一种基于隔离电源的数据采集系统及洗衣机技术方案

本发明专利技术公开了一种基于隔离电源的数据采集系统，其包括：主控芯片，以及分别和所述主控芯片连接的电源电路和数据采集电路；所述电源电路，适于在所述主控芯片的驱动下，通过变压器线圈转换第一非隔离电源得到隔离电源；所述数据采集电路，适于利用所述隔离电源采集待检测物的电阻值，并通过光耦合器将采集结果发送给所述主控芯片。所述基于隔离电源的数据采集系统，对采集隔离信号的部分单独进行电源设计处理，在不增加控制系统成本的同时，完成与强电隔离的数据采集作业，在智能家电尤其是洗衣机领域具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于隔离电源的数据采集系统及洗衣机
本专利技术涉及控制电路
，特别涉及一种基于隔离电源的数据采集系统及洗衣机。
技术介绍
通常情况下，在家电领域，比如洗衣机中，都是使用可控硅来控制驱动负载(进水阀，排水泵，电机)，为了驱动可控硅通常整个电脑板都是非隔离的，即将弱电的VCC或GND与强电的火线L或零线N连在一起，以取得一个统一的电平，实现可控硅的驱动。图1是传统洗衣机的控制系统电路原理图，如图1所示，其中整个电脑板都是非隔离的，弱电与强电连接在一起。然而，对于某些特定的家电产品，为了增强功能，通常引进了一些新的传感器模块。比如，在洗衣机中增加洗涤剂检测模块，泡沫检测模块，水的浊度硬度检测模块等，这些自动检测模块需要采集一些需要隔离的信号，并且需要加强绝缘，否则会出现触电事件，因为整机的使用者有可能会接触到电脑板上的电气部分。为了采集隔离信号，现有的一种方案是将整个控制器系统设计为全隔离的系统，在电源的设计时使用隔离电源，负载驱动使用继电器，导致控制系统复杂，成本非常高。图2是一种现有的洗衣机中完全隔离的控制系统电路原理图，如图2所示，为了实现完全隔离，其采用继电器作为驱动部件，使得系统成本增高，同时由于强电与弱电之间的隔离之处比较多，也增加PCB (Printed Circuit Board,印刷电路板)绘制的难度。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是:如何提供一种基于隔离电源的数据采集系统及洗衣机，以便在不增加控制系统成本的同时，完成与强电隔离的数据采集作业。(二)技术方案本专利技术还提供一种基于隔离电源的数据采集系统，其包括:主控芯片，以及分别和所述主控芯片连接的电源电路和数据采集电路；所述电源电路，适于在所述主控芯片的驱动下，通过变压器线圈转换第一非隔离电源得到隔离电源；所述数据采集电路，适于利用所述隔离电源采集待检测物的电阻值，并通过光耦合器将采集结果发送给所述主控芯片。其中，所述电源电路进一步包括:非隔离子电路、变压器线圈、隔离子电路和反馈电路；所述非隔离子电路，连接所述主控芯片的信号输出端、所述第一非隔离电源和所述变压器线圈的初级线圈，适于在所述主控芯片的驱动下，利用所述第一非隔离电源促使所述初级线圈中产生初级电流；所述变压器线圈的次级线圈，适于利用所述初级电流感应得到次级电流；所述隔离子电路，连接所述次级线圈，适于对所述次级电流进行滤波整流；所述反馈电路，连接所述隔离子电路和所述非隔离子电路，适于将所述隔离子电路的输出电压反馈给所述非隔离子电路。其中，所述非隔离子电路包括:第十五电阻R15、第一电容Cl、第十三电阻R13、第一三极管N1、第一二极管D1、第二二极管D2 ；所述第十五电阻R15的第一端连接所述主控芯片的信号输出端，第二端连接所述第一电容Cl的第一端；所述第一电容Cl的第二端连接所述第十三电阻R13的第一端；所述第十三电阻R13的第二端连接所述第一三极管NI的基极；所述第一三极管NI的发射极接地，集电极连接所述第一二极管Dl的阳极和所述初级线圈的第一端；所述第一二极管Dl的阴极连接所述第二二极管D2的阴极；所述第二二极管D2的阳极连接所述第一非隔离电源和所述初级线圈的第二端。其中，所述非隔离子电路还包括:第三二极管D3和第十四电阻R14 ；所述第三二极管D3的阴极连接所述第一电容Cl的第二端，阳极接地；所述第十四电阻R14的第一端连接所述第十三电阻R13的第二端，第二端接地。其中，所述隔离子电路包括:第五二极管D5和第二电容C2 ；所述第五二极管D5的阳极连接所述次级线圈的第二端，阴极作为所述隔离电源的输出端，连接所述第二电容C2的阳极；所述第二电容C2的阴极连接所述次级线圈的第一端，并且接地。其中，所述反馈子电路包括:第十八电阻R18、第四二极管D4、第十七电阻R17、第一光稱合器U1、第十六电阻R16 ；所述第十八电阻R18的第一端连接所述第五二极管D5的阴极，第二端连接所述第四二极管D4的阴极；所述第四二极管D4的阳极连接所述第十七电阻R17的第一端和所述第一光耦合器Ul的第一端；所述第十七电阻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，第四端连接所述第十六电阻R16的第一端；所述第十六电阻R16的第二端连接所述第一电容Cl的第二端。其中，所述数据采集电路包括:第十二电阻R12、第十一电阻R11、第二光耦合器U2、第十电阻R10、第二三极管N2、第八电阻R8、第九电阻R9、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7，以及运算放大子电路；所述第十二电阻R12的第一端连接所述主控芯片的信号输入端，第二端连接所述第十一电阻Rll的第一端和所述第二光耦合器U2的第四端；所述第十一电阻Rll的第二端连接第二非隔离电源；所述第二光耦合器U2的第三端接地，第一端连接所述第十电阻RlO的第一端，第二端连接所述第二三极管N2的集电极；所述第十电阻RlO的第二端连接所述隔离电源的输出端；所述第二三极管N2的发射极接地，基极连接所述第八电阻R8的第一端和所述第九电阻R9的第一端；所述第八电阻R8的第二端连接所述运算放大子电路的输出端；所述第九电阻R9的第二端接地；所述运算放大子电路的输入端连接所述第四电阻R4的第一端、所述第五电阻R5的第一端和所述第六电阻R6的第一端；所述第四电阻R4的第二端连接所述隔离电源的输出端；所述第五电阻R5的第二端接地；所述第六电阻R6的第二端连接第一检测端；所述第七电阻R7的第一端接地，第二端连接第二检测端；所述第一检测端和所述第二检测端之间适于放置所述待检测物。其中，所述运算放大子电路包括:两级运算放大器U3、第二电阻R2、第三电阻R3、第三电容C3、第一电阻Rl ；所述两级运算放大器U3的第一输出端作为所述运算放大子电路的输出端，连接所述第八电阻R8的第二端、所述第二电阻R2的第一端和所述第三电阻R3的第一端；所述两级运算放大器U3的第一同向输入端连接所述第二电阻R2的第二端和所述第一电阻Rl的第一端；所述两级运算放大器U3的第一反向输入端连接所述第三电阻R3的第二端和所述第三电容C3的第一端；所述第三电容C3的第二端接地；所述第一电阻Rl的第二端连接所述两级运算放大器U3的第二输出端，以及所述两级运算放大器U3的第二反相输入端；所述两级运算放大器U3的第二同相输入端作为所述运算放大子电路的输入端，连接所述第四电阻R4的第一端；所述两级运算放大器U3的正电源端连接所述隔离电源的输出端，负电源端接地。其中，所述主控芯片采用微控制单元MCU0本专利技术还提供一种洗衣机，其包括所述的基于隔离电源的数据采集系统。(三)有益效果本专利技术所述基于隔离电源的数据采集系统，对采集隔离信号的部分单独进行电源设计处理，在不增加控制系统成本的同时，完成与强电隔离的数据采集作业，在智能家电尤其是洗衣机领域具有广泛的应用前景。【附图说明】图1是传统洗衣机的控制系统电路原理图；图2是一种现有的洗衣机中完全隔离的控制系统电路原理图；图3是所述电源电路的原理图；图4是所述数据采集电路的原理图；图5是本专利技术实施例的洗衣机的控制系统电路原理图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例，对本专利技术的【具体实施方式】作进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于隔离电源的数据采集系统，其特征在于，包括：主控芯片，以及分别和所述主控芯片连接的电源电路和数据采集电路；所述电源电路，适于在所述主控芯片的驱动下，通过变压器线圈转换第一非隔离电源得到隔离电源；所述数据采集电路，适于利用所述隔离电源采集待检测物的电阻值，并通过光耦合器将采集结果发送给所述主控芯片。

【技术特征摘要】
1.一种基于隔离电源的数据采集系统，其特征在于，包括:主控芯片，以及分别和所述主控芯片连接的电源电路和数据采集电路； 所述电源电路，适于在所述主控芯片的驱动下，通过变压器线圈转换第一非隔离电源得到隔离电源； 所述数据采集电路，适于利用所述隔离电源采集待检测物的电阻值，并通过光耦合器将采集结果发送给所述主控芯片。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电源电路进一步包括:非隔离子电路、变压器线圈、隔离子电路和反馈电路； 所述非隔离子电路，连接所述主控芯片的信号输出端、所述第一非隔离电源和所述变压器线圈的初级线圈，适于在所述主控芯片的驱动下，利用所述第一非隔离电源促使所述初级线圈中产生初级电流； 所述变压器线圈的次级线圈，适于利用所述初级电流感应得到次级电流； 所述隔离子电路，连接所述次级线圈，适于对所述次级电流进行滤波整流； 所述反馈电路，连接所述隔离子电路和所述非隔离子电路，适于将所述隔离子电路的输出电压反馈给所述非隔离子电路。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述非隔离子电路包括:第十五电阻R15、第一电容Cl、第十三电阻R13、第一三极管N1、第一二极管D1、第二二极管D2 ； 所述第十五电阻R15的第一端连接所述主控芯片的信号输出端，第二端连接所述第一电容Cl的第一端； 所述第一电容Cl的第二端连接所述第十三电阻R13的第一端； 所述第十三电阻R13的第二端连接所述第一三极管NI的基极； 所述第一三极管NI的发射极接地，集电极连接所述第一二极管Dl的阳极和所述初级线圈的第一端； 所述第一二极管Dl的阴极连接所述第二二极管D2的阴极； 所述第二二极管D2的阳极连接所述第一非隔离电源和所述初级线圈的第二端。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述非隔离子电路还包括:第三二极管D3和第十四电阻R14 ； 所述第三二极管D3的阴极连接所述第一电容Cl的第二端，阳极接地； 所述第十四电阻R14的第一端连接所述第十三电阻R13的第二端，第二端接地。5.如权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述隔离子电路包括:第五二极管D5和第二电容C2 ； 所述第五二极管D5的阳极连接所述次级线圈的第二端，阴极作为所述隔离电源的输出端，连接所述第二电容C2的阳极； 所述第二电容C2的阴极连接所述次级线圈的第一端，并且接地。6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述反馈子电路包括:第十八电阻R18、第四二极管D4、第十七电阻R17、第一光耦合器U1、第十六电阻R16 ； 所述第十八电阻R18的第一端连接所述第五二极管D5的阴极，第二端连接所述第四二极管D4的阴极； 所述第四二极管D4的阳极连接所述第十七电阻R17的第一端和所述第一光耦合器Ul的第一端； ...

【专利技术属性】
技术研发人员：王荣忠，贾新民，杨彪，
申请(专利权)人：海尔集团公司，青岛海尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：