消毒柜的功率控制装置及方法和消毒柜的制作方法_2

文档序号:9765616阅读:来源:国知局
元器件截止,控制单元200的输入端口的电压被外部电源抬高,此时控制单元的输入口输入高电平,这样交流电在通过过流检测电路100后就转换成了控制单元200输入端口的PWM波形。如果过流检测电路中的元器件在导通时没有导通压降,则PWM波形的上升沿和下降沿对应交流电波形的过零点&的整数倍时刻),但在实际的应用过程中,元器件的导通压降无法避免,所以PWM波形的上升沿和下降沿并不对应交流电的过零点,这样在PffM波形的上升沿出现了截止延时,在PWM波形的下降沿出现了导通滞后,从而在HVM波形的上升沿和下降沿附近出现了严重的电压变化率,表现出来就是电流尖峰干扰,在做EMI测试时,电流尖峰干扰会严重影响测试结果,导致EMI测试不合格。
[0047]为了克服减小电流尖峰,降低电磁干扰,使得EMI测试尽量满足测试要求,本实施例中的控制单元根据交流电波形的过零点对过零检测电路反馈的PWM波形进行调整,使得PWM波形的上升沿和下降沿尽可能的接近交流电的过零点,得到PWM调整波形,然后再根据PffM调整波形生成控制信号,控制执行机构300为消毒柜提供加热功率,由于通过控制单元调整后的PWM波形的上升沿和下降沿已尽可能的接近交流电波形的过零点,因此可以极大程度的降低EMI干扰,增强电路的稳定性,满足产品的需求。并且,本实施例中的硬件电路简单,没有增加额外的电压、电流检测电路,也没有增加额外的滤波器件,达到了节约成本的效果。
[0048]其中,控制单元200包括MCU(Microcontroller Unit,微控制单元)。
[0049]具体的,在一个实施例中,参见图2,控制单元200还用于获取过零检测电路100检测的交流电波形的过零点和过零检测电路生成的PWM波形,根据交流电波形的过零点和PWM波形计算得到PWM波形对应的延时时间和滞后时间,其中,延时时间为所述交流电波形的过零点对应的时间与相邻的PWM波形的上升沿对应的时间的差值,滞后时间为PWM波形的下降沿对应的时间与相邻的交流电波形的过零点对应的时间的差值,对延时时间进行延时处理,对滞后时间进行滞后处理,使得Pmi波形的上升沿和下降沿趋近与交流电波形的过零点,从而生成PWM调整波形。
[0050]对于本实施例,结合图3中的①-⑤进行详细说明,图3中的①为过零检测电路100的输入波形,即交流电波形,过零检测电路100检测交流电波形的过零点,并根据交流电波形生成PWM波形反馈给控制单元200,由于元器件在导通时存在导通电压,以区间t0-t2为例,在区间tO-tl时元器件处于导通状态,在tl时刻,由于存在导通压降,图中仏为导通压降,其中η为0、1、2、3……,元器件在此刻已经截止,然而此时对应的时刻却不是交流电波形的过零点,PWM波形的上升沿出现了截止延时,延时时间为(111-tI),同理,在t2时刻元器件才导通(原本应该在t22时刻就导通的),在PWM波形的下降沿出现了导通滞后,滞后时间为(t2-t22),这样在PffM波形的上升沿和下降沿出现了严重的电压变化率,体现出来就是电流尖峰干扰(i=CAU/At,其中 AU = U2n-1-0,At = mJr-tm,m为1、3、5、7...)或者(i = CAU/At,其中AU = U2n-0,At = tk-kJi,k为0、2、4、6...),由于存在电流尖峰干扰,在做EMI测试的时候就会影响其测试结果,导致EMI测试不合格。
[0051]由于过零检测电路中的元器件的导通电压不相同,因此控制单元在对延时时间和滞后时间进行处理时也有不同程度的变化。以图3为例,从图3中可知,电压从Ul下降到所需的时间就是计算得到的延时时间tll-tl,同样可得到电压从O上升到U2所需的时间就是滞后时间t2-t22,控制单元200在得到图中②所示的PWM波形后,就会自动对延时时间tll-tl进行延时处理,对滞后时间2t2-t22进行滞后处理,目的是尽可能的让AU趋于0,即让PffM波形的上升沿和下降沿趋近于交流电波形的过零点,即让PWM波形的上升沿趋近于tlI时刻,PWM波形的下降沿趋近于t22时刻,此时控制单元200得到图中③所示的PWM调整波形,根据图中③所示的PWM调整波形得到较为接近交流电波形过零点的零点判断,进而输出图中④所示的控制执行机构300的控制波形,相当于控制信号,当控制波形为高电平时,执行机构300工作,当控制波形为低电平时,执行机构300不工作,图中⑤所示为执行机构实际输出功率的波形。这样就能达到减小电流尖峰,降低电磁干扰,尽可能满足EMI测试要求的效果。
[0052]值得说明的是,上述实施例不能完全消除AU的影响,具体的度延时时间和滞后时间的处理需要根据EMI的测试结果进行修改。
[0053]在一个实施例中,执行机构300包括:功率开关器件310,与控制单元200连接,用于在控制信号的控制下导通或断开。加热器件320,与功率开关器件310连接,设置在消毒柜的消毒室内,用于在功率开关器件310导通时对消毒室进行加热。
[0054]控制单元200通过控制功率开关器件的导通时间控制加热器件的加热功率,实现对消毒柜的消毒室温度的精确把控。在一个具体的实施例中,功率开关器件310和加热器件320均为多个,多个加热器件320与多个功率开关器件310——对应,以更精准的对消毒室内的温度进行把控。其中,消毒柜的消毒室为消毒柜的下层柜室。
[0055]优选的,在一个实施例中,加热器件320为阻性加热器件。避免功率开关器件310频繁通断使其产生严重的电磁干扰,进一步减少电磁干扰的影响。
[0056]值得说明的是,功率开关器件310优选为可控硅,加热器件320优选为高温碳素管。
[0057]在一个实施例中,还包括:温度检测单元400,与控制单元200连接,设置在消毒柜的消毒室内,用于检测消毒室内的温度。控制单元200,还用于采集温度检测单元400检测的消毒室内的温度,将消毒室内的温度与预设温度阈值进行比较;若所述消毒室内的温度大于等于预设温度阈值,则通过执行机构停止或降低对消毒柜的加热功率;若消毒室内的温度小于预设温度阈值,则通过执行机构增加消毒柜的加热功率。
[0058]上述实施例中通过温度检测单元400检测的消毒室内的温度和预设温度阈值对消毒柜的加热功率进行调节,达到精确控温的效果。同时,若加热器件320为高温碳素管时,对温度的精确把控能够有效预防由于碳素管余热上冲而导致的温度加热过头的现象。并且,由于其可以根据消毒室内的温度进行相应的功率调节,功率开关器件无需频繁的通断,有效的保护了功率开关器件,大大提高的功率开关器件的使用寿命。
[0059]在一个实施例中,还包括:人机接口单元500,与控制单元200连接,用于提供输入输出功能和报警提示功能。
[0060]具体的,人机接口单元500包括按键输入模块,显示模块和蜂鸣模块,按键输入模块为装置提供输入功能,显示模块为装置提供输出功能,用于显示装置的工作状态、档位及报警灯亮灭等,蜂鸣模块主要起到按键提示和报警提示的功能。
[0061 ] 在一个实施例中,还包括:电源单元600,分别与过零检测电路100、控制单元200、执行机构300、温度检测单元400和人机接口单元500连接,用于将交流电波形转换为过零检测电路100、控制单元200、执行机构300、温度检测单元400和人机接口单元500所需的电压。
[0062]在一个实施例中,如图4所示,还提供了一种消毒柜的功率控制方法,该方法包括:
[0063]S100,过零检测电路检测交流电波形的过零点,并根据所述交流电波形输出PffM波形给控制单元。
[0064]S200,控制单元获取过零点和P丽波形,并根据交流电波形的过零点对P丽波形进行调整,生成PWM调整波形。
[0065]S300,控制单元根据PffM调整波形生成控制执行机构的控制信号;
[0066]S400,执行机构根据控制信号控制消毒柜的加热功率。
[0067]本实施例中的消毒柜的功率控制方法,根据交流电波形的过零点对过零检测电路反馈的PWM波形进行调整,使得PWM波形的上升沿和下降沿尽可能的接近交流电的过零点,得到PffM调整波形,然后再根据PffM调整波形生成控制信号,控制执行机构300为消毒柜提供加热功率,由于通过控制单元调整后的PWM波形的上升沿和下降沿已尽可能的接近交流电波形的过零点,因此可以极大程度的降低EMI干扰,增强电路的稳定性,满足产品的需求。
[0068]在一个实施例中,步骤S200包括:
[0069]S210,获取过零检测电路检测的所述交流电波形的过零点和所述过零检测电路生成的所述PWM波形。
[0070]S220,根据交流电波形的过零点和PffM波形计算得到PffM波形对应的延时时间和滞后时间,其中,延时时间为所述交流电波形的过零点对应的时间与相邻的PWM波形的上升沿对应的时间的差值,滞后时间为所述PWM波形的下降沿对应的时间与相邻的交流电波形的过零点对应的时间的差值。
[0071 ] S230,对延时时间进行延时处理,对滞后时间进行滞后处理,使得PWM波形的上升沿和下降沿趋近与交流电波形的过零点,从而生成PffM调整波形。
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