關器件110』發送PWM信號，驅動開關器件110』迅速開通和關斷，在升壓變壓器106』的初級線圈上產生交變電壓，這時升壓變壓器106』的次級線圈感應出脈動高壓，脈動高壓連接倍壓模塊108』，最終由倍壓模塊108』輸出直流高壓。其中，直流高壓的大小主要跟直流電源102』輸出的電壓、升壓變壓器106』的變比、PWM(Pulse Width Modulation，脈衝寬度調製)信號的佔空比、倍壓模塊108』的參數有關。當確定電路確定後，直流高壓的大小和高壓離子模塊的功率只跟PWM信號的佔空比有關，佔空比越高，直流高壓越大，相應的高壓離子模塊的功率也會越高。

為了獲得較高的離子濃度，通常是通過提高倍壓模塊整流倍壓後的直流電壓，倍壓後的直流高壓可以達到幾千伏甚至幾十千伏的電壓。首先，恆定的直流高壓對人體是危險的；其次，因為高壓離子模塊的長時間放置，蟲蟻、顆粒物、潮溼的水滴等對高壓離子模塊的破壞是不可避免的，這些都會造成高壓離子模塊的故障，發生拉弧、功率升高等異常。

目前常用的技術方法僅對高壓離子模塊工作時的狀態進行判斷，當高壓離子模塊在工作狀態下出現異常時，切斷高壓離子模塊的供電。這種故障檢測控制策略的不足之處在於在高壓離子模塊在啟動過程中，並不能檢測出高壓離子模塊是否發生故障損壞。

因此，在高壓離子模塊在啟動過程中，如何檢測出高壓離子模塊是否發生故障損壞成為亟待解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明旨在至少解決現有技術或相關技術中存在的技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在於提出了一種驅動電路。

本發明的另一個目的在於提出了一種家用電器。

為實現上述至少一個目的，根據本發明的第一方面的實施例，提出了一種驅動電路，包括：直流電源、採樣模塊、升壓變壓器、倍壓模塊、開關器件和處理器，所述採樣模塊的輸入端連接至所述直流電源，所述採樣模塊的第一輸出端連接至所述升壓變壓器的初級線圈的第一端，所述採樣模塊的第二輸出端連接至所述處理器的輸入端，所述處理器的輸出端連接至所述開關器件的輸入端，所述開關器件的輸出端連接至所述初級線圈的第二端，所述升壓變壓器的次級線圈連接至所述倍壓模塊，所述倍壓模塊連接至高壓離子模塊，其中，所述處理器用於向所述開關器件發送PWM信號來驅動所述開關器件的開通和關斷，在所述開關器件開通和關斷時，所述初級線圈上產生交變電壓，以使所述次級線圈產生脈衝高壓，所述倍壓模塊用於將所述脈衝高壓轉換成直流高壓，以將所述直流高壓輸出至所述高壓離子模塊，所述採樣模塊用於採集所述初級線圈的電流值及其對應的時間，所述處理器還用於根據所述採樣模塊採集的所述電流值及其對應的時間，檢測所述高壓離子模塊是否發生故障。

根據本發明的實施例的驅動電路，在高壓離子模塊啟動時，通過採樣模塊採集升壓變壓器的初級線圈中的電流值及其對應的時間，來檢測高壓離子模塊是否發生故障，從而有效地避免了由於高壓離子模塊的故障而對其他部件造成損壞。

根據本發明的上述實施例的驅動電路，還可以具有以下技術特徵：

根據本發明的一個實施例，所述處理器具體用於，根據所述電流值及其對應的時間，確定所述初級線圈的電流變化曲線；獲取所述電流變化曲線中的所述高壓離子模塊在啟動過程中的曲線段，並確定所述曲線段中的電流變化幅度；根據所述電流變化幅度，檢測所述高壓離子模塊是否發生故障。

根據本發明的實施例的驅動電路，通過獲取高壓離子模塊在啟動過程中升壓變壓器的初級線圈的電流變化的曲線段，若該曲線段中電流變化幅度超過設定值，說明高壓離子模塊不正常，則確定高壓離子模塊發生了故障，若該曲線段中電流變化幅度未超過設定值，說明高壓離子模塊是正常工作，則確定高壓離子模塊未發生故障。因此，通過以上方案可以準確地檢測出高壓離子模塊是否發生故障。

根據本發明的一個實施例，所述處理器還用於，在檢測出所述高壓離子模塊發生故障時，關閉所述高壓離子模塊。

根據本發明的實施例的驅動電路，在檢測出高壓離子模塊發生故障時，自動關閉高壓離子模塊，以避免高壓離子模塊異常啟動後對其他部件造成損壞。

根據本發明的一個實施例，所述處理器還用於，在檢測出所述高壓離子模塊發生故障時，向故障提示裝置發送提示信號，以供所述故障提示裝置根據所述提示信號進行故障提示。

根據本發明的實施例的驅動電路，故障提示裝置及時提示用戶高壓離子模塊出現了故障，以使用戶及時針對高壓離子模塊的故障進行處理，從而及時恢復高壓離子模塊的正常工作。

根據本發明的一個實施例，所述採樣模塊包括：採樣電阻，所述採樣電阻的第一端作為所述採樣模塊的輸入端，所述採樣電阻的第二端作為所述採樣模塊的第一輸出端；以及放大濾波電路，所述放大濾波電路的兩個輸入端並聯至所述採樣電阻的兩端，所述放大濾波電路的輸出端作為所述採樣模塊的第二輸出端。

根據本發明的實施例的驅動電路，通過採樣電阻採集升壓變壓器的初級線圈中的電流值和該電流值對應的時間，並經過放大濾波電路對採集到的電流值進行放大和濾波處理，從而提高了電流值採樣的精度。

根據本發明的一個實施例，所述放大濾波電路還包括採樣保持電路，或者所述處理器還包括採樣保持電路。

根據本發明的實施例的驅動電路，放大濾波電路或者處理器具有採樣保持功能，進一步地保證了電流值採樣的精度。

根據本發明的一個實施例，所述開關器件包括以下之一或多種的組合：MOS管(Metal Oxide Semiconductor，金屬氧化物半導體)、三極體、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型電晶體)。

根據本發明的實施例的驅動電路，通過MOS管、三極體和/或IGBT對直流電源進行斬波，以在升壓變壓器的初級線圈上產生交變電壓，從而使得升壓變壓器的次級線圈產生脈衝高壓。

根據本發明的一個實施例，所述直流電源是市電電源經過開關電源轉換而來。

根據本發明的第二方面的實施例，提出了一種家用電器，包括上述技術方案中任一項所述的驅動電路，因此，該家用電器具有和上述技術方案中任一項所述的驅動電路相同的技術效果，在此不再贅述。

根據本發明的一個實施例，所述家用電器包括：空氣淨化器和空調器。

本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1示出了相關技術中的驅動電路的電路圖；

圖2示出了根據本發明的一個實施例的驅動電路的電路圖；

圖3示出了根據本發明的一個實施例的升壓變壓器的初級線圈的電流變化曲線的示意圖。

其中，圖1中附圖的標記與部件名稱之間的對應關係為：

100』驅動模塊，102』直流電源，106』升壓變壓器，108』倍壓模塊，110』開關器件，112』處理器。

圖2中附圖的標記與部件名稱之間的對應關係為：

100驅動電路，102直流電源，104採樣模塊，1042採樣電阻，1044放大濾波電路，106升壓變壓器，108倍壓模塊，110開關器件，112處理器。

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特徵和優點，下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明，但是，本發明還可以採用其他不同於在此描述的其他方式來實施，因此，本發明的保護範圍並不受下面公開的具體實施例的限制。

如圖2所示，根據本發明的第一方面的實施例，提出了一種驅動電路100，包括：直流電源102、採樣模塊104、升壓變壓器106、倍壓模塊108、開關器件110和處理器112，所述採樣模塊104的輸入端連接至所述直流電源102，所述採樣模塊104的第一輸出端連接至所述升壓變壓器106的初級線圈的第一端，所述採樣模塊104的第二輸出端連接至所述處理器112的輸入端，所述處理器112的輸出端連接至所述開關器件110的輸入端，所述開關器件110的輸出端連接至所述初級線圈的第二端，所述升壓變壓器106的次級線圈連接至所述倍壓模塊108，所述倍壓模塊108連接至高壓離子模塊，其中，所述處理器112用於向所述開關器件110發送PWM信號來驅動所述開關器件110的開通和關斷，在所述開關器件110開通和關斷時，所述初級線圈上產生交變電壓，以使所述次級線圈產生脈衝高壓，所述倍壓模塊108用於將所述脈衝高壓轉換成直流高壓，以將所述直流高壓輸出至所述高壓離子模塊，所述採樣模塊104用於採集所述初級線圈的電流值及其對應的時間，所述處理器112還用於根據所述採樣模塊104採集的所述電流值及其對應的時間，檢測所述高壓離子模塊是否發生故障。

根據本發明的實施例的驅動電路100，在高壓離子模塊啟動時，通過採樣模塊104採集升壓變壓器106的初級線圈中的電流值及其對應的時間，來檢測高壓離子模塊是否發生故障，從而可以有效地避免了由於高壓離子模塊的故障而對其他部件造成損壞。

其中，處理器112可以是MCU(Microcontroller Unit，微控制單元)晶片，也可以是通用處理器112，例如中央處理器112(Central Processing Unit，CPU)，還可以是數位訊號處理器112(Digital Signal Processor，DSP)、專用集成電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者是被配置成實施本發明實施例的一個或多個集成電路。

根據本發明的上述實施例的驅動電路100，還可以具有以下技術特徵：

根據本發明的一個實施例，所述處理器112具體用於，根據所述電流值及其對應的時間，確定所述初級線圈的電流變化曲線；獲取所述電流變化曲線中的所述高壓離子模塊在啟動過程中的曲線段，並確定所述曲線段中的電流變化幅度；根據所述電流變化幅度，檢測所述高壓離子模塊是否發生故障。

根據本發明的實施例的驅動電路100，通過獲取高壓離子模塊在啟動過程中升壓變壓器106的初級線圈的電流變化的曲線段，若該曲線段中電流變化幅度超過設定值，說明高壓離子模塊不正常，則確定高壓離子模塊發生了故障，若該曲線段中電流變化幅度未超過設定值，說明高壓離子模塊是正常工作，則確定高壓離子模塊未發生故障。因此，通過以上方案可以準確地檢測出高壓離子模塊是否發生故障。

例如，驅動電路100用於空氣淨化器，在觸發空氣淨化器的啟動按鈕時，控制處理器112輸出PWM信號給開關器件110。處理器112獲取採樣模塊104採集初級線圈的電流值及其對應的時間，並根據該電流值及其對應的時間，確定初級線圈的電流變化曲線。電流變化曲線即為圖3中的曲線。從電流變化曲線中獲取高壓離子模塊在啟動過程中的曲線段，即獲取高壓離子模塊開始啟動的時間至初級線圈的電流值出現平穩的時間T1之間曲線段，也就是圖3中△t時間段內的曲線段。若該曲線段中電流變化幅度超過設定值，則確定高壓離子模塊發生了故障，可以關閉高壓離子模塊，若該曲線段中電流變化幅度未超過設定值，則繼續啟動高壓離子模塊。

根據本發明的一個實施例，所述處理器112還用於，在檢測出所述高壓離子模塊發生故障時，關閉所述高壓離子模塊。

根據本發明的實施例的驅動電路100，在檢測出高壓離子模塊發生故障時，自動關閉高壓離子模塊，以避免高壓離子模塊異常啟動後對其他部件造成損壞。

根據本發明的一個實施例，所述處理器112還用於，在檢測出所述高壓離子模塊發生故障時，向故障提示裝置發送提示信號，以供所述故障提示裝置根據所述提示信號進行故障提示。

根據本發明的實施例的驅動電路100，故障提示裝置及時提示用戶高壓離子模塊出現了故障，以使用戶及時針對高壓離子模塊的故障進行處理，從而及時恢復高壓離子模塊的正常工作。

根據本發明的一個實施例，所述採樣模塊104包括：採樣電阻1042，所述採樣電阻1042的第一端作為所述採樣模塊104的輸入端，所述採樣電阻1042的第二端作為所述採樣模塊104的第一輸出端；以及放大濾波電路1044，所述放大濾波電路1044的兩個輸入端並聯至所述採樣電阻1042的兩端，所述放大濾波電路1044的輸出端作為所述採樣模塊104的第二輸出端。

根據本發明的實施例的驅動電路100，通過採樣電阻1042採集升壓變壓器106的初級線圈中的電流值和該電流值對應的時間，並經過放大濾波電路1044對採集到的電流值進行放大和濾波處理，從而提高了電流值採樣的精度。

根據本發明的一個實施例，所述放大濾波電路1044包括採樣保持電路，或者所述處理器112包括採樣保持電路。

根據本發明的實施例的驅動電路100，放大濾波電路1044或者處理器112具有採樣保持功能，進一步地保證了電流值採樣的精度。

根據本發明的一個實施例，所述開關器件110包括以下之一或多種的組合：MOS管、三極體、IGBT。

根據本發明的實施例的驅動電路100，通過MOS管、三極體和/或IGBT對直流電源102進行斬波，以在升壓變壓器106的初級線圈上產生交變電壓，從而使得升壓變壓器106的次級線圈產生脈衝高壓。

根據本發明的一個實施例，所述直流電源102是市電電源經過開關電源轉換而來。

當然，直流電源102可以是市電電源經過開關電源轉換而來的，還可以由其他方式轉換而來。

根據本發明的第二方面的實施例，提出了一種家用電器，包括上述技術方案中任一項所述的驅動電路100，因此，該家用電器具有和上述技術方案中任一項所述的驅動電路100相同的技術效果，在此不再贅述。

根據本發明的一個實施例，所述家用電器包括：空氣淨化器和空調器。

以上結合附圖詳細說明了本發明的技術方案，通過本發明的技術方案，在高壓離子模塊啟動時檢測高壓離子模塊是否發生故障，從而可以有效地避免了由於高壓離子模塊的故障而對其他部件造成損壞。

在本發明中，術語「第一」、「第二」僅用於描述的目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性；術語「多個」表示兩個或兩個以上；術語「連接」等均應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。