一种烘干节能的电动晾衣机的制作方法

本实用新型涉及一种烘干节能的电动晾衣机。

背景技术：

随着智能晾衣机的快速发展，带烘干功能的智能晾衣机逐步进入千家万户，智能晾衣机带烘干功能已经成为家庭晾衣的一大需求，成为智能晾衣机发展的趋势，在未来的智能晾衣机行业中占据重要的地位。目前市场上出现的带烘干功能的智能晾衣机大部分都是通过控制继电器闭合或断开，实现开启或关闭风机和加热器负载工作，不管晾衣机处于高温高湿还是低温干燥的环境中，风机和加热器工作都以不变的恒定功率进行，不仅浪费了能源，而且满足不了客户对晾衣机节能的需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是克服现有技术的不足，提供一种烘干节能的电动晾衣机，能够解决传统智能晾衣烘干时产生的能源浪费问题，满足客户对晾衣机节能的需求。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种烘干节能的电动晾衣机，包括:

电源信号过零检测模块，检测负载交流供电电源的近似零电势点，并输出过零检测信号；

烘干指令输出模块，输出包含烘干开启或关闭的信号；

湿度检测模块，检测当前晾衣机环境的干湿度状态并输出；

温度检测模块，检测当前晾衣机所处环境的温度状态并输出；

第一可控硅，串联在风机负载的交流电源供电回路中；

第一驱动模块，驱动触发第一可控硅导通或截止；

第二可控硅，串联在加热器负载的交流电源供电回路中；

第二驱动模块，驱动触发第二可控硅导通或截止；

MCU控制器，输入电源信号过零检测模块输出的过零检测信号，输入烘干指令输出模块输出的烘干开启或关闭信号，输入湿度检测模块输出的湿度信号，输入温度检测模块输出的温度信号，并进行处理，输出第一控制信号经第一驱动模块控制第一可控硅导通角的大小，从而控制风机负载送风量的高低，输出第二控制信号经第二驱动模块控制第二可控硅导通角的大小，从而控制加热器负载加热量的高低。

所述烘干指令输出模块可为键盘、遥控器、手机APP或平板电脑APP。

所述加热器可为PTC加热器或发热丝加热器。

所述电源信号过零检测模块可包括整流模块和光电耦合模块，负载交流供电电源经整流模块整流后输送至光电耦合模块，该光电耦合模块输出过零检测信号。所述整流模块可为全波整流模块或半波整流模块。

本实用新型由于包括电源信号过零检测模块、烘干指令输出模块、湿度检测模块、温度检测模块、第一与第二可控硅、第一与第二驱动模块和MCU控制器，故MCU控制器能够根据电源信号过零检测模块的过零检测信号，经驱动模块控制可控硅在负载交流供电电源的零电势点之后和下一个零电势点之前接通，也即在交流供电电源的零电势点之后到下一个零电势点之前，MCU控制器输出控制命令，经驱动模块触发可控硅导通，从而控制风机负载和加热器负载运行；MCU控制器根据烘干指令输出模块提供的烘干开启或关闭的信号，结合电动晾衣机所处的环境，输出不同的控制信号，控制可控硅SCR的导通角，从而达到最佳节能的控制目的。当晾衣机处于低温和高湿度状态下，表明晾衣机的晾晒衣物水汽大或环境湿度大，此时需要加热器和风机加大功率输出，才能做到加快衣物风干，提升干衣效率；在高温和高湿状态下，温度高，湿度大，衣物在高温环境下衣服水珠气化速度加快，只需要加快风机转速提高空气流通速度即可，此时需要降低加热器输出功率，提高风机送风功率，避免造成能源浪费和避免环境高温和加热器高温输出累加引起对衣服的热损坏。在加热器和风机功率变化切换过程中，通过MCU控制器，可以采用渐进式或渐减式调整可控硅SCR的导通角，实现静音式切换。本实用新型由于在加热器和风机功率调整控制过程中，选用可控硅SCR而不是继电器，能根据当前的实际晾衣需求调整风机负载和加热器的输出功率，因此本实用新型，不仅可以降低能源浪费，而且能提高晾衣干衣效率，达到最佳的节能目的。

附图说明

图1是实施例的电路方框图；

图2是实施例一的电源信号过零检测模块电路原理图；

图3是实施例一的驱动模块和可控硅SCR电路控制原理图；

图4是实施例一的控制时序示意图；

图5是实施例二的电源信号过零检测模块电路原理图；

图6是实施例二的控制时序示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

如图1所示，本实用新型包括:电源信号过零检测模块、烘干指令输出模块、湿度检测模块、温度检测模块、第一驱动模块、第一可控硅、第二驱动模块、第二可控硅、MCU控制器和风机负载、加热器负载。

电源信号过零检测模块，检测负载交流供电电源的近似零电势点，并输出过零检测信号，为时序控制提供基点；

烘干指令输出模块，输出包含烘干开启或关闭的信号；该烘干指令输出模块可以为键盘、遥控器、手机APP或平板电脑APP。

湿度检测模块，检测当前晾衣机环境的干湿度状态并输出；

温度检测模块，检测当前晾衣机所处环境的温度状态并输出；

第一可控硅，串联在风机负载的交流电源供电回路中；

第一驱动模块，驱动触发第一可控硅导通或截止；

第二可控硅，串联在加热器负载的交流电源供电回路中；

第二驱动模块，驱动触发第二可控硅导通或截止；

MCU控制器，输入电源信号过零检测模块输出的过零检测信号，输入烘干指令输出模块输出的烘干开启或关闭信号，输入湿度检测模块输出的湿度信号，输入温度检测模块输出的温度信号，并进行处理，输出第一控制信号经第一驱动模块控制第一可控硅导通角的大小，以控制风机负载送风量的高低，输出第二控制信号经第二驱动模块控制第二可控硅导通角的大小，以控制加热器负载加热量的高低，从而控制风机负载和加热器负载以最佳的节能方式运行。

实施例一

如图2所示，实施例一的电源信号过零检测模块包括全波整流模块和光电耦合模块，负载交流供给电源ULN连接在L、N两端，全波整流模块包含二极管D1-D4，对供电电源ULN做全波整流，光电耦合模块包含光电耦合器U1、光电耦合器限流保护器件R1、R2、MCU控制器端口A的上拉电阻R3和起滤波作用的电阻R4、电容C1。负载交流供电电源ULN经全波整流模块整流后输送至光电耦合模块，该光电耦合模块输出过零检测信号UA。

第一驱动模块驱动触发第一可控硅导通或截止的电路和第二驱动模块驱动触发第二可控硅导通或截止的电路相同。如图2、图3所示，实施例一是通过光电耦合器U1隔离，将负载供电电源ULN的零电势点信息同步反馈到MCU控制器的输入端口A，经处理后，MCU控制器的输出端口K输出控制信号UK给驱动模块，该驱动模块驱动触发可控硅SCR导通或截止。如图3所示，是实施例一的驱动模块和可控硅SCR电路控制原理图，CN1端子接风机负载或加热器负载，ACL、ACN两端连接负载交流供给电源ULN，可控硅SCR串联在风机负载或加热器负载的交流电源供电回路中，MCU控制器通过调节输出端口K的控制信号UK时序，实现调节可控硅SCR的导通角大小，从而实现对风机负载或加热器负载的档位控制。

如图4所示，是实施例一的控制时序示意图，ULN-t曲线是负载交流供电电源ULN的电压变化曲线，U-t曲线是负载供电电源ULN经全波整流模块后的电压曲线，UA-t曲线是负载供电电源ULN经电源信号过零检测模块处理后，反馈输入到MCU控制器端口A的电压曲线。如图2、图3、图4所示，当交流供电电源幅值在B1C2、B2C3区间时，光电耦合器U1导通，MCU控制器端口A体现为低电平，当交流供电电源幅值在C1B1、C2B2、C3B3区间时，光电耦合器U1不导通，此时MCU控制器端口A体现为高电平，在B1、B2、B3点、均为近似零电势点位置，MCU控制器过零检测端口A的电平从高电平到低电平跳变，MCU控制器根据端口A的电平变化，确定近似零电势点位置B1、B2和B3，再根据零电势点信息作为基点控制驱动模块，调整可控硅SCR的导通角。如图3、图4所示，供电电源电压近似零点电势位置B1和C2，反馈在MCU输入端口A的对应信号为D1和D2，以D1、D2为时间基点，MCU控制器的K端口输出触发控制信号UK，在D1和D2之间，当触发控制信号UK为高电平时，可控硅SCR保持不导通，CN1端子连接的负载不动作；当触发控制信号UK为低电平时并且达到一定的触发宽度，可控硅SCR导通，触发控制信号UK只有在d之间触发低电平信号才能控制可控硅SCR打开，导通角的大小跟在d之间的触发位置有关，当触发信号在D1位置时，此时可控硅SCR的导通角最大，当触发信号在D2位置时，此时可控硅SCR的导通角最小。本实施例的触发信号的宽度为8ms，风机档位或加热器挡位分三档，分别对应的触发位置为高挡位D1位置，中挡位为25％d位置，低挡位为50％d位置。本实施例通过使用一个可控硅SCR器件实现多档调节，由于使用了MCU控制器，在风机档位切换之间可以进行静音调速，在高、中、低速风之间切换时，可以设置10秒的过渡期，进行渐进式或渐减式的切换，例如高速风切换到低速风或者低速风切换到高速风，时间相差50％d,则以0.05d/秒的导通角递减变化，渐减式减小导通角，直到达到50％d的位置，保持在50％d的位置触发可控硅SCR，则可保持可控硅SCR导通角的大小；或以0.05d/秒的导通角递增变化，渐进式增大导通角，直到达到50％d的位置，保持在50％d的位置触发可控硅SCR，则可保持可控硅SCR导通角的大小，恒速运行。

实施例二

如图5所示，实施例二的电源信号过零检测模块的整流模块为半波整流模块，该半波整流模块包含二极管D02，实施例二的其余部分和实施例一相同，不多累述。

如图6所示，是实施例二的控制时序示意图，ULN-t曲线是负载交流供电电源ULN的电压变化曲线，U-t曲线是负载供电电源ULN经半波整流模块后的电压曲线，UA-t曲线是负载供电电源ULN经电源信号过零检测模块处理后，反馈输入到MCU控制器端口A的电压曲线。如图5、图6所示，当交流供电电源幅值在B1C2区间时，光电耦合器U01导通，此时，MCU控制器的端口A体现为低电平，在D21点，MCU控制器端口A的电平从高电平到低电平跳变，在D22点，端口A的电平从低电平到高电平跳变，当交流供电电源幅值在C2B3区间时，光电耦合器U1不导通，此时，MCU控制器端口A体现为高电平，在B3点，MCU控制器过零检测端口A的电平从高电平到低电平跳变，MCU控制器根据端口A的电平变化，确定近似零电势点位置B1、C2和B3，再根据零电势点信息作为基点控制驱动模块，调整可控硅的导通角。如图6所示，正半周供电电源电压近似零点电势位置B1和C2，反馈在MCU控制器端口A的对应信号为D21和D22，以D21、D22为时间基点，在D21和D22之间，MCU控制器的K端口输出触发控制信号UK，在D21和D22之间，当触发控制信号UK为高电平时，可控硅保持不导通，风机负载或加热器负载不动作；当触发控制信号UK为低电平时，并且达到一定的触发宽度，可控硅SCR导通，在电源正半周，触发控制信号UK只有在d之间触发低电平信号才能控制可控硅SCR打开，在电源电压零电势点A22位置自动截止，导通角的大小跟在d之间的触发位置有关，当触发信号在D21位置时，可控硅SCR的导通角最大，当触发信号在D22位置时，可控硅SCR的导通角最小。在电源负半周，在D22后延时一段时间t0后，触发控制信号UK只有在d1之间触发低电平信号才能控制可控硅SCR打开，在电源电压零电势点A23位置自动截止，导通角的大小跟在d1之间的触发位置有关，当触发信号在D23位置时，可控硅SCR的导通角最大，当触发信号在D33位置时，可控硅SCR的导通角最小。