专利名称：旋转开关档位信号的隔离变换方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明属于家用电器等使用的旋转开关技术领域，具体是一种旋转开关档位信号的隔离变换方法及其装置，其采用变压器隔离方式，特别适用于家用电器操作键与主板电路的安全隔离。
背景技术：
电磁炉等家用电器通常需要安装旋转开关，通过旋转开关档位的切换来实现电器的功率、运行时间等参数的设定、选择。为了家用电器的防水和安全使用，要求处于人机操作部分的旋转开关等要与控制电路部分绝缘隔离，尤其是在电磁炉等采用热地的家用电器电路上，主板往往带有高压电，如果不隔离很容易因为泄漏而伤及操作人员。目前家用电器上使用的旋转开关与电路部分隔离问题仍未能得到理想解决，有的试图采用光电隔离方式将旋转开关等部分与控制电路部分隔离，但其两端都要配置电源， 电路复杂，成本增加很多。
发明内容
为避免家用电器用旋转开关存在的上述不足，满足家用电器的安全和防水要求， 本发明提供一种旋转开关档位信号的隔离变换方法及其装置，将人机操作部分的旋转开关等与控制电路部分通过电磁隔离，将旋转开关的档位信号转变成对应的频率信号输出，以满足电器的控制要求。本发明旋转开关档位信号的隔离变换方法，包括以下步骤
a、采用若干电阻串联构成一串联电阻支路，该串联电阻支路的尾端连接一旋转开关的末尾一个定触片，相邻两个电阻的公共端依次连接所述旋转开关的一个定触片；
b、配置一变压器反馈振荡电路，其中变压器的次级线圈一端连接所述旋转开关的动触片，另一端连接所述串联电阻支路的首端，变换所述旋转开关的档位能够使该变压器次级的负载电流变化，进而导致该振荡电路的工作频率变化；该振荡电路具有控制端子和频率信号取样端子，当该控制端子为高电平时，该振荡电路以与所述旋转开关当前档位对应的频率振荡。其中，所述变压器反馈振荡电路包括三极管和变压器，变压器具有初级线圈、反馈线圈和次级线圈，该初级线圈的始端、末端分别连接正电源和三极管的集电极，该反馈线圈的始端通过一电容接三极管的基极，该反馈线圈的末端接地，三极管的发射极通过射极电阻接地，三极管的基极通过下偏电阻接地，三极管的基极通过上偏电阻接正电源，三极管的基极作为该振荡电路的控制端子和频率信号取样端子。所述变压器反馈振荡电路中的变压器可以设置另一个次级线圈，该次级线圈一端接地，另一端作为所述频率信号取样端子。所述变压器反馈振荡电路的振荡频率为300_600kHz。所述旋转开关相邻档位对应的变压器反馈振荡电路振荡频率的变化量为20-50 kHz。
3
实现上述隔离变换方法的一种旋转开关档位信号隔离变换装置，包括 一旋转开关，具有一个动触片和若干定触片；
一串联电阻支路，该串联电阻支路的尾端连接所述旋转开关的末尾一个定触片，相邻两个电阻的公共端依次连接所述旋转开关的一个定触片；及，
一变压器反馈振荡电路，其中变压器具有初级线圈、反馈线圈和次级线圈，该次级线圈的一端连接所述旋转开关的动触片，另一端连接所述串联电阻支路的首端，所述旋转开关处于不同档位，并联于所述次级线圈的负载电阻的阻值改变，变压器次级电流变化导致该振荡电路以与所述旋转开关相应档位对应的频率振荡。本发明旋转开关档位信号隔离变换方案构思新颖，其串联电阻支路、旋转开关与变压器的次级线圈连接，旋转开关、串联电阻支路与振荡电路部分由变压器隔离，使处于人机操作部分的旋转开关和串联电阻支路不带电源，可以满足电器的安全和防水设计要求。其振荡电路利用三极管的集电极、发射极极间电容和变压器的初级线圈并联形成 LC并联谐振回路，振荡电路的振荡频率受变压器的初级线圈电感参数的影响，而初级线圈电感又受磁通量的影响，切换旋转开关能改变变压器次级线圈并联的电阻，使变压器次级的负载电流变化，从而影响到磁通量，导致振荡电路的工作频率变化，这样实现了旋转开关档位信号和振荡电路的工作频率一一对应。当检测旋转开关的状态时，使振荡电路起振，其与旋转开关的档位对应的频率信号由外部电路读取、处理，从而获得旋转开关当前档位信号及旋转方向信号，再通过通讯接口传输到主控制器使用，由主控制器完成设定的功能。
图1为本旋转开关档位信号隔离变换装置一实施例电路图。
具体实施例方式以下结合实施例附图进一步说明。参照图1，该实施例旋转开关档位信号隔离变换装置主要包括一个旋转开关Si， 由若干电阻串联构成的一个串联电阻支路和一个变压器反馈振荡电路等。其中，旋转开关Sl具有一个动触片和若干定触片，可采用市售的多种旋转开关， 图1采用12段拨动开关。串联电阻支路由电阻1 2、1 5、1 4、1 6、1 8、1 7、1 13、1 16、1 14、1 17、1 3 以及 R15 串联
构成。该串联电阻支路的尾端(即电阻R15的自由端)连接旋转开关Sl的末尾一个定触片， 相邻两个电阻的公共端依次连接旋转开关Sl的一个定触片，如图1中电阻R2、R5的公共端连接该旋转开关Sl左边的第一个定触片，电阻R5、R4的公共端连接该旋转开关Sl左边的第二个定触片，其余如此类推与相应的定触片连接。变压器反馈振荡电路包括三极管Ql和变压器Tl，变压器Tl具有初级线圈Ni、反馈线圈N3和次级线圈N2。变压器Tl的初级线圈附的始端1、末端2分别连接正电源和三极管Ql的集电极，反馈线圈N3的始端4通过电阻RlO和反馈电容C3接三极管Ql的基极， 反馈线圈N3的末端3接地，三极管Ql的发射极通过射极电阻R12接地，三极管Ql的基极通过下偏电阻Rll接地，三极管的基极通过上偏电阻R9接正电源，该三极管Ql的基极作为该振荡电路的控制和频率信号取样端子。变压器Tl的次级线圈N2的端子5连接所述旋转开关Sl的动触片，次级线圈N2的端子6连接所述串联电阻支路的首端(即电阻R2的自由端)。图1实施例工作原理如下上述变压器Tl的初级线圈Ni、反馈线圈N3与三极管 Ql等器件构成电感三点式震荡电路。该震荡电路利用三极管Ql的集电极、发射极极间电容和变压器Tl的初级线圈m并联形成LC并联谐振回路，震荡电路的震荡频率受变压器的初级线圈电感参数的影响，而变压器初级线圈电感又受磁通量的影响。串联电阻支路通过旋转开关Sl与变压器Tl的次级线圈N2连接，旋转开关Sl切换中改变变压器次级线圈N2并联的负载电阻，使变压器次级的负载电流变化，从而影响到磁通量，进而导致该振荡电路的工作频率变化。这样实现了旋转开关档位信号和振荡电路的工作频率一一对应。当需要提取旋转开关Sl当前的档位信号时，使该振荡电路的控制和频率信号取样端子(即三极管Ql的基极)置于高电平，使变压器反馈振荡电路起振，并读取该振荡电路的频率信号。当控制和频率信号取样端子(即三极管Ql的基极)变为低电平时，该振荡电路停止工作。为控制该振荡电路的起振或停止并读取该振荡电路的频率信号，图1中采用MCU， MCU的I/O端口 6脚接所述振荡电路的控制和频率信号取样端子(即三极管Ql的基极)，MCU 通过置I/O端口 6 (连接三极管Ql基极)高或低电平控制振荡电路的起振或停止。当检测旋转开关的变档后状态时，置I/O端口 6为高电平，振荡电路起振，MCU读取该振荡电路的频率信号，分析处理获得所述旋转开关变档后档位信号和旋转方向信号，通过通讯接口 Jl 向主控制器传输。图1中通讯接口 Jl的1脚接地，4脚接电源，2脚、3脚连接MCU的2脚、 1脚。电容Cl、C2为滤波电容。三极管Ql基极的二极管Dl起保护作用。具体实验中，上述变压器反馈振荡电路的变压器Tl的初级线圈m和次级线圈N2 的匝比为1-1. 5，反馈线圈N3匝数根据需要选择，可以等于初级线圈m匝数；三极管Ql最好选用开关管，相应的振荡频率范围为300-600kHz。上述串联电阻支路中的电阻数量、电阻值大小根据旋转开关档位数等设计需要选择。如要求变压器反馈振荡电路的工作频率为300-600kHz，则旋转开关相邻档位对应的变压器反馈振荡电路振荡频率的变化量应为20-50 kHz。图1中，在变压器反馈振荡电路的变压器Tl副边可增加另一个次级线圈(图中未示出)，该次级线圈用于向外部电路提供频率信号，该次级线圈一端接地，另一端作为频率信号取样端子，该三极管Ql的基极仍作为控制端子。基于图1实施例的旋转开关档位信号的隔离变换方法，步骤如下
1、如图1，将由上述多个电阻(R2、R5等)串联成的串联电阻支路中的电阻R15的自由端连接一旋转开关Sl的末尾一个定触片，相邻两个电阻的公共端依次连接所述旋转开关的一个定触片；
2、将具有初级线圈Ni、反馈线圈N3和次级线圈N2的变压器Tl、三极管Ql以及反馈电容C3连接构成一变压器反馈振荡电路，次级线圈N2的一端5连接所述旋转开关Sl的动触片，次级线圈N2的另一端6连接所述串联电阻支路中的电阻R2的自由端，变换旋转开关Sl 的档位能够使该变压器次级的负载电流变化，进而导致该振荡电路的工作频率变化；
三极管Ql的基极作为该振荡电路的控制和频率信号取样端子，外部电路(如MCU)施加高或低电平至三极管Ql的基极来控制振荡电路起振或停止；当该控制端子为高电平时，该振荡电路以与旋转开关Sl当前档位对应的频率振荡，由外部电路读取该振荡电路的频率信号，分析处理获得旋转开关Sl当前档位信号和旋转方向信号，通过通讯接口 Jl向主控制器传输。
权利要求
1.一种旋转开关档位信号的隔离变换方法，其特征在于包括以下步骤a、采用若干电阻串联构成一串联电阻支路，该串联电阻支路的尾端连接一旋转开关的末尾一个定触片，相邻两个电阻的公共端依次连接所述旋转开关的一个定触片；b、配置一变压器反馈振荡电路，其中变压器的次级线圈一端连接所述旋转开关的动触片，另一端连接所述串联电阻支路的首端，变换所述旋转开关的档位能够使该变压器次级的负载电流变化，进而导致该振荡电路的工作频率变化；该振荡电路具有控制端子和频率信号取样端子，当该控制端子为高电平时，该振荡电路以与所述旋转开关当前档位对应的频率振荡。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述变压器反馈振荡电路包括三极管和变压器，变压器具有初级线圈、反馈线圈和次级线圈，该初级线圈的始端、末端分别连接正电源和三极管的集电极，该反馈线圈的始端通过一电容接三极管的基极，该反馈线圈的末端接地，三极管的发射极接地，三极管的基极通过下偏电阻接地，三极管的基极通过上偏电阻接正电源，三极管的基极作为该振荡电路的控制端子和频率信号取样端子。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述变压器反馈振荡电路中的变压器具有另一个次级线圈，该次级线圈一端接地，另一端作为所述频率信号取样端子。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述变压器反馈振荡电路的振荡频率为 300-600kHzo
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述旋转开关相邻档位对应的变压器反馈振荡电路振荡频率的变化量为20-50 kHz。
6.一种旋转开关档位信号的隔离变换装置，其特征在于包括一旋转开关，具有一个动触片和若干定触片；一串联电阻支路，该串联电阻支路的尾端连接所述旋转开关的末尾一个定触片，相邻两个电阻的公共端依次连接所述旋转开关的一个定触片；及，一变压器反馈振荡电路，其中变压器具有初级线圈、反馈线圈和次级线圈，该次级线圈的一端连接所述旋转开关的动触片，另一端连接所述串联电阻支路的首端，所述旋转开关处于不同档位，并联于所述次级线圈的负载电阻的阻值改变，变压器次级电流变化导致该振荡电路以与所述旋转开关相应档位对应的频率振荡。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于所述变压器反馈振荡电路包括三极管和变压器，变压器的初级线圈的始端、末端分别连接正电源和三极管的集电极，反馈线圈的始端通过一电容接三极管的基极，反馈线圈的末端接地，三极管的发射极接地，三极管的基极通过下偏电阻接地，三极管的基极通过上偏电阻接正电源，三极管的基极作为该振荡电路的控制和频率信号取样端子。
8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于所述变压器反馈振荡电路的振荡频率范围为300-600kHz ；所述旋转开关相邻档位对应的变压器反馈振荡电路振荡频率的变化量为 20-50 kHz ο
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于所述反馈线圈的始端和电容之间串联一电阻。
10.如权利要求6所述的装置，其特征在于所述变压器反馈振荡电路中，变压器初级线圈和次级线圈赞匝比为1-1. 5。
全文摘要
一种旋转开关档位信号的隔离变换方法，包括a.采用若干电阻串联构成串联电阻支路，串联电阻支路的尾端接旋转开关的末尾一个定触片，相邻两个电阻的公共端依次接旋转开关的一个定触片；b.配置变压器反馈振荡电路，其中变压器的次级线圈一端接旋转开关的动触片，另一端接串联电阻支路首端，变换旋转开关的档位能够使变压器次级的负载电流变化，进而导致振荡电路的工作频率变化；当该振荡电路的控制端为高电平时，该振荡电路以与所述旋转开关当前档位对应的频率振荡。其旋转开关、串联电阻支路与振荡电路通过变压器隔离，使处于人机操作部分的旋转开关和串联电阻支路不带电源，能满足家用电器的安全和防水设计要求。
文档编号H01H19/02GK102386012SQ20101059164
公开日2012年3月21日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者丘守庆, 许申生, 谢荣华 申请人:深圳市鑫汇科电子有限公司