家用电器排水泵及其控制电路的制作方法

公知同步电机和无刷DC电机被广泛用于旋转式家用电器，特别是用于洗碗机和待洗衣物处理设备。例如，待洗衣物处理设备，洗碗机也同样，具有用于将容纳在滚筒中的水排出的排水(放水)泵。

同步机是利用旋转定子磁通量和与之锁定的转子通量来以同步频率旋转的电机。它需要其中存在带有多个功率开关的逆变器的速度控制电路拓扑。逆变器的作用是在启动期间和在其它期望可变速度的情形期间动态控制同步电机的速度。例如，如果循环的水量不足并且泵可能要开始抽吸混合有水的空气，那么洗衣机中的排水泵电动机的速度需要被降低。这最终可导致产生不受控制的音量，达到可能需要解决消费者抱怨的程度。因此，被恒速驱动的同步电机泵具有产生不受控制的声音的缺点。另一方面，由于电子控制电路系统简单，无刷DC电机也适于用来执行速度控制。

为了达到该目的，仅通过三端双向可控硅开关电路来使同步电机排水泵通电和断电的家用电器的电子控制板需要大量的更改，以用于对同步电机应用变速控制。因此，期望得到一种电路布置，其能够在不更改主电子控制板的情况下实现变速控制，否则这可能需要采用更复杂的电路设计来替代简单、可靠且成本低的三端双向可控硅开关电路以涵盖现有电子控制板自身的全面改变。

除此之外，可参考在本发明的技术领域中的现有技术公开文献之一如EP 0574823，其限定了一种用于启动永磁同步电机的装置，该装置具有静态的功率开关和串联布置在电机的定子绕组和在电源频率下的交变电压源之间的三端双向可控硅开关。三端双向可控硅开关由电子电路控制，所述电子电路处理流经同步电机的线圈的电流、转子的永磁体的位置和极性、以及交变电压源的极性。

本发明提供一种家用电器，特别是待洗衣物处理设备或洗碗机，其具有主电子控制板和排水泵，所述电子控制板具有三端双向可控硅开关电路，其不仅适于通电和断电所述排水泵，而且还适于给对泵电机应用变速控制的泵控制板供电。

如限定在权利要求1中的特定特征所提供的，本发明提供一种泵驱动板，其通过主电子控制板的三端双向可控硅开关电路供电，从而在三端双向可控硅开关的导通期间持续地汲取最小量的电流。

因此本发明的主要目的是提供一种带有电子控制板的家用电器，所述电子控制板设计成利用AC开关，即用于交变电流的三端双向可控硅开关，对排水泵应用接通/断开的开关控制，并且其还能通过所述三端双向可控硅开关来驱动泵驱动板。

本发明提出一种家用电器，其包括电子控制板和排水泵。所述排水泵通过在板上的三端双向可控硅开关间隔地不连续地被供电。具有功率驱动电路的泵驱动板控制泵电动机的速度以及自启动。所述泵驱动板包括可控负载电路，其在所述三端双向可控硅开关被主板接通时和在泵电动机间隔运行时汲取特定的、预定量的电流。

该可控负载电路还具有与限流电阻串联的开关装置，并且在所述三端双向可控硅开关被触发并保持导通时，它响应于排水泵的运行状态而接通和关断。

给出的附图仅仅用于举例驱动控制电路拓扑的目的，该驱动控制电路拓扑比现有技术的优点在上文列出并且将在下文简要阐述。

附图并不意图于对权利要求中所确定的保护范围进行划界，也不应该在不依靠本发明的说明书中的技术公开的情况下单独参照这些附图来试图解释所述权利要求中所确定的范围。

图1示出了常规具有三端双向可控硅开关的电子控制板的总体电路原理图，其中所述三端双向可控硅开关用来使排水泵通电和断电。

图2示出了图1的电子控制板的更详细的电路原理图。

图3示出了根据本发明的泵驱动板。

图4示出了用于交变电流的三端双向可控硅开关的I-V曲线特性。

下列标号被用在详细的描述中：

1.排水泵

2.第一开关装置

3.电子控制板

4.泵驱动板

5.电源级

6.微控制器

7.功率驱动电路

8.第二开关装置

9.限流电阻

10.主板微控制器

本发明提出一种家用电器，特别是洗衣机、洗碗机、烘干机或者烘干洗衣一体机。该家用电器包括：电动机且优选同步电动机，其可以是永磁或绕线转子同步电动机、或无刷DC电动机；用于给所述电动机供电的电子控制板(3)；以及能够控制所述电动机的速度的泵驱动板(4)。家用电器中的所述电动机优选为排水泵(1)电动机，其在与电器相关的特定处理任务完成之后，在排出电器中所用的水时发挥作用。泵驱动板(4)具有电源级(5)和功率驱动电路(7)。泵驱动板(4)的功率驱动电路(7)可以借助逆变器或任何其它的拓扑来实现，以应用对同步电动机泵的速度控制。同样类似地，功率驱动电路(7)可设计成对无刷DC电动机实行变速控制。简而言之，本发明提出了一种家用电器，其包括实现所述家用电器功能的电子控制板(3)和排水泵(1)，所述排水泵(1)由电动机驱动，电动机由所述电子控制板(3)通过第一开关装置(2)供电，所述家用电器进一步包括通过功率驱动电路(7)控制所述电动机的速度并且由所述电子控制板(3)通过所述第一开关装置(2)供电的泵驱动板(4)。

在本发明的一个实施例中，电子控制板(3)的第一开关装置(2)为三端双向可控硅开关，其由电子控制板(3)的主板微控制器(10)基于预先配置的查询表而接通和关断。

为了采用以三端双向可控硅开关作为控制泵驱动板(4)的第一开关装置(2)的常规的电子控制板(3)，泵驱动板(4)包括可控负载电路，其可操作来传导可控负载电流从而确保所述电子控制板(3)的所述第一开关设备(2)在它处在被接通状态的时期期间以及只要它处在被接通状态就持续地维持导通。排水泵(1)的运行状态可能要求在泵驱动板(4)控制下的不连续的操作，尽管电子控制板(3)的三端双向可控硅开关(第一开关装置，2)未被切断。在该情况下，可控负载电路确保最小量的保持电流被汲取以使所述三端双向可控硅开关维持导通并且由此维持泵驱动板(4)的微控制器(6)持续通电。

因此，功率驱动电路(7)的控制电子器件可动态地降低相关的电动机的速度并在向泵驱动板(4)的供电保持不被中断的同时将该速度停止。当第一开关装置(2)由电子控制板(3)基于预先配置的查询表关断时，供电被中断。当第一开关装置(2)，即电子控制板(3)的三端双向可控硅开关，被接通但是排水泵(1)处于它不工作时期的时候，泵驱动板(4)的可控负载电路由微控制器(6)通过接通第二开关装置(8)而通电。另一方面，当第一开关装置(2)接通且排水泵(1)工作时，第二开关装置(8)被关断以防止不必要的功率损耗，这是因为排水泵(1)所需的电流远远大于最小量的保持电流。

根据本发明的一个实施例，所述泵驱动板(4)的可控负载电路以第二开关装置(8)与限流电阻(9)串联设置的方式与电源级(5)的端子并联实现。当需要某个最小量的负载电流来保持三端双向可控硅开关(第一开关装置2)闭锁在“接通”状态时，可基于三端双向可控硅开关的I-V曲线特性计算该量，以便由限流电阻(9)限制。根据电源级(5)的拓扑，可控负载电路的第二开关装置(8)可设计成三端双向可控硅开关、BJT或MOSFET的形式。图4示出了三端双向可控硅开关的I-V曲线特性，点B表示最小的保持电流I_H，点A表示三端双向可控硅开关的转折(breakover)电压。

所述可控负载电路的所述第二开关装置(8)因此在第一开关装置(2)处在导通状态的时期期间响应于排水泵(1)的运行和非运行状态而被选择性地通电和断电。

因此，原本设计成直接通过三端双向可控硅开关电路使电动机供电和断电的家用电器的主电子控制板(3)还能够不经任何更改用于给泵驱动板(4)馈电。因比泵驱动板(4)由第一开关装置(2)以主电子控制板(3)的三端双向可控硅开关的形式供电，从而在三端双向可控硅开关导通期间持续地汲取最小量的电流。