專利名稱：智能吸塵器電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電源系統(tǒng)，特別涉及一種有較高電磁兼容性的智能吸塵器電源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
智能型吸塵器因其小巧、 輕便、吸塵干凈、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，深受廣大用戶的歡迎，但是其充電電路如果在電磁兼容(EMC)方面沒有處理好，會(huì)帶來(lái)電磁干擾問(wèn)題，往往導(dǎo)致產(chǎn)品不能通過(guò)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試，嚴(yán)重的還會(huì)影響家庭其它電子設(shè)備的正常運(yùn)行。智能吸塵器利用了超聲波測(cè)距的原理，通過(guò)向前進(jìn)方向發(fā)射超聲波脈沖，并接收相應(yīng)的返回聲波脈沖，對(duì)障礙物進(jìn)行距離判斷，為防止發(fā)射和接收傳感器的相互間干擾，往往通過(guò)以MC51單片機(jī)為核心的控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲發(fā)射和接收的選通控制，在15ms內(nèi)對(duì)幾組傳感器間工作的輪留轉(zhuǎn)換，并在處理返回脈沖信號(hào)的基礎(chǔ)上加以判斷，選定相應(yīng)的控制策略；通過(guò)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)兩步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪，從而實(shí)現(xiàn)避障功能。與此同時(shí)，由其自身攜帶的小型吸塵部件，對(duì)經(jīng)過(guò)的地面進(jìn)行必要的吸塵清掃，當(dāng)判斷電力不足時(shí)，通過(guò)紅外發(fā)射和接收原理自動(dòng)返回充電座進(jìn)行充電，或者通過(guò)手動(dòng)直接用充電器對(duì)吸塵器進(jìn)行充電?？紤]到使用的方便，目前吸塵器用充電器大多選用的是開關(guān)電源電路和充電座里配有紅外發(fā)射電路，這種電路搭配既滿足了自動(dòng)返回充電功能又滿足了手動(dòng)充電功能，非常實(shí)用。但，電源電路的開關(guān)回路高頻通斷特性、反饋控制觸發(fā)電路的脈沖控制信號(hào)、變壓器的漏感產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)等都會(huì)引發(fā)大量的電磁騷擾，瞬變的du/dt將以空間輻射和傳導(dǎo)的方式傳播電磁騷擾，所以導(dǎo)致智能吸塵器電磁兼容測(cè)試不符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，一般不合格頻率都發(fā)生在低頻150kHz至Ij 500kHz以及高頻30MHz IOOMHz之間。中國(guó)專利公開號(hào)CN2395679Y，
公開日2000年9月13日，公開了一種智能吸塵器，它是由超聲發(fā)射電路在單片機(jī)時(shí)序和多路選擇電路的控制下，發(fā)射固定頻率的超聲波，其中超聲頻率由超聲脈沖發(fā)生電路決定，然后超聲接收電路在單片機(jī)時(shí)序和多路選擇電路的控制下接收超聲波反射信號(hào)，接收的信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理電路處理后，輸入單片機(jī)中斷腳，最后由電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)做出相應(yīng)的直行或左右轉(zhuǎn)的動(dòng)作。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中智能吸塵器電磁兼容性差，測(cè)試不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，提供一種有較高電磁兼容性的智能吸塵器電源系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種智能吸塵器電源系統(tǒng)，輸入為交流電，包括電器電源和與電器電源相匹配的充電座，所述的電器電源包括橋式整流電路、光電耦合電路、變壓器、整流電路、穩(wěn)壓元件和濾波電容，所述變壓器次級(jí)線圈輸出電流經(jīng)過(guò)整流電路、穩(wěn)壓元件和濾波電容驅(qū)動(dòng)負(fù)載，所述光電耦合電路的被控側(cè)與穩(wěn)壓元件串聯(lián)，所述的電器電源還包括濾波電路和無(wú)源緩沖電路，所述橋式整流電路的相線輸出端和零線輸出端分別對(duì)應(yīng)連接交流電的相線和零線，所述橋式整流電路的相線輸出端和零線輸出端分別與濾波電路中的相線輸入端和零線輸入端對(duì)應(yīng)連接，所述濾波電路的相線輸出端通過(guò)無(wú)源緩沖電路與變壓器初級(jí)線圈的相線端連接，所述濾波電路的零線輸出端通過(guò)光電耦合電路的控制側(cè)與所述變壓器初級(jí)線圈的零線端連接，所述變壓器初級(jí)線圈的零線端還與所述無(wú)源緩沖電路的零線輸出端電連接。這樣設(shè)置，在橋式整流電路后加入濾波電路為50Hz或60Hz的信號(hào)提供低阻抗通道，對(duì)頻率較高的信號(hào)產(chǎn)生較大的衰減，以實(shí)現(xiàn)干擾阻隔；增加無(wú)源緩沖電路可吸收開關(guān)電路接通和斷開瞬間產(chǎn)生的較高的浪涌尖峰電壓，選用光耦合電路，利用其電信號(hào)的單向傳輸特性，對(duì)輸入和輸出信號(hào)起到很好的隔離作用，同時(shí)提高輸出電壓的穩(wěn)定性，大大提高了較高電磁兼容性。作為優(yōu)選，所述變壓器初級(jí)線圈的零線端與所述變壓器次級(jí)線圈的相線端為同名端。這樣設(shè)置，可以一定程度降低變壓器次級(jí)線圈的諧波干擾。作為優(yōu)選，所述的智能吸塵器電源系統(tǒng)還包括抑制變壓器漏磁對(duì)采樣形成干擾而引起自激的振蕩干擾的電容CY，所述電容CY的第一導(dǎo)通端與變壓器初級(jí)線圈的相線端連接，所述電容CY的第二導(dǎo)通端與變壓器次級(jí)線圈的零線端連接。這樣設(shè)置，在變壓器初次 級(jí)之間加入電容CY，能偶抑制變壓器漏磁對(duì)采樣形成干擾而引起自激的振蕩干擾。作為優(yōu)選，所述的電容CY為Y型電容。用在電源濾波器里，起到電源濾波作用，分別對(duì)共模，差模工擾起濾波作用。于這樣的場(chǎng)合，即電容器失效后，不會(huì)導(dǎo)致電擊，不危及人身安全。作為優(yōu)選，所述的濾波電路為T型濾波電路。T型濾波電路包括兩個(gè)電感器和電容器。它的兩端都是高阻抗，其插入損耗性能和η型濾波器相似，但是它不易出現(xiàn)“振鈴”現(xiàn)象。作為優(yōu)選，所述變壓器的次級(jí)線圈的相線端與整流電路串聯(lián)輸出，所述穩(wěn)壓元件的第一端與所述變壓器的次級(jí)線圈的相線端電連接，所述穩(wěn)壓元件的第二端與通過(guò)光電耦合電路的被控側(cè)與所述變壓器的次級(jí)線圈的零線端電連接，所述濾波電容的第一連接端與所述變壓器的次級(jí)線圈的相線端電連接，所述濾波電容的第二連接端與所述變壓器的次級(jí)線圈的零線端電連接。整流電路中的設(shè)置可以以吸收反向恢復(fù)電流噪聲。作為優(yōu)選，所述的充電座包括串口通訊單元、直流電源輸入模塊、充電管理單元、直流電源模塊、單片機(jī)、廣播型紅外發(fā)射單元、近距離定位紅外發(fā)射單元、充電定位紅外發(fā)射單元和充電接口，所述的直流電源輸入模塊、充電管理單元和充電接口依次串聯(lián)，所述直流電源輸入模塊的輸入端上設(shè)有鐵氧體磁環(huán)，直流電源輸入模塊的輸出端與直流電源模塊的輸入端電連接，直流電源模塊的輸出端分別與單片機(jī)的電源口、廣播型紅外發(fā)射單元的電源口、近距離定位紅外發(fā)射單元的電源口和充電定位紅外發(fā)射單元的電源口電連接，所述的單片機(jī)的輸入輸出口分別與充電管理單元的控制端、廣播型紅外發(fā)射單元的控制端、近距離定位紅外發(fā)射單元的控制端和充電定位紅外發(fā)射單元的控制端電連接，所述單片機(jī)還與所述的串口通訊單元通訊連接。這樣設(shè)置，充電座由單片機(jī)組成紅外發(fā)射電路，可以精確控制吸塵器返回的位置，但是電路的晶振頻率往往比較高，大約為幾兆赫茲，所以工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生高頻干擾，加設(shè)鐵氧體磁環(huán)起到了消除充電座和吸塵器本體工作時(shí)由于時(shí)鐘、晶振等引起的高頻騷擾的作用。作為優(yōu)選，所述的充電管理單元與充電接口之間設(shè)置有第二鐵氧體磁環(huán)。加設(shè)第二鐵氧體磁環(huán)起到了加強(qiáng)消除充電座和吸塵器本體工作時(shí)由于時(shí)鐘、晶振等引起的高頻騷擾的作用。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型在保持智能吸塵器電源系統(tǒng)智能性的同時(shí)，增加了電磁兼容性，特別是增強(qiáng)了低頻150kHz到500kHz以及高頻30MHz IOOMHz之間的電磁兼容性。

圖I是本實(shí)用新型中電器電源的一種電路方框圖；圖2是本實(shí)用新型中充電座的一種電路方框圖；圖3是本實(shí)用新型中電器電源的一種電路原理圖。圖中11、橋式整流電路，12、T型濾波電路，13、無(wú)源緩沖電路，14、變壓器，15、整流電路，16、光電耦合電路，17、穩(wěn)壓元件，2、直流電源輸入模塊，3、5V電源模塊，4、充電管理 單元，51、鐵氧體磁環(huán)，52、第二鐵氧體磁環(huán)，6、充電接口，7、串口通訊單元，8、單片機(jī)，91、廣播型紅外發(fā)射單元，92、近距離定位紅外發(fā)射單元，93、充電定位紅外發(fā)射單元。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說(shuō)明。實(shí)施例一種智能吸塵器電源系統(tǒng)，輸入為交流電，包括電器電源(參見附圖I)和與電器電源相匹配的充電座，電器電源包括光電耦合電路16、變壓器14、整流電路15、穩(wěn)壓元件17和濾波電容C5，所述變壓器次級(jí)線圈輸出電流經(jīng)過(guò)整流電路15、穩(wěn)壓元件17和濾波電容驅(qū)動(dòng)負(fù)載，光電耦合電路16的被控側(cè)與穩(wěn)壓元件17串聯(lián)，電器電源還包括橋式整流電路11、濾波電路和無(wú)源緩沖電路13，橋式整流電路11的相線輸出端和零線輸出端分別對(duì)應(yīng)連接交流電的相線和零線，橋式整流電路11的相線輸出端和零線輸出端分別與濾波電路中的相線輸入端和零線輸入端對(duì)應(yīng)連接，濾波電路的相線輸出端通過(guò)無(wú)源緩沖電路13與變壓器14初級(jí)線圈的相線端連接，濾波電路的零線輸出端通過(guò)光電耦合電路16的控制側(cè)與變壓器14初級(jí)線圈的零線端連接，變壓器14初級(jí)線圈的零線端還與無(wú)源緩沖電路13的零線輸出端電連接。濾波電路為T型濾波電路12。變壓器14的次級(jí)線圈的相線端與整流電路15串聯(lián)輸出，穩(wěn)壓元件17的第一端與變壓器14的次級(jí)線圈的相線端電連接，穩(wěn)壓元件17的第二端與通過(guò)光電耦合電路16的被控側(cè)與變壓器14的次級(jí)線圈的零線端電連接，濾波電容C5的第一連接端與變壓器14的次級(jí)線圈的相線端電連接，濾波電容C5的第二連接端與變壓器14的次級(jí)線圈的零線端電連接。充電座(參見附圖2)包括串口通訊單元7、直流電源輸入模塊2、充電管理單元4、5V電源模塊3、單片機(jī)8、廣播型紅外發(fā)射單元91、近距離定位紅外發(fā)射單元92、充電定位紅外發(fā)射單元93和充電接口 6，直流電源輸入模塊2、充電管理單元4和充電接口 6依次串聯(lián)，直流電源輸入模塊2的輸入端上設(shè)有鐵氧體磁環(huán)51,直流電源輸入模塊2的輸出端與5V電源模塊3的輸入端電連接，直流電源模塊2的輸出端分別與單片機(jī)8的電源口、廣播型紅外發(fā)射單元91的電源口、近距離定位紅外發(fā)射單元92的電源口和充電定位紅外發(fā)射單元93的電源口電連接，單片機(jī)8的輸入輸出口分別與充電管理單元4的控制端、廣播型紅外發(fā)射單元的控制端92、近距離定位紅外發(fā)射單元93的控制端和充電定位紅外發(fā)射單元94的控制端電連接，單片機(jī)8還與所述的串口通訊單元7通訊連接。充電管理單元與充電接口之間設(shè)置有第二鐵氧體磁環(huán)52。電器電源的具體電路中(參見附圖3)橋式整流電路包由二極管Dl、二極管D2、二極管D3和二極管D4構(gòu)成，二極管Dl的陽(yáng)極和二極管D3的陰極與交流電相線連接，二極管D2的陽(yáng)極和二極管D4的陰極與交流電的零線連接；T型濾波電路由電感LI、電感L2和電容C2構(gòu)成，電感L2的第一導(dǎo)通端與二極管D2的陰極連接，電感L2的第二導(dǎo)通端與電容C2的正極連接，電感LI的第一導(dǎo)通端與二極管D4的陽(yáng)極連接，電感LI的第二導(dǎo)通端與電容C2的負(fù)極連接，電阻R1、電容C3、電阻R3和二極管D5串聯(lián)構(gòu)成無(wú)源緩沖電路，電容C3的第一導(dǎo)通端與電感L2的第二導(dǎo)通端連接，電容C3的第二導(dǎo)通端與電阻R3的第一導(dǎo)通端連接，電阻R3的第二導(dǎo)通端與二極管D5的陰極連接，電阻Rl的第一導(dǎo)通端與電感L2的第二導(dǎo)通端連接，電阻Rl的第二導(dǎo)通端與電阻R3的第一導(dǎo)通端連接；光電耦合電路由電容C5、集成場(chǎng)效應(yīng)管Ul和光電耦合器U2構(gòu)成，集成場(chǎng)效應(yīng)管Ul采用ΤΝΥ253Ρ芯片，光電耦合器U2采用PC817A芯片，集成場(chǎng)效應(yīng)管Ul的D端與二極管D5的陽(yáng)極連接，集成場(chǎng)效應(yīng)管Ul的S 端與電感LI的第二導(dǎo)通端連接，集成場(chǎng)效應(yīng)管Ul的BP端與電容C4的的第一導(dǎo)通端連接，電容C4的第二導(dǎo)通端與集成場(chǎng)效應(yīng)管Ul的S端連接，集成場(chǎng)效應(yīng)管Ul的EN端與光電耦合器U2控制側(cè)的輸入端連接，光電耦合器U2控制側(cè)的輸出端與集成場(chǎng)效應(yīng)管Ul的S端連接；電器電源還包括變壓器Tl，變壓器Tl初級(jí)線圈的相線端與電感L2的第二導(dǎo)通端連接，變壓器Tl初級(jí)線圈的零線端與集成場(chǎng)效應(yīng)管Ul的D端連接，變壓器Tl初級(jí)線圈的零線端與變壓器Tl次級(jí)線圈的相線端為同名端，抑制變壓器漏磁對(duì)采樣形成干擾而引起自激的振蕩干擾的Y型電容CY的第一導(dǎo)通端與變壓器Tl初級(jí)線圈的相線端連接，電容CY的第二導(dǎo)通端與變壓器Tl次級(jí)線圈的零線端連接，變壓器Tl次級(jí)線圈的零線端通過(guò)電器電源的零線輸出端與負(fù)載連接；整流電路包括電阻R2、電容C7和二極管D6，電阻R2與電容C7串聯(lián)后并聯(lián)在二極管D6的兩端，二極管D6的陽(yáng)極與變壓器Tl次級(jí)線圈的相線端連接，二極管D6的陰極與電器電源的相線輸出端連接，輸出電流驅(qū)動(dòng)負(fù)載；穩(wěn)壓管VRl作為穩(wěn)壓元件，穩(wěn)壓管VRl的陰極與二極管D5的陰極連接，穩(wěn)壓管VRl的陽(yáng)極通過(guò)光電耦合器U2的被控側(cè)與零線輸出端連接；電容C5第一導(dǎo)通端與電器電源的相線輸出端連接，電容C5第二導(dǎo)通端與電器電源的零線輸出端連接。輸入電壓首先經(jīng)橋式整流電路進(jìn)行整流，通過(guò)T型了濾波電路濾波，經(jīng)由無(wú)緣緩沖電路緩沖后輸入變壓器Tl，Y型電容CY抑制變壓器漏磁對(duì)采樣形成干擾而引起自激的振蕩干擾，變壓器Tl次級(jí)線圈輸出電流，整流電路對(duì)此電流進(jìn)行整流，穩(wěn)壓元件進(jìn)行穩(wěn)壓，最后經(jīng)過(guò)濾波電容濾波后輸出驅(qū)動(dòng)負(fù)載。穩(wěn)壓元件由集成場(chǎng)效應(yīng)管Ul控制。當(dāng)吸塵器判斷電力不足時(shí)，通過(guò)紅外發(fā)射和接收原理自動(dòng)返回充電座進(jìn)行充電，或者通過(guò)手動(dòng)直接用充電器對(duì)吸塵器進(jìn)行充電。本實(shí)施例用充電器選用的是開關(guān)電源電路和充電座里配有廣播型紅外發(fā)射單元、近距離定位紅外發(fā)射單元和充電定位紅外發(fā)射單元三種紅外發(fā)射電路，由單片機(jī)對(duì)充電管理單元進(jìn)行控制，滿足了自動(dòng)返回充電功能又滿足了手動(dòng)充電功能，非常實(shí)用。以上所述的實(shí)施例只是本實(shí)用新型的一種較佳的方案，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。
權(quán)利要求1.一種智能吸塵器電源系統(tǒng)，輸入為交流電，包括電器電源和與電器電源相匹配的充電座，所述的電器電源包括橋式整流電路、光電耦合電路、變壓器、整流電路、穩(wěn)壓元件和濾波電容，所述變壓器次級(jí)線圈輸出電流經(jīng)過(guò)整流電路、穩(wěn)壓元件和濾波電容驅(qū)動(dòng)負(fù)載，所述光電耦合電路的被控側(cè)與穩(wěn)壓元件串聯(lián)，其特征在于所述的電器電源還包括濾波電路和無(wú)源緩沖電路，所述橋式整流電路的相線輸出端和零線輸出端分別對(duì)應(yīng)連接交流電的相線和零線，所述橋式整流電路的相線輸出端和零線輸出端分別與濾波電路中的相線輸入端和零線輸入端對(duì)應(yīng)連接，所述濾波電路的相線輸出端通過(guò)無(wú)源緩沖電路與變壓器初級(jí)線圈的相線端連接，所述濾波電路的零線輸出端通過(guò)光電耦合電路的控制側(cè)與所述變壓器初級(jí)線圈的零線端連接，所述變壓器初級(jí)線圈的零線端還與所述無(wú)源緩沖電路的零線輸出端電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能吸塵器電源系統(tǒng)，其特征在于所述變壓器初級(jí)線圈的零線端與所述變壓器次級(jí)線圈的相線端為同名端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能吸塵器電源系統(tǒng)，其特征在于所述的智能吸塵器電源系統(tǒng)還包括抑制變壓器漏磁對(duì)采樣形成干擾而引起自激的振蕩干擾的電容CY，所述電容CY的第一導(dǎo)通端與變壓器初級(jí)線圈的相線端連接，所述電容CY的第二導(dǎo)通端與變壓器次級(jí)線圈的零線端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能吸塵器電源系統(tǒng)，其特征在于所述的電容CY為Y型電容。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4所述的智能吸塵器電源系統(tǒng)，其特征在于所述的濾波電路為T型濾波電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4所述的智能吸塵器電源系統(tǒng)，其特征在于所述變壓器的次級(jí)線圈的相線端與整流電路串聯(lián)輸出，所述穩(wěn)壓元件的第一端與所述變壓器的次級(jí)線圈的相線端電連接，所述穩(wěn)壓元件的第二端與通過(guò)光電耦合電路的被控側(cè)與所述變壓器的次級(jí)線圈的零線端電連接，所述濾波電容的第一連接端與所述變壓器的次級(jí)線圈的相線端電連接，所述濾波電容的第二連接端與所述變壓器的次級(jí)線圈的零線端電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4所述的智能吸塵器電源系統(tǒng)，其特征在于所述的充電座包括串口通訊單元、直流電源輸入模塊、充電管理單元、直流電源模塊、單片機(jī)、廣播型紅外發(fā)射單元、近距離定位紅外發(fā)射單元、充電定位紅外發(fā)射單元和充電接口，所述的直流電源輸入模塊、充電管理單元和充電接口依次串聯(lián)，所述直流電源輸入模塊的輸入端上設(shè)有鐵氧體磁環(huán)，直流電源輸入模塊的輸出端與直流電源模塊的輸入端電連接，直流電源模塊的輸出端分別與單片機(jī)的電源口、廣播型紅外發(fā)射單元的電源口、近距離定位紅外發(fā)射單元的電源口和充電定位紅外發(fā)射單元的電源口電連接，所述的單片機(jī)的輸入輸出口分別與充電管理單元的控制端、廣播型紅外發(fā)射單元的控制端、近距離定位紅外發(fā)射單元的控制端和充電定位紅外發(fā)射單元的控制端電連接，所述單片機(jī)還與所述的串口通訊單元通訊連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能吸塵器電源系統(tǒng)，其特征在于所述的充電管理單元與充電接口之間設(shè)置有第二鐵氧體磁環(huán)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種有較高電磁兼容性的智能吸塵器電源系統(tǒng)。本實(shí)用新型可以解決現(xiàn)有技術(shù)中智能吸塵器電磁兼容性差的問(wèn)題，其技術(shù)方案要點(diǎn)是，一種智能吸塵器器電源系統(tǒng)，輸入為交流電，包括電器電源和與電器電源相匹配的充電座，電器電源還包括濾波電路和無(wú)源緩沖電路，所述橋式整流電路的相線輸出端和零線輸出端分別對(duì)應(yīng)連接交流電的相線和零線，所述橋式整流電路與濾波電路連接，所述濾波電路與變壓器初級(jí)線圈連接，所述濾波電路的零線輸出端通過(guò)光電耦合電路的控制側(cè)與所述變壓器初級(jí)線圈的零線端連接，所述變壓器初級(jí)線圈的零線端還與所述無(wú)源緩沖電路的零線輸出端電連接。本實(shí)用新型在保持智能性的同時(shí)，增加了電磁兼容性。
文檔編號(hào)H02J7/02GK202475288SQ20122005945
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者孫黎, 程麗玲, 蔡永華 申請(qǐng)人:浙江省檢驗(yàn)檢疫科學(xué)技術(shù)研究院