智能马桶的水泵冲水控制电路及控制方法与流程

1.本发明涉及智能马桶控制领域，特别地，涉及一种智能马桶的水泵冲水控制电路及控制方法。


背景技术：

2.随着智能马桶的技术改造，功能更加集成化，其中，对于马桶的冲水则是通过水泵来控制，水泵电机的工作要符合马桶的冲水要求，我们知道马桶冲水，需要对马桶裙边冲水和马桶底部冲水，两个不同的部位需要冲水的力道、水流量都有区别，为了调配出合适的冲水模式，则需要对现有的单一水泵单一冲水的方案进行优化和改进。另外基于产品全球化，则需要适配不同的用电环境。在我国大多以市电220v的供电标准为主，在一些其他国家或部分地区，则是采用100v的供电标准。由此会造成使用环境适配性问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题，提供一种智能马桶的水泵冲水控制电路及控制方法，具有适合在两种不同供电标准的环境中，提高全球平台通用性水平，多功能模式的高可靠性工作过程的优势。
4.为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种智能马桶的水泵冲水控制电路，基于标准电压，包括整流模块、滤波模块、功率调制模块、mcu控制模块、以及水泵电机模块，
5.整流模块的输入可选择对应的标准电压，并将交流电整流成直流电输出，
6.滤波模块连接在整流模块的输出，调制并平衡直流电；
7.功率调制模块，电源端连接于所述滤波模块由滤波模块输出的直流电供电，控制端连接所述mcu控制模块由mcu控制模块输出的信号波控制输出功率，驱动端连接水泵电机模块用于控制水泵电机模块的工作功率，
8.水泵电机模块由滤波模块提供的直流电驱动。
9.优选的，所述整流模块包括扼流圈和ac-dc模块，扼流圈和ac-dc模块相互串接。
10.优选的，滤波模块包括热敏电阻、电解电容e3和电解电容e4，所述热敏电阻串接在ac-dc模块的直流电的正极输出上，在热敏电阻的输出端通过电解电容e3接地，电解电容e4并联在电解电容e3上，热敏电阻的输出端作为直流电源端。
11.优选的，所述功率调制模块包括pwm驱动电路，所述pwm驱动电路包括光耦电路和晶体管开关电路，所述光耦电路接收pwm波信号并隔离传递给晶体管开关电路，晶体管开关电路控制水泵电机模块接地回路的通断，晶体管开关电路还根据光耦电路的响应对水泵电机模块的功率进行调节。
12.优选的，所述功率调制模块还包括继电器开关模块，所述继电器开关模块的输入端连接mcu控制模块，继电器开关模块的开关触点串接在水泵电机模块的供电回路上，其中，继电器开关模块响应于mcu控制模块的电平信号来控制水泵电机模块供电通断。
13.优选的，所述水泵电机包括主电机和二极管d2，二极管d2反向并联在主电机上。
14.优选的，所述标准电压为100v-220v。
15.优选的，在选择交流220v标准电压时，所述mcu控制模块输出的pwm波信号搭载启动模块包括变频运行10-50％功率；
16.在选择交流100v标准电压时，所述mcu控制模块输出的pwm波信号搭载启动模块包括变频运行60％-100％功率。
17.一种智能马桶的水泵冲水控制方法，包括上述的智能马桶的水泵冲水控制电路，将水泵电机模块应用在智能马桶上，在选择交流220v标准电压时，所述mcu控制模块输出的pwm波信号搭载启动模块包括变频运行10-50％功率；
18.在选择交流100v标准电压时，所述mcu控制模块输出的pwm波信号搭载启动模块包括变频运行60％-100％功率。
19.优选的，所述水泵电机模块对马桶裙边部位冲水和马桶底部冲水两种模式的工作功率分别设置。
20.相比于背景技术，本发明技术效果主要体现在以下方面：
21.1、实现全球平台通用，基于不同国家的标准电压均可使用，简化电路模块和降低整体生产成本，节约资源，可以满足100-220v的标准用电；
22.2、实现马桶裙边冲水、底部冲水分开，采用各自不同的功率控制，基于简化硬件结构的基础上，复合多种功能模式，节约制造成本，增加使用功能，提高工作可靠性。
附图说明
23.图1为实施例中模块方框示意图；
24.图2为实施例中交流电转直流电的原理电路图；
25.图3为实施例中功率调制模块的电路原理图；
26.图4为实施例中的功率控制工作模式图。
27.附图标记：200、整流模块；210、扼流圈；220、ac-dc模块；300、滤波模块；310、热敏电阻；400、功率调制模块；410、pwm驱动电路；411、光耦电路；412、晶体管开关电路；420、继电器开关模块；500、mcu控制模块；600、水泵电机模块；7、主电机。
具体实施方式
28.以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
29.实施例：
30.一种智能马桶的水泵冲水控制电路，基于标准电压，所述标准电压为100v-220v。具体参考图1所述，在本方案中包括整流模块200、滤波模块300、功率调制模块400、mcu控制模块500、以及水泵电机模块600。
31.整流模块200的输入可任意选择标准电压，并将交流电整流成直流电输出。结合图2所示，整流模块200包括扼流圈210和ac-dc模块220，扼流圈210和ac-dc模块220相互串接。交流扼流圈210工作于交流状态，无直流磁化，类似于单线圈变压器。其电磁过程与变压器的区别是：在变压器铁心中的磁感应强度的确定取决于外施电压，与实际的负载电流无关；
对大多数交流扼流圈210来说，铁心中磁感应强度的确定取决于负载电流，而与电路的外施电压无关。整理模块适配两个标准外接电源，能够将交流电转换为直流电。
32.滤波模块300连接在整流模块200的输出，调制并平衡直流电。具体的参考图2所示，滤波模块300包括热敏电阻310、电解电容e3和电解电容e4，热敏电阻310串接在ac-dc模块220的直流电的正极输出上，在热敏电阻310的输出端通过电解电容e3接地，电解电容e4并联在电解电容e3上，热敏电阻310的输出端作为直流电源端。热敏电阻310的电气符号为rt1，对于此部件的作用可以在温度过高的时候切断电路，实现过温保护，提高工作可靠性。此部分输出的直流电a端供应给图3的a端。
33.参考图3，功率调制模块400。电源端a连接于滤波模块300由滤波模块300输出的直流电供电，控制端连接mcu控制模块500由mcu控制模块500输出的pwm信号波控制输出功率，驱动端连接水泵电机模块600用于控制水泵电机模块600的工作功率。具体的，功率调制模块400包括pwm驱动电路410，pwm驱动电路410包括光耦电路411和晶体管开关电路412。光耦电路411接收pwm波信号并隔离传递给晶体管开关电路412，晶体管开关电路412控制水泵电机模块600接地回路的通断，晶体管开关电路412还根据光耦电路411的响应对水泵电机模块600的功率进行调节。光耦电路411主要是包括光电耦合器op2和电阻r53，其连接结构参考图3可以直接得出。另外晶体管开关电路412则是包括nmos管q13和电阻r46和电阻r45。在这里，光耦电路411的作用是将pwm波信号隔离传递，在光电耦合器上的输出端连接vdd电压，此电压为5v，从而可以输出幅值为5v的脉宽信号，从而控制晶体管开关电路412的导通和关断，在高电平的时候导通，在低电平的时候截止，并且可以根据脉宽长度来控制导通或关断的时间长度。
34.水泵电机模块600由滤波模块300提供的直流电驱动。对于水泵电机的工作功率就可以被控制了。
35.功率调制模块400还包括继电器开关模块420，继电器开关模块420的输入端连接mcu控制模块500，继电器开关模块420的开关触点串接在水泵电机模块600的供电回路上，其中，继电器开关模块420响应于mcu控制模块500的电平信号来控制水泵电机模块600供电通断。继电器开关模块420包括电阻r130、电阻r131，三极管q12，继电器k2和二极管d15组成。由此电路可见，将通过mcu控制模块500直接控制水泵电机模块600的供电回路的通断。
36.水泵电机包括主电机7和二极管d2，二极管d2反向并联在主电机7上。二极管d2的作用在于保持电流方向单向流动，避免电流反向。
37.另外，在选择交流220v标准时，mcu控制模块500输出的pwm波信号搭载启动模块包括变频运行10％-50％功率，如变频启动30％功率，正常启动50％功率；在选择交流100v标准的第二供电输入模块12时，mcu控制模块500输出的pwm波信号搭载启动模块包括变频运行60％-100％功率。如：变频启动60％功率，正常启动90％-100％功率。
38.由此可见，本方案还提供一种智能马桶的水泵冲水控制方法，包括上述的智能马桶的水泵冲水控制电路，将水泵电机模块600应用在智能马桶上，在选择交流220v标准时，mcu控制模块500输出的pwm波信号搭载启动模块包括运行10％-50％功率，如变频启动30％功率，正常启动50％功率；在选择交流100v标准时，mcu控制模块500输出的pwm波信号搭载启动模块包括变频运行60％-100％功率。如：变频启动60％功率，正常启动90％-100％功率。水泵电机模块600对马桶裙边部位冲水和马桶底部冲水两种模式的工作功率分别设置。
39.水泵电机模块600的调速工作原理：
40.本发明目的适用于智能马桶的宽电压水泵冲水控制电路，优点是适合调节各种频率的宽电压输入电机驱动以满足不同功率不同频率电机的冲水需求功能。mcu控制模块500的控制芯片ic2型号为r5f100leafb，或其他单片机。
41.mcu控制芯片第二十四脚通过内置数据控制输出客户需求的不同频率，不同占空比的pwm信号经过电阻r53连接光耦op2的第一脚，产生导通信号，光耦op2的第四脚通过r46连接到mos管g极，使mos管产生导通与关闭状态，实现对电机功率和频率的控制。导通关闭频率和导通时间由程序控制芯片输出控制，导通时间的长短控制输出电压的高低，适合不同电压的电机，同时也控制电机的实际输出功率，导通频率的大小控制电机的转速块慢，以满足客户对电机转速的要求。
42.当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。