一種基于隔離電源的數據采集系統及洗衣機技術方案

本發明專利技術公開了一種基于隔離電源的數據采集系統，其包括：主控芯片，以及分別和所述主控芯片連接的電源電路和數據采集電路；所述電源電路，適于在所述主控芯片的驅動下，通過變壓器線圈轉換第一非隔離電源得到隔離電源；所述數據采集電路，適于利用所述隔離電源采集待檢測物的電阻值，并通過光耦合器將采集結果發送給所述主控芯片。所述基于隔離電源的數據采集系統，對采集隔離信號的部分單獨進行電源設計處理，在不增加控制系統成本的同時，完成與強電隔離的數據采集作業，在智能家電尤其是洗衣機領域具有廣泛的應用前景。

【技術實現步驟摘要】
一種基于隔離電源的數據采集系統及洗衣機
本專利技術涉及控制電路
，特別涉及一種基于隔離電源的數據采集系統及洗衣機。
技術介紹
通常情況下，在家電領域，比如洗衣機中，都是使用可控硅來控制驅動負載(進水閥，排水泵，電機)，為了驅動可控硅通常整個電腦板都是非隔離的，即將弱電的VCC或GND與強電的火線L或零線N連在一起，以取得一個統一的電平，實現可控硅的驅動。圖1是傳統洗衣機的控制系統電路原理圖，如圖1所示，其中整個電腦板都是非隔離的，弱電與強電連接在一起。然而，對于某些特定的家電產品，為了增強功能，通常引進了一些新的傳感器模塊。比如，在洗衣機中增加洗滌劑檢測模塊，泡沫檢測模塊，水的濁度硬度檢測模塊等，這些自動檢測模塊需要采集一些需要隔離的信號，并且需要加強絕緣，否則會出現觸電事件，因為整機的使用者有可能會接觸到電腦板上的電氣部分。為了采集隔離信號，現有的一種方案是將整個控制器系統設計為全隔離的系統，在電源的設計時使用隔離電源，負載驅動使用繼電器，導致控制系統復雜，成本非常高。圖2是一種現有的洗衣機中完全隔離的控制系統電路原理圖，如圖2所示，為了實現完全隔離，其采用繼電器作為驅動部件，使得系統成本增高，同時由于強電與弱電之間的隔離之處比較多，也增加PCB (Printed Circuit Board,印刷電路板)繪制的難度。
技術實現思路
(一)要解決的技術問題本專利技術要解決的技術問題是:如何提供一種基于隔離電源的數據采集系統及洗衣機，以便在不增加控制系統成本的同時，完成與強電隔離的數據采集作業。(二)技術方案本專利技術還提供一種基于隔離電源的數據采集系統，其包括:主控芯片，以及分別和所述主控芯片連接的電源電路和數據采集電路；所述電源電路，適于在所述主控芯片的驅動下，通過變壓器線圈轉換第一非隔離電源得到隔離電源；所述數據采集電路，適于利用所述隔離電源采集待檢測物的電阻值，并通過光耦合器將采集結果發送給所述主控芯片。其中，所述電源電路進一步包括:非隔離子電路、變壓器線圈、隔離子電路和反饋電路；所述非隔離子電路，連接所述主控芯片的信號輸出端、所述第一非隔離電源和所述變壓器線圈的初級線圈，適于在所述主控芯片的驅動下，利用所述第一非隔離電源促使所述初級線圈中產生初級電流；所述變壓器線圈的次級線圈，適于利用所述初級電流感應得到次級電流；所述隔離子電路，連接所述次級線圈，適于對所述次級電流進行濾波整流；所述反饋電路，連接所述隔離子電路和所述非隔離子電路，適于將所述隔離子電路的輸出電壓反饋給所述非隔離子電路。其中，所述非隔離子電路包括:第十五電阻R15、第一電容Cl、第十三電阻R13、第一三極管N1、第一二極管D1、第二二極管D2 ；所述第十五電阻R15的第一端連接所述主控芯片的信號輸出端，第二端連接所述第一電容Cl的第一端；所述第一電容Cl的第二端連接所述第十三電阻R13的第一端；所述第十三電阻R13的第二端連接所述第一三極管NI的基極；所述第一三極管NI的發射極接地，集電極連接所述第一二極管Dl的陽極和所述初級線圈的第一端；所述第一二極管Dl的陰極連接所述第二二極管D2的陰極；所述第二二極管D2的陽極連接所述第一非隔離電源和所述初級線圈的第二端。其中，所述非隔離子電路還包括:第三二極管D3和第十四電阻R14 ；所述第三二極管D3的陰極連接所述第一電容Cl的第二端，陽極接地；所述第十四電阻R14的第一端連接所述第十三電阻R13的第二端，第二端接地。其中，所述隔離子電路包括:第五二極管D5和第二電容C2 ；所述第五二極管D5的陽極連接所述次級線圈的第二端，陰極作為所述隔離電源的輸出端，連接所述第二電容C2的陽極；所述第二電容C2的陰極連接所述次級線圈的第一端，并且接地。其中，所述反饋子電路包括:第十八電阻R18、第四二極管D4、第十七電阻R17、第一光稱合器U1、第十六電阻R16 ；所述第十八電阻R18的第一端連接所述第五二極管D5的陰極，第二端連接所述第四二極管D4的陰極；所述第四二極管D4的陽極連接所述第十七電阻R17的第一端和所述第一光耦合器Ul的第一端；所述第十七電阻R17的第二端接地；所述第一光耦合器Ul的第二端接地，第三端接地，第四端連接所述第十六電阻R16的第一端；所述第十六電阻R16的第二端連接所述第一電容Cl的第二端。其中，所述數據采集電路包括:第十二電阻R12、第十一電阻R11、第二光耦合器U2、第十電阻R10、第二三極管N2、第八電阻R8、第九電阻R9、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7，以及運算放大子電路；所述第十二電阻R12的第一端連接所述主控芯片的信號輸入端，第二端連接所述第十一電阻Rll的第一端和所述第二光耦合器U2的第四端；所述第十一電阻Rll的第二端連接第二非隔離電源；所述第二光耦合器U2的第三端接地，第一端連接所述第十電阻RlO的第一端，第二端連接所述第二三極管N2的集電極；所述第十電阻RlO的第二端連接所述隔離電源的輸出端；所述第二三極管N2的發射極接地，基極連接所述第八電阻R8的第一端和所述第九電阻R9的第一端；所述第八電阻R8的第二端連接所述運算放大子電路的輸出端；所述第九電阻R9的第二端接地；所述運算放大子電路的輸入端連接所述第四電阻R4的第一端、所述第五電阻R5的第一端和所述第六電阻R6的第一端；所述第四電阻R4的第二端連接所述隔離電源的輸出端；所述第五電阻R5的第二端接地；所述第六電阻R6的第二端連接第一檢測端；所述第七電阻R7的第一端接地，第二端連接第二檢測端；所述第一檢測端和所述第二檢測端之間適于放置所述待檢測物。其中，所述運算放大子電路包括:兩級運算放大器U3、第二電阻R2、第三電阻R3、第三電容C3、第一電阻Rl ；所述兩級運算放大器U3的第一輸出端作為所述運算放大子電路的輸出端，連接所述第八電阻R8的第二端、所述第二電阻R2的第一端和所述第三電阻R3的第一端；所述兩級運算放大器U3的第一同向輸入端連接所述第二電阻R2的第二端和所述第一電阻Rl的第一端；所述兩級運算放大器U3的第一反向輸入端連接所述第三電阻R3的第二端和所述第三電容C3的第一端；所述第三電容C3的第二端接地；所述第一電阻Rl的第二端連接所述兩級運算放大器U3的第二輸出端，以及所述兩級運算放大器U3的第二反相輸入端；所述兩級運算放大器U3的第二同相輸入端作為所述運算放大子電路的輸入端，連接所述第四電阻R4的第一端；所述兩級運算放大器U3的正電源端連接所述隔離電源的輸出端，負電源端接地。其中，所述主控芯片采用微控制單元MCU0本專利技術還提供一種洗衣機，其包括所述的基于隔離電源的數據采集系統。(三)有益效果本專利技術所述基于隔離電源的數據采集系統，對采集隔離信號的部分單獨進行電源設計處理，在不增加控制系統成本的同時，完成與強電隔離的數據采集作業，在智能家電尤其是洗衣機領域具有廣泛的應用前景?！靖綀D說明】圖1是傳統洗衣機的控制系統電路原理圖；圖2是一種現有的洗衣機中完全隔離的控制系統電路原理圖；圖3是所述電源電路的原理圖；圖4是所述數據采集電路的原理圖；圖5是本專利技術實施例的洗衣機的控制系統電路原理圖?！揪唧w實施方式】下面結合附圖和實施例，對本專利技術的【具體實施方式】作進一步本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于隔離電源的數據采集系統，其特征在于，包括：主控芯片，以及分別和所述主控芯片連接的電源電路和數據采集電路；所述電源電路，適于在所述主控芯片的驅動下，通過變壓器線圈轉換第一非隔離電源得到隔離電源；所述數據采集電路，適于利用所述隔離電源采集待檢測物的電阻值，并通過光耦合器將采集結果發送給所述主控芯片。

【技術特征摘要】
1.一種基于隔離電源的數據采集系統，其特征在于，包括:主控芯片，以及分別和所述主控芯片連接的電源電路和數據采集電路； 所述電源電路，適于在所述主控芯片的驅動下，通過變壓器線圈轉換第一非隔離電源得到隔離電源； 所述數據采集電路，適于利用所述隔離電源采集待檢測物的電阻值，并通過光耦合器將采集結果發送給所述主控芯片。2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述電源電路進一步包括:非隔離子電路、變壓器線圈、隔離子電路和反饋電路； 所述非隔離子電路，連接所述主控芯片的信號輸出端、所述第一非隔離電源和所述變壓器線圈的初級線圈，適于在所述主控芯片的驅動下，利用所述第一非隔離電源促使所述初級線圈中產生初級電流； 所述變壓器線圈的次級線圈，適于利用所述初級電流感應得到次級電流； 所述隔離子電路，連接所述次級線圈，適于對所述次級電流進行濾波整流； 所述反饋電路，連接所述隔離子電路和所述非隔離子電路，適于將所述隔離子電路的輸出電壓反饋給所述非隔離子電路。3.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述非隔離子電路包括:第十五電阻R15、第一電容Cl、第十三電阻R13、第一三極管N1、第一二極管D1、第二二極管D2 ； 所述第十五電阻R15的第一端連接所述主控芯片的信號輸出端，第二端連接所述第一電容Cl的第一端； 所述第一電容Cl的第二端連接所述第十三電阻R13的第一端； 所述第十三電阻R13的第二端連接所述第一三極管NI的基極； 所述第一三極管NI的發射極接地，集電極連接所述第一二極管Dl的陽極和所述初級線圈的第一端； 所述第一二極管Dl的陰極連接所述第二二極管D2的陰極； 所述第二二極管D2的陽極連接所述第一非隔離電源和所述初級線圈的第二端。4.如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述非隔離子電路還包括:第三二極管D3和第十四電阻R14 ； 所述第三二極管D3的陰極連接所述第一電容Cl的第二端，陽極接地； 所述第十四電阻R14的第一端連接所述第十三電阻R13的第二端，第二端接地。5.如權利要求3或4所述的系統，其特征在于，所述隔離子電路包括:第五二極管D5和第二電容C2 ； 所述第五二極管D5的陽極連接所述次級線圈的第二端，陰極作為所述隔離電源的輸出端，連接所述第二電容C2的陽極； 所述第二電容C2的陰極連接所述次級線圈的第一端，并且接地。6.如權利要求5所述的系統，其特征在于，所述反饋子電路包括:第十八電阻R18、第四二極管D4、第十七電阻R17、第一光耦合器U1、第十六電阻R16 ； 所述第十八電阻R18的第一端連接所述第五二極管D5的陰極，第二端連接所述第四二極管D4的陰極； 所述第四二極管D4的陽極連接所述第十七電阻R17的第一端和所述第一光耦合器Ul的第一端； ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王榮忠，賈新民，楊彪，
申請(專利權)人：海爾集團公司，青島海爾科技有限公司，
類型：發明
國別省市：