專利名稱：一種變頻洗衣機電解電流檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及洗衣機技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種變頻洗衣機電解電流檢測電路。
背景技術(shù)：
變頻洗衣機是近年來才開發(fā)出的一種新式洗衣機，電解水洗衣機是另一類型的洗 衣機，其工作原理是使用電解板對水進行電解，產(chǎn)生氯酸根和次氯酸根，代替了原先用以洗 滌的活性劑，是一種環(huán)保健康的洗衣方式，將變頻洗衣機和電解水洗衣機的功能相結(jié)合，從 而誕生一種新型的變頻電解洗衣機。同時也產(chǎn)生了如下的問題1、由于變頻必須使用的集 成功率模塊的特殊要求，它的供電必須采用一種非隔離式開關(guān)電源(SMPS)的結(jié)構(gòu)，而檢測 功率模塊電流的需求導(dǎo)致主芯片和功率模塊共地，因此主芯片上實際疊加了高壓；2、電解 電路也有檢測電流的需求，如果將電解電路的地也和主芯片共用，則和電解板相連的內(nèi)筒 和水都帶電，人一旦接觸到就有觸電的危險；3、現(xiàn)行的電流檢測方式多是通過I-V變換，將 電流變化轉(zhuǎn)成電壓變化然后通過運算放大器進行檢測，它們的地必須是公共的?；谏鲜?原因，必須設(shè)計一種新穎的電流檢測電路代替?zhèn)鹘y(tǒng)的i-v變換_運放放大_主芯片。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠避免觸電、安全性強的變頻洗衣機電 解電流檢測電路。 —種變頻洗衣機電解電流檢測電路，包括用于采集電解電流的取樣電阻，取樣電 阻接比較器的同相端，比較器的反相端接恒流源充放電電路，比較器的輸出端通過光電耦 合器接主控芯片MCU的輸入端。 所述的比較器為第一比較器IC1，取樣電阻輸出的電解電流經(jīng)1/V變化、運算放大 轉(zhuǎn)化為電壓信號，該電壓信號作為第一比較器IC1的同相輸入，第一比較器IC1的輸出端接 電阻R1的一端，電阻R1的另一端通過光電耦合器接主控芯片MCU，第一比較器IC1的反相 端接第二比較器IC2的反相端，所述的第二比較器IC2的同相端接恒壓源U。。
所述的第二比較器IC2的輸出端接三極管Ql的基極，三極管Ql的集電極與電阻 R2連接，電阻R2的另一端接三極管Q2基極，三極管Q2的發(fā)射極接地，電阻R3跨接在三極 管Q2的基極和發(fā)射極之間，三極管Q2的集電極接第二比較器IC2的反相端，電解電容Cl、 電容C2并聯(lián)，且二者的一端接在第二比較器IC2的反相端上，二者的另一端接在三極管Q2 的發(fā)射極上，第二比較器IC2的同相端通過電阻R4接地，并通過電阻R5接恒壓源U。， 二極 管Dl跨接在第一比較器IC1的輸出端和同相端之間，三極管Q3、 Q4的發(fā)射極相連，且該連 接點接在恒壓源U0和電阻R5之間，三極管Q4的集電極和基極相接，三極管Q4、 Q3的基極 相接并形成公共點，該公共點接三極管Q5的發(fā)射極，三極管Q5的基極與三極管Q3的集電 極相連，并通過電阻R6接地，三極管Q5的集電極接三極管Q2的集電極。
還包括用于產(chǎn)生恒壓源U。的電源電路3，電源電路3包括三極管Q6，其集電極接 30V直流電，其基極接TL431芯片的陰極，電阻R7的一端接30V直流電，電阻R7和電阻R8串聯(lián)后跨接在三極管Q6和TL431芯片的參考端上，TL431芯片的參考端通過電阻R9接地， TL431芯片的陽極接地，電解電容C3跨接在TL431芯片的陰極和陽極之間，TL431芯片向第 二比較器IC2提供恒壓源U。。 所述的取樣電阻輸出的取樣電壓為0 1. 5V。 所述的電阻R4、 R5、 R8、 R9均為金屬膜電阻。所述的TL431芯片的參考電壓為2. 5V，恒壓源U。的電壓為5. 6V。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過恒流源產(chǎn)生固定的鋸齒波，將經(jīng)過i-v變換、
運放放大以后的電壓信號和恒流源產(chǎn)生的鋸齒波進行比較，產(chǎn)生P麗(脈寬調(diào)制)信號，最 終通過主芯片MCU檢測脈寬變化，以判斷電流的變化。本發(fā)明成功的替代了傳統(tǒng)的I-V變 換——運放放大——主芯片MCU的連接方式，將電解的地和主芯片MCU的地完全隔開，從根 本上杜絕了人觸電的危險。


圖1為本發(fā)明的電路圖； 圖2是本發(fā)明中B點即第一比較器的反相端的電壓波形圖；
圖3是本發(fā)明中第一比較器的同相端、反相端輸入的電壓波形圖；
圖4是本發(fā)明中第一 比較器輸出端輸出的電壓波形圖。
具體實施例方式
—種變頻洗衣機電解電流檢測電路，包括用于采集電解電流的取樣電阻，所述的 取樣電阻輸出的取樣電壓為0 1. 5V，取樣電阻接比較器的同相端，比較器的反相端接恒 流源充放電電路，比較器的輸出端通過光電耦合器2接主控芯片MCU 1的輸入端，如圖1所 示，為便于說明，特取節(jié)點A E點說明如下A點是O. 1Q的取樣電阻輸出的電解電流經(jīng) I-V、運放放大后得到的電壓變化信號，0 15A變化范圍是0 1. 5V。
所述的比較器為第一比較器IC1，取樣電阻輸出的電解電流經(jīng)1/V變化、運算放大 轉(zhuǎn)化為電壓信號，該電壓信號作為第一比較器IC1的同相輸入，第一比較器IC1的輸出端接 電阻R1的一端，電阻R1的另一端通過光電耦合器2接主控芯片MCU l，第一比較器ICl的 反相端接第二比較器IC2的反相端，所述的第二比較器IC2的同相端接恒壓源U。。
所述的第二比較器IC2的輸出端接三極管Ql的基極，三極管Ql的集電極與電阻 R2連接，電阻R2的另一端接三極管Q2基極，三極管Q2的發(fā)射極接地，電阻R3跨接在三極 管Q2的基極和發(fā)射極之間，三極管Q2的集電極接第二比較器IC2的反相端，電解電容Cl、 電容C2并聯(lián)，且二者的一端接在第二比較器IC2的反相端上，二者的另一端接在三極管Q2 的發(fā)射極上，第二比較器IC2的同相端通過電阻R4接地，并通過電阻R5接恒壓源U。，所述 的電阻R4、 R5均為金屬膜電阻，二極管D1跨接在第一比較器IC1的輸出端和同相端之間， 三極管Q3、 Q4的發(fā)射極相連，且該連接點接在恒壓源U。和電阻R5之間，三極管Q4的集電 極和基極相接，三極管Q4、Q3的基極相接并形成公共點，該公共點接三極管Q5的發(fā)射極，三 極管Q5的基極與三極管Q3的集電極相連，并通過電阻R6接地，三極管Q5的集電極接三極 管Q2的集電極。本發(fā)明還包括用于產(chǎn)生恒壓源U。的電源電路3，電源電路3包括三極管Q6，其集電極接30V直流電，該30V和電解板供電的30V取自一路，其基極接TL431芯片的陰極，電 阻R7的一端接30V直流電，電阻R7和電阻R8串聯(lián)后跨接在三極管Q6和TL431芯片的參 考端上，TL431芯片的參考端通過電阻R9接地，所述的電阻R8、 R9均為金屬膜電阻，TL431 芯片的陽極接地，電解電容C3跨接在TL431芯片的陰極和陽極之間，TL431芯片向第二比 較器IC2提供恒壓源U。。 所述的TL431芯片的參考電壓為2. 5V，恒壓源U。的電壓為5.6V。電源電路是射 極跟隨器的形式，三極管Q6的基極是TL431芯片的輸出端V2，輸出端V2作為恒壓源U。， V2由TL431芯片三端的電阻R7、 R8、 R9分壓后取得，計算公式是<formula>formula see original document page 5</formula>。使用TL431芯片的原因是因為V2用來產(chǎn)生恒流源，需要穩(wěn)定和 一致，它的分壓電阻必須使用1%誤差以內(nèi)的金屬膜電阻。K = V2-0.6 = 5V， ^用來供給 比較器和光電耦合器2供電。 由于Q4的集電極和基極接在一起，實際上可以等效為發(fā)射極是一個二極管。VC-VD =0. 6V，在這個固定的導(dǎo)通電壓下，通過三極管Q3的集電極電流Ic是恒定值。這個恒定的 Ic流過R6，在E點電壓也是一個恒定值VE，由于V2， (VC-VD) ， VE是恒定值，所以V2- (VC-VD) _VE 同樣是恒定值，通過三極管Q5的集電極電流也將是恒流。這個恒流對電解電容C1、電容C2 的并聯(lián)電容充電，由電容的公式得<formula>formula see original document page 5</formula>I是常數(shù)) 由此可見，B點的波形是一個以(1/C)I為斜率的斜線，當(dāng)B點充電達到第二比較器 IC2的閾值Umax時，第二比較器IC2翻轉(zhuǎn)，輸出0使三極管Ql飽和導(dǎo)通，則三極管Q2隨之飽 和導(dǎo)通，由于三極管Q2的集電極與發(fā)射極之間的等效電阻很小，由電解電容Cl、電容C2組 成的并聯(lián)電容通過三極管Q2很快將電放完。從而第二比較器IC2再次翻轉(zhuǎn)輸出K，三極管 Q2、Q1截止，對并聯(lián)電容的充電再次開始，波形進入下一個循環(huán)，B點的波形如圖2所示。
對于第一比較器ICl而言，其反相端輸入的是如B點所示的鋸齒波，其正相端輸入 的是經(jīng)過I-V、運放放大的反映電解電流大小變化的電壓Va，如圉3所示。最終，第一比較 器ICl輸出脈寬變化、頻率不變的波形，如圖4所示。這個脈寬不斷變化的脈沖信號通過光 電耦合器2的隔離被主控芯片MCU 1檢測，用以判斷電解的電流，而經(jīng)過光電耦合器2的隔 離，電解的地和主控芯片MCU 1的地被隔開了，杜絕了人觸電的危險。
權(quán)利要求
一種變頻洗衣機電解電流檢測電路，其特征在于包括用于采集電解電流的取樣電阻，取樣電阻接比較器的同相端，比較器的反相端接恒流源充放電電路，比較器的輸出端通過光電耦合器(2)接主控芯片MCU(1)的輸入端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻洗衣機電解電流檢測電路，其特征在于所述的比較器為第一比較器IC1，取樣電阻輸出的電解電流經(jīng)I/V變化、運算放大轉(zhuǎn)化為電壓信號，該電壓信號作為第一比較器IC1的同相輸入，第一比較器IC1的輸出端接電阻R1的一端，電阻Rl的另一端通過光電耦合器(2)接主控芯片MCU(1)，第一比較器IC1的反相端接第二比較器IC2的反相端，所述的第二比較器IC2的同相端接恒壓源U。。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的變頻洗衣機電解電流檢測電路，其特征在于所述的第二比較器IC2的輸出端接三極管Ql的基極，三極管Ql的集電極與電阻R2連接，電阻R2的另一端接三極管Q2基極，三極管Q2的發(fā)射極接地，電阻R3跨接在三極管Q2的基極和發(fā)射極之間，三極管Q2的集電極接第二比較器IC2的反相端，電解電容Cl、電容C2并聯(lián)，且二者的一端接在第二比較器IC2的反相端上，二者的另一端接在三極管Q2的發(fā)射極上，第二比較器IC2的同相端通過電阻R4接地，并通過電阻R5接恒壓源U。， 二極管Dl跨接在第二比較器IC2的輸出端和同相端之間，三極管Q3、 Q4的發(fā)射極相連，且該連接點接在恒壓源U0和電阻R5之間，三極管Q4的集電極和基極相接，三極管Q4、 Q3的基極相接并形成公共點，該公共點接三極管Q5的發(fā)射極，三極管Q5的基極與三極管Q3的集電極相連，并通過電阻R6接地，三極管Q5的集電極接三極管Q2的集電極。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的變頻洗衣機電解電流檢測電路，其特征在于還包括用于產(chǎn)生恒壓源U。的電源電路(3)，電源電路(3)包括三極管Q6，其集電極接30V直流電，其基極接TL431芯片的陰極，電阻R7的一端接30V直流電，電阻R7和電阻R8串聯(lián)后跨接在三極管Q6和TL431芯片的參考端上，TL431芯片的參考端通過電阻R9接地，TL431芯片的陽極接地，電解電容C3跨接在TL431芯片的陰極和陽極之間，TL431芯片向第二比較器IC2提供恒壓源U。。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變頻洗衣機電解電流檢測電路，其特征在于所述的取樣電阻輸出的取樣電壓為0 1. 5V。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的變頻洗衣機電解電流檢測電路，其特征在于所述的電阻R4、 R5、 R8、 R9均為金屬膜電阻。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的變頻洗衣機電解電流檢測電路，其特征在于所述的TL431芯片的參考電壓為2. 5V，恒壓源U。的電壓為5. 6V。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變頻洗衣機電解電流檢測電路，包括用于采集電解電流的取樣電阻，取樣電阻接比較器的同相端，比較器的反相端接恒流源，比較器的輸出端通過光電耦合器接主控芯片MCU的輸入端。本發(fā)明通過恒流源產(chǎn)生固定的鋸齒波，將經(jīng)過I-V變換、運放放大以后的電壓信號和恒流源進行比較，產(chǎn)生PWM(脈寬調(diào)制)信號，最終通過主芯片MCU檢測脈寬變化，以判斷電流的變化。本發(fā)明成功的替代了傳統(tǒng)的I-V變換——運放放大——主芯片MCU的連接方式，將電解的地和主芯片MCU的地完全隔開，從根本上杜絕了人觸電的危險。
文檔編號G01R19/00GK101738530SQ20091018582
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者李才友, 楊宇澄, 黃秋宏 申請人:合肥榮事達三洋電器股份有限公司