СХЕМА БЫТОВОГО ПРИБОРА
DOMESTIC APPLIANCE CIRCUIT

Настоящее изобретение относится к схеме бытового прибора.
Согласно настоящему изобретению, компоновка схемы выполнена с возможностью выработки низковольтного сигнала, предпочтительно в виде низковольтного сигнала импульсного типа, для дальнейшей подачи в устройство электрического бытового прибора при пренебрежимо малом потреблении мощности предпочтительно менее чем 10 мВт.
В частности, схема предпочтительна для уменьшения потребления энергии в режиме ожидания электрического бытового прибора.
Как известно, некоторые электрические бытовые приборы последнего поколения выполнены с возможностью переключения в режим ожидания или режим покоя и возобновления рабочего цикла при подаче ожидаемой команды.
Хотя потребление энергии электрическими нагрузками и основным электронным блоком управления бытового прибора в режиме ожидания меньше, чем в рабочем режиме, тем не менее, оно остается относительно высоким.
Соответственно, были разработаны системы для уменьшения потребления энергии в режиме ожидания, в которых основной электронный блок управления избирательно размыкает один или более переключателей, например, однопозиционные реле, для размыкания электрический нагрузок бытового прибора от питающей сети.
Системы этого вида имеют недостаток, связанный с тем, что сохраняется питание низким напряжением основного электронного блока управления, при этом потребление энергии, хотя и пониженное, перестает соответствовать стандартам относительно потребления энергии электрических бытовых приборов последнего поколения, которые требуют, чтобы потребление энергии бытового прибора в режиме ожидания составляла менее чем 1 Ватта.
Для дальнейшего снижения потребления энергии, были разработаны электрические бытовые приборы с системами, которые, в режиме ожидания, устанавливают блок питания на низкое напряжение для питания основного электронного блока управления в нерабочем состоянии.
Например, заявка на патент Германии DE-102006054539 B3 относится к системе для выработки низкого напряжения для питания электронного блока управления стиральной машины, в котором разработан низковольтный блок, потребляемый от сети, для перехода из активного состояния, в котором он обеспечивает питание низким напряжением электронный блок управления, в нерабочее состояние, в котором он прекращает подачу низкого напряжения в электронный блок управления, но все еще остается частично активным с тем, чтобы он мог возобновить работу при подаче сигнала управления.
Более конкретно, в упомянутой выше системе, сетевой низковольтный блок, потребляемый от сети, принимает сигнал управления через управляющий вход и переключает состояние при изменении состояния управляющего сигнала.
На низковольтный сетевой блок питания подается частично питание в нерабочем состоянии для того, чтобы обнаружить изменение состояния управляющего сигнала и быстро возобновить работу.
Другими словами, в упомянутой выше системе, сетевой блок питания должен поддерживать питание для своих собственных внутренних электронных схем, которые отвечают за обнаружение изменения состояния управляющего сигнала и возобновление подачи низкого напряжения в электронный блок управления.
Поэтому задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы выполнить устройство для дальнейшего снижения потребления энергии в режиме ожидания электронного бытового прибора по сравнению с известными системами.
Согласно настоящему изобретению, выполнен электронный бытовой прибор, содержащий низковольтное емкостное средство питания, подсоединенное к сети электрического питания и предназначенное для выработки низкого напряжения, причем низковольтное емкостное средство питания содержит схему емкостного делителя, содержащую первый и второй входной вывод, подсоединенный к первой и второй линии питания, которые находятся под первым и вторым заданными потенциалами, соответственно; первый выходной вывод, выполненный с возможностью выработки упомянутого низковольтного разрешающего сигнала; первое и второе средства для накопления заряда, подсоединенные между упомянутыми первым и вторым входными выводами; и, по меньшей мере, один ограничитель напряжения, подсоединенный параллельно к упомянутому второму средству для накопления заряда и предназначенный для переключения из непроводящего в проводящее состояние, когда он подвергается воздействию напряжения, превышающего заданное напряжение пробоя; причем первое и второе средство для накопления заряда выполнено таким образом, чтобы напряжение на выводах упомянутого второго средства для накопления заряда было ниже заданного напряжения пробоя.
Схема емкостного делителя предпочтительно содержит второй выходной вывод и третье средство для накопления заряда, подсоединенное между упомянутым первым и вторым выводами.
Ограничитель напряжения предпочтительно содержит стабилитрон, имеющий выводы анода и катода, подсоединенные, соответственно, к упомянутому входному выводу упомянутой схемы емкостного делителя и к узлу между упомянутым первым и вторым средствами для накопления заряда.
Первое, второе и третье средства для накопления зарядов предпочтительно содержат, соответственно, первый, второй и третий конденсатор, рассчитанные по следующей формуле:
A
V*(2*С1)/(С2+С1)-0,7-Vc2≤VZ
A
A
C2
где V - пиковое значение основного напряжения питания (V); V - напряжение на выводах второго конденсатора; и VZ - стабилитрон.
Низковольтное емкостное средство питания предпочтительно выполнено с возможностью подачи упомянутого низкого напряжения, по меньшей мере, на одно устройство бытового прибора.
Устройство может предпочтительно содержать средство переключения, и/или средство датчика, и/или блок управления бытовым прибором и/или блок низковольтного питания бытового прибора.
Средство переключения предпочтительно выполнено с возможностью переключения с помощью низкого напряжения из разомкнутого состояния в замкнутое состояние и/или из замкнутого состояния в разомкнутое состояние.
Электрический бытовой прибор предпочтительно содержит блок низковольтного питания, выполненный с возможностью подсоединения к электрической сети питания для приема сетевого напряжения питания и подачи низкого напряжения питания, и в котором упомянутое средство переключения выполнено с возможностью подсоединения, разъединения низковольтного блока питания к/от электрической сети питания.
Низковольтный блок питания предпочтительно выполнен с возможностью подачи низковольтного напряжения на блок управления бытового прибора таким образом, чтобы средство переключения в замкнутом состоянии подсоединяло низковольтный блок питания к электрической сети питания для включения низковольтного блока питания и блока управления.
Средство датчика предпочтительно содержит, по меньшей мере, датчик близости, выполненный с возможностью выработки разрешающего сигнала при обнаружении пользователя в пределах заданного расстояния от бытового прибора.
Электрический бытовой прибор предпочтительно содержит низковольтный блок питания, выполненный с возможностью подсоединения к электрической сети питания для приема сетевого напряжения питания и подачи низкого напряжения питания в блок управления бытового прибора, в котором низковольтный блок питания выполнен с возможностью перехода из активного состояния, в котором он обеспечивает питание блока управления, в нерабочее состояние, в котором низковольтный блок питания прекращает подачу низкого напряжения, в блок управления, но все еще остается частично активным с тем, чтобы он мог возобновить свою работу с помощью управляющего сигнала, и в котором упомянутое низковольтное емкостное средство питания выполнено с возможностью подачи управляющего сигнала для переключения низковольтного блока питания из нерабочего состояния в активное состояние и/или из активного состояния в нерабочее состояние.
Низковольтный блок питания принимает управляющий сигнал через управляющий вход, и переключает состояние при изменении состояния управляющего сигнала. Низковольтный блок питания получает частично питание в нерабочем состоянии для того, чтобы обнаружить изменение состояние управляющего сигнала и быстро возобновить работу. Другими словами, низковольтный блок питания выполнен с возможностью поддержания питания для своих собственных внутренних электронных схем, которые отвечают за обнаружение изменения состояния управляющего сигнала и возобновление подачи низкого напряжения в электронный блок управления.
Электрический бытовой прибор предпочтительно содержит устройство ручного управления, имеющее вход, подсоединенный к низковольтному емкостному средству питания для приема упомянутого низкого напряжения, и выход, подсоединенный к устройству бытового прибора для подачи низкого напряжения, выработанного низковольтным емкостным средством питания, в устройство.
Низковольтное емкостное средство питания и устройство ручного управления предпочтительно выполнены с возможностью выработки низковольтного сигнала импульсного типа.
Электрический бытовой прибор предпочтительно содержит фильтр ЭМС (электромагнитной совместимости), который устанавливается между выходами упомянутого средства переключения и входами упомянутого низковольтного блока питания.
Низковольтное емкостное средство питания предпочтительно содержит средство для ограничения тока, установленное между упомянутой схемой емкостного делителя и упомянутым устройством бытового прибора.
Неограничивающий вариант осуществления настоящего изобретения будет описан посредством примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
фиг.1 - схема электрического бытового прибора, изображающая электронное устройство для снижения потребления энергии в режиме ожидания в соответствии с идеями настоящего изобретения;
фиг.2 - электрическая схема электронного устройства для снижения потребления энергии в режиме ожидания (фиг.1) электрического бытового прибора;
фиг.3 - электрическая схема электронного устройства для снижения потребления энергии в режиме ожидания (фиг.1) электрического бытового прибора, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.4 - схема печи, изображающая электронное устройство для уменьшения потребления энергии дисплея в режиме ожидания и в соответствии с идеями настоящего изобретения;
фиг.5 - схема печи, изображающая устройство для питания дисплея низким напряжением, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
REF
Позиция 1 на фиг.1, 2 и 3 показывает в целом электрический бытовой прибор (в схематичном виде), подсоединенный к электрической сети 3 питания, содержащей нейтральный провод N с опорным потенциалом V, соответствующим потенциалу нейтрали, и фазовый провод F с потенциалом V1 фазы.
REF
A
В показанном примере, потенциалы V и V1 нейтрального провода N и фазового провода F установлены таким образом, чтобы получить переменное сетевое напряжение V питания, равное приблизительно 220-230 В.
A
B
Бытовой прибор 1 содержит электронное устройство (предпочтительно блок управления) 5; и низковольтный блок 6 питания, имеющий вход, подсоединенный к электрической сети 3 питания для приема сетевого напряжения V питания, и выход, подсоединенный к электронному устройству 5 для подачи на него низкого напряжения V питания, например, приблизительно 4-12 В.
Бытовой прибор 1 также содержит устройство 7 для снижения потребления энергии бытового прибора 1 в режиме ожидания, и, в свою очередь, содержит средство 8 переключения, которое расположено вдоль, по меньшей мере, одной из линий 9 питания, подсоединяющих низковольтный блок 6 питания к фазовому проводу F и нейтральному проводу N электрической сети 3 питания, и работает между замкнутым состоянием, в котором оно замыкает линию 9 питания для подсоединения низковольтного блока 6 питания к электрической сети 3 питания, и, таким образом, включает низковольтный блок 6 питания и электронное устройство 5, и разомкнутым состоянием, в котором оно размыкает линию 9 питания для отключения низковольтного блока 6 питания от электрической сети 3 питания, и, таким образом, полностью выключает низковольтный блок 6 питания и электронное устройство 5.
Предпочтительно, чтобы средство 8 переключения переключалось из разомкнутого состояния в замкнутое с помощью низковольтного сигнала S2 включения, или из замкнутого состояние в разомкнутое с помощью сигнала S3 выключения.
A
Устройство 7 предпочтительно содержит также низковольтный емкостной блок 10 питания, подсоединенный на входе к электрической сети 3 питания для приема сетевого напряжения V питания, и предназначено для выработки для низковольтного сигнала S2 включения на выходе.
В примере, показанном на фиг.1, бытовой прибор 1 может представлять собой стиральную машину, посудомоечную машину, стирально-сушильную машину или сушилку и содержит ряд известных электрических устройств (которые в дальнейшем называются просто как электрические нагрузки 2), предназначенные для выполнения функций стирки/сушки бытового прибора 1.
A
Поскольку электрические/электронные устройства известны, электрические нагрузки 2 не описаны, за исключением состояния, когда каждая электрическая нагрузка имеет, по меньшей мере, один вход питания, подсоединенный к электрической сети 3 питания с помощью переключателя 4, который размыкается, замыкается с помощью управляющего сигнала S1 для приема сетевого питания V питания из электрической сети 3 питания.
В примере, приведенном на фиг.1 и 2, электронное устройство 5 представляет собой основной электронный блок 5 управления (например, микропроцессор), предназначенный для управления работой каждой электрической нагрузки 2 бытового приора 1, и предназначен для выработки управляющего сигнала S1 для избирательного отключения каждой электрической нагрузки от электрической сети 3 питания при завершении цикла стирки/сушки и/или при переключении бытового прибора 1 в режим ожидания.
Устройство 7 также содержит устройство 11 ручного управления, например, сенсорный выключатель или любое другое подобное устройство управления, подсоединенное между низковольтным емкостным блоком 10 питания и средством 8 переключения для подачи на средство 8 переключения низковольтного сигнала S2 включения.
Средство 8 переключения предназначено для переключения из замкнутого состояния в разомкнутое при приеме сигнала S3 выключения, который вырабатывается с помощью основного электронного блока 5 управления, когда бытовой прибор 1 переключается в режим ожидания, и для переключения из разомкнутого состояния в замкнутое при приеме низковольтного сигнала S2 включения, который вырабатывается с помощью пользовательской операции устройства 1 управления.
A
В примере, показанном на фиг.1 и 2, средство 8 переключения содержит входные выводы 12, 13, подсоединенные, соответственно, к фазовому проводу F и нейтральному проводу N электрической сети питания; и два выходных вывода 14, 15, обеспечивающих подачу напряжения V питания на соответствующие выводы 16, 17 питания низковольтного блока 6 питания.
Средство 8 переключения также содержит первый управляющий вход 18, подсоединенный к выходу 19 сетевого электронного блока 5 управления для приема сигнала S3 выключения; и второй управляющий вход 20 подсоединенный к выходному выводу устройства 11 управления для приема сигнала S2 включения.
Средство 8 переключения предпочтительно содержит двухпозиционное реле 21, которое имеет электрический контакт 22 с возможностью перемещения между первым положением, связанным с упомянутым разомкнутым состоянием, и в котором он размыкает линию 9 питания, подсоединяющую низковольтный блок 6 питания к электрической сети 3 питания, и вторым положением, связанным с упомянутым замкнутым состоянием, и в котором он замыкает линию 9 питания для подсоединения низковольтного блока 6 питания к электрической сети 3 питания.
Двухпозиционное реле 21 также содержит электромагнитное устройство 23, содержащее, например, две катушки для перемещения подвижного электрического контакта 22 из первого во второе положение на основании низковольтного сигнала S2 включения, или из второго в первое положение на основании сигнала S3 выключения.
В примере на фиг.1 и 2, электрический контакт 22 установлен между входным выводом 12 и выходным выводом 14 таким образом, чтобы размыкать/замыкать их по команде. Электромагнитное устройство 23 предпочтительно содержит вывод, подсоединенный ко второму управляющему входу 20 для приема низковольтного сигнала S2 включения; вывод, подсоединенный к первому управляющему входу 18 для приема сигнала S3 выключения; и вывод, подсоединенный к входному терминалу 13.
REF
Низковольтный емкостной блок 10 питания предпочтительно имеет вывод 24, подсоединенный к фазовому проводу F, вывод 25, подсоединенный к нейтральному проводу N, вывод 26, подсоединенный с помощью устройства 11 управления ко второму управляющему входу 20 средства 8 переключения; и вывод 27, находящийся предпочтительно под заданным опорным потенциалом V, хотя и необязательно, соответствующим потенциалу нейтрали.
Низковольтный емкостной блок 10 питания содержит предпочтительно схему 28 емкостного делителя напряжения; и предпочтительно схему 29 ограничения тока, расположенную между схемой 28 емкостного делителя и средством 8 переключения.
A
C3
REF
В примере схемы, показанной на фиг.2, схема 28 емкостного делителя содержит два входных вывода 30, 31, которые подсоединены, соответственно, к выводам 24, 25 для приема сетевого напряжения V питания; и два выходных вывода 32, 33, которые находятся под потенциалом V и опорным потенциалом V, соответственно.
Схема 29 ограничителя тока, в случае, когда она предусмотрена, предпочтительно содержит входной вывод 34, подсоединяемый с помощью устройства 11 управления к выходному выводу 32 схемы 28 емкостного делителя; и выходной вывод 35, подсоединенный ко второму управляющему входу 20 средства 8 переключения.
Схема 28 емкостного делителя предпочтительно содержит емкостной делитель 36, подсоединенный между входными выводами 30 и 31 и содержащий первый конденсатор 37 и второй конденсатор 38, соединенные последовательно между входными выводами 30 и 31 через общий узел 39.
Схема 28 емкостного делителя также предпочтительно содержит стабилитрон 40, вывод анода которого подсоединен к входному выводу 31, и выводом катода, подсоединенным к узлу 39; третий, предпочтительно электрический, конденсатор 41, подсоединенный между выходными выводами 32 и 33; и диод 42, вывод анода которого подсоединен к узлу 30, и вывод катода которого подсоединен к выходному выводу 32.
A
1
Во время использования, когда на схему 28 емкостного делителя подается питание с отрицательной полуволной напряжения V питания, стабилитрон 40 проводит таким образом, чтобы ток I проходил только через первый конденсатор 37, таким образом, исключая второй конденсатор 38 и третий конденсатор 41, который поэтому не заряжается на этом этапе.
A
C2
Следует отметить, что в примере на фиг.2 емкость С1 первого конденсатора 37 и емкость С2 второго конденсатора 38 емкостного делителя 36 являются, преимущественно, такими, чтобы во время положительной полуволны напряжение V питания на выводах 30 и 31, напряжение V на выводах второго конденсатора 38 было ниже, чем напряжение VZ на стабилитроне 40, который поэтому никогда не находится в обратносмещенном состоянии.
A
A
C2
C3
Предпочтительно, когда на схему 28 емкостного делителя подается питание с положительной полуволной напряжения V питания, емкостной делитель 36 делит напряжение V питания для выработки, на выводах второго конденсатора 38, напряжение V, которое ниже, чем напряжение VZ на стабилитроне 40, так что на этом этапе стабилитрон 40 остается выключенным, и третий конденсатор 41 заряжается с помощью напряжения V.
1
Следует отметить, что первый конденсатор 37, второй конденсатор 38 и третий конденсатор 41 предпочтительно образуют реактивную цепь, в которую подается, в целом, ток I, имеющий, преимущественно, емкостную составляющую, которая, преимущественно, использует в основном реактивную мощность.
A
1
Предпочтительно, когда стабилитрон 40 остается выключенным во время положительной полуволны сетевого напряжения V питания, протекает ток I с высокой емкостной составляющей, так что мощность, рассеиваемая, схемой 28 емкостного делителя, преимущественно, характеризуется реактивной составляющей мощности, и, преимущественно, пренебрежимо малой активной составляющей мощности, таким образом, приводя к крайне низкому потреблению активной энергии низковольтного емкостного блока 10 питания в целом.
Следует отметить, что в отличие от известных схем емкостной накачки, в которых стабилитрон должен быть обратно смещен во время положительной полуволны сетевого напряжения питания для стабилизации выходного напряжения, схема 28 емкостного делителя предпочтительно служит только для хранения энергии, с помощью которой вырабатывается сигнал и, предпочтительно и преимущественно, импульсный сигнал, соответствующий низковольтному сигналу S2 включения и с достаточно низкой энергией для активизации двухпозиционного реле 21.
C3
Другими словами, схема 28 емкостного делителя должна не стабилизировать выходное напряжение V, а просто вырабатывать сигнал S2, предпочтительно импульсный сигнал S2, для возбуждения катушки двухпозиционного реле 21. После активизации двухпозиционное реле 21 по существу выполнено так, чтобы постоянно оставаться в последнем положении переключателя без необходимости в постоянном, непрерывном электрическом входном сигнале.
Архитектура схемы, выполненная с помощью схемы 28 емкостного делителя, которая обеспечивает подачу импульсного сигнала S2 включения на двухпозиционное реле 21, таким образом, значительно уменьшает активную энергию, рассеиваемую устройством 7, вследствие того, что мощность/энергия, используемая устройством 7, является, преимущественно, реактивной.
В приведенном примере, емкость С1 первого конденсатора 37 и С2 второго конденсатора 38, можно рассчитать таким образом, чтобы они удовлетворяли следующему уравнению:
A
C2
а) V*(2*С1)/(С2+С1)-0,7=V≤VZ
A
A
C2
где V - максимальное значение сетевого напряжения V питания; V - напряжение на выводах второго конденсатора 38; и VZ - напряжение на стабилитроне.
На фиг.1 и 2, например, устройство 7 также содержит фильтр 70 ЭМС (электромагнитной совместимости), подсоединенный между двухпозиционным реле 21 и низковольтным блоком 6 питания.
Фильтр 70 ЭМС имеет выводы 71, 72, подсоединенные, соответственно, к выводам 16 и 17 питания низковольтного блока 6 питания, и содержит конденсатор 73 и стабилизирующий нагрузочный резистор 74, предназначенные для разряда конденсатора 73.
Предпочтительно, чтобы конденсатор 73 и стабилизирующий нагрузочный резистор 74 были подсоединены параллельно друг другу между выводами 71 и 72.
В соответствии с изменением настоящего изобретения, показанного на фиг.3, фильтр 70 ЭМС размещается между электрической сетью 3 питания и низковольтным емкостным блоком 10 питания, то есть сзади по ходу двухпозиционного реле 21. Однако в другом непоказанном альтернативном варианте, фильтр 70 ЭМС может находиться между низковольтным емкостным блоком питания и двухпозиционным реле 21.
Предпочтительно, чтобы, согласно изменению, показанному на фиг.3, выводы 71, 72 фильтра 70 ЭМС были подсоединены, соответственно, к выводам 24, 25 низковольтного емкостного блока 10 питания.
Ниже приводится описание работы устройства 7 для снижения потребляемой бытовым прибором 1 энергии, предполагая, что бытовой прибор 1 работает, то есть не находится в режиме ожидания, и поэтому двухпозиционное реле 21 находится в замкнутом положении.
Бытовой прибор 1 выполнен с возможностью автоматического переключения в режим ожидания после завершения/окончания цикла стирки/сушки, и/или, например, когда электронное устройство 5 не принимает никакой новой команды от пользователя в пределах заранее установленного времени.
Основной электронный блок 5 управления вырабатывает сигнал S1 для размыкания переключателя 4 и отсоединения нагрузок 2 от электрической сети 3 питания, предпочтительно после завершения/окончания цикла стирки/сушки, и в то же самое время или позже в пределах заранее установленного времени вырабатывает сигнал S3 выключения, который находится предпочтительно в виде низковольтного сигнала импульсного типа.
Сигнал S3 выключения переключает двухпозиционное реле 21 из замкнутого состояния в разомкнутое, таким образом отключая низковольтный блок 6 питания и основной электронный блок 5 управления в одно и то же время.
Следует отметить, что на этом этапе, в отличие от систем, снижающих потребление энергии известных бытовых приборов, общее потребление энергии низковольтного блока 6 питания и основного электронного блока 5 управления равны, преимущественно, нулю.
Это состояние продолжается вплоть до пользовательской операции/активизации устройства 11 управления.
На практике, пользовательская операция/активизация устройства 11 управления обеспечивает подачу сигнала S2 включения в двухпозиционное реле 21, которое переключается из разомкнутого состояния в замкнутое для подсоединения низковольтного блока 6 питания к электрической сети 3 питания, и, таким образом, включает основной электронный блок 5 управления.
Основной электронный блок 5 управления можно также выполнить, преимущественно, с возможностью отключения бытового прибора 1 с помощью пользователя посредством устройства 11 управления.
Основной электронный блок 5 управления предназначен, с этой целью разработан, для обнаружения того, работает/активизирует ли пользователь устройство 11 управления при работе бытового прибора.
Устройство 7 может содержать чувствительный элемент 44 для обнаружения низковольтного сигнала S2 включения на втором управляющем входе 20 двухпозиционного реле 21.
Чувствительный элемент 44 может, например, содержать датчик для измерения тока/напряжения, предназначенный для выработки логического сигнала, показывающего наличие/отсутствие низковольтного сигнала S2 включения на втором управляющем входе 20 двухпозиционного реле 21.
Предпочтительно, чтобы основной электронный блок 5 управления был выполнен с возможностью обнаружения того, работает ли пользователь с устройством 11 управления на основе логического состояния сигнала, выработанного чувствительным элементом 44. Если пользователь работает с устройством 11 управления во время работы бытового прибора, основной электронный блок 5 управления обнаруживает изменение логического состояния сигнала, который вырабатывается чувствительным элементом 44, соответствующие наличию низковольтного сигнала S2 включения.
В этом случае, основной электронный блок 5 управления определяет изменение сигнала логического состояния и вырабатывает сигнал S1 для размыкания переключателя 4 и отсоединение нагрузок 2 от электрической сети 3 питания, и в то же самое время вырабатывает сигнал S3 выключения, который предпочтительно находится в виде низковольтного сигнала импульсного типа.
Предпочтительно, чтобы основной электронный блок 5 управления можно было выполнить с возможностью выработки сигналов S1 и S3 в случае, когда сигнал (сигналы), выработанный с помощью чувствительного элемента 44, удовлетворяет заранее установленным условиям.
Согласно другому варианту осуществления, заранее установленные условия можно выполнить в случае, когда сигнал остается в логическом состоянии в течение определенного интервала времени.
Согласно варианту осуществления, заранее установленные условия можно выполнить в случае, когда логическое состояние сигнала, выработанного чувствительным элементом 44, изменяется предварительно установленное число раз в пределах определенного интервала времени.
Основной электронный блок 5 управления можно также выполнить с возможностью, преимущественно, обнаружения аварийного отключения питания.
B
Предпочтительно, чтобы основной электронный блок 5 управления можно было выполнить с возможностью определения аварийного отключения питания бытового прибора 1 в случае, когда низкое напряжение V восстанавливается с помощью низковольтного сетевого блока питания при отсутствии низковольтного сигнала S2 включения.
Если во время работы бытового прибора происходит аварийное отключение питания, то средство 8 переключения остается замкнутым, подсоединяя низковольтный сетевой блок 6 питания к электрической сети 3 питания; и, при восстановлении питания, на низковольтный сетевой блок 6 питания снова подается питание для включения основного электронного блока 5 управления.
В этом случае, основной электронный блок 5 управления определяет, был ли он включен при восстановлении питания, или при переключении пользователем двухпозиционного реле 21.
В приведенном примере, основной электронный блок 5 управления определяет, соответствует ли логическое состояние сигнала, выработанного чувствительным элементом 44, наличию низковольтного сигнала S2 включения.
Если логический сигнал, выработанный чувствительным элементом 44, не показывает низковольтный сигнал S2 включения, то основной электронный блок 5 управления определяет аварийное отключение питания и таким образом осуществляет управление нагрузками 2 для возобновления цикла стирки/сушки, прерванного аварийным отключением питания.
С другой стороны, если логический сигнал, выработанный чувствительным элементом 44, показывает наличие низковольтного сигнала S2 включения, основной электронный блок 5 управления не определяет аварийное отключение питания и, таким образом, осуществляет управление нагрузками 2 в соответствии со специфической программой для возобновления цикла стирки, выбранного пользователем.
Однако можно предусмотреть альтернативные варианты осуществления для того, чтобы основной электронный блок 5 управления мог определить, был ли он включен путем восстановления подачи питания или путем переключения пользователем двухстороннего реле 21, например, основной электронный блок 5 управления может запомнить, по меньшей мере, последний этап выполнения рабочего цикла перед аварийным отключением питания с тем, что когда питание снова подается, блок 5 управления мог распознать, что произошло прерывание, и управлять нагрузками 2, соответственно, для возобновления, например, цикла стирки/сушки, прерванного аварийным отключением питания, или блок 5 управления мог продолжать ряд специфических программ, предусмотренный в случае прерывания рабочего цикла.
Описанный электрический бытовой прибор 1 имеет следующие преимущества.
Во-первых, общее потребление энергии в режиме ожидания низковольтного блока питания и основного электронного блока 5 управления равно нулю.
Во-вторых, применение двухпозиционного реле, управляемого с помощью двух различных импульсных сигналов, позволяет использовать низковольтный емкостной блок питания с более простой схемой по сравнению с известными схемами емкостной накачки. Действительно, в отличие от известных схем емкостной накачки, в которых стабилитрон находится в обратносмещенном состоянии для стабилизации выходного напряжения, проектирование соответствующим образом первого и второго конденсаторов схемы емкостного делителя, которая описана ранее, предотвращает обратное смещение стабилитрона, который, таким образом, действует просто как ограничитель напряжения.
В-третьих, конфигурация схемы емкостного делителя значительно снижает потребление активной мощности в режиме ожидания. То есть, как уже упоминалось, ток, циркулирующий в схеме емкостного делителя, имеет, преимущественно, емкостную составляющую, которая очевидно рассеивает реактивную мощность.
И, наконец, использование двухпозиционного реле, которое постоянно поддерживает свое рабочее состояние, позволяет обнаружить аварийное отключение питания с помощью электронного блока управления.
Очевидно, что в электрическом бытовом приборе можно выполнить изменение, как описано и изображено здесь, однако не отклоняясь от объема настоящего изобретения.
Например, в другом альтернативном варианте осуществления, изображенном в качестве примера на фигуре 4, электронный бытовой прибор содержит средство отображения, блок управления подачей напряжения для подачи электрического напряжения на упомянутое средство отображения и средство переключения датчика, который включает/выключает низковольтный блок питания в соответствии с обнаружением пользователя в пределах заданного расстояния от бытового прибора, при этом электрический бытовой прибор дополнительно содержит устройство для снижения потребления энергии электрического бытового прибора, содержащего низковольтное емкостное средство питания, выполненное с возможностью подачи низкого напряжения на упомянутое средство переключения датчика.
Низковольтное емкостное средство питания предпочтительно содержит схему емкостного делителя, содержащую первый и второй входные выводы, подсоединенные к первой и второй линиям питания, которые находятся под первым и вторым заданными потенциалами, соответственно; первый и второй выходные выводы, вырабатывающие упомянутое низкое напряжение; первое и второе средства для накопления зарядов, подсоединенные между упомянутыми первым и вторым входными выводами; и, по меньшей мере, один ограничитель напряжения, подсоединенный параллельно к упомянутому второму средству для накопления заряда и выполненному с возможностью переключения из непроводящего в проводящее состояние, когда он подвергается воздействию напряжения, превышающего заданное напряжение пробоя; причем упомянутые первое и второе средства для накопления заряда спроектированы таким образом, чтобы напряжение на выводах упомянутого второго средства для накопления заряда было ниже упомянутого заданного напряжения пробоя.
Схема емкостного делителя предпочтительно содержит третье средство для накопления заряда, подсоединенное между упомянутым первым и вторым выходными выводами.
Ограничитель напряжения предпочтительно содержит стабилитрон, имеющий выводы анода и катода, подсоединенный, соответственно, к входному выводу упомянутой схемы емкостного делителя и к узлу между упомянутым и вторым средствами для накопления заряда.
Первое, второе и третье средства для накопления зарядов предпочтительно содержат, соответственно, первый, второй и третий конденсаторы, рассчитанные согласно уравнению:
A
C2
V*(2*С1)/(С2+С1)-0,7=V≤VZ,
A
C2
где V - максимальное значение сетевого напряжение питания; V - напряжение на выводах второго конденсатора; и VZ - напряжение на стабилитроне.
Низковольтное емкостное средство питания предпочтительно содержит средство для стабилизации напряжения, расположенное между упомянутой схемой емкостного делителя и упомянутым средством для переключения датчика.
A
B
Более конкретно, вариант осуществления, показанный на фиг.4, относится к печи 50, содержащей дисплей 52, предпочтительно, хотя необязательно, дисплей с часами; устройство 51 для снижения потребления энергии дисплея 52, когда печь 50 находится в режиме ожидания и не обслуживается пользователем; и предпочтительно, хотя не обязательно, блок 80 питания напряжением, имеющий вход, подсоединенный к электрической сети 3 питания для приема сетевого напряжения V питания, и выход, подсоединенный к дисплею 52, для подачи на него вторичного напряжения V питания.
На фиг.4, устройство 51 для снижения потребления энергии дисплея 52 содержит средство 81 переключения, которое расположено вдоль, по меньшей мере, одной из линий 82 питания, подсоединяющих блок 82 питания напряжением к фазовому проводу F и нейтральному проводу N электрической сети 3 питания, и работает между замкнутым состоянием, в котором оно замыкает линию 82 питания для подсоединения блока 80 питания напряжением к электрической сети 3 питания и, таким образом, включает блок 80 питания напряжением и дисплей 52, и открытым состоянием, в котором оно размыкает линию 82 питания для отсоединения блока 80 питания напряжением от электрической сети 3 питания, и таким образом, полностью выключает блок 80 питания напряжением и дисплей 52.
Предпочтительно, чтобы средство 81 переключения переключалось из разомкнутого состояния в замкнутое с помощью низковольтного сигнала S2 включения или из замкнутого состояния в разомкнутое с помощью сигнала S3 выключения.
A
Устройство 51 также содержит низковольтный емкостной блок 83 питания, подсоединенный на входе к электрической сети 3 питания для приема сетевого напряжения V питания, выполненный для выработки низкого напряжения V2 на выходе.
Устройство 51 также содержит датчик 90 близости для обнаружения присутствия или отсутствия пользователя в пределах заданного расстояния от печи 50.
Предпочтительно, чтобы датчик 90 близости был подсоединен к выходу низковольтного емкостного блока 83 питания предпочтительно, хотя необязательно, через известное устройство 84 для стабилизации напряжения, и выполнен с возможностью вывода сигнала S2 включения в случае, когда пользователь находится в пределах заданного расстояния от печи 50, и наоборот для вывода сигнала S3 выключения в случае, когда пользователь не находится в пределах заданного расстояния от печи 50.
Средство 81 переключения выполнено с возможностью переключения из замкнутого состояния в разомкнутое при приеме сигнала S3 выключения в случае, когда пользователь не находится в пределах заданного расстояния от печи 50, и переключения из разомкнутого состояния в замкнутое при приеме низковольтного сигнала S2 включения в случае, когда пользователь находится в пределах заданного расстояния от печи 50.
A
На фиг.4 средство 81 переключения содержит два входных вывода 92, 93, подсоединенные, соответственно, к фазовому проводу F и нейтральному проводу N электрической сети 3 питания; и два выходных вывода 94, 95, обеспечивающих подачу напряжения V питания на соответствующие выводы 96, 97 питания блока 80 питания напряжением.
Средство 81 переключения также содержит первый управляющий вход 100, подсоединенный к первому выходу датчика 90 близости для приема сигнала S3 выключения; и второй управляющий вход 98, подсоединенный ко второму выходному выводу датчика 90 близости для приема сигнала S2 включения.
Средство 81 переключения предпочтительно содержит двухпозиционное реле 101, которое имеет электрический контакт 102 с возможностью перемещения между первым положением, связанным с упомянутым разомкнутым состоянием, и в котором он размыкает линию 82 питания, подсоединяющую блок 80 питания напряжением к электрической сети 3 питания, и вторым положением, связанным с упомянутым замкнутым состоянием, и в котором он замыкает линию 82 питания для подсоединения блока 80 питания напряжением к электрической сети 3 питания.
Двухпозиционное реле 101 также содержит электромагнитное устройство 103, содержащее, например, две катушки для перемещения подвижного электрического контакта 102 из первого положения во второе на основе сигнала S2 включения, или из второго положения в первое на основе сигнала S3 выключения.
В примере, приведенном на фиг.4, электрический контакт 102 расположен между входным выводом 92 и выходным выводом 94 для того, чтобы размыкать/замыкать их по команде. И электромагнитное устройство 103 имеет вывод, подсоединенный ко второму управляющему входу 98 для приема низковольтного сигнала S2 включения; вывод, подсоединенный к первому управляющему входу 100 для приема сигнала S3 выключения; и вывод, подсоединенный к входному выводу 93.
REF
Низковольтный емкостной блок 83 питания имеет вывод 104, подсоединенный к фазовому проводу F, вывод 103, подсоединенный к нейтральному проводу N; вывод 106, подсоединенный к устройству 90 датчика близости; и вывод 107 под заданным опорным потенциалом V; предпочтительно, хотя необязательно, соответствующим потенциалу нейтрали.
Низковольтный емкостной блок 83 питания, по существу, содержит схему 108 емкостного делителя, тогда как стабилизирующее устройство 84, в случае, когда оно предусмотрено, расположено между схемой 108 емкостного делителя и датчиком 90 близости.
A
C3
REF
В примере схемы, показанном на фиг.4, схема 108 емкостного делителя содержит два входных вывода 110, 111, подсоединенных, соответственно, к выводам 104, 105 для приема сетевого напряжения V питания; и два выходных вывода 112, 113, которые находятся под потенциалом V и опорным потенциалом V, соответственно.
Стабилизирующее устройство 84 содержит входной вывод 114, подсоединенный к выходному выводу 112 схемы 108 емкостного делителя; и выходной вывод 115, подсоединенный к датчику 90 близости для подачи низкого напряжения V2.
Схема 108 емкостного делителя предпочтительно содержит емкостной делитель 116, подсоединенный между входными выводами 110 и 111, и содержащий первый конденсатор 117 и второй конденсатор 118, подсоединенный последовательно между входными выводами 110 и 111 через общий узел 119.
Схема 108 емкостного делителя также содержит стабилитрон 120 с выводом анода, подсоединенным к входному выводу 111, и выводом катода, подсоединенным к узлу 119; третий, предпочтительно электролитический, конденсатор 121, подсоединенный между выходными выводами 112 и 113; и диод 122 с выводом анода, подсоединенным к узлу 119, и вывод катода, подсоединенный к выходному выводу 112.
На фиг.4 устройство 51 может также содержать фильтр 200 ЭМС (электромагнитной совместимости), который расположен между двухпозиционным реле 101 и блоком 80 питания напряжением.
Фильтр 200 ЭМС имеет два вывода, которые подсоединены, соответственно, к выводам 96 и 97 питания блока 80 питания напряжением, и содержит конденсатор 203 и стабилизирующий нагрузочный резистор 204, предназначенный для разряда конденсатора 203.
Предпочтительно, чтобы конденсатор 203 и стабилизирующий нагрузочный резистор 204 были подсоединены параллельно друг другу.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения (не показан), фильтр 200 ЭМС расположен между электрической сетью 3 питания и низковольтным емкостным блоком 83 питания, то есть, расположен впереди по ходу двухпозиционного реле 21.
Предпочтительно, согласно варианту осуществления, чтобы выводы фильтра 200 ЭМС были подсоединены, соответственно, к выводам 104, 105 низковольтного емкостного блока 83 питания.
A
1
Во время использования, когда на схему 108 емкостного делителя подается напряжение V питания с отрицательной полуволной, стабилитрон 120 проводит с возможностью циркуляции только тока I через первый конденсатор 117, таким образом, исключая второй конденсатор 180 и третий конденсатор 121, которые поэтому не заряжаются на этом этапе.
A
C2
Следует отметить, что в примере, показанном на фиг.4, емкость С1 первого конденсатора 117 и емкость С2 второго конденсатора 118 емкостного делителя 116 являются, преимущественно, такими, чтобы во время положительной полуволны напряжения V питания на выводах 110 и 111, напряжение V на выводах второго конденсатора 118 было ниже, чем напряжение VZ на стабилитроне 120, который поэтому никогда не смещен в обратном направлении.
A
A
C2
C3
Предпочтительно, чтобы при подаче на схему 108 емкостного делителя напряжения V питания с положительной полуволной, емкостной делитель 116 делил напряжение V питания для выработки, на выводах второго конденсатора 118, напряжения V, которые ниже по сравнению с напряжением VZ на стабилитроне 120, поэтому на этом этапе стабилитрон 120 остается выключенным, и третий конденсатор 121 заряжается напряжением V.
1
Следует отметить, что первый конденсатор 117, второй конденсатор 118 и третий конденсатор 121 образуют все вместе реактивную цепь, на которую подается в целом ток I, имеющий преимущественно емкостную составляющую, которая преимущественно обеспечивает/использует, в основном, реактивную мощность.
A
1
Предпочтительно, чтобы при сохранении стабилитрона 120 в выключенном состоянии во время положительной полуволны сетевого напряжения V питания, циркулировал ток I с высокой емкостной составляющей, таким образом, мощность, рассеиваемая схемой 108 емкостного делителя, преимущественно характеризуется реактивной составляющей питания, и преимущественно, пренебрежимо малой активной составляющей питания, что приводит в результате, к чрезвычайно низкому потреблению активной энергии низковольтного емкостного блока 83 питания в целом.
Следует отметить, что в отличие от известных схем емкостной накачки, в которых стабилитрон 120 должен находиться в обратносмещенном состоянии во время положительной полуволны сетевого напряжения питания для стабилизации выходного напряжения, схема 108 емкостного делителя служит только для хранения достаточной минимальной энергии, с помощью которой обеспечивается питание датчика 90 близости.
Поэтому архитектура схемы, выполненная с помощью схемы 108 емкостного делителя, обеспечивающая питание датчика 90 близости, позволяет значительно снизить активную энергию, рассеиваемую устройством 51 из-за того, что мощность/энергия, которая обеспечивает/использует устройство 51, является, преимущественно, реактивной.
В приведенном примере, емкости С1 первого конденсатора 117 и С2 второго конденсатора 118 можно рассчитать так, чтобы они удовлетворяли следующему уравнению:
A
C2
a) V*(2*С1)/(С2+С1)-0,7=V≤VZ
A
A
C2
где V - максимальное значение сетевого напряжения V питания; V - напряжение на выводах второго конденсатора 118; и VZ - напряжение на стабилитроне.
В практическом использовании, когда пользователь находится в пределах заданного расстояния от печи 50, датчик 90 близости вырабатывает сигнал S2 включения для переключения подвижного электрического контакта 102 двухпозиционного реле 101 во второе рабочее положение и, таким образом, включение блока 80 питания напряжением и дисплея 52.
Напротив, когда пользователь не находится в пределах заданного расстояния от печи 50, датчик 90 близости вырабатывает сигнал S3 выключения для переключения подвижного электрического контакта 102 в первое рабочее положение и, таким образом, выключения блока 80 питания напряжением и дисплея 52.
В другом альтернативном варианте осуществления, который изображен в качестве примера на фиг.5, электрический бытовой прибор содержит средство отображения, средство питания напряжением, подсоединенное к электрической сети питания для приема сетевого напряжения питания для подачи напряжения на упомянутое средство отображения, причем устройство для снижения потребления энергии содержит:
- средство переключения, которое переключается с помощью сигнала включения в замкнутое состояние, подсоединяя при этом упомянутое средство питания напряжением к электрической сети питания для включения средства питания напряжением и упомянутого средства отображения;
- датчик близости, вырабатывающий сигнал включения при обнаружении пользователя в пределах заданного расстояния от бытового прибора; и
- низковольтное емкостное средство питания, которое подает низкое напряжение для питания упомянутого датчика близости.
Датчик близости предпочтительно выводит сигнал выключения в случае, когда он не обнаруживает пользователя в пределах упомянутого заданного расстояния от бытового прибора; причем упомянутое средство переключения переключается с помощью сигнала выключения в разомкнутое состояние, при котором средство питания напряжением отсоединяется от электрической сети питания для полного выключения средства питания напряжением и упомянутого средства отображения.
Средство переключения предпочтительно содержит двухпозиционное реле.
Двухпозиционное реле предпочтительно содержит, по меньшей мере, один подвижный электрический контакт, приводимый в движение между первым положением, связанным с упомянутым разомкнутым состоянием, и в котором он размыкает линию питания, соединяющую упомянутое средство питания напряжением с электрической сетью питания, и вторым положением, связанным с упомянутым замкнутым состоянием, и в котором он замыкает упомянутую линию питания.
Двухпозиционное реле предпочтительно содержит электромагнитное средство, выполненное с возможностью перемещения упомянутого подвижного электрического контакта из первого положения во второе на основе сигнала включения, или для перемещения подвижного электрического контакта из второго положения в первое на основе сигнала выключения.
Низковольтное емкостное средство питания предпочтительно содержит схему емкостного делителя, содержащую первый и второй входные выводы, подсоединенные к первой и второй линиям питания, которые находятся под первым и вторым заданным потенциалами, соответственно; первый и второй выходные выводы, вырабатывающие упомянутое низкое напряжение; первое и второе средства для накопления зарядов, подсоединенные между упомянутыми первым и вторым входными выводами; и, по меньшей мере, один ограничитель напряжения, подсоединенный параллельно к упомянутому второму средству для накопления заряда, и выполненный с возможностью переключения из непроводящего состояния в проводящее, когда он подвергается воздействию напряжения, превышающего заданное напряжение пробоя; причем упомянутые первое и второе средства для накопления заряда выполнены таким образом, чтобы напряжение на выводах упомянутого второго средства для накопления заряда выполнены таким образом, чтобы напряжение на выводах упомянутого второго средства для накопления заряда было ниже упомянутого заданного напряжения пробоя.
Схема емкостного делителя предпочтительно содержит третье средство для накопления заряда, подсоединенное между упомянутыми первым и вторым выходными выводами.
Ограничитель напряжения предпочтительно содержит стабилитрон, имеющий выводы анода и катода, подсоединенные, соответственно, к входному выводу упомянутой схемы емкостного делителя и к узлу между упомянутыми первым и вторым средствами для накопления заряда.
Первое, второе и третье средства для накопления зарядов предпочтительно содержат, соответственно, первый, второй и третий конденсаторы, рассчитанные согласно следующему уравнению:
A
C2
V*(2*C1)/(С2+C1)-0,7=V≤VZ
A
C2
где V - максимальное значение сетевого напряжения питания; V - напряжение на выводах второго конденсатора; и VZ - напряжение на стабилитроне.
Низковольтное емкостное средство питания предпочтительно содержит средство для стабилизации напряжения, расположенное между упомянутой схемой емкостного делителя и упомянутым средством для переключения датчика.
Электрический бытовой прибор предпочтительно содержит фильтр ЭМС, который расположен между выводами упомянутого средства переключения и выводом средства питания напряжением.
Электрический бытовой прибор предпочтительно содержит фильтр ЭМС, подсоединенный к первому и второму входным выводам схемы емкостного делителя.
На фиг.5 более подробно показано альтернативное устройство 130 для снижения потребления энергии дисплея 131 печи 50, например, и которое подобно устройству 51, и составные части которого показаны, где возможно использование тех же самых ссылочных позиций, как и для соответствующих частей устройства 51.
Устройство 130 отличается от устройства 51 дисплеем 131, который подсоединен с помощью блока 132 управления питанием к электрической сети 3 питания для приема напряжения питания. Более того, устройство 130 не имеет средства переключения.
Более подробно, блок 132 управления питанием содержит управляющие входы 133, 134, подсоединенные, соответственно, к выходам 135 и 136 датчика 90 близости для приема сигнала S2 включения и сигнала S3 выключения, и предназначен для переключения из состояния без подачи питания в состояние с подачей питания с помощью сигнала S2 включения, или из состояния с подачей питания в состояние без подачи питания с помощью сигнала S3 выключения.
Более конкретно, при приеме сигнала S3 выключения, блок 132 управления питанием прекращает подачу электрического питания на дисплей 131. Другими словами, сигнал S3 выключения выдает команду блоку 132 управления питанием на выключение дисплея 131.
При приеме сигнала S2 включения, блок 132 управления питанием обеспечивает подачу электрического питания для включения дисплея 131.