一种具备变频电机驱动功能的洗衣机控制板,包括:单片机控制电路、电机功率驱动电路、负载驱动电路和电源供电电路;所述单片机控制电路采用富士通的“MB9AF111K”规格的单片机作为主要控制模块;所述电机功率驱动电路,采用专用的驱动模块设计制作;所述电机功率驱动电路还包括:电机三相电流采样电路;所述负载驱动电路采用可控硅Q3、Q4设计技术控制,所述单片机通过PNP管,直接驱动可控硅工作;所述电源供电电路选择模块电源供电技术,本实用新型专利技术采用科学的优化电路设计,简化了控制系统的结构,降低了维护和制造的成本;通过电机与整机其他负载同时控制设计,提高了反应的实时性,降低了备件过多容易引发的故障问题,使得操作更加容易、便捷。
【技术实现步骤摘要】
本技术专利涉及洗衣机控制板
,尤其是一种具备变频电机驱动功能的洗衣机控制板,改进了现有变频洗衣机控制板结构复杂、制造成本高、维护不便的不足,而且提高了整个装置的稳定性和操作反应用时间的快速性。
技术介绍
传统的洗衣机采用连续工作制和开关工作制电机作为动力马达,带动滚筒转筒,以此达到清洁衣物的目的,虽然该类型的洗衣机工作稳定,经典可靠,但是其不具备变速的缺陷越来越不能满足人们对节能环保以及多种类衣服清洗时的苛刻要求的不足,这时变频电机这种新产品就顺其自然的应运而生;变频电机和普通电机的区别:就在于变频电机采用变频器控制调速,快速、准确、稳定、可靠,还可以通过外部传感器或者组件,通过变频器自动控制变频电机的转速,达到电机变速、节能的目的;普通电机,无法通过变频调速,一般是固定速率进行工作;现有技术中,变频电机洗衣机都是采用专门的变频驱动板来驱动,这种设计的原理框图如图1所示:主电机(M)通过变频电机驱动板进行驱动,整机的其它负载包括输入信号均通过洗衣机控制板来控制,所述变频电机驱动板与洗衣机控制板通过通讯电路连接,由洗衣机控制板发指令给变频电机驱动板,间接控制电机运行,这种经典的控制系统存在如下几个问题:1、结构复杂,制造成本较高,维护费用高,不符合节能降耗的现有环保政策的指导思想;2、采用通讯方式控制电机,经常会因为通讯链路异常,导致电机驱动异常,运行不能达到最大的稳定效果;3、采用通讯方式控制电机时,通讯过程需要耗费一定时间,所以一些要求高的实时性处理无法良好的进行。
技术实现思路
本技术的目的是,提供一种具备变频电机驱动功能的洗衣机控制板,解决了传统的变频洗衣机中变频电机驱动板与洗衣机控制板通过通讯电路连接的不足,实现了一块控制板就能完成现有的功能的科学设计,通过优化的电路整合,达到了运行时的稳定、高效以及降低制造和维护成本的目的;一种具备变频电机驱动功能的洗衣机控制板,包括:单片机控制电路、电机功率驱动电路、负载驱动电路和电源供电电路;所述电机功率驱动电路的一端与电机的一端电连接,所述电机功率驱动电路的另一端与所述单片机控制电路的一端电连接,所述单片机控制电路的另一端与所述电源供电电路的一端电连接,所述单片机控制电路的第三端所述负载驱动电路的一端电连接,所述负载驱动电路的另一端与整机负载电连接;进一步的,所述单片机控制电路采用富士通的“MB9AF111K”规格的单片机作为主要控制模块;作为一种应用举例说明,所述单片机可以选择适合做电机驱动的单片机,因为是要做电机驱动,而且电机驱动是需要比较多单片机资源的功能;另外,还要考虑单片机还要驱动其它负载,所以所选单片机的资源及管脚必须够用才行,在本技术的实际应用中,我们选择了富士通的这款规格,其功能和管脚经过实验验证,可以满足本技术设计思路以及解决问题所能涉及到的全部技术支持,当然还可以选择任何能实现此功能的其他单片机作为控制模块;进一步的,所述单片机控制电路还包含:复位电路部分电路和振荡器电路作为一种举例说明,所述复位电路采用电阻R2、R4以及电容C7、C4;作为一种举例说明,所述振荡器电路采用XT1设计;进一步的,所述电机功率驱动电路,采用专用的驱动模块设计制作;作为一种举例说明,所述专用的驱动模块为电路设计中的IPM;进一步的,所述IPM电路内部集成了IGBT电路、驱动器电路以及保护电路,该设计模式可以大大简化外围电路的占用量,提供系统整体的可靠性;作为一种应用举例说明,所述IPM电路很多,实际应用中可以选择任何一家公司的具备与设计同功能的其他产品;进一步的,所述IPM选择“三肯”半导体的规格型号为:“SCM3610C11”的IPM;进一步的,所述电机功率驱动电路还包括:电机三相电流采样电路;作为一种举例说明,所述电机三相电流采样电路包括:电阻R19、R20、R21;进一步的,所述负载驱动电路采用可控硅Q3、Q4设计技术控制,通过驱动进水阀、排水泵以及门锁等功能来实现洗衣机其他类复杂的驱动控制;作为一种举例说明,所述可控硅Q3、Q4选用耐压600V以上,连续电流0.5A以上的产品;作为一种应用举例说明,所述可控硅采用恩智浦品牌的,规格型号为:BT108X的产品;作为另一种应用举例说明,所述可控硅采用瑞萨品牌的,规格型号为:BCR08AM-14A的产品;由于系统采用的是热板设计(供电的零线与板上的公共端接在一起),因此所述单片机可以通过PNP管,直接驱动可控硅工作,实时、方便;进一步的,所述电源供电电路选择模块电源供电技术;作为一种举例说明,所述模块电源供电技术采用日本ROHM(日本罗姆)品牌,规格为:BP5726-15模块电路,这个模块电路输出15V800mA;为了获得5V电压,使用了现有技术中常用的7805三端稳压器电路设计模式;电路板上供电需要15V和5V两种电路,为了简化电路设计,我们选择了模块电源供电设计,输入的是直流300V,输出的是直流15V,通常要求输出电流大于300mA,为了满足系统扩展的需要,我们选择的是可以用任何能满足功率要的电源模块,也可以自己搭建开关电源电路,输出满足驱动要求即可;作为一种应用举例说明,为了降低系统制造和维护成本,选择自己搭建开关电源电路是比较经济的做法,可以通过选择更为简单的BUCK电路作为供电电路,当然选择BUCK电路的前提是板上需要的供电电流不超过300mA;通常,洗衣机应用中,都采用热板设计,就是把火线与电路板上+5V供电连在一起,或者把零线与板上的公共端(GND)连在一起,这样设计的目的是简化电路设计,降低成本,可以方便的直接驱动可控硅;本设计中,采用了零线与板上的公共端(GND)连在一起的方案;一般变频板AC-DC电路中,都采用单相全桥整流方式,这种方式的优点是可以减小电容容量又可以获得良好的纹波;但在本技术设计应用中,如果采用全桥整流,则电路无法实现相应的驱动要求,为了解决这个问题,我们采用了半波整流的方式,这样就可以直接把零线与板上的公共端(GND)连在一起;这样做的结果是,在同样电容量下,带来了更大的纹波,因此为了减小纹波,我们采用了双电容“pai型”滤波的方案;通过电感L1、L2以及电解电容E1、E2实现“pai型”滤波;通过此科学设计可以获得良好的纹波,并且可以获得更好的EMC控制性能;在实际应用中,所述电源供电电路的整流滤波部分,可以不使用电感设计,在大多数情况下是可以满足要求的,也可以只用一个电感或者一个大容量的电容,这样也可以简化电路设计,降低成本;在本技术的实际应用中,由于变频电机驱动需要更好的实时响应,因此单片机程序设计时如需充分考虑时间资源的分配;在设计中,应把实时响应要求高的放在中断函数里进行,把所有对实时性要求低的放在主流程中控制,形成了如下较优的控制流程效果,详见附图9-12所示;本技术的有益效果:1、本技术采用科学的优化电路设计,大大简化了控制系统的结构,降低了维护和制造的成本;2、通过电机与整机其他负载同时控制设计,大大提高了反应的实时性,提高了效率的同时,降低了备件过多容易引发的故障问题;3、因为不采用通讯方式的延时控制,所以现有技术总因为通讯方式存在的问题都得到解决;4、在本技术中,控制电路与变频控制板这两
【技术保护点】