检测电路及其检测方法、风扇及可读存储介质与流程

1.本发明属于风扇技术领域，特别涉及一种检测电路及其检测方法、风扇及可读存储介质。


背景技术：

2.现有技术中，风扇摇头机构要实现30、60、90、120度等不同角度范围摇头，要有霍尔传感器感、磁铁、步进电机、控制器等组成定位系统。霍尔传感器通常都设置在中间位置，在摇头机构中还设有一个磁铁，摇头机构转动过程中，在磁铁经过霍尔传感器时，霍尔传感器感应到信号，如此确定摇头机构在摇头路径的中间位置，然后控制摇头机构向左或者向右摇头，现有技术中的控制电路和结构比较复杂。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提出一种检测电路，旨在解决上述提出的现有技术中风扇摇头控制电路结构复杂问题。
4.为实现上述目的，本发明提供一种检测电路，所述检测电路用于检测风扇摇头过程中的边界位置，所述检测电路包括控制器、供电电路、步进电机、绕组开关以及采样电阻；其中，所述绕组开关的控制端与所述控制器连接，所述绕组开关的输入端经所述步进电机的绕组与所述供电电路连接，所述绕组开关的输出端经所述采样电阻接地；所述供电电路包括切换开关以及并联的第一供电通路和第二供电通路，所述切换开关用于切换所述第一供电通路和所述第二供电通路择一导通，所述第一供电通路导通时的电流大于所述第二供电通路导通时的电流，所述切换开关与所述控制器连接。
5.进一步地，所述绕组开关包括多个与所述步进电机的绕组数量对应的电子开关，每个所述电子开关的输入端连接至所述步进电机中对应的绕组的输出端，各个所述电子开关的输出端均经所述采样电阻接地，各个所述电子开关的控制端均连接至所述控制器。
6.进一步地，所述切换开关串联于所述第一供电通路上，所述切换开关的输入端连接至电源，所述切换开关的控制端连接至所述控制器，所述切换开关的输出端连接至所述步进电机各项绕组的输入端；所述第二供电通路串联有电容，所述电容的两端分别连接至所述切换开关的输入端和输出端。
7.进一步地，所述切换开关设置于所述第一供电通路上，所述切换开关的输入端连接至电源，所述切换开关的控制端连接至所述控制器，所述切换开关的输出端连接至所述步进电机各项绕组的输入端；所述第二供电通路串联有限流电阻。
8.进一步地，所述切换开关为单刀双掷开关，所述第一供电通路连接第一电源，所述第二通路连接第二电源，所述第一电源的输出电压大于所述第二电源的输出电压，所述单刀双掷开关的输入端择一与所述第一电源或者第二电源连接，所述单刀双掷开关的输出端与所述步进电机的绕组的输入端连接。
9.进一步地，所述步进电机为四相八拍步进电机。
10.为实现上述目的，本发明还提供一种检测方法，所述风扇包括如上所述的检测电路，所述检测方法包括以下步骤：
11.向所述切换开关输入第一方波信号；
12.向所述绕组开关输入第二方波信号，所述第一方波信号与所述第二方波信号的周期相同，同一周期内所述第一方波信号中高电平的持续时长小于所述第二方波信号中高电平的持续时长，且同一周期内所述第一方波信号中高电平的起始时间点所述第二方波信号中高电平的起始时间点相同；
13.获取所述采样电阻的采样电流；
14.在所述采样电流小于预设电流时，确定所述风扇摇头到达边界位置。
15.进一步地，所述绕组开关包括多个所述电子开关，所述向所述绕组开关输入第二方波信号的步骤包括：
16.获取每个所述电子开关对应的第二方波信号；
17.向每个所述电子开关发送对应的第二方波信号，其中，每个所述电子开关对应的高电平的持续时长相同，且各个所述电子开关中高电平所在的周期依次相邻
18.为实现上述目的，本发明还提供一种风扇，所述风扇包括如上任一项所述的检测电路；所述风扇还包括存储器及存储在所述存储器上并可在所述控制器上运行的检测程序，所述检测程序被所述控制器执行时实现如上所述的检测方法的步骤。
19.为实现上述目的，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有检测程序，所述检测程序被控制器执行时实现如上所述检测方法的步骤。
20.本发明的技术方案中，所述控制器通过控制所述第一供电通路、第二供电通路以及所述绕组开关的导通时长，在所述风扇摇头未到达边界位置时，使得所述采样电流的在某个周期内或者多个周期内短时间大于预设电流值，在所述风扇摇头到达边界位置时，使得所述采样电阻的采样电流在某个周期内或者多个周期内小于预设电流值，从而通过获取所述采样电阻的采样电流，在所述采样电流在某个周期内或者多个周期内小于预设电流时，即可确定所述风扇摇头达到边界位置，所述检测电路结构简单，不用增加磁铁、霍尔传感器等部件，而且控制逻辑简单易于实现，有效简化了风扇摇头边界位置的检测电路和结构。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
22.图1为本发明的检测电路的一实施例的电路示意图；
23.图2为本发明的检测电路的另一实施例的电路示意图；
24.图3为本发明的风扇未到达边界位置时，检测电路的各部件的波形图；
25.图4为本发明的风扇到达边界位置时，检测电路的各部件的波形图；
26.图5为本发明的检测方法的一实施例的流程示意图；
27.图6为本发明的检测方法的步骤s20的具体流程示意图。
28.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
31.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
32.请参阅图1-4，本发明提供的一种检测电路，所述检测电路用于检测风扇摇头过程中的边界位置，所述检测电路包括控制器10、供电电路20、步进电机m、绕组开关30以及采样电阻r1；其中，所述绕组开关30的控制端与所述控制器10连接，所述绕组开关30的输入端经所述步进电机m的绕组与所述供电电路20连接，所述绕组开关30的输出端经所述采样电阻r1接地；所述供电电路20包括切换开关q5以及并联的第一供电通路21和第二供电通路22，所述切换开关q5用于切换所述第一供电通路21和所述第二供电通路22择一导通，所述第一供电通路21导通时的电流大于所述第二供电通路22导通时的电流，所述切换开关q5与所述控制器10连接。
33.在本实施例中，所述检测电路用于检测风扇摇头过程中的边界位置，所述边界位置也即所述风扇向左或者向右摇头到极限的位置，在所述边界位置，由于存在限位机构，风扇不能继续以原来的方向摇头。所述控制器10用于控制所述供电电路20以及所述绕组开关30工作，以通过所述供电电路20以及所述绕组开关30控制所述步进电机m的各项绕组依次导通，多项所述绕组组成所述步进电机m的定子，所述步进电机m的转子设置于所述定子中，在所述各项绕组依次导通时，所述转子在所述定子的作用下转动，并带动所述风扇的扇叶转动，从而实现所述风扇的吹风功能。所述绕组开关30的芯片型号可为ul2003或者ic2803。
34.在本实施例中，所述切换开关q5与所述控制器10连接，在所述控制器10的控制下，所述切换开关q5控制所述第一供电通路21和第二供电通路22择一导通，其中，所述第一供电通路21的导通电流大于所述第二供电通路22的导通电流，也即，所述第一供电通路21对所述步进电机m驱动势能大于所述第二供电通路22对所述步进电机m驱动势能。在一个周期内，所述第一供电通路21导通第一预设时长并关闭第二预设时长，在所述第二预设时长内，所述第二供电通路22导通，在同一所述周期内，所述控制器10通过所述绕组开关30控制所述步进电机m的其中一项绕组导通第三预设时长并关闭第四预设时长，且所述第三预设时长大于所述第一预设时长，基于对第一供电通路21、第二供电通路22以及所述绕组开关30
的导通时长的限定，本实施例能够达到以下效果：
35.请参阅图3，在所述风扇未摇头到边界位置时，在一个周期内，所述控制器10通过所述切换开关q5控制所述第一供电通路21导通第一预设时长，同时所述控制器10通过所述绕组开关30控制所述步进电机m的其中一项绕组导通，此时，所述第一供电通路21、导通的绕组、绕组开关30以及采样电阻r1形成一条回路，由于所述第一预设时长小于所述第三预设时长，也即，所述切换开关q5较所述绕组开关30提前关闭，之后，第二供电通路22导通第二预设时长，所述第二供电通路22、导通的绕组、绕组开关30以及采样电阻r1形成一条回路，由于所述第一供电通路21的导通电流大于所述第二供电通路22的导通电流，通过合理配置，可以使得所述第二供电通路22的导通电流小到无法继续驱动所述转子转动，此时由于所述风扇未摇头到边界位置，所述转子依靠惯性继续转动，根据法拉第电磁定律，导通的所述绕组会产生电流以阻止转子继续转动，通俗来说就是，所述步进电机m此时处于发电状态，导通的所述绕组会产生电流与所述第二供电通路22的导通电流叠加，使得经过所述采样电阻r1的总电流在短时间内增大，如果检测到采样电阻r1的总电流在某个周期或者多个周期内短时间增大，则表明所述风扇未摇头到边界位置。
36.请参阅图4，在所述风扇摇头到边界位置时，在一个周期内，所述控制器10通过所述切换开关q5控制所述第一供电通路21导通第一预设时长，同时所述控制器10通过所述绕组开关30控制所述步进电机m的其中一项绕组导通，此时，所述第一供电通路21、导通的绕组、绕组开关30以及采样电阻r1形成一条回路，由于所述第一预设时长小于所述第二预设时长，也即，所述切换开关q5较所述绕组开关30提前关闭，之后，第二供电通路22导通第二预设时长，所述第二供电通路22、导通的绕组、绕组开关30以及采样电阻r1形成一条回路，由于所述第一供电通路21的导通电流大于所述第二供电通路22的导通电流，通过合理配置，可以使得所述第二供电通路22的导通电流小到无法继续驱动所述转子转动，此时由于所述风扇摇头到边界位置时，所述步进电机的转子停转，经过所述采样电阻r1的总电流不会短时间内增大，如果检测到采样电阻r1的总电流在某个周期或者多个周期内没有短时间增大，也即，所述采样电阻r1的采样电流小于预设电流，则确定所述风扇摇头到达边界位置。
37.综上所述，本实施例中，所述控制器10通过控制所述第一供电通路21、第二供电通路22以及所述绕组开关30的导通时长，在所述风扇摇头未到达边界位置时，使得所述采样电流的在某个周期内或者多个周期内短时间大于预设电流值，在所述风扇摇头到达边界位置时，使得所述采样电阻r1的采样电流在某个周期内或者多个周期内小于预设电流值，从而通过获取所述采样电阻r1的采样电流，，即可确定所述风扇摇头是否达到边界位置，所述检测电路结构简单，不用增加磁铁、霍尔传感器等部件，而且控制逻辑简单易于实现，有效简化了风扇摇头边界位置的检测电路和结构。
38.请一并参阅图1-2，进一步地，所述绕组开关30包括多个与所述步进电机m的绕组数量对应的电子开关例如q1、q2、q3、q4，每个所述电子开关的输入端分别连接至所述步进电机m中对应的绕组的输出端，各个所述电子开关的输出端经所述采样电阻r1接地，各个所述电子开关的控制端均连接至所述控制器10。
39.在本实施例中，所述电子开关例如q1、q2、q3、q4可以是三极管或者mos管，所述电子开关的数量与所述步进电机m的绕组数量对应，也即，每一所述所述电子开关的输入端连
接至对应的绕组的输出端，各个所述电子开关的控制端均连接至所述控制器10，所述控制器10通过向所述电子开关输出方波信号来控制所述电子开关导通和关闭，在所述方波信号的上升沿到来时，所述电子开关导通，且所述控制器通过方波信号控制多个所述电子开关依次导通；各个所述电子开关的输出端可经同一个采样电阻r1接地，各个所述电子开关的输出端也可分别经不同采样电阻r1接地。
40.请参阅图1，在一实施例中，所述切换开关q5串联于所述第一供电通路21上，所述切换开关q5的输入端连接至电源vcc，所述切换开关q5的控制端连接至所述控制器10，所述切换开关q5的输出端连接至所述步进电机m各项绕组的输入端；所述第二供电通路22串联有电容c1，所述电容c1的两端分别连接至所述切换开关q5的输入端和输出端。
41.在本实施例中，所述切换开关q5可以是三极管或者mos管，所述控制器10通过向所述切换开关q5输出方波信号来控制所述切换开关q5导通和关闭，在所述方波信号的上升沿到来时，所述切换开关q5导通，所述第一供电通路21导通，在所述方波信号的下降沿到来时，所述切换开关q5关闭，而此时所述第二供电通路22上的电容c1导通，也即，所述第二供电通路22导通，根据电容c1的特性可知，电容c1的电压不能突变，电容c1的电流可以突变，因此，在电容c1导通的瞬间，通过电容c1的电流达到最大值，也即所述第二供电通路22的导通电流达到最大值，此后所述电容c1的电流也即所述第二供电通路22的导通电流逐渐减小，也即，所述第二供电通路22的导通电流小于所述第一供电通路21的电流。可以理解，在所述第一供电通路21和所述第二供电通路22导通的同时，需要所述控制器10控制所述绕组开关30一齐导通，以使其中一项所述绕组与所述采样电阻r1之间导通，让经过导通的所述绕组的电流或者导通的所述绕组产生的电流经过所述采样电阻r1，以便采样电流。
42.请参阅图2，在另一实施例中，所述切换开关q5设置于所述第一供电通路21上，所述切换开关q5的输入端连接至电源vcc，所述切换开关q5的控制端连接至所述控制器10，所述切换开关q5的输出端连接至所述步进电机m各项绕组的输入端；所述第二供电通路22串联有限流电阻r2。
43.在本实施例中，所述切换开关q5可以是三极管或者mos管，在所述控制器10向所述切换开关q5输出方波信号来控制所述切换开关q5导通和关闭，在所述方波信号的上升沿到来时，所述切换开关q5导通，所述第一供电通路21导通，在所述方波信号的下降沿到来时，所述切换开关q5关闭，而此时所述第二供电通路22的限流电阻r2导通，也即，所述第二供电通路22导通，根据电阻的特性可知，在电压一定的情况下，电阻的阻值越大，通过所述电阻的电流也就越小，通过合理设置限流电阻r2的阻值，可以使得流过所述限流电阻r2的电流小于流过所述切换开关q5的电流，也即，所述第二供电通路22的导通电流小于所述第一供电通路21的电流。可以理解，在所述第一供电通路21和所述第二供电通路22导通的同时，需要所述控制器10控制所述绕组开关30一齐导通，以使其中一项所述绕组与所述采样电阻r1之间导通，让经过导通的所述绕组的电流或者导通的所述绕组产生的电流经过所述采样电阻r1，以便采样电流。
44.在又一实施例中，所述切换开关q5为单刀双掷开关(图未示)，所述第一供电通路21连接第一电源(图未示)，所述第二供电通道22连接第二电源(图未示)，所述第一电源的输出电压大于所述第二电源的输出电压，所述单刀双掷开关的输入端择一与所述第一电源或者第二电源连接，所述单刀双掷开关的输出端与所述步进电机m的绕组的输入端连接。
45.在本实施例中，在所述单刀双掷开关切换至与所述第一电源导通时，所述第一电源经所述单刀双掷开关与所述绕组的输入端连接，通过合理配置，所述第一电源输出的电流能够驱动所述转子转动，在所述单刀双掷开关切换至与所述第二电源导通时，所述第二电源经所述单刀双掷开关与所述绕组的输入端连接，通过合理配置，使得所述第二电源输出的电流小于所述第一电源输出的电流，所述第二电源不能驱动所述转子转动。
46.进一步地，所述检测电路还包括开关控制电路(图未示)，所述开关控制电路的输入端与所述控制器10连接，所述开关控制电路的多个输出端分别与多个所述电子开关的控制端连接。
47.在本实施例中，所述开关控制电路包括一个输入端和多个输出端，所述开关控制电路的输入端与所述控制器10连接，所述开关控制电路的多个输出端分别与多个所述电子开关的控制端连接，通过所述开关控制电路控制所述绕组中的多个电子开关依次导通，也即，控制所述步进电机m的各项绕组依次导通，相比于各个所述电子开关的控制端直接连接到所述控制器10，本实施例能够减少多个电子开关对所述控制器10的引脚的占用数量。所述开关控制电路可为脉冲分配芯片，型号可为cd4017。
48.进一步地，所述步进电机m为四相八拍步进电机m。
49.在本实施例中，所述步进电机m为四相八拍步进电机m，也即，所述步进电机m的定子包括四项绕组，所述电子开关的数量也为四个，本实施例中通过将所述检测电路中的步进电机m设置为四相八拍步进电机m，四相八拍步进电机m工作功率较小，所述检测电流能够更加准确地检测到所述步进电机m。可以理解，所述步进电机m也可以是四项双四拍步进电机m，四项单四拍步进电机m等。
50.为实现上述目的，本发明还提供一种检测方法，所述风扇包括如上所述的检测电路，在所述检测方法的第1实施例中，所述检测方法包括以下步骤：
51.步骤s10，向所述切换开关输入第一方波信号；
52.步骤s20，向所述绕组开关输入第二方波信号，所述第一方波信号与所述第二方波信号的周期相同，同一周期内所述第一方波信号中高电平的持续时长小于所述第二方波信号中高电平的持续时长，且同一周期内所述第一方波信号中高电平的起始时间点所述第二方波信号中高电平的起始时间点相同；
53.步骤s30，获取所述采样电阻的采样电流；
54.步骤s40，在所述采样电流小于预设电流时，确定所述风扇摇头到达边界位置。
55.在本实施例中，控制器向所述切换开关输入第一方波信号，以使所述第一供电通道和所述第二供电通道择一导通，同时，向所述绕组开关输入第二方波信号，以使所述步进电机的多个绕组依次导通，由于所述第一方波信号与所述第二方波信号的周期相同，且同一周期内所述第一方波信号中高电平的起始时间点所述第二方波信号中高电平的起始时间点相同，且在同一周期内，所述第一供电通道以及所述第二供电通道导通的总时长等于该周期内导通的所述绕组开关的导通时长，以使所述第一供电通道以及所述第二供电通道导通时，其中一项绕组与所述采样电阻保持导通，让所述第二供电通道的导通电流以及导通的绕组产生的电流流经所述采样电阻，控制器通过获取一个周期或者多个周期内的所述采样电阻的采样电流，根据上述检测电路的检测原理可知，在述采样电流小于预设电流时，确定所述风扇摇头到达边界位置，在确定所述风扇摇头到达边界位置，控制器即可控制所
述风扇以相反的方向摇头。
56.基于所述检测方法的第1实施例，提出所述检测方法的第2实施例，所述绕组开关包括多个所述电子开关，所述向所述绕组开关输入第二方波信号的步骤包括：
57.步骤s21，获取每个所述电子开关对应的第二方波信号；
58.步骤s22，向每个所述电子开关发送对应的第二方波信号，其中，每个所述电子开关对应的高电平的持续时长相同，且各个所述电子开关中高电平所在的周期依次相邻。
59.在本实施例中，通过获取每个所述电子开关对应的第二方波信号，并向每个所述电子开关发送对应的第二方波信号，其中，每个所述电子开关对应的高电平的持续时长相同，且各个所述电子开关中高电平所在的周期依次相邻，以使所述电子开关根据接收到的所述第二方波信号依次导通，其中，在所述第二方波信号的上升沿也即高电平到来时，所述电子开关导通，，在所述第二方波信号的下降沿也即低电平到来时，所述电子开关关闭。
60.为实现上述目的，本发明还提供一种风扇，所述风扇包括如上所述的检测电路；所述风扇还包括存储器及存储在所述存储器上并可在所述控制器上运行的检测程序，所述检测程序被所述控制器执行时实现如上所述的检测方法的步骤。
61.为实现上述目的，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有检测程序，所述检测程序被控制器执行时实现如上所述检测方法的步骤。
62.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。