[發明專利]用于吸塵器的高效率低功耗電子控制器

無效

• 申請號: 201310388352.4
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN103445726A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 鄭玉杰;金志平
• 申請（專利權）人: 鄭玉杰;金志平
• 主分類號: A47L9/28
• 分類號: A47L9/28;G05B19/042
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術領域

本發明涉及一種用于吸塵器的高效率低功耗電子控制器。

背景技術

現有的家用吸塵器，是運用電風機高速旋轉所產生的真空（負壓）來收集灰塵、垃圾等，實現清潔環境的效果。吸塵器在使用過程中，吸口與被清潔處的接觸，其吸口的狀態就會隨機變化，使吸入機內的空氣流量或流速也將隨之改變。當吸具離開被清潔處時，吸口面敞開，氣流量增大，吸塵器倉內空氣密度較大，電機負載較大，使機內的電風機功率較大；當吸口貼近被清潔處時，吸口面變窄，氣流量減小，空氣密度減小，電機負載減小，使機內的電風機功率下降。這一風量/真空度與功率的變化規律，是吸塵器空氣動力的固有特性。

對這種風機特性進行分析，就可以發現這樣的一個問題：即吸塵器在吸塵時，由于吸具要與被清潔處相貼近，此時的風機功率隨之下降；反之，當吸具離開被清潔處時，此時的風機功率反而上升?；蛘哒f，吸塵器在運行期間，不清掃時，電機的功率消耗反而大。因此，上述的風機特性不節能。

發明內容

本發明目的是克服現有技術中存在的普通馬達高能耗輸出的低吸功低效率缺陷，提供一種用于吸塵器的高效率低功耗電子控制器，其在使用過程中在不同使用環境下讓吸塵器馬達輸出高吸功高效率的智能輸出優越狀態，使吸塵器始終工作在最大效率點，提高吸塵器能效，實現節能。

為了解決現有技術中的這些問題，本發明提供的技術方案是：

一種用于吸塵器的高效率低功耗電子控制器，吸塵器包括外殼以及設置于所述外殼內部的塵埃收集過濾裝置和電機，電機的工作受電氣驅動單元控制，所述電子控制器包括單片機以及與單片機分別相連的電壓采集單元、電流采集單元、過零采集單元，電壓采集單元，單片機的輸出端與所述電氣驅動單元相連，電壓采集單元采集吸塵器電源輸出電壓值Un并將采集到的信號輸入單片機，電流采集單元采集吸塵器電源輸出電流值In并將采集到的信號輸入單片機，過零采集單元采集吸塵器電源的輸出電壓的電壓過零信號并將采集到的過零信號輸入單片機，單片機根據采集到的實時電壓、電流以及過零信號輸出控制指令，控制電機驅動單元的工作在恒定功率。

對于上述技術方案，發明人還有進一步的優化實施方案。

作為優化，單片機根據采集到的實時電壓Un、電流In以及過零信號輸出控制指令，具體運算步驟如下：

首先分別對采集到的若干組電流電壓值進行如下運算

U_RMS＝???????????????????????????????????????????????

I_RMS＝

U_RMS、I_RMS分別為電壓有效值、電流有效值，n為采集周期數

此時的最大有效功率P=?U_RMS?×I_RMS?×ψ，

此時單片機在控制輸出相角實現對電氣驅動單元的控制，具體運算公式為U(t)=Kp[P(t)+1/TI∫P(t)dt+TD*dP(t)/dt]，

其中Kp：比例系數，TI：積分時間常數，TD：微分時間常數，U：輸出電壓，P：功率，t：時刻，∫：積分，d：微分。

作為優化，電壓采集單元，與所述吸塵器主電源連接，用于采集交流電的電壓信號傳送給所述單片機，所述電壓采集單元包括分壓電阻和濾波電容，所述電壓采集單元與所述單片機的輸入端連接。

作為優化，電流采集單元，與所述吸塵器電機回路連接，用于采集吸塵器電機的電流信號傳送給所述單片機，所述電流采集單元包括采樣電阻、運算放大器、以及外圍配置的相應電容電阻，所述電流采集單元與所述單片機的輸入端連接。

另外，在所述電子控制器中還設有阻容降壓單元，與交流電源、單片機連接，接收交流電源并為所述單片機以及運算放大器提供電源，所述阻容降壓單元輸出5V電壓。

本電氣控制器在具體工作時的步驟如下：

步驟一：所述電機啟動工作，所述電壓采集單元采集交流電壓信號值并將該電壓信號傳送給單片機；所述電流采集單元采集電流值并將該電流信號傳送給單片機；所述采集交流電源的零點值信號并將該零點值信號傳送給單片機；

步驟二：所述單片機接收上述電壓值信號、電流值和零點值信號，經過運算處理后傳送給電氣驅動單元；

步驟三：所述電氣驅動單元接收單片機傳送的信號后驅動電機工作。

相對于現有技術中的方案，本發明的優點是：