專利名稱：家用電器電路布置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及家用電器的電路布置。
背景技術(shù)：
根據(jù)本發(fā)明，電路布置被配置為產(chǎn)生優(yōu)選為脈沖類型的低電壓信號的形式的低電壓，該低電壓被供給到處于優(yōu)選小于IOmW的小到可忽略的功耗的家用電器的器件。對于降低家用電器的待機模式能耗而言，該電路是特別有利的。眾所周知，一些上一代的家用電器被設(shè)計為切換到待機或休息模式，直到重新開始操作循環(huán)的命令。 待機模式中的電器的電氣負載和主電子控制單兀的能耗雖然比操作模式低但仍相對較高。因此，已設(shè)想了用于降低待機模式能耗的系統(tǒng)，其中，主電子控制單元選擇性地打開一個或更多個例如為單穩(wěn)態(tài)繼電器的開關(guān)，以從電力干線斷開電器的電氣負載。這種類型的系統(tǒng)具有必須保持以低電壓給主電子控制單元供電的缺點，結(jié)果，能耗盡管降低仍無法符合要求上一代家用電器能耗標準，這些標準要求電器的待機能耗小于I瓦特。為了進一步降低能耗，家用電器已經(jīng)被設(shè)計為具有在待機模式中將功率單元設(shè)置成低電壓以在空閑狀態(tài)中給主電子控制單元供電的系統(tǒng)。例如，德國專利申請DE-102006054539B3涉及用于產(chǎn)生給洗衣機電子控制單元供電的低電壓的系統(tǒng)，其中，低電壓主功率單元被設(shè)計為從其中它向電子控制單元供給低電壓的活動狀態(tài)變?yōu)槠渲兴袛鄬τ陔娮涌刂茊卧牡碗妷汗┙o的空閑狀態(tài)，但仍保持部分活動，因此，它可通過控制信號重新激活。更具體而言，在以上的系統(tǒng)中，低電壓主功率單元經(jīng)由控制輸入接收控制信號，并且，伴隨控制信號的狀態(tài)變化而切換狀態(tài)。低電壓主功率單元在空閑狀態(tài)中被部分地供電，以檢測控制信號的狀態(tài)的變化并迅速地重新激活。換句話說，在以上的系統(tǒng)中，主功率單元必須對于其自身的負責(zé)檢測控制信號的狀態(tài)變化并且重新激活對電子控制單元的低電壓供給的內(nèi)部電子電路保持供電。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的之一是，提供與已知的系統(tǒng)相比進一步降低家用電器的待機模式能耗的器件。根據(jù)本發(fā)明，提供一種家用電器，該家用電器包括與電力網(wǎng)絡(luò)連接并被設(shè)計為產(chǎn)生低電壓的低電壓電容性功率裝置，所述低電壓電容性功率裝置包含電容性分壓電路，該電容性分壓電路包含分別與處于第一預(yù)定電勢和第二預(yù)定電勢的第一和第二電力線連接的第一輸入端子和第二輸入端子；被配置為產(chǎn)生所述低電壓啟用信號的第一輸出端子；連接在所述第一輸入端子和所述第二輸入端子之間的第一電荷蓄積裝置和第二電荷蓄積裝置；和與所述第二電荷蓄積裝置并聯(lián)連接并被設(shè)計為在經(jīng)受預(yù)定擊穿電壓以上的電壓時從非導(dǎo)通狀態(tài)切換到導(dǎo)通狀態(tài)的至少一個電壓限制器；所述第一電荷蓄積裝置和第二電荷蓄積裝置被設(shè)計為使得所述第二電荷蓄積裝置的端子上的電壓低于預(yù)定擊穿電壓。優(yōu)選地，電容性分壓電路包含第二輸出端子和連接在所述第一與第二輸出端子之間的第三電荷蓄積裝置。優(yōu)選地，電壓限制器包含具有分別與所述電容性分壓電路的所述輸入端子和所述第一電荷蓄積裝置與所述第二電荷蓄積裝置之間的節(jié)點連接的陽極端子和陰極端子的齊
納二極管。優(yōu)選地，第一電荷蓄積裝置、第二電荷蓄積裝置和第三電荷蓄積裝置分別包含根據(jù)下式設(shè)計的第一電容器、第二電容器和第三電容器 Va * (2 * Cl)/(C2+Cl)-0. 7=VC2 ( VZ這里，Va是主供給電壓(Va)的峰值，Vc2是第二電容器的端子上的電壓，而VZ是齊納電壓。優(yōu)選地，低電壓電容性功率裝置被配置為向電器的至少一個器件供給所述低電壓。優(yōu)選地，器件可包含電器的開關(guān)裝置和/或傳感器裝置和/或控制單元、和/或電器的低電壓功率單元。優(yōu)選地，開關(guān)裝置被配置為在低電壓下從打開狀態(tài)切換到閉合狀態(tài)和/或從閉合狀態(tài)切換到打開狀態(tài)。優(yōu)選地，家用電器包括被配置為與電力網(wǎng)絡(luò)連接以接收主供給電壓并供給低供給電壓的低電壓功率單元，并且其中，所述開關(guān)裝置被配置為連接/斷開低電壓功率單元與電力網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)選地，低電壓功率單元被配置為向電器的控制單元供給低供給電壓，使得閉合狀態(tài)中的開關(guān)裝置將低電壓功率單元連接到電力網(wǎng)絡(luò)，以接通低電壓功率單元和控制單
J Li ο優(yōu)選地，傳感器裝置至少包含被配置為當(dāng)在電器的給定距離內(nèi)檢測到用戶時產(chǎn)生啟用信號的接近傳感器。優(yōu)選地，家用電器包括被配置為與電力網(wǎng)絡(luò)連接以接收主供給電壓并向電器的控制單元供給低供給電壓的低電壓功率單元，其中，低電壓功率單元被設(shè)計為從它向控制單元供電的活動狀態(tài)變?yōu)榈碗妷汗β蕟卧袛鄬刂茊卧牡碗妷汗╇姷目臻e狀態(tài)，但仍保持部分活動，因此它可被控制信號重新激活，并且其中，所述低電壓電容性功率裝置被配置為提供用于將低電壓功率單元從空閑狀態(tài)切換到活動狀態(tài)和/或從活動狀態(tài)切換到空閑狀態(tài)的控制信號。低電壓功率單元經(jīng)由控制輸入接收控制信號，并且伴隨控制信號的狀態(tài)的變化而切換狀態(tài)。低電壓功率單元在空閑狀態(tài)中被部分地供電，以檢測控制信號的狀態(tài)的變化并迅速地重新激活。換句話說，低電壓功率單元被配置為對于其自身的負責(zé)檢測控制信號的狀態(tài)變化并且重新激活對電子控制單元的低電壓供給的內(nèi)部電子電路保持供電。優(yōu)選地，家用電器包括具有與低電壓電容性功率裝置連接以接收所述低電壓的輸入和與電器的器件連接以向器件供給由低電壓電容性功率裝置產(chǎn)生的低電壓的輸出的手動操作控制器件。優(yōu)選地，低電壓電容性功率裝置和手動操作控制器件被設(shè)計為產(chǎn)生脈沖類型的低電壓信號。優(yōu)選地，家用電器包括被置于所述開關(guān)裝置的輸出與所述低電壓功率單元的輸入之間的EMC濾波器。優(yōu)選地，低電壓電容性功率裝置包含被置于所述電容性分壓電路與電器的所述器件之間的限流裝置。



將參照附圖作為例子描述本發(fā)明的非限制性實施例，其中，圖I示出以用于降低待機模式能耗的電子器件為特征并且根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的家用電器的不意圖；圖2示出圖I家用電器的用于降低待機模式能耗的電子器件的電氣圖；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的變更例的圖I家用電器的用于降低待機模式能耗的電子器件的電氣圖；圖4示出以用于降低顯示器的待機模式能耗的電子器件為特征并且根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的烤箱的示意圖；圖5示出以用于以低電壓向顯示器供電的器件為特征并根據(jù)本發(fā)明的變更例的烤箱的示意圖。
具體實施例方式圖I、圖2和圖3中的數(shù)字I總體指示與電力網(wǎng)絡(luò)3連接的家用電器(示意性示出)，該電力網(wǎng)絡(luò)3包含處于與中性電勢對應(yīng)的基準電勢Vkef的中性線N和處于相位電勢Vl的相位線F。在示出的例子中，中性線N和相位線F的電勢Vkef和Vl被設(shè)定為獲得大致220V 230V的交變的主供給電壓\。電器I包括電子器件(優(yōu)選為控制單元)5 ;和具有與電力網(wǎng)絡(luò)3連接以接收主供給電壓\的輸入和與電子器件5連接以向其供給例如約4伏特 12伏特的低供給電壓Vb的輸出的低電壓功率單元6。電器I還包括用于降低電器I的待機能耗的器件7，該器件7則包括開關(guān)裝置8，這些開關(guān)裝置8位于將低電壓功率單元6連接到電力網(wǎng)絡(luò)3的相位線F和中性線N的電力線9中的至少一個上，并且在閉合狀態(tài)與打開狀態(tài)之間操作，在閉合狀態(tài)中，開關(guān)裝置8閉合電力線9以將低電壓功率單元6連接到電力網(wǎng)絡(luò)3，因此接通低電壓功率單元6與電子器件5，在打開狀態(tài)中，開關(guān)裝置8打開電力線9以從電力網(wǎng)絡(luò)3斷開低電壓功率單元6，因此完全關(guān)斷低電壓功率單元6和電子器件5。優(yōu)選地，開關(guān)裝置8通過低電壓啟用信號S2從打開狀態(tài)切換到閉合狀態(tài)，或者通過禁用信號S3從閉合狀態(tài)切換到打開狀態(tài)。器件7還優(yōu)選包含輸入與電力網(wǎng)絡(luò)3連接以接收主供給電壓Va并被設(shè)計為在輸出上產(chǎn)生低電壓啟用信號2的低電壓電容性功率單元10。在圖I的例子中，電器I可以是洗衣機、洗碗機、洗衣機-烘干機或烘干機，并且其包括大量的已知的電子器件——以下簡稱為電氣負載2——用于執(zhí)行電器I被設(shè)計用的清洗/烘干功能。作為已知的電氣/電子器件，除了描述每個電氣負載2具有由通過控制信號SI打開/閉合的開關(guān)4與電力網(wǎng)絡(luò)3連接以從電力網(wǎng)絡(luò)3接收主供給電壓Va的至少一個功率輸入以外，不描述電氣負載2。在圖I和圖2的例子中，電子器件5是被設(shè)計為控制電器I的每個電氣負載2的操作并且可操作以產(chǎn)生控制信號SI以在清洗/烘干循環(huán)完成時并且/或者在電器I切換到待機模式時從電力網(wǎng)絡(luò)3選擇性地斷開每個電氣負載2的主電子控制單元5(例如，微處
理器)。
器件7還包含連接于低電壓電容性功率單元10與開關(guān)裝置8之間以向開關(guān)裝置8供給低電壓啟用信號S2的手動操作控制器件11，例如，觸覺開關(guān)或任何其它類似的控制器件。開關(guān)裝置8被設(shè)計為在接收到當(dāng)電器I切換到待機模式時由主電子控制單元5產(chǎn)生的禁用信號S3時從閉合狀態(tài)切換到打開狀態(tài)，并且在接收到由控制器件11的用戶操作產(chǎn)生的低電壓啟用信號S2時從打開狀態(tài)切換到閉合狀態(tài)。在圖I和圖2例子中，開關(guān)裝置8包含分別與電力網(wǎng)絡(luò)3的相位線F和中性線N連接的兩個輸入端子12、13 ;和向低電壓功率單元6的對應(yīng)的功率端子16、17輸送供給電壓Va的兩個輸出端子14、15。開關(guān)裝置8還包含與主電子控制單元5的輸出19連接以接收禁用信號S3的第一控制輸入18 ;和與控制器件11的輸出端子連接以接收啟用信號S2的第二控制輸入20。
優(yōu)選地，開關(guān)裝置8包含具有電氣觸點22的雙穩(wěn)態(tài)繼電器21，該電氣觸點22可在與所述打開狀態(tài)相關(guān)的第一位置和與所述閉合狀態(tài)相關(guān)的第二位置之間移動，其中在第一位置中它打開連接低電壓功率單元6與電力網(wǎng)絡(luò)3的電力線9，在第二位置中閉合電力線9以連接低電壓功率單元6與電力網(wǎng)絡(luò)3。雙穩(wěn)態(tài)繼電器21還包含電磁器件23,該電磁器件23包含例如用于將可移動的電氣觸點22基于低電壓啟用信號S2從第一位置移動到第二位置或者基于禁用信號S3從第二位置移動到第一位置的兩個線圈。在圖I和圖2例子中，電氣觸點22被置于輸入端子12和輸出端子14之間，以根據(jù)命令打開/閉合它們。電磁器件23優(yōu)選地包含與第二控制輸入20連接以接收低電壓啟用信號S2的端子；與第一控制輸入18連接以接收禁用信號S3的端子；和與輸入端子13連接的端子。低電壓電容性功率單元10優(yōu)選具有與相位線F連接的端子24 ;與中性線N連接的端子25 ;通過控制器件11與開關(guān)裝置8的第二控制輸入20連接的端子26 ;和雖然未必但優(yōu)選處于與中性電勢對應(yīng)的預(yù)定基準電勢Vkef的端子27。低電壓電容性功率單元10優(yōu)選包含電容性分壓電路28 ;并優(yōu)選包含置于電容性分壓電路28與開關(guān)裝置8之間的限流電路29。在圖2電路例子中，電容性分壓電路28包含分別與端子24、25連接以接收主供給電壓\的兩個輸入端子30、31 ;和分別處于電勢Vra和基準電壓Vkef的兩個輸出端子32、33?？梢栽O(shè)想，限流電路29優(yōu)選包含通過控制器件11與電容性分壓電路28的輸出端子32連接的輸入端子34 ;和與開關(guān)裝置8的第二控制輸入20連接的輸出端子35。優(yōu)選地，電容性分壓電路28包含連接在輸入端子30和31之間并包含經(jīng)由公共節(jié)點39串聯(lián)連接于輸入端子30和31之間的第一電容器 37和第二電容器38的電容性分壓器36。電容性分壓電路28還優(yōu)選包含具有與輸入端子31連接的陽極端子和與節(jié)點39連接的陰極端子的齊納二極管40 ;連接于輸出端子32和33之間的第三電容器41 (優(yōu)選為電解電容器);和具有與節(jié)點39連接的陽極端子和與輸出端子32連接的陰極端子的二極管42。在使用中，當(dāng)電容性分壓電路28由供給電壓￥4的負半波供電時，齊納二極管40導(dǎo)通以僅使電流I1流過第一電容器37，由此排除第二電容器38和第三電容器41，該第三電容器41因此在該階段不充電。應(yīng)當(dāng)指出，在圖2例子中，電容性分壓器36的第一電容器37的電容Cl和第二電容器38的電容C2有利地使得在對于端子30和31的供給電壓Va的正半波期間，第二電容器38的端子上的電壓\2比齊納二極管40的齊納電壓VZ低，該齊納二極管40因此從不被反向偏置。優(yōu)選地，當(dāng)通過供給電壓Va的正半波給電容性分壓電路28供電時，電容性分壓器36將供給電壓Va分壓以在第二電容器38的端子上產(chǎn)生比齊納二極管40的齊納電壓VZ低的電壓\2，結(jié)果，在該階段上，齊納二極管40保持關(guān)，并且第三電容器41被充電以電壓VC3。應(yīng)當(dāng)指出，第一電容器37、第二電容器38和第三電容器41 一起優(yōu)選地形成了電抗電路，該電抗電路作為整體被供給具有主要電容性成分的電流I1，該電抗電路有利地主要使用無功功率。優(yōu)選地，通過在主供給電壓Va的正半波期間保持齊納二極管40為關(guān)，使具有高度電容性成分的電流I1流過,使得通過電容性分壓電路28耗散的功率主要由無功功率成分表征，有利地由可忽略的有功功率成分表征，由此導(dǎo)致低電壓電容性功率單元10整體的極低的有功能耗。應(yīng)當(dāng)指出，與其中齊納二極管在主供給電壓的正半波期間必須反向偏置以調(diào)節(jié)輸出電壓的已知的電容性泵電路不同，電容性分壓電路28優(yōu)選只用于存儲用于產(chǎn)生信號、并優(yōu)選且有利地產(chǎn)生與低電壓啟用信號S2對應(yīng)并具有足以激活雙穩(wěn)態(tài)繼電器21的最小能量的脈沖信號的能量。換句話說，電容性分壓電路28不需要調(diào)節(jié)輸出電壓Vra，而只產(chǎn)生信號S2，優(yōu)選產(chǎn)生脈沖信號S2,以激勵雙穩(wěn)態(tài)繼電器21的線圈。事實上，雙穩(wěn)態(tài)繼電器21被設(shè)計為一旦被激活就永久地保持在上次開關(guān)位置中，而不需要恒定的持續(xù)的電輸入信號。由于由器件7使用的功率/能量主要是無功的，因此，利用向雙穩(wěn)態(tài)繼電器21供給啟用脈沖信號S2的電容性分壓電路28實現(xiàn)的電路結(jié)構(gòu)大大降低了由器件7耗散的有功倉tfi。在示出的例子中，第一電容器37的電容Cl和第二電容器38的電容C2可被設(shè)計為滿足下式a) Va * (2 * Cl) / (C2+C1) -O. 7=VC2 ( VZ這里，Va是主供給電壓Va的峰值，Vc2是第二電容器38的端子上的電壓，而VZ是齊納電壓。在圖I和圖2例子中，器件7還包含連接于雙穩(wěn)態(tài)繼電器21和低電壓功率單元6之間的EMC濾波器70 (電磁兼容濾波器)。EMC濾波器70具有分別與低電壓功率單元6的功率端子16和17連接的端子71、72，并且其包含電容器73和被設(shè)計為將電容器73放電的泄漏電阻器74。優(yōu)選地，電容器73和泄漏電阻器74相互并聯(lián)連接于端子71和72之間。根據(jù)圖3所示的本發(fā)明的變更例，EMC濾波器70被置于電力網(wǎng)絡(luò)3與低電壓電容 性功率單元10之間，即，雙穩(wěn)態(tài)繼電器21的上游。但是，在另一未示出的替代方案中，EMC濾波器70可被置于低電壓電容性功率單元10與雙穩(wěn)態(tài)繼電器21之間。優(yōu)選地，根據(jù)圖3所示的變更例，EMC濾波器70的端子71、72分別與低電壓電容性功率單元10的端子24、25連接?，F(xiàn)在，假定電器I正在運行即不處于待機模式中并且雙穩(wěn)態(tài)繼電器21因此處于閉合位置上，將描述器件7的用于降低電器I的能耗的操作。電器I可操作為在已完成/結(jié)束清洗/烘干周期之后并且/或者例如在電子器件5在預(yù)先配置的時間內(nèi)沒有接收任何新的用戶命令時自動切換到待機模式。主電子控制單元5優(yōu)選在已完成/結(jié)束清洗/烘干周期時產(chǎn)生信號SI以打開開關(guān)4并且從電力網(wǎng)絡(luò)3斷開負載2，并且，同時或者在之后的預(yù)先設(shè)定的時間內(nèi)產(chǎn)生優(yōu)選為脈沖類型的低電壓信號的形式的禁用信號S3。禁用信號S3將雙穩(wěn)態(tài)繼電器21從閉合切換到打開，由此同時關(guān)斷低電壓功率單元6和主電子控制單元5。應(yīng)當(dāng)指出，在該階段，與已知的電器的能耗降低系統(tǒng)不同，低電壓功率單元6和主電子控制單元5的總能耗有利地為零。該狀況繼續(xù)，直到控制器件11的用戶操作/致動。實際上，控制器件11的用戶操作/致動向雙穩(wěn)態(tài)繼電器21提供啟用信號S2，雙穩(wěn)態(tài)繼電器21從打開切換到閉合，以連接低電壓功率單元6與電力網(wǎng)絡(luò)3，并因此接通主電子控制單元5。主電子控制單元5也可操作為有利地使得用戶能夠借助于控制器件11關(guān)斷電器
Io出于該目的，主電子控制單元5被設(shè)計用于檢測用戶是否在電器正在運行時操作/致動控制器件11。器件7可在雙穩(wěn)態(tài)繼電器21的第二控制輸入20上包含用于檢測低電壓啟用信號S2的感測器件44。感測器件44可例如在雙穩(wěn)態(tài)繼電器21的第二控制輸入20上包含用于產(chǎn)生指示低電壓啟用信號S2的存在/不存在的邏輯信號的電流/電壓測量傳感器。優(yōu)選地，主電子控制單元5被設(shè)計為基于通過感測器件44產(chǎn)生的信號的邏輯狀態(tài)檢測用戶是否操作控制器件11。如果在電器運行時用戶操作控制器件11，那么主電子控制單元5檢測通過感測器件44產(chǎn)生的信號的邏輯狀態(tài)變化，該邏輯狀態(tài)變化與低電壓啟用信號S2的存在對應(yīng)。在這種情況下，主電子控制單元5確定邏輯狀態(tài)信號變化，并且產(chǎn)生信號SI以打開開關(guān)4并從電力網(wǎng)絡(luò)3斷開負載2，并同時產(chǎn)生優(yōu)選為脈沖類型的低電壓信號的形式的禁用信號S3。優(yōu)選地，主電子控制單元5可操作為在由感測器件44產(chǎn)生的一個信號/更多個信號滿足預(yù)先設(shè)定的條件時產(chǎn)生信號S2和S3。根據(jù)一個不同的實施例，在信號停留在邏輯狀態(tài)持續(xù)一定的時間間隔時，可滿足預(yù)先設(shè)定的條件。根據(jù)一個實施例，在由感測器件44產(chǎn)生的信號的邏輯狀態(tài)在一定的時間間隔內(nèi)改變預(yù)先設(shè)定的次數(shù)時，可滿足預(yù)先設(shè)定的條件。主電子控制單元5也可被設(shè)計為有利地檢測電源故障。優(yōu)選地，當(dāng)在不存在低電壓啟用信號S2的情況下由低電壓主功率單元恢復(fù)低電壓Vb時，主電子控制單元5可操作為確定電器I的電源故障。如果在電器正在運行時發(fā)生電源故障，那么開關(guān)裝置8保持閉合，從而連接低電壓主功率單元6與電力網(wǎng)絡(luò)3 ;并且，當(dāng)電源恢復(fù)時，低電壓主功率單元6被重新供電以接通主電子控制單元5。在這種情況下，主電子控制單元5判斷它是因電源恢復(fù)而被接通還是因用戶切換雙穩(wěn)態(tài)繼電器21而被接通。在示出的例子中，主電子控制單元5判斷由感測器件44產(chǎn)生的信號的邏輯狀態(tài)是否與低電壓啟用信號S2的存在對應(yīng)。如果由感測器件44產(chǎn)生的邏輯信號指示沒有低電壓啟用信號S2，那么主電子控制單元5確定電源故障，因此根據(jù)用于重新激活因電源故障中斷的清洗/烘干周期的程序來控制負載2。相反，如果由感測器件44產(chǎn)生的邏輯信號指示存在低電壓啟用信號S2，那么主電子控制單元5確定沒有電源故障，因此根據(jù)用于重新激活用戶選擇的清洗周期的特定程序來控制負載2。但是，可以設(shè)想替代性實施例，以使得主電子控制單元5能夠判斷它是否因電源恢復(fù)還是因用戶切換雙穩(wěn)態(tài)繼電器21而被接通，例如，主電子控制單元5可至少記憶在電源故障之前運行的操作周期的上一步驟，這樣，當(dāng)電源重新可用時，控制單元5可認識到已發(fā)生了中斷并因此為了重新激活例如因電源故障中斷的清洗/烘干周期而控制電氣負載2，或者，控制單元5可繼續(xù)在操作周期中斷的情況下設(shè)想的特定的程序序列。描述的家用電器I具有以下的優(yōu)點。首先，低電壓功率單元和主電子控制單元5的總待機能耗為零。第二，使用由兩個不同的脈沖信號控制的雙穩(wěn)態(tài)繼電器使得能夠使用具有比常規(guī)的電容性泵簡單的電路的低電壓電容性功率單元。事實上，與其中齊納二極管反向偏置以調(diào)節(jié)輸出電壓的常規(guī)的電容性泵不同，適當(dāng)?shù)卦O(shè)計前面描述的電容性分壓電路的第一電容器和第二電容器可防止齊納二極管的反向偏置，該齊納二極管因此只用作電壓限制器。第三，電容性分壓電路的配置大大降低了待機模式中的有功功耗。即，如所述的那樣，在電容性分壓電路中流過的電流具有明顯耗散無功功率的主要電容性的成分。最后，使用永久保持其操作狀態(tài)的雙穩(wěn)態(tài)繼電器使得能夠通過電子控制單元來檢測電源故障。很顯然，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對于這里描述和示出的家用電器做出變化。例如，在示為圖4中的例子的另一替代方案中，家用電器包含顯示裝置、用于向所述顯示裝置供給電氣電壓的電壓供給控制單元和根據(jù)對電器的給定距離內(nèi)的用戶的檢測來接通/關(guān)斷低電壓功率單元的傳感器開關(guān)裝置，該家用電器還包含用于降低家用電器的能耗的器件，該器件包含被設(shè)計為向所述所傳感器開關(guān)裝置提供低電壓的低電壓電容性功
率裝置。優(yōu)選地，低電壓電容性功率裝置包含電容性分壓電路，該電容性分壓電路包含分別與處于第一預(yù)定電勢和第二預(yù)定電勢的第一和第二電力線連接的第一輸入端子和第二輸入端子；產(chǎn)生所述低電壓的第一輸出端子和第二輸出端子；連接在所述第一輸入端子和所述第二輸入端子之間的第一電荷蓄積裝置和第二電荷蓄積裝置；和與所述第二電荷蓄積裝置并聯(lián)連接并被設(shè)計為在經(jīng)受預(yù)定擊穿電壓以上的電壓時從非導(dǎo)通狀態(tài)切換到導(dǎo)通狀態(tài)的至少一個電壓限制器；所述第一電荷蓄積裝置和第二電荷蓄積裝置被設(shè)計為使得所述第二電荷蓄積裝置的端子上的電壓低于所述預(yù)定擊穿電壓。優(yōu)選地，電容性分壓電路包含連接在所述第一輸出端子與所述第二輸出端子之間的第三電荷蓄積裝置。優(yōu)選地，電壓限制器包含具有分別與所述電容性分壓電路的輸入端子和所述第一電荷蓄積裝置與所述第二電荷蓄積裝置之間的節(jié)點連接的陽極端子和陰極端子的齊納二極管。優(yōu)選地，第一電荷蓄積裝置、第二電荷蓄積裝置和第三電荷蓄積裝置分別包含根據(jù)下式設(shè)計的第一電容器、第二電容器和第三電容器Va * (2 * Cl)/(C2+Cl)-0. 7=VC2 ( VZ這里，乂4是主供給電壓的峰值，Vc2是第二電容器的端子上的電壓，而VZ是齊納電壓。優(yōu)選地，低電壓電容性功率裝置包含置于所述電容性分壓電路與所述傳感器開關(guān)裝置之間的電壓調(diào)節(jié)裝置。更詳細地說，圖4實施例涉及烤箱50，該烤箱50包括優(yōu)選但未必為時鐘顯示器的顯示器52 ;用于在烤箱50處于待機中并且不被用戶照看時降低顯示器52的能耗的器件51 ;和雖然未必，但優(yōu)選地，具有與電力網(wǎng)絡(luò)3連接以接收主供給電壓Va的輸入和與顯示器52連接以向其輸送輔供給電壓Vb的輸出的電壓功率單元80。在圖4中，用于降低顯示器52的能耗的器件51包含開關(guān)裝置81，這些開關(guān)裝置81位于將電壓功率單元80連接到電力網(wǎng)絡(luò)3的相位線F和中性線N的電力線82中的至少一個上，并且在閉合狀態(tài)與打開狀態(tài)之間操作，在閉合狀態(tài)中它們閉合電力線82以連接電壓功率單元80與電力網(wǎng)絡(luò)3，因此接通電壓功率單元80與顯示器52，在打開狀態(tài)中它們打開電力線82以從電力網(wǎng)絡(luò)3斷開電壓功率單元80，因此完全關(guān)斷電壓功率單元80和顯示器52。
優(yōu)選地，開關(guān)裝置81通過低電壓啟用信號S2從打開狀態(tài)切換到閉合狀態(tài)，或者通過禁用信號S3從閉合狀態(tài)切換到打開狀態(tài)。器件51還包含輸入與電力網(wǎng)絡(luò)3連接以接收主供給電壓Va并被設(shè)計為在輸出上產(chǎn)生低電壓V2的低電壓電容性功率單元83。器件51還包含用于檢測烤箱50的給定距離內(nèi)的用戶的存在或不存在的接近傳感器90。優(yōu)選地，接近傳感器90優(yōu)選但未必經(jīng)由已知的電壓調(diào)節(jié)器件84與低電壓電容性功率單元83的輸出連接，并被設(shè)計為當(dāng)用戶處于烤箱50的給定距離內(nèi)時輸出啟用信號S2，并且相反地當(dāng)用戶不處于烤箱50的給定距離內(nèi)時輸出禁用信號S3。開關(guān)裝置81被設(shè)計為在當(dāng)用戶不處于烤箱50的給定距離內(nèi)時接收禁用信號S3 時從閉合狀態(tài)切換到打開狀態(tài)，并且在當(dāng)用戶處于烤箱50的給定距離內(nèi)時接收低電壓啟用信號S2時從打開狀態(tài)切換到閉合狀態(tài)。在圖4中，開關(guān)裝置81包含分別與電力網(wǎng)絡(luò)3的相位線F和中性線N連接的兩個輸入端子92、93 ;和向電壓功率單元80的相應(yīng)的功率端子96、97輸送供給電壓Va的兩個輸出端子94、95。開關(guān)裝置81還包含與接近傳感器90的第一輸出連接以接收禁用信號S3的第一控制輸入100 ;和與接近傳感器90的第二輸出端子連接以接收啟用信號S2的第二控制輸入98。優(yōu)選地，開關(guān)裝置81包含雙穩(wěn)態(tài)繼電器101，該雙穩(wěn)態(tài)繼電器101具有可在與所述打開狀態(tài)相關(guān)的第一位置和與所述閉合狀態(tài)相關(guān)的第二位置之間移動的電氣觸點102，在第一位置中它打開連接電壓功率單元80與電力網(wǎng)絡(luò)3的電力線82，在第二位置中它閉合電力線82以連接電壓功率單元80與電力網(wǎng)絡(luò)3。雙穩(wěn)態(tài)繼電器101還包含電磁器件103,該電磁器件103包含例如用于將可移動的電氣觸點102基于啟用信號S2從第一位置移動到第二位置或者基于禁用信號S3從第二位置移動到第一位置的兩個線圈。在圖4例子中，電氣觸點102被置于輸入端子92和輸出端子94之間，以根據(jù)命令打開/閉合它們。電磁器件103具有與第二控制輸入98連接以接收低電壓啟用信號S2的端子、與第一控制輸入100連接以接收禁用信號S3的端子和與輸入端子93連接的端子。低電壓電容性功率單元83具有與相位線F連接的端子104、與中性線N連接的端子105、與接近傳感器器件90連接的端子106和優(yōu)選但未必處于與中性電勢對應(yīng)的預(yù)定基準電勢Vkef的端子107。低電壓電容性功率單元83基本上包含電容性分壓電路108 ;而可以設(shè)想調(diào)節(jié)器件84被置于電容性分壓電路108與接近傳感器90之間。在圖4電路例子中，電容性分壓電路108包含分別與端子104、105連接以接收主供給電壓Va的兩個輸入端子110、111 ;和分別處于電勢Vra和基準電勢Vkef的兩個輸出端子112,113ο調(diào)節(jié)器件84包含與電容性分壓電路108的輸出端子112連接的輸入端子114 ；和與接近傳感器90連接以提供低電壓V2的輸出端子115。優(yōu)選地，電容性分壓電路108包含連接于輸入端子110和111之間并包含經(jīng)由公共節(jié)點119串聯(lián)連接于輸入端子110和111之間的第一電容器117和第二電容器118的電容性分壓器116。電容性分壓電路108還包含具有與輸入端子111連接的陽極端子和與節(jié)點119連接的陰極端子的齊納二極管120 ;連接于輸出端子112和113之間的第三電容器121 (優(yōu)選為電解電容器);和具有與節(jié)點119連接的陽極端子和與輸出端子112連接的陰極端子的二極管122。在圖4中，器件51還可包含置于雙穩(wěn)態(tài)繼電器101和電壓功率單元80之間的EMC濾波器200 (電磁兼容濾波器)。EMC濾波器200具有分別與電壓功率單元80的功率端子96和97連接的兩個端子，并且包含電容器203和被設(shè)計為將電容器203放電的泄漏電阻器204。優(yōu)選地，電容器203和泄漏電阻器204相互并聯(lián)連接。 根據(jù)本發(fā)明的變更例(未示出)，EMC濾波器200被置于電力網(wǎng)絡(luò)3與低電壓電容性功率單元83之間，即，雙穩(wěn)態(tài)繼電器21的上游。優(yōu)選地，根據(jù)變更例，EMC濾波器200的端子分別與低電壓電容性功率單元83的端子104、105連接。在使用中，當(dāng)電容性分壓電路108由供給電壓負半波供電時，齊納二極管120導(dǎo)通以使電流I1僅流過第一電容器117，由此排除第二電容器118和第三電容器121，該第三電容器121因此在該階段不充電。應(yīng)當(dāng)指出，在圖4例子中，電容性分壓器116的第一電容器117的電容Cl和第二電容器118的電容C2有利地使得在對于端子110和111的供給電壓Va的正半波期間，第二電容器118的端子上的電壓Vc2比齊納二極管120的齊納電壓VZ低，該齊納二極管120因此從不被反向偏置。優(yōu)選地，當(dāng)通過供給電壓Va的正半波向電容性分壓電路108供電時，電容性分壓器116將供給電壓Va分壓以在第二電容器118的端子上產(chǎn)生比齊納二極管120的齊納電壓VZ低的電壓\2，這樣，在該階段上，齊納二極管120保持關(guān)，并且，第三電容器121被充電以
電壓Vra。應(yīng)當(dāng)指出，第一電容器117、第二電容器118和第三電容器121 —起形成了電抗電路，該電抗電路作為整體被供給具有主要電容性成分的電流I1，該電抗電路有利地主要提供/使用無功功率。優(yōu)選地，通過在主供給電壓Va的正半波期間保持齊納二極管120為關(guān)，使具有高度電容性成分的電流I1流過，因此,通過電容性分壓電路108耗散的功率主要由無功功率成分表征，有利地由可忽略的有功功率成分表征，由此導(dǎo)致低電壓電容性功率單元83整體的極低的有功能耗。應(yīng)當(dāng)指出，與其中齊納二極管120在主供給電壓的正半波中必須反向偏置以調(diào)節(jié)輸出電壓的已知的電容性泵電路不同，電容性分壓電路108只用于存儲足以供給接近傳感器90的最小能量。由于由器件51提供/使用的功率/能量主要是無功的，因此，利用向接近傳感器90供電的電容性分壓電路108實現(xiàn)的電路結(jié)構(gòu)大大降低由器件51耗散的有功能量。在示出的例子中，第一電容器117的電容Cl和第二電容器118的電容C2可被設(shè)計為滿足下式a) Va * (2 * Cl) / (C2+C1)-O. 7=VC2 ( VZ這里，Va是主供給電壓Va的峰值，Vc2是第二電容器118的端子上的電壓，而VZ是齊納電壓。在實際使用中，當(dāng)用戶處于烤箱50的給定距離內(nèi)時，接近傳感器90產(chǎn)生啟用信號S2，以將雙穩(wěn)態(tài)繼電器101的可移動的電氣觸點102切換到第二操作位置并因此接通電壓功率單元80和顯示器52。相反，當(dāng)用戶不處于烤箱50的給定距離內(nèi)時，接近傳感器90產(chǎn)生禁用信號S3，以將可移動的電氣觸點102切換到第一操作位置，并因此關(guān)斷電壓功率單元80和顯示器52。
在示為圖5中的例子的另一替代方案中，家用電器包含顯示裝置、與電力網(wǎng)絡(luò)連接以接收主供給電壓以向所述顯示裝置輸送電壓的電壓功率裝置、用于降低能耗的器件，該器件包含一通過啟用信號切換到將所述電壓功率裝置連接到電力網(wǎng)絡(luò)以接通電壓功率裝置與所述顯示裝置的閉合狀態(tài)的開關(guān)裝置；一當(dāng)檢測到用戶處于電器的給定距離內(nèi)時產(chǎn)生所述啟用信號的接近傳感器；和一供給低電壓以向所述接近傳感器供電的低電壓電容性功率裝置。優(yōu)選地，接近傳感器在沒有檢測到用戶處于電器的所述給定距離內(nèi)時輸出禁用信號；所述開關(guān)裝置通過禁用信號切換到從電力網(wǎng)絡(luò)斷開電壓功率裝置以完全關(guān)斷電壓功率裝置和所述顯示裝置的打開狀態(tài)。優(yōu)選地，開關(guān)裝置包含雙穩(wěn)態(tài)繼電器。優(yōu)選地,雙穩(wěn)態(tài)繼電器包含至少一個可移動的電氣觸點，該電氣觸點可在與所述打開狀態(tài)相關(guān)的第一位置和與所述閉合狀態(tài)相關(guān)的第二位置之間移動，在第一位置中它打開連接所述電壓功率裝置與電力網(wǎng)絡(luò)的電力線，在第二位置中它閉合所述電力線。優(yōu)選地,雙穩(wěn)態(tài)繼電器包含被設(shè)計為將所述可移動的電氣觸點基于啟用信號從第一位置移動到第二位置或者基于禁用信號從第二位置移動到第一位置的電磁裝置。優(yōu)選地，低電壓電容性功率裝置包含電容性分壓電路，該電容性分壓電路包含分別與處于第一預(yù)定電勢和第二預(yù)定電勢的第一和第二電力線連接的第一輸入端子和第二輸入端子；產(chǎn)生所述低電壓的第一輸出端子和第二輸出端子；連接在所述第一輸入端子和所述第二輸入端子之間的第一電荷蓄積裝置和第二電荷蓄積裝置；和與所述第二電荷蓄積裝置并聯(lián)連接并被設(shè)計為在經(jīng)受預(yù)定擊穿電壓以上的電壓時從非導(dǎo)通狀態(tài)切換到導(dǎo)通狀態(tài)的至少一個電壓限制器；所述第一電荷蓄積裝置和第二電荷蓄積裝置被設(shè)計為使得所述第二電荷蓄積裝置的端子上的電壓低于所述預(yù)定擊穿電壓。優(yōu)選地，電容性分壓電路包含連接在所述第一輸出端子與所述第二輸出端子之間的第三電荷蓄積裝置。優(yōu)選地，電壓限制器包含具有分別與所述電容性分壓電路的輸入端子和所述第一電荷蓄積裝置與所述第二電荷蓄積裝置之間的節(jié)點連接的陽極端子和陰極端子的齊納二極管。優(yōu)選地，第一電荷蓄積裝置、第二電荷蓄積裝置和第三電荷蓄積裝置分別包含根據(jù)下式設(shè)計的第一電容器、第二電容器和第三電容器
Va * (2 * Cl)/(C2+Cl)-0. 7=VC2 ( VZ這里，￥4是主供給電壓的峰值，Vc2是第二電容器的端子上的電壓，而VZ是齊納電壓。優(yōu)選地，低電壓電容性功率裝置包含置于所述電容性分壓電路與所述傳感器開關(guān)裝置之間的電壓調(diào)節(jié)裝置。優(yōu)選地，家用電器包含置于所述開關(guān)裝置的輸出與所述電壓功率裝置的輸入之間的EMC濾波器。優(yōu)選地，家用電器包含與所述電容性分壓電路的第一輸入端子和第二輸入端子連接的EMC濾波器。 更詳細地，圖5示出用于降低例如烤箱50的顯示器131的能耗的替代性的器件130，該替代性的器件130與器件51類似，并且，在可能的情況下，通過使用與器件51的對應(yīng)部分相同的附圖標記指示其部件部分。器件130與器件51的不同在于，顯示器131通過功率控制單元132與電力網(wǎng)絡(luò)3連接以接收供給電壓。此外，器件130不具有開關(guān)裝置。詳細地說，功率控制單元132包含分別與接近傳感器90的輸出135和136連接以接收啟用信號S2和禁用信號S3的控制輸入133和134，并且其可操作為通過啟用信號S2從無功率供給狀態(tài)切換到功率供給狀態(tài)，或者通過禁用信號S3從功率供給狀態(tài)切換到無功率供給狀態(tài)。更具體地，在接收禁用信號S3時，功率控制單元132切斷對顯示器131的供電。換句話說，禁用信號S3命令功率控制單元132關(guān)斷顯示器131。在接收到啟用信號S2時，功率控制單元132供給電力以接通顯示器131。
權(quán)利要求
1.一種家用電器，包括與電力網(wǎng)絡(luò)(3)連接并被設(shè)計為產(chǎn)生低電壓(S2、V2)的低電壓電容性功率裝置(10)，其特征在于，所述低電壓電容性功率裝置(10)包含電容性分壓電路(28 )，該電容性分壓電路(28 )包含分別與處于第一預(yù)定電勢(V1)和第二預(yù)定電勢(Vkef)的第一和第二電力線(3)連接的第一輸入端子(30)和第二輸入端子(31);被配置為產(chǎn)生低電壓啟用信號(S2)的第一輸出端子(32);連接在所述第一輸入端子和所述第二輸入端子之間的第一電荷蓄積裝置(37)和第二電荷蓄積裝置(38);和與所述第二電荷蓄積裝置(38)并聯(lián)連接并被設(shè)計為在經(jīng)受預(yù)定擊穿電壓(VZ)以上的電壓時從非導(dǎo)通狀態(tài)切換到導(dǎo)通狀態(tài)的至少一個電壓限制器(40);所述第一電荷蓄積裝置(37)和第二電荷蓄積裝置(38)被設(shè)計為使得所述第二電荷蓄積裝置(38)的端子上的電壓(Ve2)低于所述預(yù)定擊穿電壓(VZ)。
2.如權(quán)利要求I所述的家用電器，其中，所述電容性分壓電路(28)包含第二輸出端子(33)和連接在所述第一輸出端子(32)與第二輸出端子(33)之間的第三電荷蓄積裝置(41)。
3.如權(quán)利要求2所述的家用電器，其中，所述電壓限制器(40)包含具有分別與所述電容性分壓電路(28 )的所述輸入端子(31)和所述第一電荷蓄積裝置(37 )與所述第二電荷蓄積裝置(38 )之間的節(jié)點(39 )連接的陽極端子和陰極端子的齊納二極管。
4.如權(quán)利要求3所述的家用電器，其中，所述第一電荷蓄積裝置(37)、第二電荷蓄積裝置(38)和第三電荷蓄積裝置(41)分別包括根據(jù)下式設(shè)計的第一電容器、第二電容器和第三電容器Va * (2 * Cl)/(C2+Cl)-0. 7=VC2 ( VZ 這里，Va是主供給電壓(Va)的峰值，Vc2是第二電容器(38)的端子上的電壓，而VZ是齊納電壓。
5.如前面的權(quán)利要求中的任一項所述的家用電器，其中，所述低電壓電容性功率裝置(10)被配置為向電器(I)的至少一個器件供給所述低電壓(S2、V2)。
6.如權(quán)利要求5所述的家用電器，其中，所述器件包含電器(I)的開關(guān)裝置(8)和/或傳感器裝置和/或控制單元、和/或電器(I)的低電壓功率單元(6)。
7.如權(quán)利要求6所述的家用電器，其中，所述開關(guān)裝置(8)被配置為在低電壓(S2、V2)下從打開狀態(tài)切換到閉合狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求6 7中的任一項所述的家用電器，包括被配置為與電力網(wǎng)絡(luò)(3)連接以接收主供給電壓(Va)并供給低供給電壓(Vb)的低電壓功率單元(6)，并且其中，所述開關(guān)裝置(8)被配置為連接/斷開低電壓功率單元(6)與電力網(wǎng)絡(luò)(3)。
9.如權(quán)利要求6 8中的任一項所述的家用電器，其中，低電壓功率單元(6)被配置為向電器(I)的控制單元(5)供給低供給電壓(VB)，使得閉合狀態(tài)中的開關(guān)裝置(8)將低電壓功率單元(6)連接到電力網(wǎng)絡(luò)(3)，以接通低電壓功率單元(6)和控制單元(5)。
10.如權(quán)利要求6所述的家用電器，其中，所述傳感器裝置至少包含被配置為當(dāng)在電器(O的給定距離內(nèi)檢測到用戶時產(chǎn)生啟用信號(S2)的接近傳感器(90)。
11.如權(quán)利要求6的家用電器，包括被配置為與電力網(wǎng)絡(luò)(3)連接以接收主供給電壓(Va)并向電器(I)的控制單元(5)供給低供給電壓(Vb)的低電壓功率單元(6)，其中，低電壓功率單元(6)被設(shè)計為從它向控制單元(5)供電的活動狀態(tài)變?yōu)榈碗妷汗β蕟卧?6)切斷對控制單元(5)的低電壓供電的空閑狀態(tài)，但仍保持部分活動，因此它能夠被控制信號重新激活，并且其中，所述低電壓電容性功率裝置(10)被配置為提供用于將低電壓功率單元(6)從空閑狀態(tài)切換到活動狀態(tài)和/或從活動狀態(tài)切換到空閑狀態(tài)的控制信號。
12.如權(quán)利要求6所述的家用電器，包括具有與所述低電壓電容性功率裝置(10)連接以接收所述低電壓(S2)的輸入和與電器(I)的所述器件連接以供給低電壓(S2)的輸出的手動操作控制器件(11)。
13.如權(quán)利要求12所述的家用電器，其中，所述低電壓電容性功率裝置(10)和所述手動操作控制器件(11)被設(shè)計為產(chǎn)生脈沖類型的低電壓信號(S2 )。
14.如權(quán)利要求6 9中的任一項所述的家用電器，包括被置于所述開關(guān)裝置(8)的輸出與所述低電壓功率單元(6 )的輸入之間的EMC濾波器(70 )。
15.如權(quán)利要求I 5中的任一項所述的家用電器，其中，所述低電壓電容性功率裝置(10)包含被置于所述電容性分壓電路(28)與電器(I)的所述器件之間的限流裝置(29)。
全文摘要
一種家用電器，包括與電力網(wǎng)絡(luò)(3)連接并被設(shè)計為產(chǎn)生低電壓(S2、V2)的低電壓電容性功率裝置(10)，其特征在于，所述低電壓電容性功率裝置(10)包含電容性分壓電路(28)，該電容性分壓電路(28)包含分別與處于第一預(yù)定電勢(V1)和第二預(yù)定電勢(VREF)的第一和第二電力線(3)連接的第一輸入端子(30)和第二輸入端子(31)；被配置為產(chǎn)生所述低電壓啟用信號(S2)的第一輸出端子(32)；連接在所述第一輸入端子和所述第二輸入端子之間的第一電荷蓄積裝置(37)和第二電荷蓄積裝置(38)；和與所述第二電荷蓄積裝置(38)并聯(lián)連接并被設(shè)計為在經(jīng)受預(yù)定擊穿電壓(VZ)以上的電壓時從非導(dǎo)通狀態(tài)切換到導(dǎo)通狀態(tài)的至少一個電壓限制器(40)；所述第一電荷蓄積裝置(37)和第二電荷蓄積裝置(38)被設(shè)計為使得所述第二電荷蓄積裝置(38)的端子上的電壓(Vc2)低于所述預(yù)定擊穿電壓(VZ)。
文檔編號G05F3/18GK102870060SQ201180022072
公開日2013年1月9日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者G·洛維索托, H·多里戈, F·德魯卡 申請人:伊萊克斯家用產(chǎn)品股份有限公司