CN103378577A - 家用电器的电源控制装置和空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家用电器的电源控制装置和空调器。其中，家用电器的电源控制装置包括：输入端子，连接于外部电源；输出端子，连接于家用电器；开关，连接于输入端子和输出端子之间的供电线路上；以及主控芯片，与开关相连接，用于控制开关断开或闭合。通过本发明，解决了现有技术中控制家用电器断开或接通供电电源的方式不能满足用户的方便性需求的问题，进而达到了方便用户控制家用电器的整机供电与否的效果。

Description

家用电器的电源控制装置和空调器

技术领域

本发明涉及家用电器领域，具体而言，涉及一种家用电器的电源控制装置和空调器。

背景技术

家用电器在使用过程中往往会遇到以下几个安全问题：

1、对于普通家用电器如空调、电视等，在接收遥控器的关机信号后，通常处于待机状态，不能完全切断整机电源，长此以往不仅费电还容易引起电器内部元器件老化，容易引发安全事故。

2、家用电器在使用过程中，可能会出现内部电气部件故障导致的漏电事故，一旦家用电器发生漏电，将造成人员触电，危害极大。

3、家用电器在使用过程中，可能会出现如电机、压缩机等发生过载，导致电流过大烧毁电源线路的事故。

针对以上问题，现有技术中的解决方案分别为：为使家用电器的整机电源彻底切断，人为手动切断家用电器的供电电源，并在下次使用时再由人为手动合闸恢复家用电器的供电电源；为避免发生漏电事故，在进电总开关位置安装漏电开关以在某一台电器发生漏电时及时断开总开关；为避免过流导致的安全事故，在进电总开关位置安装空气开关以在过流出现时及时断开总开关。

但是上述解决方案存在以下弊端：

1、通过人为手动断开或接通供电电源的方式不能满足用户的方便性需求；

2、通过空气开关或漏电开关控制总开关断开的方式使得一个总开关下的所有家用电器的供电电源一次性全部被断开，造成一些处于正常工作状态下的家用电器也被迫停止供电，无法实现针对性地单独控制出现过流故障或漏电故障的具体某台家用电器的供电线路断开。

针对相关技术中控制家用电器断开或接通供电电源的方式不能满足用户的方便性需求的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种家用电器的电源控制装置和空调器，以解决现有技术中控制家用电器断开或接通供电电源的方式不能满足用户的方便性需求的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种家用电器的电源控制装置，包括：输入端子，连接于外部电源；输出端子，连接于家用电器；开关，连接于输入端子和输出端子之间的供电线路上；以及主控芯片，与开关相连接，用于控制开关断开或闭合。

进一步地，电源控制装置还包括：电源模块，与外部电源和主控芯片分别相连接，用于将外部电源电压转换为主控芯片的工作电压；以及通讯模块，与主控芯片相连接，用于接收用户指令并将用户指令发送至主控芯片，其中，主控芯片根据用户指令控制开关断开或闭合。

进一步地，通讯模块采用无线通讯方式接收用户指令。

进一步地，电源控制装置还包括：电源模块，与外部电源和主控芯片分别相连接，用于将外部电源电压转换为主控芯片的工作电压；以及检测模块，与主控芯片相连接，用于检测家用电器的工作状态并将家用电器的工作状态参数发送至主控芯片，其中，主控芯片用于根据工作状态参数判断家用电器是否处于工作状态，在判定家用电器处于工作状态时控制开关闭合，在判断家用电器处于非工作状态时控制开关断开。

进一步地，电源控制装置还包括：漏电检测模块，与主控芯片相连接，用于检测开关和输出端子之间的供电线路中的电流，得到第一电流，其中，主控芯片在判定第一电流大于第一预设电流时控制开关断开。

进一步地，漏电检测模块包括：第一电流互感器，第一电流互感器的信号检测端设置在开关和输出端子之间的供电线路上；第一整流电路，与第一电流互感器的信号输出端相连接；以及第一滤波电路，连接在第一整流电路和主控芯片之间。

进一步地，电源控制装置还包括：过流检测模块，与主控芯片相连接，用于检测开关和输出端子之间的供电线路中的零线电流，得到第二电流，其中，主控芯片在判定第二电流大于第二预设电流时控制开关断开。

进一步地，过流检测模块包括：第二电流互感器，第二电流互感器的信号检测端设置在开关和输出端子之间的供电线路的零线上；第二整流电路，与第二电流互感器的信号输出端相连接；以及第二滤波电路，连接在第二整流电路和主控芯片之间。

进一步地，电源控制装置还包括：故障检测模块，与主控芯片相连接，用于检测开关和输出端子之间的供电线路中的火线电流，得到第三电流，其中，主控芯片在判定第三电流小于第三预设电流时控制开关断开。

进一步地，故障检测模块包括：第三电流互感器，第三电流互感器的信号检测端设置在开关和输出端子之间的供电线路的火线上；以及放大电路，连接在第三电流互感器的信号输出端和主控芯片之间。

进一步地，开关包括继电器，其中，继电器的控制线圈与主控芯片相连接，继电器的动静触点连接于输入端子和输出端子之间的供电线路上。

进一步地，电源控制装置还包括：报警模块，与主控芯片相连接。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种空调器，包括本发明上述内容所提供的任一种家用电器的控制装置。

通过本发明，采用包括以下结构的电源控制装置：输入端子，连接于外部电源；输出端子，连接于家用电器；开关，连接于输入端子和输出端子之间的供电线路上；以及主控芯片，与开关相连接，用于控制开关断开或闭合，通过在控制装置的输入端子和输出端子之间的供电线路上设置开关，开关断开时供电线路断开，开关闭合时供电线路导通，实现了用户无需手动切断或闭合家用电器的闸刀，解决了现有技术中控制家用电器断开或接通供电电源的方式不能满足用户的方便性需求的问题，进而达到了方便用户控制家用电器的整机供电与否的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的电源控制装置的示意图；

图2是根据本发明实施例的电源控制装置的电源模块的电路图；

图3是根据本发明实施例的电源控制装置的漏电检测模块的电路图；

图4是根据本发明实施例的电源控制装置的过流检测模块的电路图；

图5是根据本发明实施例的电源控制装置的故障检测模块的电路图；

图6是根据本发明实施例的电源控制装置的报警模块的电路图；

图7是根据本发明优选实施例的电源控制装置的示意图；

图8是根据本发明优选实施例的电源控制装置的电路图；以及

图9是根据本发明优选实施例的电源控制装置的控制原理图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明实施例提供了一种家用电器的电源控制装置，图1是根据本发明实施例的电源控制装置的示意图，如图1所示，该实施例的电源控制装置包括输入端子、输出端子、开关K和主控芯片。

其中，输入端子用于与外部供电电源相连接，输出端子用于与家用电器相连接，开关K设置在输入端子和输出端子之间的供电线路上，主控芯片与开关K相连接，以控制开关K的断开或闭合。

通过在控制装置的输入端子和输出端子之间的供电线路上设置开关，开关断开时供电线路断开，开关闭合时供电线路导通，实现了用户无需手动切断或闭合家用电器的闸刀，解决了现有技术中控制家用电器断开或接通供电电源的方式不能满足用户的方便性需求的问题，进而达到了方便用户控制家用电器的整机供电与否的效果。

具体地，可以在本发明实施例的电源控制装置中设置电源模块以将外部供电电源的电压转换为主控芯片的工作电压，电源模块的输入端可以通过电源控制装置的输入端子与外部电源相连接，电源模块的输出端与主控芯片的供电端相连接；如图2所示，为本发明实施例的电源模块的示意图，采用RC模块给芯片供电。主控芯片可以通过以下方式来控制开关K断开或闭合：第一、在电源控制装置中设置与主控芯片相连接的通讯模块，该通讯模块用于接收用户发送的指令，该用户指令用于指示主控芯片控制开关K断开或闭合，更具体地，用户可以通过遥控器以无线通讯的方式向电源控制装置发送指令，避免障碍物对信号的阻挡，可便于电源控制装置安装在范围内的任何位置，使得电源控制装置更能满足用户的方便性需求；第二，在电源控制装置中设置与主控芯片相连接的检测模块，该检测模块用于检测家用电器的工作状态，并将检测到的表征家用电器工作状态的参数信息发送给主控芯片，主控芯片根据接收到的参数信息判断家用电器是否处于工作状态，当主控芯片判断出家用电器处于工作状态时，控制开关K闭合，当主控芯片判断出家用电器处于非工作状态时，控制开关K断开。其中，为了提高本发明实施例的电源控制装置的安全性和稳定性，开关K可以包括开关K1和开关K2，开关K1和开关K2均可以为继电器开关，继电器的控制线圈与主控芯片相连接，K1继电器的动静触点设置在供电线路的火线上，K2继电器的动静触点设置在供电线路的零线上。

优选地，本发明实施例的电源控制装置还可以包括：漏电检测模块，该漏电检测模块的信号检测端可以为电流互感器，以穿芯式电流互感器进行举例说明，可以将开关K1、K2与输出端子之间的火线和零线均穿过电流互感器的信号检测端，电流互感器的信号输出端通过整流电路、滤波电路后与主控芯片相连接。具体地，漏电检测模块的电路连接图如图3所示。

其中，漏电检测模块的工作原理为：当与输出端子相连接的家用电器出现漏电故障时，穿过电流互感器的信号检测端的火线和零线上的电流将出现电流不平衡，即，火线电流不等于零线电流，此时电流互感器的信号检测端有检测电流，电流互感器的信号输出端根据检测到的电流产生感应电压，主控芯片能够根据电流互感器信号输出端输出的信号判断出检测电流是否大于第一电流值，第一电流值可以设置为零，当然，即便是在火线电流等于零线电流的情况下，由于电器电路相互之间的干扰，电流互感器的信号检测端依然可能会检测到电流值，第一电流值还可以根据经验设置为其它稍大于零的值，主控芯片根据漏电检测模块检测出家用电器是否出现漏电故障，在家用电器出现漏电故障时控制开关断开达到控制该家用电器的供电电路断开。

通过带有漏电检测模块的电源控制装置能够对与该控制装置相连接的家用电器进行漏电与否的单独检测，并在该家用电器出现漏电故障时单独控制断开该家用电器的供电线路，达到了既避免出现漏电事故又不影响其它家用电器正常使用的效果。

优选地，本发明实施例的电源控制装置还可以包括：过流检测模块，该过流检测模块的信号检测端可以为电流互感器，以穿芯式电流互感器进行举例说明，可以将开关K2与输出端子之间的零线穿过电流互感器的信号检测端，电流互感器的信号输出端通过整流电路、滤波电路后与主控芯片相连接。具体地，过流检测模块的电路连接图如图4所示。

其中，过流检测模块的工作原理为：当与输出端子相连接的家用电器出现过载导致供电回路中的电流过流时，电流互感器的信号输出端根据信号检测端检测到的电流产生感应电压，主控芯片能够根据电流互感器信号输出端输出的信号判断检测电流是否大于第二电流值，第二电流值可以设置控制装置所允许的电路回路的最大电流值，主控芯片根据过流检测模块检测出家用电器是否出现过流故障，在家用电器出现过流故障时控制开关断开达到控制该家用电器的供电电路断开。

通过带有过流检测模块的电源控制装置能够对与该控制装置相连接的家用电器进行过流与否的单独检测，并在该家用电器出现过流故障时单独控制断开该家用电器的供电线路，达到了既避免出现过流导致线路烧毁事故又不影响其它家用电器正常使用的效果。

优选地，本发明实施例的电源控制装置还可以包括：故障检测模块，该故障检测模块的信号检测端可以为电流互感器，以穿芯式电流互感器进行举例说明，可以将开关K1与输出端子之间的火线穿过电流互感器的信号检测端，电流互感器的信号输出端通过放大电路与主控芯片相连接。具体地，故障检测模块的电路连接图如图5所示。

其中，故障检测模块的工作原理为：当与输出端子相连接的家用电器出现故障时，火线中的电流将会明显小于家用电器处于正常工作状态时的电流，电流互感器的信号输出端根据信号检测端检测到的故障停机电流产生感应电压，主控芯片能够根据电流互感器信号输出端输出的信号判断检测电流是否小于第三电流值，第三电流值可以设置为家用电器处于正常工作状态时，控制装置中的回路电流值，主控芯片根据故障检测模块检测出家用电器是否出现故障，在家用电器出现故障时控制开关断开达到控制该家用电器的供电电路断开。

通过带有故障检测模块的电源控制装置能够对与该控制装置相连接的家用电器进行故障与否的单独检测，并在该家用电器出现故障时单独控制断开该家用电器的供电线路，达到了既避免家用电器在故障状态下运行发生安全事故，又不影响其它家用电器正常使用的效果。

需要说明的是，对于漏电检测模块、过流检测模块和故障检测模块，本发明实施例的电源控制装置可以只包括三者中的任意一个检测模块，也可以包括三者中的任意两个的组合，或者三者均包括。

进一步地，本发明实施例的电源控制装置还可以包括报警模块，报警模块与主控芯片相连接，报警模块的工作原理为：当主控芯片确定出家用电器出现过流或漏电等其它故障时，主控芯片在发送断开信号至开关K1和K2的同时发送报警信号至报警模块进行报警。具体地，报警模块可以报报警指示灯和报警蜂鸣器，报警模块的具体电路图如图6所示。

本发明实施例的电源控制装置可以设计成插头、插座等电联结方式，用户供电电源火零线L、N先接入电源控制装置，电源控制装置对供电电源进行监控输出到Lout、Nout，家用电器从输出端取电。继电器开关K1、K2可同时切断火线和零线。该电源控制装置还可以设计成10A、16A、25A、32A等不同规格，以满足不同家用电器需要。电源控制装置亦可设计成空气开关接线方式，安装在墙壁上取代插座或空气开关，家用电器直接通过保护开关取电。

以一种优选实施例的电源控制装置(同时包括漏电检测模块、过流检测模块、故障检测模块和报警模块)进行举例说明电源控制装置的工作原理：

在电源控制装置工作时，由各个电流互感器持续监测用电回路内电流情况。当出现漏电和过流信号时，主芯片接收到高电平，控制继电器K1、K2切断输出电源，并触发声光报警，电源控制装置中的内置蜂鸣器发出警报声，LED指示灯闪烁，告知用户及时处理。当出现故障电流信号，并且故障电流信号的持续时间达到设定时间时，主芯片控制继电器K1、K2切断输出电源，并触发声光报警。其中，如果各个电流互感器检测到的电流值均正常，也即家用电器处于正常工作状态或者正常待机状态，当芯片接收到无线通讯信号时，主芯片根据信号，控制继电器K1、K2吸合或者切断电源。具体地，本发明优选实施例的电源控制装置的示意图如图7所示，具体电路连接图在图8中示出，以及本发明优选实施例的电源控制装置的控制原理图在图9中示出。其中，在图8中，标号10表示电源模块，电源模块10采用RC模块给主控制芯片供电，其输入端分别连接至外部电源的火线和零线，输出端分别连接至主控制芯片的VCC和VSS端口；标号20表示漏电检测模块，开关K1、K2与输出端子之间的火线和零线均穿过漏电检测模块20的电流互感器X1的信号检测端，漏电检测模块20的信号输出端连接至主控制芯片的ACLK端口；标号30表示过流检测模块，开关K2与输出端子之间的零线穿过过流检测模块30的电流互感器X2的信号检测端，过流检测模块30的信号输出端连接至主控制芯片的NCLK端口；标号40表示故障检测模块，开关K1与输出端子之间的火线穿过故障检测模块40的电流互感器X3的信号检测端，故障检测模块40的信号输出端连接至主控制芯片的TAO端口；标号50表示无线通讯模块，无线通讯模块50由无线通讯芯片和其***电路组成，该无线通讯模块可以设置在遥控器上实现遥控器以无线通讯方式控制电源控制装置；标号60表示报警模块，包括蜂鸣器和报警指示灯；标号70表示电源控制装置的复位电路；标号80表示开关，其中，开关K1和开关K2均可以为继电器开关，继电器开关K1的动触点和静触点设置在电源控制装置输入、输出端子之间的火线上，继电器开关K2的动触点和静触点设置在电源控制装置输入、输出端子之间的零线上，继电器开关K1和K2的控制线圈连接至主控制芯片，以接受主控制芯片的控制进行闭合或断开。

从以上的描述中，可以看出，本发明实施例的电源控制装置在家用电器处于待机时及时切断电器电源，完全杜绝电器安全事故的发生；并实时监测电器使用情况，对电器使用时可能出现的异常事故进行保护，避免电器火灾的发生。同时，本发明实施例所提供的电源控制装置通过主控芯片控制开关断开或闭合，还具有反应灵敏精确，安全可靠的优点。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种家用电器的电源控制装置，其特征在于，包括：

输入端子，连接于外部电源；

输出端子，连接于家用电器；

开关，连接于所述输入端子和所述输出端子之间的供电线路上；以及

主控芯片，与所述开关相连接，用于控制所述开关断开或闭合。

2.根据权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，所述电源控制装置还包括：

电源模块，与所述外部电源和所述主控芯片分别相连接，用于将外部电源电压转换为所述主控芯片的工作电压；以及

通讯模块，与所述主控芯片相连接，用于接收用户指令并将所述用户指令发送至所述主控芯片，

其中，所述主控芯片根据所述用户指令控制所述开关断开或闭合。

3.根据权利要求2所述的电源控制装置，其特征在于，所述通讯模块采用无线通讯方式接收所述用户指令。

4.根据权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，所述电源控制装置还包括：

电源模块，与所述外部电源和所述主控芯片分别相连接，用于将外部电源电压转换为所述主控芯片的工作电压；以及

检测模块，与所述主控芯片相连接，用于检测所述家用电器的工作状态并将所述家用电器的工作状态参数发送至所述主控芯片，

其中，所述主控芯片用于根据所述工作状态参数判断所述家用电器是否处于工作状态，在判定所述家用电器处于工作状态时控制所述开关闭合，在判断所述家用电器处于非工作状态时控制所述开关断开。

5.根据权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，所述电源控制装置还包括：

漏电检测模块，与所述主控芯片相连接，用于检测所述开关和所述输出端子之间的供电线路中的电流，得到第一电流，

其中，所述主控芯片在判定所述第一电流大于第一预设电流时控制所述开关断开。

6.根据权利要求5所述的电源控制装置，其特征在于，所述漏电检测模块包括：

第一电流互感器，所述第一电流互感器的信号检测端设置在所述开关和所述输出端子之间的供电线路上；

第一整流电路，与所述第一电流互感器的信号输出端相连接；以及

第一滤波电路，连接在所述第一整流电路和所述主控芯片之间。

7.根据权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，所述电源控制装置还包括：

过流检测模块，与所述主控芯片相连接，用于检测所述开关和所述输出端子之间的供电线路中的零线电流，得到第二电流，

其中，所述主控芯片在判定所述第二电流大于第二预设电流时控制所述开关断开。

8.根据权利要求7所述的电源控制装置，其特征在于，所述过流检测模块包括：

第二电流互感器，所述第二电流互感器的信号检测端设置在所述开关和所述输出端子之间的供电线路的零线上；

第二整流电路，与所述第二电流互感器的信号输出端相连接；以及

第二滤波电路，连接在所述第二整流电路和所述主控芯片之间。

9.根据权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，所述电源控制装置还包括：

故障检测模块，与所述主控芯片相连接，用于检测所述开关和所述输出端子之间的供电线路中的火线电流，得到第三电流，

其中，所述主控芯片在判定所述第三电流小于第三预设电流时控制所述开关断开。

10.根据权利要求9所述的电源控制装置，其特征在于，所述故障检测模块包括：

第三电流互感器，所述第三电流互感器的信号检测端设置在所述开关和所述输出端子之间的供电线路的火线上；以及

放大电路，连接在所述第三电流互感器的信号输出端和所述主控芯片之间。

11.根据权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，所述开关包括继电器，其中，

所述继电器的控制线圈与所述主控芯片相连接，所述继电器的动静触点连接于所述输入端子和所述输出端子之间的供电线路上。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的电源控制装置，其特征在于，所述电源控制装置还包括：

报警模块，与所述主控芯片相连接。

13.一种空调器，其特征在于，包括电源控制装置，所述电源控制装置为权利要求1至12中任一项所述的电源控制装置。

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