專利名稱：過(guò)流過(guò)壓保護(hù)裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過(guò)流過(guò)壓保護(hù)裝置和方法，更具體地涉及用于家用電器如電冰箱
中的過(guò)流過(guò)壓保護(hù)裝置和方法。
背景技術(shù)：
家用電器需要進(jìn)行過(guò)流過(guò)壓保護(hù)。當(dāng)電路因某種原因出現(xiàn)異常電壓、異常電流時(shí)，
通常通過(guò)以下兩種方法切斷電路以便對(duì)家用電器進(jìn)行保護(hù)一)通過(guò)使電流保險(xiǎn)絲熔斷來(lái)
起到保護(hù)作用；二)通過(guò)可恢復(fù)保險(xiǎn)絲或者電流保護(hù)器來(lái)起到保護(hù)作用。
但是，使電流保險(xiǎn)絲熔斷來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)時(shí)，由于電流保險(xiǎn)絲具有不可恢復(fù)性，電流保
險(xiǎn)絲熔斷后電路不能正常工作，必須要更換保險(xiǎn)絲以后才能恢復(fù)工作，給用戶帶來(lái)不便。 另一方面，通過(guò)可恢復(fù)保險(xiǎn)絲或者電流保護(hù)器來(lái)保護(hù)時(shí)，由于可恢復(fù)保險(xiǎn)絲或者
電流保護(hù)器的價(jià)格昂貴，會(huì)使家用電器的成本大幅上升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，其目的在于提出一種通過(guò)電子電路實(shí)現(xiàn)的、可 自動(dòng)恢復(fù)的過(guò)流過(guò)壓保護(hù)裝置和方法。 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明方案1所述的過(guò)流過(guò)壓保護(hù)裝置包 括與負(fù)載單元的供電電路相連的采樣單元、與上述采樣單元相連接的異常判斷單元、及 與上述異常判斷單元相連并對(duì)供給負(fù)載單元的電力進(jìn)行控制的控制單元。其中，上述負(fù)載 單元的供電電路中設(shè)有采樣電阻，上述采樣單元具有分別對(duì)上述采樣電阻兩端的電壓進(jìn)行 采樣的兩個(gè)取樣支路，所述異常判斷單元設(shè)有兩個(gè)采樣信號(hào)輸入口以及一個(gè)判斷結(jié)果輸出 口 ；上述控制單元中設(shè)有由三極管構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路。 本發(fā)明的方案2為，所述采樣單元采用的電阻為精密電阻。由于負(fù)載電路正常工 作時(shí)，作為異常判斷單元的主芯片MCU采樣所得的A/D差必須穩(wěn)定在一個(gè)數(shù)值范圍內(nèi)，而負(fù) 載電路工作所提供的電源電壓又存在波動(dòng)，采用精密電阻將使得誤差減小，所得的A/D值 準(zhǔn)確。 本發(fā)明方案3為，上述的采樣信號(hào)輸入口的前端分別設(shè)置限流電阻。這樣，可以防 止MCU的A/D 口電流過(guò)高。 本發(fā)明方案4為，上述的采樣信號(hào)輸入口的前端分別設(shè)有限壓二極管。這樣的二 極管將起到保護(hù)主芯片MCU作用，防止電壓過(guò)高，損壞主芯片MCU的A/D 口 。
本發(fā)明方案5中所述的過(guò)流過(guò)壓保護(hù)方法包括如下步驟a)從連接在負(fù)載設(shè)備 的電源電路中的采樣電阻的兩端取得兩個(gè)電壓瞬時(shí)值；b)將上述采樣電壓經(jīng)過(guò)幅值相位 調(diào)整、模數(shù)轉(zhuǎn)換為A/D值，并得到兩個(gè)電壓的A/D值差；c)將上述A/D值差與預(yù)先設(shè)置好 的一個(gè)最大差值進(jìn)行比較，并輸出一個(gè)與指示比較結(jié)果的信號(hào)，d)如果上述信號(hào)表明上述 A/D值差^上述的最大差值，則切斷負(fù)載單元的供電電路；如果上述信號(hào)表明上述A/D值 差<上述的最大差值，則接通負(fù)載單元的供電電路。這樣，在不通過(guò)保險(xiǎn)絲來(lái)切斷電路、又不增加太多成本的基礎(chǔ)上，就可以通過(guò)電子電路對(duì)家用電器實(shí)現(xiàn)可自動(dòng)恢復(fù)的過(guò)流過(guò)壓保 護(hù)。 本發(fā)明的方案6為，方案5中所述的過(guò)流過(guò)壓保護(hù)方法還包括以下步驟e)上述 的最大差值根據(jù)家用電器的具體情況預(yù)先設(shè)定好。這樣，可以針對(duì)不同的使用條件設(shè)定不 同的基準(zhǔn)值，從而可以使本發(fā)明適用于不同的家用電器和使用環(huán)境。 本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果如下。本發(fā)明較好地解決了長(zhǎng)期以來(lái)采用通過(guò)切斷電流保 險(xiǎn)絲來(lái)起到保護(hù)作用和通過(guò)可恢復(fù)保險(xiǎn)絲或者電流保護(hù)器來(lái)起到保護(hù)作用所帶來(lái)的不便 和價(jià)格昂貴的問(wèn)題，在滿足使用方便的基礎(chǔ)上又使得成本得到了有效的控制。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的過(guò)流過(guò)壓保護(hù)裝置的電路框圖。
圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例的過(guò)流過(guò)壓保護(hù)方法的操作流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的過(guò)流過(guò)壓保護(hù)裝置和方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。需要指出的
是，本發(fā)明的實(shí)例不具有限定本發(fā)明范圍的作用。(實(shí)施例l) 如圖1所示，本發(fā)明的過(guò)流過(guò)壓保護(hù)裝置包括與負(fù)載單元10的供電電路相連的 采樣單元20、與采樣單元20相連接的異常判斷單元30、及與異常判斷單元30相連并對(duì)供 給負(fù)載單元10的電力進(jìn)行控制的控制單元40。 采樣單元20的具體結(jié)構(gòu)如下。采樣電阻R1串接在負(fù)載電路的供電電路中，電阻 R2、R3連接成串聯(lián)電路后與電阻Rl的一端a相連，電阻R4的一端與電阻R2、R3構(gòu)成的第一 分壓電路的中點(diǎn)b相連，另一端與異常判斷單元30上的第一采樣口 A/D1相連接，電阻R2、 R3、R4構(gòu)成第一采樣支路。同時(shí)，電阻R5、R6也連接成串聯(lián)電路后與電阻R1的另一端c相 連，電阻R7的一端與電阻R5、 R6構(gòu)成的第二分壓電路的中點(diǎn)d相連，另一端與異常判斷單 元30上的第二采樣口 A/D2相連，R5、R6、R7構(gòu)成第二采樣支路。這樣，采樣電阻Rl兩端a、 c的電壓首先由第一、第二分壓電路進(jìn)行幅值調(diào)整，然后，第一、第二分壓電路的中點(diǎn)b、d處 的電壓分別經(jīng)電阻R4、 R7送入到異常判斷單元30的采樣口 A/D1、 A/D2。
另外，上述的各個(gè)電阻均采用誤差為±1%的精密電阻。這是因?yàn)樨?fù)載電路正常工 作時(shí)，主芯片MCU采樣所得的A/D差必須穩(wěn)定在一個(gè)數(shù)值范圍內(nèi)，而負(fù)載電路工作所提供的 電源電壓又存在波動(dòng)，采用精密電阻將使得誤差減小，所得的A/D值準(zhǔn)確。
接在采樣口 A/D1、 A/D2的前面的電阻R4、 R7還具有限流作用，從而防止流入MCU 的A/D 口的電流過(guò)高。 此外，采樣口 A/D1、 A/D2還分別與二極管D1、 D2的正極相接，二極管D1、 D2的負(fù) 極分別于+5V的正電壓相接。這樣，二極管D1、D2將在采樣口 A/D1、A/D2的電壓大于上述 +5V的正電壓導(dǎo)通，使高電壓旁路掉，起到保護(hù)主芯片MCU的作用，防止送入采樣口 A/D1、A/ D2的電壓過(guò)高，損壞主芯片MCU的A/D 口 。 異常判斷單元30可以由家用電器的主控芯片MCU構(gòu)成。這一異常判斷單元30 (主 芯片MCU)除了上述采樣口 A/D1、 A/D2之外還設(shè)有輸出口 Pl。異常判斷單元30將上述采樣口 A/D1、 A/D2送來(lái)的采樣電壓進(jìn)行比較，再將其差值與一個(gè)預(yù)先確定的最大差值進(jìn)行比
較，從而判定是否出現(xiàn)了過(guò)流過(guò)壓現(xiàn)象；如果出現(xiàn)了過(guò)流過(guò)壓現(xiàn)象，則輸出一個(gè)過(guò)流過(guò)壓控
制信號(hào)。詳細(xì)的判斷過(guò)程將下面對(duì)本發(fā)明的過(guò)流過(guò)壓保護(hù)方法中進(jìn)行詳細(xì)描述。 控制單元40與主芯片MCU上的輸出口 Pl相連，包括電阻R9、R10和三極管Q1、Q2
等器件，這些器件構(gòu)成了一個(gè)通斷控制電路。控制單元40接收到異常判斷單元30發(fā)出的
過(guò)流過(guò)壓控制信號(hào)時(shí)，即將負(fù)載電路的供電電路切斷，從而實(shí)現(xiàn)過(guò)流過(guò)壓保護(hù)。(實(shí)施例2) 下面通過(guò)圖2中的操作流程圖對(duì)本發(fā)明的過(guò)流過(guò)壓保護(hù)裝置的工作方法、亦即本 發(fā)明的過(guò)流過(guò)壓保護(hù)方法進(jìn)行詳細(xì)描述。 首先，在操作開(kāi)始后，從主芯片MCU的信號(hào)輸出口 Pl輸出高電平(S001)，在S002 使負(fù)載電路導(dǎo)通、通電工作； 接著，在檢測(cè)到負(fù)載電路正常工作時(shí)，在S003步從兩個(gè)采樣口取得采樣電壓， 得到電壓瞬時(shí)值Vb、 Vd、進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、并得到兩個(gè)采樣口 A/D1和A/D2的差值VAD = (Vb-Vd)* (5/256); 在S004，對(duì)上述的差值VAD是否小于一個(gè)預(yù)先確定的基準(zhǔn)值VADmax進(jìn)行判斷，若 判斷結(jié)果為"yes"亦即VAD < VADmax，則表明圖1的電路中的I沒(méi)有超過(guò)正常值，過(guò)流現(xiàn)象 沒(méi)有出現(xiàn)，因此返回步驟S001 ;若判斷結(jié)果為"no"亦即VAD > VADmax，則判定發(fā)生了過(guò)流 現(xiàn)象，進(jìn)入至下一步驟S005 ; 在S005，主芯片MCU的信號(hào)輸出口 Pl輸出一個(gè)表示過(guò)流現(xiàn)象已經(jīng)發(fā)生的信號(hào)，如 低電平； 在S006，上述低電平信號(hào)使異常判斷單元30中的三極管Q1、Q2截至，將負(fù)載單元
的供電電路切斷，使負(fù)載單元停止工作； 這樣，在S007 :負(fù)載電路的電流將變?yōu)?O"; 在S008 ， VAD也變?yōu)?0 "， 在S009，由于此時(shí)滿足VAD < VADmax，從而使操作返回止步驟SOOl。 上述的基準(zhǔn)值VADmax為主芯片MCU中的設(shè)定值，將根據(jù)不同電路而分別設(shè)定。 這樣，本發(fā)明在不通過(guò)更換保險(xiǎn)絲來(lái)切斷電路，又不增加太多成本的基礎(chǔ)上，就可
以通過(guò)電子電路對(duì)家用電器實(shí)現(xiàn)可自動(dòng)恢復(fù)的過(guò)流過(guò)壓保護(hù)。在電流出現(xiàn)異常時(shí)，可將工
作電路切斷；在電流恢復(fù)正常時(shí)，又可將電路自動(dòng)恢復(fù)，不但可以消除用戶手動(dòng)更換保險(xiǎn)絲
等繁瑣的操作，電器產(chǎn)品的工作可靠性也能得到提高。 以上對(duì)本發(fā)明的一些具體實(shí)施例進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不脫離后 附權(quán)利要求書的范圍的前提下，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種各樣變形、改進(jìn)或改良。申請(qǐng)人認(rèn)為，這 樣的變形、改進(jìn)或改良也落入了后面的權(quán)利要求書的范圍。
權(quán)利要求
一種過(guò)流過(guò)壓保護(hù)裝置，包括與負(fù)載單元的供電電路相連的采樣單元、與上述采樣單元相連接的異常判斷單元、及與上述異常判斷單元相連并對(duì)供給負(fù)載單元的電力進(jìn)行控制的控制單元，其特征在于上述負(fù)載單元的供電電路中設(shè)有采樣電阻，上述采樣單元具有分別對(duì)上述采樣電阻兩端的電壓進(jìn)行采樣的兩個(gè)取樣支路，所述異常判斷單元設(shè)有兩個(gè)采樣信號(hào)輸入口以及一個(gè)判斷結(jié)果輸出口；上述控制單元中設(shè)有由三極管構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路。
2. 如權(quán)利要求1所述的過(guò)流過(guò)壓保護(hù)裝置，其特征在于上述取樣單元中所采用的電 阻為精密電阻。
3. 如權(quán)利要求1所述的過(guò)流過(guò)壓保護(hù)裝置，其特征在于上述采樣信號(hào)輸入口的前端 分別設(shè)有限流電阻。
4. 如權(quán)利要求1所述的過(guò)流過(guò)壓保護(hù)裝置，其特征在于上述采樣信號(hào)輸入口的前端 分別設(shè)有限壓二極管。
5. —種過(guò)流過(guò)壓保護(hù)方法，其特征在于包括以下步驟a) 從連接在負(fù)載設(shè)備的電源電路中的采樣電阻的兩端取得兩個(gè)電壓瞬時(shí)值；b) 將上述采樣電壓經(jīng)過(guò)幅值相位調(diào)整、模數(shù)轉(zhuǎn)換為A/D值，并得到兩個(gè)電壓的A/D值差；c) 將上述A/D值差與預(yù)先設(shè)置好的一個(gè)最大差值進(jìn)行比較，并在上述A/D值差^上述 最大差值時(shí)輸出一個(gè)過(guò)流過(guò)壓控制信號(hào)，d) 當(dāng)上述過(guò)流過(guò)壓控制信號(hào)被輸出時(shí)，切斷負(fù)載單元的供電電路，當(dāng)上述過(guò)流過(guò)壓控 制信號(hào)沒(méi)有被輸出時(shí)，接通負(fù)載單元的供電電路。
6. 如權(quán)利要求5中所述的過(guò)流過(guò)壓保護(hù)方法，其特征在于還包括以下步驟e) 根據(jù)家用電器的具體情況預(yù)先設(shè)定好上述的最大差值。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種過(guò)流過(guò)壓保護(hù)的裝置和方法，在滿足使用方便的基礎(chǔ)上又使得成本得到了有效的控制。其包括以下步驟a)從連接在負(fù)載設(shè)備的電源電路中的采樣電阻的兩端取得兩個(gè)電壓瞬時(shí)值；b)將上述采樣電壓經(jīng)過(guò)幅值相位調(diào)整、模數(shù)轉(zhuǎn)換為A/D值，并得到兩個(gè)電壓的A/D值差；c)將上述A/D值差與預(yù)先設(shè)置好的一個(gè)最大差值進(jìn)行比較，并在上述A/D值差≥上述最大差值時(shí)輸出一個(gè)過(guò)流過(guò)壓控制信號(hào)，d)當(dāng)上述過(guò)流過(guò)壓控制信號(hào)被輸出時(shí)，切斷負(fù)載單元的供電電路；當(dāng)上述過(guò)流過(guò)壓控制信號(hào)沒(méi)有被輸出時(shí)，接通負(fù)載單元的供電電路。這樣，就可以通過(guò)電子電路對(duì)家用電器實(shí)現(xiàn)可自動(dòng)恢復(fù)的過(guò)流過(guò)壓保護(hù)，成本低，可靠性高，使用方便。
文檔編號(hào)H02H3/08GK101741052SQ20081017906
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日
發(fā)明者山元修, 李明 申請(qǐng)人:無(wú)錫松下冷機(jī)有限公司;松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社