專利名稱：根據洗衣機加熱功率大小自動切換輸入電源的系統和方法
技術領域：
本發明涉及洗衣機領域，具體涉及一種在洗衣程序中選擇加熱程序時能夠根據加 熱功率的大小自動切換輸入電源的洗衣機系統及方法。
背景技術：
在現實生活中，能源資源匱乏問題已經是人類生存的頭等大事，現有的能源如水、 煤、石油等按目前的使用速度和方式，會在若干年后枯竭，因此各個行業、領域都在想方設 法尋找替代能源，或是想法合理利用現有能源。現有技術中也出現了多種能源混用的方式， 將大自然的光、風等自然能源轉化為人們可利用的能源，并且在現有電器設備上也盡量節 能的工作模式和提高能源的利用率。上述種種措施在一定程度上緩解了能源的緊張，為合 理有效利用能源提供了新的思路。目前很多電器設備都具有多種能源接口，也就是具有利用多種能源的功能，在同 等條件下優先利用可再生能源，以節省不可再生能源，如以電網電源為基本電源，以其它能 源為輔助電源。在現有技術中將自然界中風能、光能轉化為可存儲和利用的電能，是一種常 見的能源利用方式。蓄電池將風能、光能或是其它的機械能轉化為電能存儲起來，再提供給 一些電器使用。電器在使用過程中自動在提供的幾種電力源之間切換，根據情況選用合適 的電力，達到節省能源的目的。但是在有些電器啟動某些功能時短時間內用電量太大，如果 使用的蓄電池電量不足或額定輸出電量達不到需要的情況下，不但電器的相應功能啟動不 了，而且會對蓄電池造成一定的傷害。如在洗衣機領域中，有些洗衣機具有給洗滌水加溫或 烘干衣物的功能，其中加熱一般采用加熱管的方式。帶加熱功能的滾筒洗衣機所用水加熱 管功率一般為1800w左右，而控制加熱管加熱幾乎全是采用繼電器切換實現的，其中僅加 熱管的工作電流就超過8A。相對一個輸出電壓24V的蓄電池來說，其放電電流就要達到75A 左右，而繼電器一旦打開則是全功率輸出，因此在短時間內就將蓄電池的電量放完。受蓄電 池儲存電量和輸出的影響，即使蓄電池完全支持這種方式的情況下，也難以驅動現在常用 的加熱管進行加熱。若強制驅動蓄電池加熱將極易導致蓄電池放電過快，不僅不能運行完 整個洗滌程序，還會對蓄電池造成損傷，從而影響蓄電池的使用壽命。因此需要一種能夠在 此類大功率電器設備啟動時，可自動切換到相對穩定的電網電源上或是保證電器設備的正 常工作，如采用多段式、分段式或多種能源同時工作的方式，既能充分發揮蓄電池的功能也 能保證電器設備的正常啟動和工作。

發明內容
為解決現有技術中利用儲能電源為洗衣機提供額外電力時，洗衣機不能根據當前 儲能電源的容量情況選擇具體的加熱程序以保護儲能電源的問題，本方案提供一種能夠根 據儲能電源的實際情況選擇合適加熱程序的洗衣機及其使用方法。具體方案如下根據洗 衣機加熱功率大小自動切換輸入電源的系統，包括電網電源輸入接口、儲能電源輸入接口、 加熱管、洗衣機主控單元和顯示屏，其中顯示屏、電網電源輸入接口和儲能電源輸入接口分別與洗衣機主控單元連接，其特征在于，所述加熱管有多個且在洗衣機主控單元的控制下 同時或分別由電網電源輸入接口和儲能電源輸入接口提供電力。本發明的另一優選方案所述加熱管有兩個，包括大功率加熱管和小功率加熱管， 其中大功率加熱管的功率> 1000W，小功率加熱管的功率< 1000W，所述大功率加熱管和小 功率加熱管采用并聯的方式安裝在一起。本發明的另一優選方案所述的多個加熱管分別與洗衣機儲能電源電能值相匹配 且各加熱管功率相同，多個加熱管以并聯的方式安裝在一起。本發明的另一優選方案所述洗衣機主控單元通過加熱管控制電路控制各加熱管 的啟動，所述加熱管控制電路針對各加熱管分別安裝有繼電器開關。本發明的另一優選方案所述洗衣機主控單元通過電源切換單元控制電網電源輸 入接口和儲能電源輸入接口的管理和切換，所述電網電源輸入接口與電網電源連接，所述 儲能電源輸入接口與蓄電池連接，所述電源切換單元上連接有轉換蓄電池輸出電流的逆變 單元，所述洗衣機主控單元連接有讀取當前蓄電池信息的電量檢測單元。本發明的另一優選方案所述大功率加熱管優選為1800W并由電網電源供電，所 述小功率加熱管的功率大小與洗衣機采用的蓄電池功率大小匹配。運行權利要求1所述根據洗衣機加熱功率大小自動切換輸入電源的系統的使用 方法，其特征在于，包括如下步驟步驟1、洗衣過程中用戶選擇高溫加熱程序時步驟11、洗衣機主控單元控制電源切換電路將洗衣機的電力輸入切換到電網電源 輸入接口接通電網電源；步驟12、同時洗衣機主控單元通過加熱管控制電路導通大功率加熱管的繼電器開 關開始加熱；步驟2、洗衣過程中用戶選擇低溫加熱程序時步驟21、洗衣機主控單元控制電源切換電路將洗衣機的電力輸入切換到儲能電源 輸入接口接通蓄電池；步驟22、同時洗衣機主控單元通過加熱管控制電路導通小功率加熱管的繼電器開 關開始加熱。本發明的另一優選方案所述步驟2中洗衣機主控單元執行低溫加熱程序時首先 啟動電量檢測單元讀取當前蓄電池電量的容量值；如當前蓄電池電量的容量值能夠實現低溫加熱程序，則執行步驟21，如當前蓄電池電量的容量值不能夠實現低溫加熱程序，則通過顯示屏向用戶發出 相應提示信息。本發明的另一優選方案所述提示信息包括(1)、取消當前加熱程序；(2)、改變當前選擇的加熱程序；(3)、強制切換電網電源執行當前加熱程序。本發明的另一優選方案所述步驟2還包括意外切換步驟，當蓄電池在工作過程 中出現電量不足的情況時，洗衣機主控單元根據電量檢測單元反饋的信息，自動控制電源 切換電路切換到電網電源輸入接口，同時通過顯示屏向用戶發出提示信息。
加熱程序是洗衣機洗衣程序中的一個獨立子程序，并不是必須的，只能隨用戶的 選擇而啟動，本方案的加熱系統采用多個相同或不同功率加熱管共存的方式，在用戶選用 高溫加熱程序時，切換電網電源啟動大功率加熱管進行加熱，防止用蓄電池驅動大功率加 熱管造成使用壽命下降及不能完成加熱目的問題。利用蓄電池給小功率加熱管提供電力， 為洗衣機上低溫加熱或慢速加熱程序提供支持，既實現了洗衣機的各種加熱需求還充分利 用了不同能源。洗衣機主控單元利用電量分析單元隨時了解蓄電池當前電量的容量值，并 根據容量情況進行電網電源與蓄電池之間的切換，保證加熱程序能夠正常進行。加熱管控 制電路采用獨立繼電器開關控制每個加熱管，為不同能源驅動相應加熱管提供支持。本方 案適用于同時利用多種能源的用電設備，能夠根據不同能源提供電量的大小而在電器設備 上安裝相應規格的用電裝置，合理利用各種能源，既避免了輸入能源提供電量與用電裝置 之間不匹配造成輸入能源壽命減少或損壞，又防止了輸入能源提供的電量不足以驅動用電 裝置而達不到預期效果的問題。針對具有多種能源使用方式的洗衣機，本申請的系統和方 法可自動適用，不論洗衣機當前正在使用蓄電池還是正在使用電網電源工作，本方法都能 夠根據當前選擇的加熱程序與蓄電池電量的容量值之間的關系進行判斷，從而作出合適的 選擇，達到延長蓄電池使用壽命的目的，防止了大功率加熱管短期內電流需求過大對蓄電 池造成傷害。


圖1使用兩種能源系統的洗衣機連接示意2使用本方案的洗衣工作示意3本發明所采用的雙功率加熱管結構示意4本發明雙功率加熱管控制電路示意圖
具體實施例方式如圖1所示，本發明技術方案中的洗衣機采用雙能源系統支持正常的洗衣工作， 其中一套為電網電源3，另一套采用太陽能發電儲存的蓄電池，蓄電池電量允許的范圍內為 洗衣機的正常工作提供支持，兩套電源可以交替作為洗衣機正常工作時的電力能源，采用 蓄電池4為洗衣機提供驅動能源可減少日常電網電源的使用率，達到節省有限電力資源的 目的。本方案這里的太陽能蓄電僅作為一個示例說明，蓄電池的電力儲備還可以利用風能、 機械能等任何方式。如圖2所示，本方案公開的技術方案適用上述雙能源洗衣機中的加熱 系統，根據加熱系統使用功率的大小切換不同的能源，其中加熱采用加熱管實現，本方案洗 衣機加熱系統的加熱管為雙功率加熱管5，包括提供高溫加熱的大功率加熱管和提供低溫 加熱的小功率加熱管6，其中大功率加熱管的功率在1000W及1000W以上，小功率加熱管的 功率在1000W以下，大功率加熱管可以在短時間內提供高水溫或高溫空氣，滿足用戶對時 間上的要求，其中小功率加熱管具體的功率大小視洗衣機采用的蓄電池的容量而定，對于 采用24V20Ah蓄電池的洗衣機來說，小功率加熱管的功率大小適宜在400W以內，適合一些 在時間上對水溫或空氣溫度要求不高的時候，達到即節省電力又達到效果的目的，且可防 止過快的放電對蓄電池壽命造成影響。大功率加熱管和小功率加熱管采用并聯的方式安裝在洗衣機的外桶上，同樣大功率加熱管和小功率加熱管如圖2所示可以安裝在同一個底座上，也可以不安裝在同一個底 座上，而根據加熱目的的不同安裝在洗衣機的不同位置，以適應不同程序的加熱需要。洗衣機還可以采用同樣小功率的多根加熱管來實現加熱目的，各加熱管的功率都 與蓄電池的電量相匹配，可以利用電網電源3為全部或部分加熱管提供電力以達到高溫程 序的要求，而蓄電池4可在其電力范圍內的一個或幾個加熱管提供電力。此方式可以避免 采用大功率加熱管和小功率加熱管方案中，蓄電池驅動不了大功率加熱管，因而相應位置 處如果需要低溫效果時，就無法利用蓄電池來實現加熱效果，達不到合理利用蓄電池的目 的。采用同樣小功率的多個加熱管，使得蓄電池可以驅動任意位置處的加熱管，僅注意不要 同時驅動超過蓄電池能力數量的加熱管即可。如圖3、4所示，洗衣機主控單元通過加熱管控制電路控制不同功率加熱管的啟 動，控制電路針對每個加熱管安裝有獨立的繼電器開關，當用戶選擇不同的加熱程序時，洗 衣機主控單元就導通相應功率的加熱管，同時維持不使用的加熱管繼電器開關在斷開狀 態。針對不同的輸入電源，洗衣機主控單元利用電源轉換單元在各電源之間進行切換，電源 轉換單元包括電網電源輸入接口和儲能電源輸入接口，電網電源3插在電網電源輸入接口 1上，蓄電池4插在儲能電源輸入接口 2上，儲能電源輸入接口可以有多個，以備多個蓄電 池或不同能源的輸入。洗衣機主控單元為隨時了解蓄電池當前容量信息，在洗衣機主控單 元與蓄電池之間設置電量分析單元。在電源切換單元上還安裝有逆變單元，逆變單元將蓄 電池的直流輸出逆變為交流輸出供給洗衣機。其中在采用電網電源作為電力輸入時，洗衣 機主控單元可以選擇導通大功率加熱管或小功率加熱管，也可以同時導通兩種功率的加熱 管，而采用蓄電池作為電力輸入時，僅限于導通小功率加熱管或其容量范圍內的加熱管。洗衣機在工作時，用戶選擇相應的加熱程序后，洗衣機主控單元根據加熱程序需 要達到的溫度和效果，控制電網電源輸入接口和儲能電源輸入接口在電網電源和蓄電池之 間進行切換。在切換的同時，洗衣機主控程序根據蓄電池當前電量信息以及正在進行或即 將進行的工作程序控制電源切換單元對當前輸入能源進行切換，在符合輸出條件時才驅動 蓄電池和逆變單元開始工作。洗衣機主控單元同時根據加熱程序選擇相應的大功率加熱管 或小功率加熱管，加熱管控制電路根據洗衣機主控單元的選擇導通或斷開相應加熱管線路 上的繼電器開關。本申請的系統使用方法如下在洗衣過程中，每個加熱管的繼電器開關平時都為 斷開狀態，當用戶選擇加熱程序時，洗衣機主控單元執行步驟如下如用戶選擇高溫加熱程序時，洗衣機主控單元控制電源切換電路將洗衣機的電力 輸入切換到電網電源輸入接口，此時不論是否正在使用蓄電池供電，同時洗衣機主控單元 通過加熱管控制電路斷開小功率加熱管的繼電器開關，導通大功率加熱管的繼電器開關， 開始加熱程序。用戶選擇低溫或慢速升溫的加熱程序時，洗衣機主控單元首先啟動電量檢測單元 讀取當前蓄電池電量的容量值信息并進行判斷，如當前蓄電池電量的容量值能夠支持選擇 的加熱程序，洗衣機主控單元控制電源切換電路將洗衣機的電力輸入切換到儲能電源輸入 接口，如當前正在使用蓄電池，則保持不變。同時洗衣機主控單元通過加熱管控制電路保持 大功率加熱管繼電器開關Kl的斷開狀態，導通小功率加熱管的繼電器開關K2，執行加熱程 序。如檢測結果是當前蓄電池電量的容量值不夠支持當前加熱程序執行完畢，洗衣機主控單元則通過顯示屏向用戶發出相應提示信息，提示信息包括(1)、取消當前加熱程序；(2)、改變當前選擇的加熱程序(3)、強制切換電網電源執行當前加熱程序如果蓄電池在工作過程中出現電量不足的情況，洗衣機主控單元根據電量檢測單 元反饋的信息，自動控制電源切換單元將電力輸入切換到電網電源輸入接口，同時通過顯 示屏向用戶發出提示信息，表明蓄電池已經沒有電力，需要重新充電。實施例一大功率加熱管和小功率加熱管安裝在洗衣機的外桶上，其中大功率加熱管和小功 率加熱管安裝在同一個底座上，蓄電池采用24V20AH，大功率加熱管的功率為1800W，小功 率加熱管的功率為300W。洗衣過程中用戶選擇的高溫加熱程序啟動時，洗衣機主控單元立 即通過電源切換單元將電力輸入切換到電網電源輸入上(此過程為強制切換，即不論目前 電力輸入是蓄電池還是電網電源)。同時通過加熱管控制單元導通大功率加熱管的繼電器 開關K1，保持小功率加熱管繼電器開關K2為斷開狀態，洗衣機主控單元開始執行加熱程序 并通過顯示屏向用戶提示當前加熱信息。實施例二大功率加熱管和小功率加熱管安裝在洗衣機的外桶上，其中大功率加熱管和小功 率加熱管安裝在同一個底座上，蓄電池采用24V20AH，大功率加熱管的功率為1800W，小功 率加熱管的功率為300W。洗衣過程中用戶選擇低溫加熱程序時，洗衣機主控單元通過電量 分析單元獲取當前蓄電池電量的容量值，包括兩種結果(1)當前蓄電池剩余電量足夠支 持低溫加熱程序，洗衣機主控單元通過電源切換單元將電力輸入切換到蓄電池上(此過程 為強制切換，即不論目前電力輸入是蓄電池還是電網電源)。同時通過加熱管控制單元導通 小功率加熱管的繼電器開關K2，保持大功率加熱管繼電器開關Kl為斷開狀態，同時洗衣機 主控單元通過顯示屏向用戶提示當前加熱信息。(2)當前蓄電池剩余電量不夠支持低溫加 熱程序，洗衣機主控單元通過顯示屏向用戶發出提示信息。本技術方案還能夠應用于由雙系統供電的、同時需要通過電加熱管(電熱器)加 熱的設備，如電熱水器、洗衣機、干衣機等。
權利要求
根據洗衣機加熱功率大小自動切換輸入電源的系統，包括電網電源輸入接口(1)、儲能電源輸入接口(2)、加熱管、洗衣機主控單元和顯示屏，其中顯示屏、電網電源輸入接口和儲能電源輸入接口分別與洗衣機主控單元連接，其特征在于，所述加熱管有多個且在洗衣機主控單元的控制下同時或分別由電網電源輸入接口和儲能電源輸入接口提供電力。
2.如權利要求1所述的根據洗衣機加熱功率大小自動切換輸入電源的系統，其特征在 于，所述加熱管有兩個，包括大功率加熱管(5)和小功率加熱管(6)，其中大功率加熱管的 功率> 1000W，小功率加熱管的功率< 1000W，所述大功率加熱管和小功率加熱管采用并聯 的方式安裝在一起。
3.如權利要求1所述的根據洗衣機加熱功率大小自動切換輸入電源的系統，其特征在 于，所述的多個加熱管分別與洗衣機儲能電源電能值相匹配且各加熱管功率相同，多個加 熱管以并聯的方式安裝在一起。
4.如權利要求2或3所述的根據洗衣機加熱功率大小自動切換輸入電源的系統，其特 征在于，所述洗衣機主控單元通過加熱管控制電路控制各加熱管的啟動，所述加熱管控制 電路針對各加熱管分別安裝有繼電器開關(7)。
5.如權利要求4所述的根據洗衣機加熱功率大小自動切換輸入電源的系統，其特征在 于，所述洗衣機主控單元通過電源切換單元控制電網電源輸入接口和儲能電源輸入接口的 管理和切換，所述電網電源輸入接口⑴與電網電源⑶連接，所述儲能電源輸入接口⑵ 與蓄電池(4)連接，所述電源切換單元上連接有轉換蓄電池輸出電流的逆變單元，所述洗 衣機主控單元連接有讀取當前蓄電池信息的電量檢測單元。
6.如權利要求5所述的根據洗衣機加熱功率大小自動切換輸入電源的系統，其特征在 于，所述大功率加熱管優選為1800W并由電網電源供電，所述小功率加熱管的功率大小與 洗衣機采用的蓄電池功率大小匹配。
7.運行權利要求1所述根據洗衣機加熱功率大小自動切換輸入電源的系統的使用方 法，其特征在于，包括如下步驟步驟1、洗衣過程中用戶選擇高溫加熱程序時步驟11、洗衣機主控單元控制電源切換電路將洗衣機的電力輸入切換到電網電源輸入 接口接通電網電源；步驟12、同時洗衣機主控單元通過加熱管控制電路導通大功率加熱管的繼電器開關開 始加熱；步驟2、洗衣過程中用戶選擇低溫加熱程序時步驟21、洗衣機主控單元控制電源切換電路將洗衣機的電力輸入切換到儲能電源輸入 接口接通蓄電池；步驟22、同時洗衣機主控單元通過加熱管控制電路導通小功率加熱管的繼電器開關開 始加熱。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟2中洗衣機主控單元執行低溫加熱 程序時首先啟動電量檢測單元讀取當前蓄電池電量的容量值；如當前蓄電池電量的容量值能夠實現低溫加熱程序，則執行步驟21，如當前蓄電池電量的容量值不能夠實現低溫加熱程序，則通過顯示屏向用戶發出相應 提示信息。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述提示信息包括(1)、取消當前加熱程序；(2)、改變當前選擇的加熱程序；(3)、強制切換電網電源執行當前加熱程序。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述步驟2還包括意外切換步驟，當蓄電池 在工作過程中出現電量不足的情況時，洗衣機主控單元根據電量檢測單元反饋的信息，自 動控制電源切換電路切換到電網電源輸入接口，同時通過顯示屏向用戶發出提示信息。
全文摘要
本發明公開一種根據洗衣機加熱功率大小自動切換輸入電源的系統及方法，涉及家電領域，包括電網電源輸入接口、儲能電源輸入接口、加熱管、洗衣機主控單元和顯示屏，其中顯示屏、電網電源輸入接口和儲能電源輸入接口分別與洗衣機主控單元連接，所述加熱管有多個，且在洗衣機主控單元的控制下同時或分別由電網電源輸入接口和儲能電源輸入接口提供電力。本方案適用于同時利用多種能源的用電設備，能夠根據不同能源提供電量的大小而合理匹配加熱控制系統，合理利用各種能源，既避免了輸入能源提供電量與用電裝置之間不匹配造成輸入能源壽命減少或損壞，又防止了輸入能源提供的電量不足以驅動用電裝置而達不到預期效果的問題。
文檔編號D06F39/04GK101962900SQ20101029278
公開日2011年2月2日 申請日期2010年9月21日 優先權日2010年9月21日
發明者王榮忠, 許升, 陳玉玲 申請人:海爾集團公司;青島海爾洗衣機有限公司