洗衣机和电机及其控制装置的制作方法

本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种电机的控制装置、一种具有该控制装置的电机和一种具有该电机的洗衣机。

背景技术：

如图1所示，衣物取放口活动式滚筒洗衣机可包括门罩、滚筒组件、旋转轴、减振框架、减震器、驱动装置和控制器(图1中未示出)。洗衣机箱体的前侧设有敞开口，滚筒组件可枢转地设在箱体内且被配置成使得滚筒组件的衣物取放口在敞开口内上下活动。驱动装置与滚动组件相连以驱动滚筒组件，驱动装置优选使用低压电动推杆，主要由低压直流电机、涡轮减速推杆和外壳等组成，可以将直流电机的正向或反向旋转转换为电动推杆的伸长或缩短，这样在电动推杆的驱动下，衣物取放口可以在箱体的敞开口内上下活动。

相关技术中，如图2所示，驱动直流电机的驱动电路一般使用h桥电路，并使用4个驱动信号来控制开关k1至k4，例如，当需要直流电机正向工作时，k1和k4导通，k2和k3断开，电源正极接直流电机的正端，电源负极接直流电机的负端，直流电机正向旋转，以使电动推杆伸长；当需要直流电机反向工作时，k2和k3导通，k1和k4断开，直流电机反向旋转，以使电动推杆缩短。然而，在直流电机启动时，如果直流电机的启动电流过大，则会对电网造成一定的冲击，同时会影响电机的寿命。

技术实现要素：

本发明旨在至少从一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种电机的控制装置，可实现电机的软启动控制和无极调速控制，从而保证了电路的安全性，同时延长了电机的使用寿命。

本发明的第二个目的在于提出一种电机。

本发明的第三个目的在于提出一种洗衣机。

为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种电机的控制装置，包括：开关电路；h桥电路，所述h桥电路的一端通过所述开关电路与第一预设电源相连，所述h桥电路的另一端接地，所述h桥电路用于控制所述电机运转；控制器，所述控制器与所述开关电路相连，所述控制器用于输出第一控制信号至所述开关电路，以通过所述开关电路对所述电机进行软启动控制和无极调速控制。

根据本发明实施例的电机的控制装置，通过控制器输出第一控制信号至开关电路，以通过开关电路对电机进行软启动控制和无极调速控制，从而保证了电路的可靠性，同时延长了电机的使用寿命。

另外，根据本发明实施例提出的电机的控制装置还可具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述开关电路包括：第一三极管，所述第一三极管的基极通过第一电阻与所述控制器相连，所述第一三极管的基极还通过第二电阻与所述第一三极管的发射极相连后接地；第二三极管，所述第二三极管的基极通过第三电阻与所述第一三极管的集电极相连，所述第二三极管的基极还通过第四电阻与所述第二三极管的发射极相连后与所述第一电源相连，所述第二三极管的集电极与所述h桥电路的一端相连；第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述第二三极管发射极相连，所述第一二极管的阳极与所述第二三极管的集电极相连。

根据本发明的一个实施例，在控制所述电机启动时，所述控制器通过控制所述第一控制信号的占空比逐渐增加以使所述开关电路输出至所述h桥电路的一端的电压逐渐增加，以对所述电机进行软启动控制。

根据本发明的一个实施例，在对所述电机进行调速时，所述控制器通过控制所述第一控制信号的占空比逐渐增加或减小以使所述开关电路输出至所述h桥电路的一端的电压逐渐增加或减少，以对所述电机进行无极调速控制。

根据本发明的一个实施例，所述电机的控制装置还包括：第一换向单元，与所述h桥电路一侧的第一开关及第二开关相连，所述第一换向单元用于控制所述第一开关及所述第二开关的通断；第二换向单元，与所述h桥电路另一侧的第三开关及第四开关相连，所述第二换向单元用于控制所述第三开关及所述第四开关的通断。

根据本发明的一个实施例，所述第一换向单元包括第一换向端、第一换向电路及第二换向电路，所述第一换向端与所述控制器相连，所述第一换向端接收所述控制器发送的第二控制信号并控制所述第一换向电路及所述第二换向电路输出高电平或低电平，进而控制所述第一开关及所述第二开关的通断。

根据本发明的一个实施例，所述第一换向电路包括：第三三极管和第五至第八电阻，其中，所述第三三极管的基极通过第五电阻与所述第一换向端相连，所述第三三极管的基极还通过第六电阻与所述第三三极管的发射极相连后接地，所述第三三极管的集电极通过第七电阻后分别与所述第一开关的控制端和第八电阻的一端相连，所述第八电阻的另一端与所述第一开关的第一端相连后与所述开关电路相连；所述第二换向电路包括：第四三极管和第九至第十二电阻，所述第四三极管的基极通过第九电阻与所述第一换向端相连，所述第四三极管的基极还通过第十电阻与所述第四三极管的发射极相连后与第二预设电源相连，所述第四三极管的集电极通过第十一电阻后分别与所述第二开关的控制端和第十二电阻的一端相连，所述第十二电阻的另一端接地。

根据本发明的一个实施例，所述第二换向单元包括第二换向端、第三换向电路及第四换向电路，所述第二换向端与所述控制器相连，所述第二换向端接收所述控制器发送的第三控制信号并控制所述第三换向电路及所述第四换向电路输出高电平或低电平，进而控制所述第三开关及所述第四开关的通断。

根据本发明的一个实施例，所述第三换向电路包括：第五三极管和第十三至第十六电阻，其中，所述第五三极管的基极通过第十三电阻与所述第二换向端相连，所述第五三极管的基极还通过第十四电阻与所述第五三极管的发射极相连后接地，所述第五三极管的集电极通过第十五电阻后分别与所述第三开关的控制端和第十六电阻的一端相连，所述第十六电阻的另一端与所述第三开关的第一端相连后与所述开关电路相连；所述第四换向电路包括：第六三极管和第十七至第二十电阻，所述第六三极管的基极通过第十七电阻与所述第二换向端相连，所述第六三极管的基极还通过第十八电阻与所述第六三极管的发射极相连后与第二预设电源相连，所述第六三极管的集电极通过第十九电阻后分别与所述第四开关的控制端和第二十电阻的一端相连，所述第二十电阻的另一端接地。

为实现上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种电机，其包括上述的控制装置。

本发明实施例的电机，通过上述的控制装置，可实现电机的软启动控制和无极调速控制，保证了电路的安全性，同时延长了电机的使用寿命。

为实现上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种洗衣机，其包括上述的电机。

本发明实施例的洗衣机，通过上述的电机，能够保证电路的安全性，同时延长电机的使用寿命。

附图说明

图1是相关技术中衣物取放口活动式滚筒洗衣机的局部结构示意图；

图2是相关技术中电机的控制电路的电路图；

图3是根据本发明实施例的电机的控制装置的结构示意图；以及

图4是根据本发明一个实施例的电机的控制装置的电路图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的电机的控制装置、具有该控制装置的电机和具有该电机的洗衣机。

图3是根据本发明实施例的电机的控制装置的结构示意图。如图3所示，该电机的控制装置可包括：开关电路10、h桥电路20和控制器(图中未具体示出)。

其中，h桥电路20的一端通过开关电路10与第一预设电源vcc相连，h桥电路20的另一端接地gnd，h桥电路20用于控制电机m运转。控制器与开关电路10相连，控制器用于输出第一控制信号至开关电路10，以通过开关电路10对电机m进行软启动控制和无极调速控制。

根据本发明的一个实施例，如图4所示，开关电路10可包括：第一三极管q1、第二三极管q2和第一二极管d1。其中，第一三极管q1的基极通过第一电阻r1与控制器相连，第一三极管q1的基极还通过第二电阻r2与第一三极管q1的发射极相连后接地gnd。第二三极管q2的基极通过第三电阻r3与第一三极管q1的集电极相连，第二三极管q2的基极还通过第四电阻r4与第二三极管q2的发射极相连后与第一电源vcc相连，第二三极管q2的集电极与h桥电路20的一端相连。第一二极管d1的阴极与第二三极管q2发射极相连，第一二极管d1的阳极与第二三极管q2的集电极相连。其中，第一三极管q1为npn型三极管，第二三极管q2为pnp型三极管。

具体地，在洗衣机上电后，第一预设电源vcc可通过整流逆变器将交流市电转换为适合电机m(可为直流低压电机)工作的直流低压，优选为24v。当控制器向开关电路10的开关控制端c端输出的第一控制信号为高电平信号时，第一三极管q1导通，驱动第二三极管q2导通，h桥电路20上端与第一预设电源vcc的正极接通；当控制器向开关电路10的开关控制端c端输出的第一控制信号为低电平信号时，第一三极管q1和第二三极管q2均不导通，h桥电路20上端与第一预设电源vcc的正极断开。

根据本发明的一个实施例，如图4所示，该电机的控制装置还可包括电流检测单元50。电流检测单元50与控制器相连，电流检测单元50用于检测电机m的工作电流，控制器还根据电机m的工作电流输出占空比可调的方波信号。

进一步地，如图4所示，电流检测单元50可包括采样电阻r21，采样电阻r21的一端分别与第二开关管s2的第二端、第四开关管s4的第二端和控制器的电流采样端d端相连，采样电阻r21的另一端接电源地gnd，控制器通过电流采样端d端对采样电阻r21的一端的电压进行采样和计算，以获得电机m的工作电流。

根据本发明的一个实施例，在控制电机m启动时，控制器通过控制第一控制信号的占空比逐渐增加，以使开关电路10输出至h桥电路20的一端的电压逐渐增加，以对电机m进行软启动控制。

具体而言，由于电机m的启动电流远大于正常工作时的电流，所以在控制电机m启动时，控制器通过控制第一控制信号的占空比逐渐增加，即对开关电路10输出的电压进行逐步增加，以实现直流电机m的软启动。具体地，在电机m启动时，控制器可通过电流采样端d端对采样电阻r21的一端的电压进行采样和计算，以获得电机m的工作电流，然后根据该工作电流对输出至开关电路10的开关控制端c端的方波信号的占空比进行实时调节，以对施加在电机m两端的电压进行调节，从而实现电机的软启动。

根据本发明的一个实施例，在对电机m进行调速时，控制器通过控制第一控制信号的占空比逐渐增加或减小以使开关电路10输出至h桥电路20的一端的电压逐渐增加或减少，以对电机m进行无极调速控制。

具体地，当需要对电机m进行加速调节时，控制器通过控制第一控制信号的占空比逐渐增加，以使开关电路10输出至h桥电路20的一端的电压逐渐增加，例如，在启动初期，电机m的工作电流比较低，此时输出的方波信号的占空比比较低，可以有效地防止启动电机电流过大，当工作电流达到一定值时，说明电机m的转速已经上升至一定值，此时可将方波信号的占空比逐渐调节至100％，以使开关电路10输出至h桥电路20的一端的电压逐渐增加，由此，可实现对电机m无极调速控制。

当需要对电机m进行减速调节时，控制器通过控制第一控制信号的占空比逐渐减小以使开关电路10输出至h桥电路20的一端的电压逐渐减少，例如，在停机时，电机m的工作电流比较大，此时输出的方波信号的占空比比较大，当工作电流减小到一定值，说明电机m的转速已经减少至一定值，此时可将方波信号的占空比逐渐调节至0，以使开关电路10输出至h桥电路20的一端的电压逐渐减小，由此，可实现对电机m无极调速控制。

由此，通过控制器输出第一控制信号至开关电路，以通过开关电路对电机进行软启动和无极调速控制，从而保证了电路的可靠性，同时延长了电机的使用寿命。

根据本发明的实施例，如图3和图4所示，h桥电路20包括第一至第四开关管(s1至s4)，其中第一开关管s1的第一端和第二开关管s2的第一端分别与开关电路10的一端相连，第三开关管s3的第一端和第一开关管s1的第二端分别与电机m的一端相连，第四开关管s4的第一端和第二开关管s2的第二端分别与电机m的另一端相连，第三开关管s3的第二端和第四开关管s4的第二端分别与电源地gnd相连。第一开关管s1和第二开关管s2均为p型mos管，第三开关管s3和第四开关管s4均为n型mos管。

根据本发明的一个实施例，如图4所示，上述的控制装置还可包括：第一换向单元30和第二换向单元40。第一换向单元30与h桥电路20一侧的第一开关s1及第二开关s2相连，第一换向单元30用于控制第一开关s1及第二开关s2的通断。第二换向单元40与h桥电路20另一侧的第三开关s3及第四开关s4相连，第二换向单元40用于控制第三开关s3及第四开关s4的通断。

进一步地，根据本发明的一个实施例，如图4所示，第一换向单元30可包括第一换向端a端、第一换向电路31及第二换向电路32，第一换向端a端与控制器相连，第一换向端a端接收控制器发送的第二控制信号并控制第一换向电路31及第二换向电路32输出高电平或低电平，进而控制第一开关s1及第二开关s2的通断。

其中，如图4所示，第一换向电路31可包括：第三三极管q3和第五至第八电阻(r5至r8)，第三三极管q3的基极通过第五电阻r5与第一换向端a端相连，第三三极管q3的基极还通过第六电阻r6与第三三极管q3的发射极相连后接地gnd，第三三极管q3的集电极通过第七电阻r7后分别与第一开关s1的控制端和第八电阻r8的一端相连，第八电阻r8的另一端与第一开关s1的第一端相连后与开关电路10相连。

如图4所示，第二换向电路32可包括：第四三极管q4和第九至第十二电阻(r9至r12)，第四三极管q4的基极通过第九电阻r9与第一换向端a端相连，第四三极管q4的基极还通过第十电阻r10与第四三极管q4的发射极相连后与第二预设电源vdd相连，第四三极管q4的集电极通过第十一电阻r11后分别与第二开关s2的控制端和第十二电阻r12的一端相连，第十二电阻r12的另一端接地gnd。

进一步地，根据本发明的一个实施例，如图4所示，第二换向单元40可包括第二换向端b端、第三换向电路41及第四换向电路42，第二换向端b端与控制器相连，第二换向端b端接收控制器发送的第三控制信号并控制第三换向电路41及第四换向电路42输出高电平或低电平，进而控制第三开关s3及第四开关s4的通断。

其中，如图4所示，第三换向电路41可包括：第五三极管q5和第十三至第十六电阻(r13至r16)，其中，第五三极管q5的基极通过第十三电阻r13与第二换向端b端相连，第五三极管q5的基极还通过第十四电阻r14与第五三极管q5的发射极相连后接地gnd，第五三极管q5的集电极通过第十五电阻r15后分别与第三开关s3的控制端和第十六电阻r16的一端相连，第十六电阻r16的另一端与第三开关s3的第一端相连后与开关电路10相连。

如图4所示，第四换向电路42可包括：第六三极管q6和第十七至第二十电阻(r17至r20)，第六三极管q6的基极通过第十七电阻r17与第二换向端b端相连，第六三极管q6的基极还通过第十八电阻r18与第六三极管q6的发射极相连后与第二预设电源vdd相连，第六三极管q6的集电极通过第十九电阻r19后分别与第四开关s4的控制端和第二十电阻r20的一端相连，第二十电阻r20的另一端接地gnd。

其中，第三三极管q3和第五三极管q5均为npn型三极管，第四三极管q4和第六三极管q6均为pnp型三极管。

具体地，当第一控制信号为高电平信号时，如果第二控制信号为高电平信号且第三控制信号为低电平信号，则第一开关管s1和第四开关管s4导通，电机m正转；当第一控制信号为高电平信号时，如果第三控制信号为高电平信号且第二控制信号为低电平信号，则第二开关管s2和第三开关管s3导通，电机m反转；当第一控制信号为低电平信号时，如果第二控制信号和第三控制信号均为高电平信号，则第一开关管s1和第三开关管s3导通，电机m短路刹车；当第一控制信号为低电平信号时，如果第二控制信号和第三控制信号均为低电平信号，则第二开关管s2和第四开关管s4导通，电机m短路刹车。

具体而言，当需要控制电机m正转时，控制器输出为高电平信号的第一控制信号至开关电路10的开关控制端c端，此时开关电路10将第一预设电源vcc传输至h桥电路20上端。同时，控制器输出为高电平信号的第二控制信号至第一换向单元30的第一换向端a端，并输出为低电平信号的第三控制信号至第二换向单元40的第二换向端b端。其中，在为高电平信号的第二控制信号的作用下，第一换向单元30控制第一换向电路31工作，使第一开关管s1导通，同时控制第二换向电路32不工作，使第二开关管s2断开。在为低电平信号的第三控制信号的作用下，第二换向单元40控制第三换向电路41不工作，使第三开关管s3断开，同时控制第四换向电路42工作，使第四开关管s4导通，此时电机m正转。

当需要控制电机m反转时，控制器可输出为高电平信号的第一控制信号至开关电路10的开关控制端c端，此时开关电路10将第一预设电源vcc传输至h桥电路20上端。同时，控制器输出为低电平信号的第二控制信号至第一换向单元30的第一换向端a端，并输出为高电平信号的第三控制信号至第二换向单元40的第二换向端b端。其中，在为低电平信号的第二控制信号的作用下，第一换向单元30控制第一换向电路31不工作，使第一开关管s1断开，同时控制第二换向电路32工作，使第二开关管s2导通。在为高电平信号的第三控制信号的作用下，第二换向单元40控制第三换向电路41工作，使第三开关管s3导通，同时控制第四换向电路42不工作，使第四开关管s4断开，此时电机m反转。

当需要控制电机m停止运行时，控制器可输出为低电平信号的第一控制信号至开关电路10的开关控制端c端，此时开关电路10将第一预设电源vcc与h桥电路20上端断开。同时，控制器输出均为低电平信号的第二控制信号和第三控制信号至第一换向单元30的第一换向端a端和第二换向单元40的第二换向端b端，在均为低电平信号的第二控制信号和第三控制信号的作用下，第一换向单元30控制第一换向电路31不工作，使第一开关管s1断开，同时控制第二换向电路32工作，使第二开关管s2导通，第二换向单元40控制第三换向电路41不工作，使第三开关管s3断开，同时控制第四换向电路42工作，使第四开关管s4导通，此时电机m通过第二开关管s2和第四开关管s4进行短路刹车；或者，控制器输出均为高电平信号的第二控制信号和第三控制信号至第一换向单元30的第一换向端a端和第二换向单元40的第二换向端b端，在为高电平信号的第二控制信号的作用下，第一换向单元30控制第一换向电路31工作，使第一开关管s1导通，同时控制第二换向电路32不工作，使第二开关管s2断开，第二换向单元40控制第三换向电路41工作，使第三开关管s3导通，同时控制第四换向电路42不工作，使第四开关管s4断开，此时电机m通过第一开关管s1和第三开关管s3进行短路刹车。

因此，第一换向单元和第二换向单元能够同时控制h桥电路中同侧开关管一个导通和一个关断，所以可以有效防止h桥电路中同侧开关管同时导通的问题，大大提高了电路的安全性，同时由于采用两个控制信号对h桥电路的四个开关管进行控制，在提高电路安全性的同时还有些降低了控制的难度。

综上所述，根据本发明实施例的电机的控制装置，通过控制器输出第一控制信号至开关电路，以通过开关电路对电机进行软启动控制和无极调速控制，并通过控制器输出第二控制信号和第三控制信号至两个换向单元，以使两个换向单元分别对h桥电路同侧的开关管进行一个导通和一个关断，从而有效避免h桥电路中同侧开关管同时导通的问题，保证了电路的安全性和可靠性，同时降低了控制难度，并能够延长电机的使用寿命。

另外，本发明的实施例还提出了一种电机，其包括上述的控制装置。

本发明实施例的电机，通过上述的控制装置，可实现电机的软启动控制和无极调速控制，保证了电路的安全性，同时延长了电机的使用寿命。

此外，本发明的实施例还提出了一种洗衣机，其包括上述的电机。

本发明实施例的洗衣机，通过上述的电机，能够保证电路的安全性，同时延长电机的使用寿命。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。