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PT8A351X系列智能電熨斗控制器的應用設計

作者: 時(shí)間:2008-01-15 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏
除了功能多元化外,產(chǎn)品安全性與化也逐漸成為小家電生產(chǎn)制造商關(guān)注的焦點(diǎn)。

百利通(Pericom)電子公司研發(fā)的安全PE芯片,利用位置傳感器來(lái)感知的狀態(tài)(水平、豎放或熨燙),當超過(guò)預定時(shí)間時(shí),采用直觀(guān)聲光方式給予指示并同時(shí)斷電,以實(shí)現節能和安全保護。這款針對安全還具有快速測試模式,可有效縮短制造廠(chǎng)商的測試時(shí)間,提高生產(chǎn)效率。

PE芯片的主要特性如下:低功耗;內置穩壓器;工頻高精度定時(shí)器:精度為1%;電熨斗靜止水平放置時(shí),30秒鐘后停止工作;電熨斗靜止垂直放置時(shí),8/10/15分鐘后停止工作;LED和蜂鳴器共同指示工作狀態(tài);快速檢測模式;外圍元件少。

表1:產(chǎn)品型號對照表。

表1:產(chǎn)品型號對照表

圖1:引腳圖。

圖1:引腳圖

表1為產(chǎn)品型號對照表。圖1為引腳圖。表2給出了引腳說(shuō)明。

表2:引腳說(shuō)明。表2:引腳說(shuō)明

PE芯片是一款專(zhuān)用電熨斗處理器,利用該芯片能實(shí)現以下功能:

1. 當電熨斗水平放置超過(guò)30秒,將斷開(kāi)繼電器,停止加熱,以免將布料燙壞或造成火災,從而實(shí)現安全節電功能;
2. 當電熨斗豎直放置超過(guò)8分/10分/15分(不同型號的產(chǎn)品不一樣),即認為客戶(hù)不再使用電熨斗,停止加熱,實(shí)現安全節電功能;
3. 當電熨斗正常熨燙時(shí),傳感器能夠感知該狀態(tài),不停止加熱;
4. 當電熨斗從豎直放置轉為水平或相反時(shí),內部定時(shí)重新計時(shí)。

該芯片由以下幾部分組成:內置并聯(lián)穩壓器、傳感器信號處理、系統振蕩器、30秒鐘/8分鐘/10分鐘/15分鐘定時(shí)器、邏輯控制電路、上電復位電路和輸出驅動(dòng)模塊等。

1.上電復位電路

由于需要很多邏輯處理,所以芯片內部了很多寄存器。上電復位電路要保證芯片在上電時(shí),內部邏輯電路可靠復位。

2.系統振蕩器

這款智能電熨斗的突出特點(diǎn)在于它成功地簡(jiǎn)化了繼電器的驅動(dòng),外圍元件非常少,而且尺寸也很小。這一切都得益于內部系統振蕩器。該系統振蕩器專(zhuān)門(mén)用來(lái)實(shí)現繼電器的高頻脈沖驅動(dòng),內置的RC振蕩器產(chǎn)生一個(gè)約128kHz的振蕩信號,經(jīng)4分頻后作為繼電器的驅動(dòng)信號,占空比為25%。

3.傳感器信號處理

智能安全電熨斗系統的關(guān)鍵任務(wù)是正確檢測電熨斗的各種狀態(tài),包括水平靜止、豎放靜止及來(lái)回熨燙等狀態(tài)。從而采取相應的定時(shí)來(lái)保證電熨斗始終處于安全狀態(tài)。因此,芯片必須精確的檢測和處理不同位置的信號以及排除傳感器抖動(dòng)產(chǎn)生的干擾。該芯片充分考慮在熨燙動(dòng)作和傳感器的配合,采用數字濾波器實(shí)現精確的信號處理,既保證高的靈敏度又避免干擾造成誤動(dòng)作。在實(shí)際中,傳感器必須按照特定的要求進(jìn)行安裝(如滿(mǎn)足傾斜度的要求)。

4.邏輯控制電路

邏輯控制電路綜合處理傳感器的信息、定時(shí)信號和繼電器的驅動(dòng)。它利用128kHz的振蕩信號、交流50/60Hz信號、傳感器信號來(lái)啟動(dòng)關(guān)閉定時(shí)器,并產(chǎn)生各種驅動(dòng)信號,包括RELAY 和DISC。定時(shí)結束后,LED將以1Hz的頻率閃爍,同時(shí)蜂鳴器將以4Hz的頻率產(chǎn)生6次每次0.5s的蜂鳴音,或者連續發(fā)出蜂鳴音。RELAY信號控制外部繼電器從而控制電熨斗的加熱。

圖2:智能安全電熨斗控制器系列PT8A351XPE芯片的功能方框圖。

圖2:智能安全電熨斗PT8A351XPE芯片的功能方框圖

5.定時(shí)器

定時(shí)器采樣交流信號,以50/60Hz的工頻信號為時(shí)鐘源,因此對于50/60Hz的工頻采用不同的芯片來(lái)支持。模塊根據電熨斗的位置產(chǎn)生不同的時(shí)鐘信號。使用工頻信號可獲得精確的定時(shí)(30秒/8分/10分/15分)。如前所述,電熨斗處于水平位置超過(guò)30秒將停止加熱,在垂直位置則超過(guò)8分/10分/15分便停止加熱。

6.蜂鳴器和LED

設備的工作狀態(tài)一般都需要給出聲光指示,此款電熨斗控制器也不例外。定時(shí)結束后,蜂鳴器將以4Hz的頻率產(chǎn)生6次每次0.5s的蜂鳴音或者連續發(fā)出蜂鳴音。LED管腳輸出脈沖信號,外部LED將以1Hz 的頻率閃爍。在定時(shí)過(guò)程中,也就是繼電器吸合加熱時(shí),LED管腳輸出為高阻狀態(tài),外部LED常亮。

任何電子系統都離不開(kāi)生產(chǎn)測試。由于系統需要十幾分鐘的定時(shí)時(shí)間,為方便生產(chǎn)測試,PT8A351X芯片內部設計了快速測試模式,只要將芯片的第5腳測試腳接地,無(wú)需改變工頻就能使得原本需要8分/10分/15分種的測試時(shí)間縮短為10秒和12秒,大大提高了生產(chǎn)效率。

圖3 PT8A351X芯片在智能電熨斗中的電路圖。在元件選型上,應該選用24V的繼電器,線(xiàn)圈直流電阻應為1.6kΩ。傳感器可以用滾珠接觸型或者紅外對管的非接觸式傳感器。電容C1必須是100V高壓電容。Q1、Q2采用高壓三極管,從性?xún)r(jià)比考慮這里用選用2N5551。

圖3:PT8A351X芯片在智能電熨斗中的應用電路圖。

圖3:PT8A351X芯片在智能電熨斗中的電路圖

下面以240V輸入電壓為例進(jìn)行討論。240V交流電壓通過(guò)R1、R2(27kΩ)限流、D1整流和C1濾波后形成大約70V的直流電壓,然后通過(guò)R4給芯片PT8A351X供電。由于芯片的耗電非常低,所以這里電阻R4采用100 kΩ。因為芯片內置穩壓器,所以電容C2上的電壓為5V左右,C3主要用來(lái)濾除高頻干擾。

R6、R7、C4組成工頻采樣信號發(fā)生電路,在芯片的第7腳形成工頻方波,用作為計時(shí)時(shí)鐘源。C4用來(lái)濾除高頻干擾。R5配合傳感器來(lái)設置合適的電平,R5可以在傳感器觸點(diǎn)不接觸時(shí)提供高電平。當電熨斗水平放置時(shí),傳感器的觸點(diǎn)斷開(kāi),芯片的SW腳輸入高電平。當電熨斗垂直放置時(shí),傳感器的觸點(diǎn)閉合,芯片的SW腳輸入低電平。當電熨斗往復熨燙時(shí),傳感器的觸點(diǎn)反復接觸,芯片的SW腳輸入電平不停的變化,從而不斷復位內部定時(shí)。

PT8A351X智能電熨斗控制器還有一個(gè)重要功能,即脈沖驅動(dòng)繼電器。繼電器可以看作一個(gè)大電感和電阻串連,電感有很強的儲能功能,本芯片采用先強行注入一定能量,然后用脈沖來(lái)維持其中的能量,這樣就能做到系統只需消耗很小的電流就能驅動(dòng)繼電器,對傳統的驅動(dòng)方式是一個(gè)極大的改進(jìn)。芯片的第2腳和第1腳分階段輸出約32KHz的高頻脈沖,2腳用來(lái)維持繼電器的吸合,當定時(shí)到了,2腳釋放輸出低電平,1腳輸出高頻脈沖,從R1、R2來(lái)的電流就由R3來(lái)瀉放,這樣電容C1上的電壓維持在70V左右。

在小家電產(chǎn)品功能與安全并重已成為趨勢的今天,PT8A351X系列智能電熨斗控制器只需很少的外圍電路,即能在節約成本的前提下,使現有普通電熨斗升級為智能安全型電熨斗。

蜂鳴器相關(guān)文章:蜂鳴器原理


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