CN104570786B - 多负载互锁电路及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多负载互锁电路及其控制方法，包括MCU、N路负载、N路继电器，N为大于2的整数；每路继电器的常开端连接一路负载，每路继电器的控制单元连接MCU，第i路继电器的常闭端连接第i+1路继电器的常闭端，i为大于0且小于N的整数；所述控制方法包括：MCU检测是否存在负载控制指令输入；如果有，MCU向所述负载控制指令指向的待控负载对应连接的继电器提供高电平、且向N路继电器中的其他继电器输出低电平。本发明提供的电路在任何时刻只有一路负载工作，保证了家用电器的安全和家庭用电的安全。

Description

多负载互锁电路及其控制方法

技术领域

本发明涉及负载保护电路领域，尤其涉及一种多负载互锁电路及其控制方法。

背景技术

在家用电器的使用中，一种家用电器会有多个功能，例如洗衣机的洗衣、烘干、水加热等功能，因此家用电器会含有多个负载，若多个负载同时工作，会造成家用电器中的负载电流过大，对家用电器造成很大的安全隐患；并且在家用电器的MCU（微控制单元，MicroControl Unit）受到干扰或者控制失效的情况下，可能造成多个大电流负载同时工作，对家用电器造成损害，并且家庭用电也存在安全隐患。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明提供一种多负载互锁电路，包括：MCU、N路负载、N路继电器，N为大于2的整数；每路继电器的常开端连接一路负载，每路继电器的控制单元连接MCU，第i路继电器的常闭端连接第i+1路继电器的常闭端，i为大于0且小于N的整数。

可选的，所述N路继电器包括N-1路单刀双掷继电器和一路单刀单掷继电器；每路单刀双掷继电器的常开触点作为常开端连接一路负载，所述单刀单掷继电器的活动触点也作为常开端连接一路负载；第j路单刀双掷继电器的常闭触点作为常闭端，连接第j+1路单刀双掷继电器的常闭触点，j为大于0且小于N-1的整数；第一路单刀双掷继电器的常闭触点连接至电源L端；第N-1路单刀双掷继电器的常闭触点连接作为常闭端的单刀双掷继电器的固定触点。

可选的，所述多负载控制电路还包括负载控制电路，所述负载控制电路包括负载控制电源、NPN型三极管、电阻，所述NPN型三极管的基极经第一电阻与所述负载控制电源相连；所述NPN型三极管的发射极接地，同时NPN形三极管的发射极经第二电阻连接所述三极管的基极；所述NPN型三极管的集电极与所述继电器控制电路相连。

可选的，所述第i路负载一端连接所述第i路继电器，另一端连接至电源N端。

本发明还提供了一种家电设备，所述家电设备包括上述的多负载互锁电路。

可选的，所述家电设备为洗衣机，所述N路负载包括：第一水加热负载、第二水加热负载和烘干加热负载。

本发明还提供了上述多负载互锁电路的控制方法，包括：MCU检测是否存在负载控制指令输入；如果有，MCU向所述负载控制指令指向的待控负载对应连接的继电器提供高电平、且向N路继电器中的其他继电器输出低电平。

本发明提供的多负载互锁电路，在任何时刻只有一路大电流负载工作，并且即使是在MCU受到干扰或者失效的情况下，也只有一路负载工作，保证了家用电器的安全和家庭用电的安全。

附图说明

图1为本发明提供的多负载互锁电路第一实施例的电路原理图

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

参考图1，该图是本发明提供的多负载互锁电路的电路原理图，所述多负载互锁电路，包括：MCU、N路负载、N路继电器，N为大于2的整数；每路继电器的常开端连接一路负载，每路继电器的控制单元连接MCU，第i路继电器的常闭端连接第i+1路继电器的常闭端，i为大于0且小于N的整数。

如图所示，本实施例的原理图为三个负载的互锁电路图，包括MCU、3路负载、3路继电器；所述继电器分别为单刀双掷继电器K1，单刀双掷继电器K2和单刀单掷继电器K3，所述单刀双掷继电器K1的常闭端与所述单刀双掷继电器K2的常闭触点相连，所述单刀双掷继电器K1的常开端与所述负载一相连，所述单刀双掷继电器K1的活动触点与电源L端相连；所述单刀双掷继电器K2的常闭端与所述单刀单掷继电器K3的常闭触点相连，所述单刀双掷继电器K2的常开端与所述负载二相连；所述单刀单掷继电器K3的常闭触点与所述负载三相连。

所述多负载互锁电路还包括负载控制电路，所述负载控制电路包括负载控制电源、NPN型三极管、电阻，所述NPN型三极管的基极经第一电阻与所述负载控制电源相连；所述NPN型三极管的发射极接地，同时NPN形三极管的发射极经第二电阻连接所述三极管的基极；所述NPN型三极管的集电极与所述继电器控制电路相连。

所述负载一的一端连接所述第一路继电器，另一端连至电源N端；负载二一端连接所述第二路继电器，另一端连接至电源N端；负载三一端连接所述第三路继电器，另一端连接至电源N端。

所述继电器由一个继电器控制电路控制其开关，如图1所示，包括+12V电源，二极管和继电器开关，所述二极管的阴极与所述继电器开关的一端相连，所述二极管的阴极同时连接+12V电源；所述二极管的阳极与所述继电器的开关另一端相连，所述二极管的阳极同时连接所述负载控制电路。

实施例二：

本发明还提供了一种包括上述多负载互锁电路的家电设备，所述家电设备为洗衣机，上述的N路负载包括：第一水加热负载、第二水加热负载和烘干加热负载。

洗衣机***在设计过程中，需要用到两个水加热，一个烘干加热，功率一般都为1800W、220V，这样就有三个大电流负载同时存在，每个负载的电流时约等于8A。如果2个大负载同时工作，就需要约16A的电流，这对于家用电来说已经很大了，如果3个大负载同时工作，就需要24A的电流，这对于家庭用电来说就存在很大的安全隐患。

本发明提供的洗衣机包含上述的多负载控制电路，即使存在上述的三个负载，在使用的过程中，上述电路会控制洗衣机始终只有一路负载工作，即只有水加热或者烘干加热，所以无论什么时候洗衣机只会有8A的电流通过，保证了洗衣机的安全。

实施例三：

本发明还提供了上述多负载互锁电路的控制方法，包括MCU检测是否存在负载控制指令输入；如果有，MCU向所述负载控制指令指向的待控负载对应连接的继电器提供高电平、且向N路继电器中的其他继电器输出低电平。

当MCU正常可以工作，可以输出控制指令时，若要使负载1工作，MCU控制图示负载1控制电源为高电平，图示三极管N11的负载回路导通，三极管N11的集电极为高电平，所述继电器K1控制电路的二极管D28导通，所述单刀双掷继电器K1的常开端活动触点闭合，所述负载1的两端分别连接至电源的两端，所述负载1加电工作。

所述继电器K1为单刀双掷继电器，当负载1控制电源为高电平时，所述继电器K1的常开端活动触点闭合，此时，电源L端不能通过继电器K1的常闭端传递到继电器K2和继电器K3；这时，即使单刀双掷继电器K2的常开端活动触点闭合和/或者单刀单掷继电器K3闭合，负载2和/或者负载3也不能够加电工作。

如要使负载2工作，MCU控制负载1控制电源为低电平，三极管N11的基极为低电平，集电极也为低电平，图示二极管D28为截止状态，继电器K1的常闭端活动触点闭合，继电器K2的动端连接至电源L端，负载1不能加电工作；同时MCU控制负载2控制电源为高电平，其工作原理与负载1控制电路的工作原理相同，三极管N12负载回路导通，三极管N12的集电极为高电平，所述继电器K2控制电路的二极管D30导通，所述单刀双掷继电器K2的常开端活动触点闭合，所述负载2的两端分别连接至电源的两端，所述负载2加电工作。

所述继电器K2也为单刀双掷开关，当负载2控制电源为高电平时，上述负载2加电工作，继电器K2的常开端活动触点闭合，电源L端不能通过继电器K2的第一不动端传递到继电器K3，所以即使继电器K3闭合，负载3仍然不能加电工作。

如要使负载3工作，MCU控制负载1控制电源、负载2控制电源为低电平，工作原理与上述相似，继电器K1的常闭端活动触点闭合，继电器K2的常闭端活动触点也闭合，使得所述继电器K3的动端连接至电源L端，负载1和负载2都不能加电工作；同时MCU控制负载3制电源为高电平，负载3控制电路的工作原理与所述负载1控制电路、负载2控制电路的工作原理相同，所述继电器K3的触点闭合，负载3两端为电源两端，所述负载3加电工作。

所以综上所述，当继电器K1的常开端活动触点闭合时，负载1工作即处于有效状态，此时，无论负载2控制电源和负载3控制电源的状态是什么，负载2和负载3都处于无法工作即失效状态；

当继电器K1的常闭端活动触点闭合，负载1不工作处于失效状态时，此时继电器K2的常开端活动触点闭合，负载2才会工作处于有效状态，并且此时无论负载3控制电源的状态是什么，负载3都处于无法工作即失效的状态；

只有当继电器K1的常闭端活动触点和继电器K2的常闭端活动触点都闭合，负载1和负载2都不工作处于失效状态时，继电器K3闭合，负载3才会工作即处于有效状态。

所以，当上述MCU控制器失效，不能工作发出指令时，也只有一路负载工作，任意两个负载都不可能同时工作处于有效状态。

本发明提供的控制方法保证了家用电器的安全和家庭用电的安全。

在本发明上述各实施例中，实施例的序号和/或先后顺序仅仅便于描述，不代表实施例的优劣。对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

最后应说明的是：虽然以上已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (6)

1.一种多负载互锁电路，其特征在于，包括：

MCU、N路负载、N路继电器，N为大于2的整数；

每路继电器的常开端连接一路负载，每路继电器的控制单元连接MCU，第i路继电器的常闭端连接第i+1路继电器的常闭端，i为大于0且小于N的整数，

所述N路继电器包括N-1路单刀双掷继电器和一路单刀单掷继电器；

每路单刀双掷继电器的常开触点作为常开端连接一路负载，所述单刀单掷继电器的活动触点也作为常开端连接一路负载；

第j路单刀双掷继电器的常闭触点作为常闭端，连接第j+1路单刀双掷继电器的常闭触点，j为大于0且小于N-1的整数；

第一路单刀双掷继电器的常闭触点连接至电源L端；

第N-1路单刀双掷继电器的常闭触点连接作为常闭端的单刀双掷继电器的固定触点。

2.根据权利要求1所述的多负载互锁电路，其特征在于，还包括负载控制电路和继电器控制电路，所述负载控制电路包括负载控制电源、NPN型三极管、电阻，所述NPN型三极管的基极经第一电阻与所述负载控制电源相连；所述NPN型三极管的发射极接地，同时NPN形三极管的发射极经第二电阻连接所述三极管的基极；所述继电器控制电路包括电源、二极管和继电器开关，所述二极管的阴极与所述继电器开关的一端相连，所述二极管的阴极同时连接电源；所述二极管的阳极与所述继电器开关的 另一端相连，所述二极管的阳极同时连接所述负载控制电路，所述NPN型三极管的集电极与所述继电器控制电路相连。

3.根据权利要求1所述的多负载互锁电路，其特征在于，所述第i路负载一端连接所述第i路继电器，另一端连接至电源N端。

4.一种家电设备，其特征在于，包括如权利要求1至3任一所述的多负载互锁电路。

5.根据权利要求4所述的家电设备，其特征在于，所述家电设备为洗衣机，所述N路负载包括：第一水加热负载、第二水加热负载和烘干加热负载。

6.一种如权利要求1至3任一所述的多负载互锁电路的控制方法，其特征在于，包括：

MCU检测是否存在负载控制指令输入；

如果有，MCU向所述负载控制指令指向的待控负载对应连接的继电器提供高电平、且向N路继电器中的其他继电器输出低电平。