家用電器的電源切換裝置的製作方法
2023-10-08 22:00:09 3
專利名稱：家用電器的電源切換裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及帶電控板的家用電器，尤其涉及帶電控板的家用電器的電源切換裝置。
背景技術：
目前市場上存在的家用電器普遍帶有電控板，當電源插頭插入帶電插座後，電控板帶電，然後通過家用電器的電源切換裝置控制家用電器的工作狀態。圖1為帶有電控板的家用電器的電源切換裝置的電路圖。包括電源插頭的火線L、零線N、電源迴路以及電源切換裝置；所述電源迴路由變壓器T1、整流二極體D1、D2、D3、D4組成的整流裝置，以及穩壓裝置W1組成；電源切換裝置包括切換裝置SW1和單片機MCU。變壓器T1的原邊分別與電源插頭的火線L和零線N連接，副邊將經過二極體D1、D2、D3及D4組成的整流裝置以及穩壓裝置W1後的電壓輸入單片機MCU，然後單片機MCU掃描切換裝置SW1的按鍵狀態控制家用電器的工作狀態。當需要家用電器工作時，按下切換裝置SW1，單片機MCU掃描到切換裝置SW1的狀態為接通，則電控板進入工作狀態。
目前的家用電器的控制裝置中是通過單片機掃描切換裝置SW1的狀態，但是由於單片機只有在帶電並處於工作狀態時，才能感知切換裝置是否按下，因此導致家用電器在不工作時仍然存在待機功耗，消耗的大量電能，造成能源的嚴重浪費。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於提供一種家用電器的電源切換裝置，能夠在家用電器不工作時實現零待機功耗。
為解決上述技術問題，本發明提供一種家用電器的電源切換裝置，所述家用電器包括電源插頭和與電源插頭連接的電源迴路，在電源插頭的火線與電源迴路的輸入端之間連接有受控裝置；在電源插頭的火線與所述受控裝置之間連接有切換裝置；以及在所述受控裝置與所述電源迴路的輸入端之間連接有控制裝置；所述切換裝置通過所述受控裝置和所述控制裝置與電源迴路的輸入端構成第一支路；所述受控裝置與所述電源迴路的輸入端構成第二支路；當所述切換裝置將所述第一支路連通時，所述控制裝置控制所述受控裝置將所述第二支路接通，所述切換裝置將所述第一支路切斷；然後所述控制裝置通過檢測所述切換裝置的電壓控制所述受控裝置的通斷。
其中，所述受控裝置為繼電器，所述繼電器的線圈連接於所述切換裝置與所述控制裝置之間；所述繼電器的觸點連接於所述電源插頭的火線與所述電源迴路的輸入端之間。
其中，所述控制裝置包括三極體，所述三極體的基極與所述電源迴路的輸入端連接，集電極與所述繼電器的線圈連接，發射極與所述切換裝置連接，所述切換裝置與所述繼電器的線圈以及三極體構成所述第一支路。
其中，所述控制裝置還包括單片機，所述單片機的電源輸入端與所述電源迴路的輸出端連接，信號輸入端與所述切換裝置連接，信號輸出端與所述三極體的基極連接；所述單片機工作後，當信號輸入端為低電平時，將信號輸出端置為高電平，以維持所述三極體的導通狀態；當信號輸入端為高電平時，將信號輸出端置為低電平，以斷開所述三極體。
另外，所述單片機還可以通過下述方式實現控制過程所述單片機工作後，當信號輸入端為高電平時，將信號輸出端置為高電平，以維持所述三極體的導通狀態；當信號輸入端為低電平時，將信號輸出端置為低電平，以斷開所述三極體。
其中，所述切換裝置的觸點為常開型觸點。
其中，所述控制裝置還包括與所述切換裝置連接的下拉電阻。
其中，所述繼電器的觸點為常開型觸點，所述繼電器為直流繼電器。
其中，所述切換裝置為彈性開關。
另外，還包括連接於所述三極體的基極與所述電源迴路之間的電阻以及與所述三極體的基極連接的下拉電阻。
與現有技術相比，本發明的有益效果是本發明提供的家用電器的電源切換裝置，當需要家用電器工作時，切換裝置接通電源，隨之控制裝置檢測切換裝置的狀態，將受控裝置接通，為後級電路供電，從而不需要家用電器時刻帶電即能將家用電器啟動；當需要關閉家用電器時，控制裝置根據切換裝置的狀態斷開受控裝置，同時由於切換裝置自動復位，從而切斷電源插頭與後級電路的通路，因此使得家用電器不工作時無待機功耗，從而實現了家用電器的零待機功耗。
另外，對於本發明所述控制裝置對所述受控裝置的控制方式可以是所述控制裝置輸入端為高電平時將所述受控裝置接通，輸入端是低電平時將所述受控裝置斷開；同樣也可採用輸入端為低電平時將所述控制裝置連通，輸入端是高電平時將所述受控裝置斷開，從而方便用戶按照實際需要選擇實現方式。
進一步，本發明在切換裝置和單片機的輸入端之間連接有下拉電阻，以保證在單片機工作時準確檢測到切換裝置的狀態變化。
另外，本發明的電源切換裝置還具有二極體，對單片機的電源迴路起到保護作用。
圖1是現有技術中家用電器的電源切換裝置的電路原理圖；
圖2是本發明中家用電器的電源切換裝置的電路原理圖；圖3是第一實施例中電源切換裝置的電路原理圖。
具體實施例方式
隨著社會的發展，家用電器的數量與日俱增，針對現有的家用電器在不工作時仍然有待機功耗的問題，本發明提出一種電源切換裝置，在未按下電源鍵之前，家電消耗的電能為零。家用電器通常通過單片機檢測電源開關的狀態，本發明提供的電源切換裝置的核心在於，不需要單片機時刻帶電即能啟動家用電器，並且當家用電器不工作時，能夠隔斷電源迴路，從而實現家用電器的零待機損耗。
圖2為本發明提供的電源控制裝置用於家用電器的示意圖。圖中包括電源插頭1、與電源插頭連接的電源迴路2、與電源迴路2連接的負載6；所述電源切換裝置包括連接於所述電源插頭1與所述電源迴路2的輸入端之間的受控裝置3；與所述受控裝置3和所述電源迴路2的輸入端連接的控制裝置4；以及與所述電源插頭1連接的切換裝置5；所述切換裝置5通過所述受控裝置3和所述控制裝置4與電源迴路2的輸入端構成第一支路；所述受控裝置3與所述電源迴路2的輸入端構成第二支路；本發明的電源控制裝置的工作原理是所述切換裝置5和受控裝置3在家用電器未工作時處於斷開狀態，隔斷電源插頭1與後級電路的迴路，從而使得家用電器不工作時實現零待機功耗；當需要家用電器工作時，手工按下切換裝置5，此時切換裝置5與受控裝置3、控制裝置4以及電源迴路2的輸入端組成的第一支路與電源插頭1連成迴路，電源電壓經電源迴路2變壓、整流、穩壓後為家用電器的負載供電，在切換裝置5接通電源後，電源迴路為控制裝置4供電，控制裝置4開始工作，此時控制裝置4將發出控制信號，將受控裝置3閉合，使與受控裝置3連接的電源迴路2的輸入端組成的第二支路與電源插頭1同樣構成迴路，因此電源電壓通過與受控裝置3連接的支路為負載供電；而切換裝置5接通電源後切換回原始狀態，控制裝置4檢測此時切換裝置5的狀態，輸出控制信號以保證受控裝置3的閉合狀態。
當關閉家用電器時，再次按下切換裝置5，此時控制裝置4檢測切換裝置5的狀態，切換受控裝置3與電源插頭1的連接，由於切換裝置5按下後自動切換回原始狀態，因此切換裝置5與受控裝置3將電源插頭1與後級電路的迴路切換，家用電器停止工作。由於構不成迴路，因此實現零待機損耗。
在本發明中，所述受控裝置選用繼電器，所述繼電器的線圈連接於第一支路；所述繼電器的觸點連接於第二支路。
所述控制裝置包括三極體，所述三極體的基極與所述電源迴路連接，集電極與所述繼電器的線圈連接，發射極與所述切換裝置連接，所述切換裝置與所述繼電器的線圈以及三極體構成所述第一支路；所述控制裝置還包括單片機，所述單片機的信號輸入端與所述切換裝置連接，信號輸出端與所述三極體的基極連接；對於單片機控制繼電器工作的過程有以下兩種實現方式第一種是，所述單片機工作後，當信號輸入端為低電平時，將信號輸出端置為高電平，以維持所述三極體的導通狀態；當信號輸入端為高電平時，將信號輸出端置為低電平，以斷開所述三極體。
另外，還可以是所述單片機工作後，當信號輸入端為高電平時，將信號輸出端置為高電平，以維持所述三極體的導通狀態；當信號輸入端為低電平時，將信號輸出端置為低電平，以斷開所述三極體。
本發明所述切換裝置的觸點為常開型觸點，且選用彈性開關。
由於當切換裝置斷開時單片機輸入端處於懸空狀態，為了保證單片機輸入端能夠準確檢測到輸入端的電平，本發明還包括與所述切換裝置連接的下拉電阻。
所述繼電器的觸點為常開型觸點，所述繼電器為直流繼電器。為了給直流繼電器提供直流電源，通過所述切換裝置的電壓需經過整流二極體的整流以及隔直電容的隔直作用。
在需要家用電器工作時，由於需要切換裝置與三極體以及線圈與電源迴路連通，因此需要為三極體提供導通電壓，本發明提供的方法是在三極體的基極與所述電源迴路之間連接電阻，同時在所述三極體的基極連接下拉電阻，所述下拉電阻起限流作用，防止將三極體擊穿。
以下以洗衣機為例，詳細闡述本發明的實現過程及工作原理。
第一實施例在本實施例中，所述切換裝置選用彈性開關，充當啟動和關閉洗衣機的電源按鍵，所述受控裝置選用直流繼電器。
圖3為所述洗衣機的電源切換裝置的原理圖。K1為繼電器，T1為變壓器，L為插頭的電源火線，N為插頭的電源零線，SW1為電源按鍵開關，SW1一端與插頭的火線L連接，另一端與繼電器K1的線圈連接；變壓器T1與整流二極體D1、D2、D3、D4組成的整流裝置以及穩壓裝置W1組成電源迴路，為單片機MCU的電源VDD、繼電器電源VCC及負載供電。為了使單片機MCU的信號輸入端INI能夠檢測到SW1的狀態，將彈性開關SW1的彈簧與單片機MCU的信號輸入端INI連接，從而當按下SW1時，常開型觸點連通，當鬆開SW1時常開型觸點自動斷開。為了使SW1的不同狀態下信號輸入端INI的輸入信號能夠準確檢測到SW1的狀態，在SW1和單片機MCU的輸入端之間連接了電阻R5以及下拉電阻R4，以及用於濾波的電容C3。另外，在單片機MCU的信號輸出端和電源端VDD之間還設有保護二極體D8以及電阻R6。為了能夠實現對繼電器K1的控制，在單片機MCU的信號輸出端OUT1與繼電器K1之間設置三極體N1，該三極體N1的基極與所述信號輸出端OUT1連接，發射極與地連接，集電極與繼電器K1的線圈連接，為了為三極體提供導通電壓，在繼電器的電源VCC與三極體N1基極之間還連接有電阻R1，以及N1基極與地之間起分壓作用的電阻R2。由於本實施例中繼電器K1為直流繼電器，因為通過SW1的電壓需要經過整流二極體D6的整流，以及電容E3的隔直作用。另外還包括起穩壓作用的與繼電器電源連接的穩壓二極體VD1。
上述電源控制裝置的工作原理如下所述。
當洗衣機的電源插頭L、N接入電源，電源鍵SW1沒按以前，由於電控板的K1沒閉合，L、N沒構成迴路，所以沒有待機功耗。當需要洗衣機工作時，將電源鍵SW1按下，SW1的常開觸點閉合，交流電源的L通過SW1、整流二極體D6、繼電器K1的線圈、三極體N1、電阻R3到電源的零線N構成迴路，驅動繼電器K1閉合，致使電源火線L、變壓器T1的原邊到零線N構成迴路，變壓器T1變壓後得到較低的交流電壓，為負載供電。同時，穩壓裝置W1為單片機MCU電源輸入端供電，因此單片機MCU上電，此時單片機MCU將通過輸出端OUT1向三極體N1發出高電平電氣信號，三極體N1導通後控制繼電器K1的線圈得電，這樣繼電器的觸點K1閉合給後級電路供電，電源按鍵SW1由於選用彈性開關，因此按下後自動復位，與電源插頭的火線L斷開連接，由於電阻R5及下拉電阻R4的作用，單片機MCU的輸入端IN1輸入信號為低電平，控制信號輸出端OUT1的輸出信號保持高電平，三極體N1維持導通狀態，因此即使電源按鍵SW1復位，後級電路仍能繼續得電，實現整個電路維持得電。
當停止使用洗衣機時，再次按下電源按鍵SW1，電源按鍵SW1的常開觸點閉合，使得單片機的信號輸入端IN1端會由低電平變為高電平，此時控制單片機輸出端OUT1輸出低電平，三極體N1斷開，從而斷開繼電器K1，由於這時電源按鍵SW1已經鬆開，交流迴路火線L、變壓器T1、零線N構不成迴路，後級電路失電，電源繼電器K1的控制線圈失電，由於我們使用的是繼電器K1的常開觸點，這樣就實現了關斷電源的目的。
另外，本發明的另一個實現方案可以通過將單片機的電源輸入端接負電壓，此時對於單片機的控制過程為，當單片機上電後，隨即向三極體發出高電平，將其接通；當需要家用電器工作時，由於單片機的電壓高於下拉電阻，因此，單片機輸入端輸入高電平，此時單片機控制信號輸出端輸出高電平使三極體保持導通狀態；當需要關閉家用電器時，單片機信號輸入端電平為低電平，此時，控制信號輸出端輸出低電平使三極體斷開從而隔斷電源迴路。由於工作過程與第一實施例相同，儘是信號輸入端對信號輸出端的控制信號發生改變，因此不再贅述。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種家用電器的電源切換裝置，所述家用電器包括電源插頭和與電源插頭連接的電源迴路，其特徵在於在電源插頭的火線與電源迴路的輸入端之間連接有受控裝置；在電源插頭的火線與所述受控裝置之間連接有切換裝置；以及在所述受控裝置與所述電源迴路的輸入端之間連接有控制裝置；所述切換裝置通過所述受控裝置和所述控制裝置與電源迴路的輸入端構成第一支路；所述受控裝置與所述電源迴路的輸入端構成第二支路；當所述切換裝置將所述第一支路連通時，所述控制裝置控制所述受控裝置將所述第二支路接通，所述切換裝置將所述第一支路切斷；然後所述控制裝置通過檢測所述切換裝置的電壓控制所述受控裝置的通斷。
2.根據權利要求1所述的家用電器的電源切換裝置，其特徵在於所述受控裝置為繼電器，所述繼電器的線圈連接於所述切換裝置與所述控制裝置之間；所述繼電器的觸點連接於所述電源插頭的火線與所述電源迴路的輸入端之間。
3.根據權利要求2所述的電源切換裝置，其特徵在於，所述控制裝置包括三極體，所述三極體的基極與所述電源迴路的輸入端連接，集電極與所述繼電器的線圈連接，發射極與所述切換裝置連接，所述切換裝置與所述繼電器的線圈以及三極體構成所述第一支路。
4.根據權利要求3所述的家用電器的電源切換裝置，其特徵在於所述控制裝置包括單片機，所述單片機的電源輸入端與所述電源迴路的輸出端連接，信號輸入端與所述切換裝置連接，信號輸出端與所述三極體的基極連接；所述單片機工作後，當信號輸入端為低電平時，將信號輸出端置為高電平，以維持所述三極體的導通狀態；當信號輸入端為高電平時，將信號輸出端置為低電平，以斷開所述三極體。
5.根據權利要求3所述的家用電器的電源切換裝置，其特徵在於所述控制裝置包括單片機，所述單片機的信號輸入端與所述切換裝置連接，信號輸出端與所述三極體的基極連接；所述單片機工作後，當信號輸入端為高電平時，將信號輸出端置為高電平，以維持所述三極體的導通狀態；當信號輸入端為低電平時，將信號輸出端置為低電平，以斷開所述三極體。
6.根據權利要求4或5所述的電源切換裝置，其特徵在於，所述切換裝置的觸點為常開型觸點。
7.根據權利要求6所述的電源切換裝置，其特徵在於，所述控制裝置還包括與所述切換裝置連接的下拉電阻。
8.根據權利要求6所述的電源切換裝置，其特徵在於所述繼電器的觸點為常開型觸點，所述繼電器為直流繼電器。
9.根據權利要求6所述的電源切換裝置，其特徵在於所述切換裝置為彈性開關。
10.根據權利要求6所述的電源切換裝置，其特徵在於還包括連接於所述三極體的基極與所述電源迴路之間的電阻以及與所述三極體的基極連接的下拉電阻。
全文摘要
本發明提供一種家用電器的電源切換裝置，所述家用電器包括電源插頭和與電源插頭連接的電源迴路，在電源插頭的火線與電源迴路的輸入端之間連接有受控裝置；在電源插頭的火線與所述受控裝置之間連接有切換裝置；以及在所述受控裝置與所述電源迴路的輸入端之間連接有控制裝置；所述切換裝置通過所述受控裝置和所述控制裝置與電源迴路的輸入端構成第一支路；所述受控裝置與所述電源迴路的輸入端構成第二支路；當所述切換裝置將所述第一支路連通時，所述控制裝置控制所述受控裝置將所述第二支路接通，所述切換裝置將所述第一支路切斷；然後所述控制裝置通過檢測所述切換裝置的電壓控制所述受控裝置的通斷。本發明在家用電器不工作時實現零待機功耗。
文檔編號H03K17/60GK1870201SQ20051007180
公開日2006年11月29日 申請日期2005年5月24日 優先權日2005年5月24日
發明者李志罡, 孫奇輝, 李莉, 朱旬 申請人:海爾集團公司, 青島海爾科技有限公司