CN108873724A - 无线智能家电 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线智能家电，包括家电本体，家电本体内设有主控板、主控板电源、无线供电模块、无线通讯模块、智能电源模块、微控制器、备用电源和显示模块，主控板电源与主控板连接，主控板与无线供电模块和无线通讯模块连接，无线供电模块与智能电源模块和无线通讯模块连接；智能电源模块包括第二桥式整流器、第二十一电容、第二十一电感、第二十一变压器、第二十一二极管、第二电容、第二十三二极管、第二十四二极管、电压输出端、第二十二电阻、第二十二二极管、第二十二电容、信号隔离器、第二十一三极管、第二十一电阻、第二十三电容和第二十四电容。本发明电路结构较为简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高。

Description

无线智能家电

技术领域

本发明涉及家电领域，特别涉及一种无线智能家电。

背景技术

智能家电就是将微处理器、传感器技术、网络通信技术引入家电设备后形成的家电产品，具有自动感知住宅空间状态和家电自身状态、家电服务状态，能够自动控制及接收住宅用户在住宅内或远程的控制指令；同时，智能家电作为智能家居的组成部分，能够与住宅内其它家电和家居、设施互联组成***，实现智能家居功能。传统智能家电内部的电路使用的元器件较多，布线较为复杂，由于使用的元器件较多，因此会造成硬件成本较高。另外，由于传统智能家电内部的电路缺少相应的电路保护功能，例如：限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高的无线智能家电。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种无线智能家电，包括家电本体，所述家电本体内设有主控板、主控板电源、无线供电模块、无线通讯模块、智能电源模块、微控制器、备用电源和显示模块，所述主控板电源与所述主控板连接，所述主控板分别与所述无线供电模块和无线通讯模块连接，所述无线供电模块分别与所述智能电源模块和无线通讯模块连接，所述智能电源模块通过所述微控制器与所述备用电源连接，所述无线通讯模块、智能电源模块和备用电源均与所述显示模块连接；

所述智能电源模块包括第二桥式整流器、第二十一电容、第二十一电感、第二十一变压器、第二十一二极管、第二电容、第二十三二极管、第二十四二极管、电压输出端、第二十二电阻、第二十二二极管、第二十二电容、信号隔离器、第二十一三极管、第二十一电阻、第二十三电容和第二十四电容，所述第二桥式整流器的一个交流输入端连接220V交流电的一端，所述第二桥式整流器的另一个交流输入端连接所述220V交流电的另一端，所述第二桥式整流器的一个直流输出端分别与所述第二十一电容的一端和第二十一变压器的一个初级线圈的一端连接，所述第二桥式整流器的另一个直流输出端分别与所述第二十一电容的另一端和第二十一电感的一端连接，所述第二十一电感的另一端接地，所述第二十一变压器的次级线圈的一端分别与所述第二十二电容的一端、第二十三二极管的阳极和电压输出端连接，所述第二十三二极管的阴极与所述第二十四二极管的阴极连接，所述第二十四二极管的阳极接地，所述第二十一变压器的一个初级线圈的另一端通过所述第二十二电阻与所述第二十一三极管的集电极连接，所述第二十一三极管的发射极接地；

所述第二十一变压器的另一个初级线圈的一端与所述第二十二二极管的阳极连接，所述第二十二二极管的阴极分别与所述第二十二电容的一端、信号隔离器的第二引脚、信号隔离器的第四引脚和第二十一电阻的一端连接，所述第二十一变压器的另一个初级线圈的另一端分别与所述第二十二电容的另一端、信号隔离器的第三引脚、第二十一电阻的另一端、第二十三电容的一端和第二十四电容的一端连接并接地，所述信号隔离器的第一引脚与所述第二十三电容的另一端连接，所述信号隔离器的第七引脚和第八引脚均与所述第二十一三极管的基极连接，所述第二十二电阻的阻值为28kΩ。

在本发明所述的无线智能家电中，所述智能电源模块还包括第二十五二极管，所述第二十五二极管的阳极与所述第二十一电容的一端连接，所述第二十五二极管的阴极与所述第二十一变压器的一个初级线圈的一端连接，所述第二十五二极管的型号为E-452。

在本发明所述的无线智能家电中，所述智能电源模块还包括第二十三电阻，所述第二十一三极管通过所述第二十三电阻接地，所述第二十三电阻的阻值为36kΩ。

在本发明所述的无线智能家电中，所述第二十一三极管为NPN型三极管。

在本发明所述的无线智能家电中，所述无线通讯模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。

在本发明所述的无线智能家电中，所述显示模块为LED显示屏或LCD显示屏。

实施本发明的无线智能家电，具有以下有益效果：由于家电本体内设有主控板、主控板电源、无线供电模块、无线通讯模块、智能电源模块、微控制器、备用电源和显示模块，该家电本体的电路结构与传统智能家电的内部电路结构相比，其使用的模块较少，这样可以降低硬件成本，另外，智能电源模块包括第二桥式整流、第二十一电容、第二十一电感、第二十一变压器、第二十一二极管、第二电容、第二十三二极管、第二十四二极管、电压输出端、第二十二电阻、第二十二二极管、第二十二电容、信号隔离器、第二十一三极管、第二十一电阻、第二十三电容和第二十四电容，该智能电源模块相对于传统智能家电内部的电路，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样就可以降低硬件成本，第二十二电阻用于进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明无线智能家电一个实施例中家电本体的结构示意图；

图2为所述实施例中智能电源模块的电路原理图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

在本发明无线智能家电实施例中，该无线智能家电包括家电本体，该家电本体的结构示意图如图1所示。图1中，该家电本体内设有主控板1、主控板电源2、无线供电模块3、无线通讯模块4、智能电源模块5、微控制器6、备用电源7和显示模块8，其中，主控板电源2与主控板1连接，主控板1分别与无线供电模块3和无线通讯模块4连接，无线供电模块3分别与智能电源模块5和无线通讯模块4连接，智能电源模块5通过微控制器6与备用电源7连接，无线通讯模块4、智能电源模块5和备用电源7均与显示模块8连接。

家电主体通过无线供电模块3进行供电，家电主体通过无线通讯模块4进行数据传输。当接通主控板电源2时，家电主体内的主控板1发出信号，经由无线供电模块3通过电磁感应或电磁共振等的方式转换成电磁波，并将电磁波转换成电能，供应给智能电源模块5及无线通讯模块4，同样，通过无线通讯模块4进行信号传输，以使显示模块8工作。通过无线通讯方式，可以减少布线的麻烦。

备用电源7可以存储智能电源模块5所提供的电能，当智能电源模块5接收不到无线供电模块3提供的电能时，通过微控制器6可以随时切换到备用电源7，无需另给备用电源7提供电源，这样就可以节省成本。

在使用时，接通主控板电源2，给无线供电模块3和无线通讯模块4提供电能，无线供电模块3将无线信号转化为电能并通过智能电源模块5为显示模块8和无线通讯模块4提供电能，同时，智能电源模块5给备用电源7充电，并将电能储存于备用电源7内，显示模块8通过微控制器6来判断电量的高低，通过电量较高的一端显示模块8供电，同时切断电量较低的另一端，另外，无线通讯模块4通过进行信号传输，以使显示模块8显示。该家电本体的电路结构与传统智能家电的内部电路结构相比，其使用的模块较少，由于节省了一些模块，这样就可以降低硬件成本。

值得一提的是，本实施例中，无线通讯模块4可以是蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块等。通过设置多种无线通讯方式，可以满足不同用户和不同场合的需求，尤其是采用LoRa模块时，其通信距离较远，且通信性能较为稳定，适用于对通信质量要求较高的场合。

本实施例中，上述显示模块8可以为LED显示屏或LCD显示屏，在实际应用中，可以根据具体需求选择相应的显示屏。

图2为本实施例中智能电源模块的电路原理图，图2中，该智能电源模块5包括第二桥式整流器Z2、第二十一电容C21、第二十一电感L21、第二十一变压器T21、第二十一二极管D21、第二电容C2、第二十三二极管D23、第二十四二极管D24、电压输出端Vo、第二十二电阻R22、第二十二二极管D22、第二十二电容C22、信号隔离器U21、第二十一三极管Q21、第二十一电阻R21、第二十三电容C23和第二十四电容C24，第二桥式整流器Z2的一个交流输入端连接220V交流电的一端，第二桥式整流器Z2的另一个交流输入端连接220V交流电的另一端，第二桥式整流器Z2的一个直流输出端分别与第二十一电容C21的一端和第二十一变压器T21的一个初级线圈L22的一端连接，第二桥式整流器Z2的另一个直流输出端分别与第二十一电容C21的另一端和第二十一电感L21的一端连接，第二十一电感L21的另一端接地，第二十一变压器T21的次级线圈L24的一端分别与第二十二电容C22的一端、第二十三二极管D23的阳极和电压输出端Vo连接，第二十三二极管D23的阴极与第二十四二极管D24的阴极连接，第二十四二极管D24的阳极接地，第二十一变压器T21的一个初级线圈L22的另一端通过第二十二电阻R22与第二十一三极管Q21的集电极连接，第二十一三极管Q21的发射极接地。

本实施例中，第二十一变压器T21的另一个初级线圈L23的一端与第二十二二极管D22的阳极连接，第二十二二极管D22的阴极分别与第二十二电容C22的一端、信号隔离器U21的第二引脚、信号隔离器的第四引脚和第二十一电阻R21的一端连接，第二十一变压器T21的另一个初级线圈L23的另一端分别与第二十二电容C22的另一端、信号隔离器U21的第三引脚、第二十一电阻R21的另一端、第二十三电容C23的一端和第二十四电容C24的一端连接并接地，信号隔离器U21的第一引脚与第二十三电容C23的另一端连接，信号隔离器U21的第七引脚和第八引脚均与第二十一三极管Q21的基极连接。

该智能电源模块5相对于传统智能家电内部的电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，由于节省了元器件，这样就可以降低硬件成本。第二十二电阻R22为限流电阻，用于进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第二十二电阻R22的阻值为28kΩ，当然，在实际应用中，第二十二电阻R22的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，220V交流电经第二桥式整流器Z2桥式整流后，送到第二十一变压器T21的一个初级线圈L22侧，经过第二十一变压器T21的另一个初级线圈L23互感后，给信号隔离器U21提供控制电压，信号隔离器U21输出一个恒流的电压，并通过与其连接的***器件对电压进行稳定，控制第二十一三极管Q21导通，反馈给第二十一变压器T21的一个初级线圈L22，使第二十一变压器T21的一个初级线圈L22中得到稳定的电压输入，从而使第二十一变压器T21的次级线圈L24感应到稳定的电压并输出稳定的电流，最后在第二十一变压器T21的次级线圈L24的后极加入第二十三二极管D23和第二十四二极管D24，将第二十一电感L21因漏感产生的尖峰电压钳位到安全值，进一步提高电路安全性，用于驱动显示模块8。

该智能电源模块5通过使用信号隔离器U21，并设计合适的与其连接的***电路，使得输入220V电压在180V～250V波动时，仍然保持输出电压在5.5V±4％的范围内，通过加入第二十三二极管D23和第二十四二极管D24，将第二十一电感L21因漏感产生的尖峰电压钳位到安全值，进一步提高电路安全性，恒压、恒流效果好。

值得一提的是，本实施例中，信号隔离器U21采用的型号为TK5041，在实际应用中，信号隔离器U21也可以采用其他型号具有类似功能的信号隔离器。

本实施例中，第二十一三极管Q21为NPN型三极管。当然，在实际应用中，第二十一三极管Q21也可以采用PNP型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该智能电源模块5还包括第二十五二极管D25，第二十五二极管D25的阳极与第二十一电容C21的一端连接，第二十五二极管D25的阴极与第二十一变压器T21的一个初级线圈L22的一端连接。第二十五二极管D25为限流二极管，用于进行限流保护，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例，第二十五二极管D25的型号为E-452，当然，在实际应用中，第二十五二极管D25也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，该智能电源模块5还包括第二十三电阻R23，第二十一三极管Q21通过第二十三电阻R23接地。第二十三电阻R23为限流电阻，用于对第二十一三极管Q21的发射极电流进行限流保护，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第二十三电阻R23的阻值为36kΩ，当然，在实际应用中，第二十三电阻R23的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

总之，本实施例中，该家电本体的电路结构与传统智能家电的内部电路结构相比，其使用的模块较少，且做成了一体化，由于节省了一些模块，这样就可以降低硬件成本。另外，该智能电源模块5相对于传统智能家电的供电部分，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，由于节省了一些元器件，这样就可以降低硬件成本。该智能电源模块5中设有限流电阻，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (6)

1.一种无线智能家电，其特征在于，包括家电本体，所述家电本体内设有主控板、主控板电源、无线供电模块、无线通讯模块、智能电源模块、微控制器、备用电源和显示模块，所述主控板电源与所述主控板连接，所述主控板分别与所述无线供电模块和无线通讯模块连接，所述无线供电模块分别与所述智能电源模块和无线通讯模块连接，所述智能电源模块通过所述微控制器与所述备用电源连接，所述无线通讯模块、智能电源模块和备用电源均与所述显示模块连接；

所述智能电源模块包括第二桥式整流器、第二十一电容、第二十一电感、第二十一变压器、第二十一二极管、第二电容、第二十三二极管、第二十四二极管、电压输出端、第二十二电阻、第二十二二极管、第二十二电容、信号隔离器、第二十一三极管、第二十一电阻、第二十三电容和第二十四电容，所述第二桥式整流器的一个交流输入端连接220V交流电的一端，所述第二桥式整流器的另一个交流输入端连接所述220V交流电的另一端，所述第二桥式整流器的一个直流输出端分别与所述第二十一电容的一端和第二十一变压器的一个初级线圈的一端连接，所述第二桥式整流器的另一个直流输出端分别与所述第二十一电容的另一端和第二十一电感的一端连接，所述第二十一电感的另一端接地，所述第二十一变压器的次级线圈的一端分别与所述第二十二电容的一端、第二十三二极管的阳极和电压输出端连接，所述第二十三二极管的阴极与所述第二十四二极管的阴极连接，所述第二十四二极管的阳极接地，所述第二十一变压器的一个初级线圈的另一端通过所述第二十二电阻与所述第二十一三极管的集电极连接，所述第二十一三极管的发射极接地；

所述第二十一变压器的另一个初级线圈的一端与所述第二十二二极管的阳极连接，所述第二十二二极管的阴极分别与所述第二十二电容的一端、信号隔离器的第二引脚、信号隔离器的第四引脚和第二十一电阻的一端连接，所述第二十一变压器的另一个初级线圈的另一端分别与所述第二十二电容的另一端、信号隔离器的第三引脚、第二十一电阻的另一端、第二十三电容的一端和第二十四电容的一端连接并接地，所述信号隔离器的第一引脚与所述第二十三电容的另一端连接，所述信号隔离器的第七引脚和第八引脚均与所述第二十一三极管的基极连接，所述第二十二电阻的阻值为28kΩ。

2.根据权利要求1所述的无线智能家电，其特征在于，所述智能电源模块还包括第二十五二极管，所述第二十五二极管的阳极与所述第二十一电容的一端连接，所述第二十五二极管的阴极与所述第二十一变压器的一个初级线圈的一端连接，所述第二十五二极管的型号为E-452。

3.根据权利要求2所述的无线智能家电，其特征在于，所述智能电源模块还包括第二十三电阻，所述第二十一三极管通过所述第二十三电阻接地，所述第二十三电阻的阻值为36kΩ。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的无线智能家电，其特征在于，所述第二十一三极管为NPN型三极管。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的无线智能家电，其特征在于，所述无线通讯模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的无线智能家电，其特征在于，所述显示模块为LED显示屏或LCD显示屏。