УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ БЫТОВЫМ ПРИБОРОМ В РЕЖИМЕ ОЖИДАНИЯ Российский патент 2016 года по МПК G06F1/32 

Настоящее изобретение относится к устройству для снижения энергопотребления электрическим бытовым прибором в режиме ожидания.

Как известно, некоторые электрические бытовые приборы последнего поколения конструктивно выполнены с возможностью переключения в режиме ожидания или в режиме покоя в ожидании команды на возобновления рабочего цикла.

Хотя и в меньшей степени, чем в рабочем режиме, в режиме ожидания энергопотребление электрических нагрузок и основного электронного блока управления бытового прибора является все еще относительно высоким.

Соответственно, были разработаны системы для снижения энергопотребления в режиме ожидания, в которых основной электронный блок управления селективно размыкает один или более выключателей, например однопозиционные реле, отключая электрические нагрузки бытового прибора от силовой сети.

Системы такого типа имеют недостаток, который заключается в необходимости держать основной электронный блок управления под питанием низким напряжением, таким образом, несмотря на снижение величины энергопотребления, электрические бытовые приборы последнего поколения не соответствуют стандартам энергопотребления, согласно которым величина энергопотребления в режиме ожидания не должна превышать 1 Ватт.

В целях дальнейшего снижения энергопотребления электрические бытовые приборы были разработаны с системами, которые в режиме ожидания устанавливают подачу низкого напряжения из блока питания в основной электронный блок управления в состоянии бездействия.

Заявка на Патент ФРГ № DE-102006054539B3, например, относится к системе для генерирования низкого напряжения для питания электронного блока управления стиральной машины, в котором блок питания низкого напряжения разработан с возможностью переключаться с активного состояния, в котором он поставляет низкое напряжение в электронный блок управления, в режим бездействия, в котором блок питания отключает подачу низкого напряжения в электронный блок управления, но, тем не менее, все еще остается частично в активном состоянии, так что он может быть повторно активизирован управляющим сигналом.

В частности, в описанной выше системе, основной блок питания низкого напряжения принимает управляющий сигнал через вход управления и переходит в состояние в соответствии с управляющим сигналом.

Хотя это и действенно, но описанная выше система фактически не снижает до нуля энергопотребление основным блоком питания низкого напряжения, вследствие того что он все еще частично потребляет энергию в состоянии бездействия, для того чтобы определить изменение состояния управляющего сигнала и быстро быть повторно активированным.

Другими словами, в описанной выше системе основной блок питания вынужден подавать питание на его собственные электрические цепи, которые выполняют функцию определения состояния изменения в соответствии с управляющим сигналом, и возобновить подачу низкого напряжения в электронный блок управления.

Именно поэтому задачей настоящего изобретения является разработка устройства для дополнительного снижения энергопотребления электрическим бытовым прибором в режиме ожидания, по сравнению с известными системами.

Согласно настоящему изобретению предусматривается электрический бытовой прибор, имеющий устройство для снижения энергопотребления в режиме ожидания, как это описано в п.1 формулы изобретения.

Неограничивающий вариант осуществления настоящего изобретения будет описан в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, в котором:

фигура 1 показывает схему электрического бытового прибора, имеющего электронное устройство для снижения энергопотребления в режиме ожидания, согласно с идеей настоящего изобретения;

фигура 2 показывает электрическую схему электронного устройства для снижения энергопотребления в режиме ожидания электрическим бытовым прибором, показанного на фигуре 1;

фигура 3 показывает электрическую схему электронного устройства для снижения энергопотребления электрическим бытовым прибором в режиме ожидания, показанного на фигуре 1, согласно изменению настоящего изобретения;

фигура 4 показывает схему духового шкафа, оснащенного электронным устройством для снижения энергопотребления дисплеем в режиме ожидания, в соответствии с идеями настоящего изобретения;

фигура 5 показывает схему духового шкафа, оснащенного устройством подачи низкого напряжения питания в дисплей в соответствии с изменением настоящего изобретения.

Номер 1 на фигурах 1, 2 и 3 обозначает в целом электрический бытовой прибор (показан схематически), подключенный к сети 3 электропитания, которая содержит нулевую линию N с опорным потенциалом V_REF, соответствующий нулевому потенциалу, и фазовую линию F с фазовым потенциалом V1.

На показанном примере, потенциалы V_REF и V1 нулевой линии N и фазовой линии F устанавливаются для получения напряжения V_A 220-230 V питания сети переменного тока.

Прибор 1 содержит электронное устройство (предпочтительно, блок управления) 5; и блок 6 питания низкого напряжения, имеющий вход, подключенный к сети 3 электропитания для приема напряжения V_A питания сети, и выход, соединенный с электронным устройством 5 для подачи на него низкого напряжения V_B, например около 4-12 Вольт.

Прибор 1 также содержит устройство 7 для снижения энергопотребления прибором 1 в режиме ожидания, которое, в свою очередь, содержит средство 8 коммутации, которое расположено вдоль, по меньшей мере, одной силовой линии 9, подключающей блок 6 питания низкого напряжения к фазовой линии F и нулевой линии N сети 3 электропитания, и которое переключает режим рабочего состояния, где силовая линия 9 замыкается и блок 6 питания низкого напряжения подключается к сети 3 электропитания, и, таким образом, включается блок 6 питания низкого напряжения и электронное устройство 5 на режим отключенного состояния, в котором средство коммутации размыкает силовую линию 9 и блок 6 питания низкого напряжения отключается от сети 3 электропитания и, таким образом, полностью выключает блок 6 питания низкого напряжения и электронное устройство 5.

Предпочтительно, средство 8 коммутации переключается с рабочего состояния в отключенное состояние низковольтным сигналом S2 включения или из рабочего состояния в отключенное состояние сигналом S3 отключения.

Устройство 7 также содержит, предпочтительно, низковольтный емкостной блок 10 питания, вход которого подключен к сети 3 электропитания для приема напряжения V_A питания сети, и предназначен для выработки низковольтного сигнала S2 включения.

На фигуре 1 показан прибор 1, который, например, может быть стиральной машиной, посудомоечной машиной, моечно-сушильной машиной или сушильным шкафом, который содержит некоторое количество известных электрических устройств, здесь и далее обозначенные как просто электрические нагрузки 2, служащие для реализации известных функций прибора 1 стирки/сушки, которые были разработаны для этих целей.

В связи с тем, что эти электрические/электронные устройства хорошо известны, электрические нагрузки 2 не описываются, за исключением состояния, в котором каждое устройство имеет, по меньшей мере, один силовой вход, подключенный к сети 3 электропитания переключателем 4, который замыкается/отключается управляющим сигналом S1, принимая напряжение V_A питания сети из сети 3 электропитания.

На фигурах 1 и 2 показан пример электронного устройства 5, которое является главным электронным блоком 5 управления (например, микропроцессором), предназначенный для управления работой каждой электрической нагрузкой 2 прибора 1 и действующий для генерирования управляющего сигнала S1 для селективного отключения каждой электрической нагрузки 2 от сети 3 электропитания при завершении рабочего цикла мойки/сушки и/или когда прибор 1 переключается в режим ожидания.

Устройство 7 также содержит устройство 11 управления с ручным управлением, например тактильный переключатель или любое другое аналогичное управляющее устройство, подключенное между низковольтным емкостным блоком 10 питания и средством 8 коммутации, для подачи низковольтного сигнала S2 включения в средство 8 коммутации.

Средство 8 коммутации предназначено для переключения из рабочего состояния в отключенное состояние при приеме сигнала S3 отключения, сформированного электронным блоком 5 управления, при переключении прибора 1 в режим ожидания, и переключает из отключенного состояния в рабочее состояние при приеме низковольтного сигнала S2 включения, сформированного устройством 11 управления, управляемого пользователем.

На фигурах 1 и 2 показан пример средства 8 коммутации, которое содержит два вводных вывода 12 и 13, подключенных соответственно к фазовой линии F и к нулевой линии N сети 3 электропитания; и два выходных вывода 14 и 15, через которые поставляется напряжение V_A питания сети в соответствующие разъемы 16 и 17 питания блока 6 питания низкого напряжения.

Средство 8 коммутации также содержит первый управляющий вход 18, подключенный к выходу 19 электронного блока 5 управления для приема сигнала S3 отключения; и второй управляющий вход 20, подключенный к выходному выводу устройством 11 управления для приема сигнала S2 включения.

Предпочтительно, средство 8 коммутации содержит двухпозиционное реле 21, которое имеет электрический контакт 22, перемещающийся между первой позицией, ассоциированной с упомянутым отключенным состоянием, и, в котором контакт размыкает силовую линию 9, подключающую блок 6 питания низкого напряжения к сети 3 электропитания, и второй позицией, ассоциированной с упомянутым рабочем состоянием, в котором контакт замыкает силовую линию 9, подключая блок 6 питания низкого напряжения к сети 3 электропитания.

Двухпозиционное реле 21 также содержит электромагнитное устройство 23, содержащее, например, две катушки индуктивности для осуществления перемещения подвижного электрического контакта 22 из первой во вторую позицию на основании приема низковольтного сигнала S2 включения, или из второй в первую позицию на основании приема сигнала S3 отключения.

На фигурах 1 и 2 показан пример электрического контакта 22, который расположен между вводным выводом 12 и выходным выводом 14, чтобы таким образом размыкать/соединять их по команде. Электромагнитное устройство 23, предпочтительно, содержит вывод, подключенный ко второму управляющему входу 20, для приема низковольтного сигнала S2 включения; вывод, подключенный к первому управляющему входу 18 для приема сигнала S3 отключения; и вывод, подключенный к вводному выводу 13.

Низковольтный емкостной блок 10 питания, предпочтительно, имеет вывод 24, соединенный с фазовой линией F; вывод 25, соединенный с нулевой линией N; вывод 26, подключенный ко второму управляющему входу 20 средства 8 коммутации посредством устройства 11 управления; и вывод 27 с предопределенным значением опорного потенциала V_REF, предпочтительно, хотя и не обязательно, соответствующему нулевому потенциалу.

Низковольтный емкостной блок 10 питания, предпочтительно, содержит емкостную схему 28 деления; и, предпочтительно, цепь 29 ограничения по току, расположенную между емкостной схемой 28 деления и средством 8 коммутации.

На фигуре 2 показан пример емкостной схемы 28 деления, которая содержит два вводных вывода 30 и 31, подключенные соответственно к выводам 24 и 25 для приема напряжения V_A питания сети; и два выходных вывода 32 и 33 с потенциалом V_C3 и опорным потенциалом V_REF соответственно.

Цепь 29 ограничения по току, когда предусмотрена, содержит, предпочтительно, вводной вывод 34, подключенный устройством 11 управления к выходному выводу 32 емкостной схемы 28 деления; выходной вывод 35, подключенный ко второму управляющему входу 20 средства 8 коммутации.

Предпочтительно, емкостная схема 28 деления содержит емкостной делитель 36, подключенный между вводными выводами 30 и 31 и содержащий первый конденсатор 37 и второй конденсатор 38, соединенные последовательно между вводными выводами 30 и 31 через общий узел 39.

Емкостная схема 28 деления также предпочтительно содержит диод 40 Зенера вывод анода соединен с вводным выводом 31 и катодный вывод соединен с узлом 39; третий, предпочтительно, электролитический конденсатор 41, соединенный между выходными выводами 32 и 33; и диод 42, анод которого соединен с узлом 39 и катод соединен с выходным выводом 32.

В процессе работы, когда емкостная схема 28 деления питается в отрицательный полупериод напряжения V_A питания сети, диод 40 Зенера проводит только циркуляционный ток I₁ через первый конденсатор 37, таким образом, исключая второй конденсатор 38 и третий конденсатор 41, который по этой причине не заряжается на этом этапе.

Следует отметить, что показанный на фигуре 2 пример, в котором емкость С1 первого конденсатора 37 и емкость С2 второго конденсатора 38 емкостного делителя 36, преимущественно, такие, что и во время положительного полупериода напряжения V_A питания сети на выводах 30 и 31, напряжение V_C2 на выводах второго конденсатора 38 ниже, чем напряжение Зенера VZ диода 40 Зенера, который, следовательно, никогда не имеет отрицательного смещения.

Предпочтительно, когда емкостная схема 28 деления питается в положительный полупериод напряжения V_A питания сети, емкостной делитель 36 делит напряжение V_A питания сети, создавая на выводах второго конденсатора 38 напряжение V_C2, которое ниже напряжение Зенера VZ диода 40 Зенера, так что на данном этапе диод 40 Зенера остается отключенным и третий конденсатор 41 заряжается напряжением Vcs.

Следует отметить, что первый конденсатор 37, второй конденсатор 38 и третий конденсатор 41 вместе образовывают, предпочтительно, реактивную схему, которая питается в целом током I₁, имея преимущественно емкостную составляющую, которая, предпочтительно, использует в основном реактивную мощность.

Предпочтительно, диод 40 Зенера остается отключенным во время положительного полупериода напряжения V_A питания сети, циркулирует с высокой емкостной составляющей ток I₁, так что рассеиваемая мощность емкостной схемой 28 деления, главным образом, характеризуется реактивной составляющей мощности и, преимущественно, пренебрегают активной составляющей мощности, таким образом, в результате образуется крайне низкое потребление активной энергии низковольтного емкостного блока 10 питания в целом.

Следует отметить, что в отличие от известных емкостных схем накачки, в которых диод Зенера должен иметь отрицательное смещение во время положительного полупериода напряжения питания сети для регулирования выходного напряжения, емкостная схема 28 деления, предпочтительно, служит исключительно для сохранения энергии, которая генерирует сигнал и предпочтительно и преимущественно импульсный сигнал, соответствующий сигналу S2 включения с минимальным значением энергии, достаточным для активации двухпозиционного реле 21.

Другими словами, емкостная схема 28 деления не нуждается в регулировке выходного напряжения V_C3, но просто генерирует сигнал S2, предпочтительно, импульсный сигнал S2 для возбуждения катушки индуктивности двухпозиционного реле 21. После активации, фактически, двухпозиционное реле 21 постоянно остается в последнем положении переключения без потребности в постоянном, непрерывном электрическом входном сигнале.

Конфигурация цепи содержит емкостную схему 28 деления, поставляющую импульсный сигнал S2 включения в двухпозиционное реле 21 и, таким образом, в значительной степени снижает величину активной энергии, рассеянную устройством 7, за счет мощности/энергии, используемой устройством 7, будучи преимущественно реактивной.

В показанном примере емкость С1 первого конденсатора 37 и С2 второго конденсатора 38 может быть рассчитана по формуле:

a) V_A·(2·С1)/(С2+С1)-0.7=V_C2≤VZ,

где V_A является пиковым значением напряжения V_A питания сети; V_C2 является величиной напряжения на выводах второго конденсатора 38; и VZ является напряжение Зенера.

На фигурах 1 и 2 показан пример устройства 7, которое также содержит ЕМС Фильтр 70 (Фильтр Электромагнитной Совместимости), подключенный между двухпозиционным реле 21 и блоком 6 питания низкого напряжения.

ЕМС Фильтр 70 имеет выводы 71 и 72, подключенные соответственно к силовым выводам 16 и 17 блока 6 питания низкого напряжения, и содержит конденсатор 73 и сопротивление 74 утечки, предназначенное для разряда конденсатора 73.

Предпочтительно, конденсатор 73 и сопротивление 74 утечки соединены параллельно друг к другу между выводами 71 и 72.

В соответствии с вариацией настоящего изобретения, показанного на фигуре 3, ЕМС Фильтр 70 размещен между сетью 3 электропитания и низковольтным емкостным блоком 10 питания, т.е. перед двухпозиционным реле 21. Однако, в другом альтернативном варианте, который не показан, ЕМС Фильтр 70 может быть размещен между низковольтным емкостным блоком 10 питания и двухпозиционным реле 21.

Предпочтительно, согласно вариации, показанной на фигуре 3, выводы 71 и 72, ЕМС Фильтра 70 соединяются соответственно с выводами 24 и 25 низковольтного емкостного блока 10 питания.

Использование устройства 7, в результате которого снижается энергопотребление прибора 1, будет сейчас описана, допуская, что прибор 1 находится в рабочем состоянии, т.е. не в режиме ожидания и двухпозиционное реле 21, следовательно, находится в рабочем положении.

Прибор 1 может быть выполнен с возможностью автоматически переключаться в режим ожидания после завершения/окончания цикла мойки/сушки, и/или, например, когда электронный блок 5 управления не принимает никаких новых команд пользователя в течение заранее установленного временного интервала.

Главный электронный блок 5 управления генерирует сигнал S1, размыкая выключатель 4 и отключая нагрузки 2 от сети 3 электропитания, предпочтительно, когда цикл мойки/сушки завершен/окончен, и в тоже время или позже в течение заранее установленного времени, генерирует сигнал S3 отключения, который, предпочтительно, является низковольтным импульсным сигналом.

Сигнал S3 отключения переключает двухпозиционное реле 21 из рабочего состояния в отключенное, таким образом, выключая блок 6 питания низкого напряжения и главный электронный блок 5 управления одновременно.

Необходимо отметить, что на этом этапе в отличие от систем, предназначенных для снижения энергопотребления известных бытовых приборов, общая величина энергопотребления блока 6 питания низкого напряжения и главного электронного блока 5 управления преимущественно равно нулю.

Это состояние продолжается до отложенной работы/активации устройства 11 управления пользователем.

На практике, работа/активация устройства 11 управления пользователем осуществляется подачей сигнала S2 включения в двухпозиционное реле 21, которое переключает из отключенного состояния в рабочее состояние, подключая блок 6 питания низкого напряжения к сети 3 электропитания и включая главный электронный блок 5 управления.

Главный электронный блок 5 управления также может быть выполнен с возможностью преимущественно позволять пользователю отключать бытовой прибор 1 посредством устройства 11 управления.

Главный электронный блок 5 управления для этой цели и разработан, устанавливает факт работы/активации устройства 11 управления пользователем во время работы бытового прибора 1.

Устройство 7 может содержать чувствительный элемент 44 для детектирования низковольтного сигнала S2 включения на втором управляющем входе 20 двухпозиционного реле 21.

Чувствительный элемент 44 может, например, содержать измерительный датчик тока/напряжения для генерирования логического сигнала, показывающего наличие/отсутствие низковольтного сигнала S2 включения на втором управляющем входе 20 двухпозиционного реле 21.

Предпочтительно, главный электронный блок 5 управления разработан для установления факта работы/активации устройства 11 управления пользователем на основании логического состояния сигнала, сгенерированного чувствительным элементом 44. В случае если пользователь использует устройство 11 управления во время эксплуатации бытового прибора, главный электронный блок 5 управления определяет дискретное изменение состояния сигнала, сгенерированного чувствительным элементом 44, в соответствии с наличием низковольтного сигнала S2 включения.

В данном случае главный электронный блок 5 управления определяет дискретное изменение состояния сигнала и генерирует сигнал S1 для размыкания переключателя 4 и отключения нагрузок 2 от сети 3 электропитания и в то же время генерирует сигнал S3 отключения, который, предпочтительно, представляет собой низковольтный импульсный сигнал.

Предпочтительно, главный электронный блок 5 управления выполнен с возможностью генерировать сигналы S1 и S3, когда сигнал(ы) сгенерированы чувствительным элементом 44, которые удовлетворяют заранее установленным условиям.

Согласно другому варианту осуществления заранее установленные условия могут быть удовлетворены, когда сигнал остается в логическом состоянии в течение определенного временного интервала.

В соответствии с вариантом осуществления заранее установленные условия могут быть удовлетворены, когда логическое состояние сигнала, сгенерированного чувствительным элементом 44, изменяет заранее установленное количество раз в пределах определенного временного интервала времени.

Главный электронный блок 5 управления может быть также выполнен с возможностью, предпочтительно, определять сбой электропитания.

Предпочтительно, главный электронный блок 5 управления может быть также выполнен с возможностью определять сбой электропитания бытового прибора 1, когда низковольтное напряжение V_B восстанавливается основным блоком питания низкого напряжения в отсутствии низковольтного сигнала S2 включения.

В случае возникновения сбоя электропитания во время работы бытового прибора средство 8 коммутации замыкает цепь, подключая блок 6 питания низкого напряжения к сети 3 электропитания; и, когда электропитание восстанавливается, блок 6 питания низкого напряжения снова получает электроэнергию, включая главный электронный блок 5 управления.

В данном случае главный электронный блок 5 управления определяет либо включение было осуществлено восстановленным электропитанием, либо переключением двухпозиционного реле 21, осуществленного пользователем.

В показанном примере главный электронный блок 5 управления определяет соответствие логического состояния сигнала, сгенерированного чувствительным элементом 44, наличию низковольтного сигнала S2 включения.

Если логический сигнал, сгенерированный чувствительным элементом 44, указывает на отсутствие низковольтного сигнала S2 включения, главный электронный блок 5 управления устанавливает факт сбоя энергопитания и, таким образом, управляет работой нагрузок 2 в соответствии с программой возобновления рабочего цикла мойки/сушки, прерванного сбоем электропитания.

Верно и обратное, если логический сигнал, сгенерированный чувствительным элементом 44, указывает на наличие низковольтного сигнала S2 включения, главный электронный блок 5 управления определяет отсутствие сбоя энергопитания и факт того, что управление нагрузками 2 осуществляется в соответствии с конкретной программой возобновления рабочего цикла мойки, выбранного пользователем.

Однако альтернативные варианты осуществления могут предусматривать наличие главного электронного блока 5 управления для определения факта того, что или включение было осуществлено восстановленным энергопитанием, или переключением двухпозиционного реле 21, осуществленного пользователем, например, главный электронный блок 5 управления может запоминать, по меньшей мере, последний этап рабочего цикла функционирования до момента сбоя энергопитания, так что, когда подача электроэнергии возобновляется, блок 5 управления может установить факт сбоя и управлять нагрузками 2 согласно программе восстановления работы, например цикла мойки/сушки, прерванного сбоем электропитания, или блок 5 управления может приступить к выполнению конкретной запрограммированной последовательности, предусмотренной на случай прерывания рабочего цикла бытового прибора.

Описанный электрический бытовой прибор 1 имеет следующие преимущества:

во-первых, общая величина энергопотребления в режиме ожидания блока питания низкого напряжения и главного электронного блока 5 управления равна нулю;

во-вторых, использование двухпозиционного реле, управляемого двумя дискретными импульсными сигналами, позволяет использовать низковольтный емкостной блок питания с более простой схемой, чем традиционная схема емкостной накачки. Фактически, в отличие от традиционной схемы емкостной накачки, в которой диод Зенера имеет отрицательное смещение для регулировки выходного напряжения, соответствующим образом предусмотрено наличие первого и второго конденсатора ранее описанной емкостной схемы деления, которая предотвращает отрицательное смещение диода Зенера и, следовательно, действует проще как ограничитель напряжения;

в-третьих, конфигурация емкостной схемы деления позволяет в значительной степени снизить потребление активной энергии в режиме ожидания. Так что, как заявлено, циркуляционный ток в емкостной схеме деления имеет преимущественно емкостную составляющую, которая очевидно рассеивает реактивную мощность;

и наконец, использование двухпозиционного реле, которое непрерывно поддерживает рабочее состояние бытового прибора, позволяет установить факт сбоя энергопитания с помощью электронного блока управления.

Очевидно, что могут быть произведены изменения в электрическом бытовом приборе, как описано и проиллюстрировано в данном документе, однако, не выходящие за пределы объема настоящего изобретения.

Например, в другом варианте осуществления, изображенного на фигуре 4, электрический бытовой прибор содержит средство отображения, блок управления подачей напряжения для подачи электрического напряжения в упомянутое средство отображения и сенсорное средство коммутации, которое включает/выключает блок питания низкого напряжения в соответствии с определением присутствия пользователя в пределах заданного расстояния от бытового прибора, бытовой электрический прибор дополнительно содержит устройство для снижения энергопотребления бытового электрического прибора, содержащее низковольтный емкостной блок питания, предназначенный для поставки низкого напряжения в упомянутое сенсорное средство коммутации.

Предпочтительно, низковольтный емкостной блок питания содержит емкостную схему деления, содержащую первый и второй вводные выводы, подключенные к первой и второй силовым линиям, имеющие соответственно на первой и второй заранее заданный потенциал; первый и второй выходные выводы с упомянутым низким напряжением; первое и второе средство аккумулирования заряда, подключенные между упомянутыми первым и вторым вводными выводами; и, по меньшей мере, один ограничитель напряжения, подключенный параллельно к упомянутому второму средству аккумулирования заряда и предназначенный для переключения из непроводящего состояния в открытое состояние при превышении напряжения заранее установленного значения напряжения пробоя; упомянутое первое и второе средство аккумулирования заряда разработаны с учетом того, что напряжение на выводах упомянутого второго средства аккумулирования заряда ниже упомянутого заранее установленного напряжения пробоя.

Предпочтительно, емкостная схема деления содержит третье средство аккумулирования заряда, подключенное между упомянутым первым и вторым выходными выводами.

Предпочтительно, ограничитель напряжения содержит диод Зенера, имеющий анодный и катодный выводы, подключенные соответственно к вводному выводу упомянутой емкостной схемы деления и к узлу между упомянутым первым и вторым средством аккумулирования заряда.

Предпочтительно, первое, второе и третье устройство аккумулирования заряда соответственно содержат первый, второй и третий конденсаторы, параметры которых рассчитаны по следующей формуле:

V_A·(2·С1)/(С2+С1)-0.7=V_C2≤VZ,

где V_A является пиковым значением напряжения электропитания; V_C2 является величиной напряжения на выводах второго конденсатора; и VZ является напряжением Зенера.

Предпочтительно, низковольтный емкостной блок питания содержит средство регулировки напряжения, расположенное между упомянутой емкостной схемой деления и упомянутым сенсорным средством коммутации.

Более подробно, например, на фигуре 4 проиллюстрирован вариант осуществления, который относится к духовому шкафу 50, содержащий дисплей 52, предпочтительно, но не обязательно, представляющий собой часы; устройство 51 для снижения энергопотребления дисплея 52, когда духовой шкаф 50 находится в режиме ожидания и не обслуживается оператором; и, предпочтительно, но не обязательно, блок 80 питания напряжения, имеющий вход, подключенный к сети 3 электропитания для приема напряжения V_A питания сети, и выход, подключенный к дисплею 52 для подачи на него вторичного напряжения V_B питания.

На фигуре 4 показано устройство 51 для снижения энергопотребления дисплея 52, которое содержит средство 81 коммутации, которое расположено вдоль, по меньшей мере, одной силовой линии 82, подключая блок 80 питания напряжения к фазовой линии F и нулевой линии N сети 3 электропитания, и осуществляет переключение между рабочим состоянием, в котором они замыкают силовую линию 82, подключая блок 80 питания напряжения к сети 3 электропитания, и таким образом, включает блок 80 питания напряжения и дисплей 52, и отключенным состоянием, в котором они размыкают силовую линию 82, отключая блок 80 питания напряжения от сети 3 электропитания и, таким образом, блок 80 питания напряжения и дисплей 52 отключаются полностью.

Предпочтительно, средство 81 коммутации переключается из отключенного в рабочее состояние низковольтным сигналом S2 включения или из рабочего в отключенное состояние сигналом S3 отключения.

Устройство 51 также содержит низковольтный емкостной блок 83 питания, вход которого подключен к сети 3 электропитания для приема напряжения V_A питания сети, и предназначен для выработки низкого напряжения V2 на выходе.

Устройство 51 также содержит датчик 90 приближения для определения присутствия или отсутствия пользователя в пределах заданного расстояния от духового шкафа 50.

Предпочтительно, датчик 90 приближения подключается к выходу низковольтного емкостного блока 83 питания, предпочтительно, но не обязательно, через известное устройство 84 регулировки напряжения и предназначено для вывода сигнала S2 включения, когда пользователь находится в пределах заданного расстояния от духового шкафа 50, и напротив, для выработки сигнала S3 отключения, когда пользователь не находится в пределах заданного расстояния от духового шкафа 50.

Средство 81 коммутации предназначено для переключения из рабочего в отключенное состояние при приеме сигнала S3 отключения, когда пользователь не находится в пределах заданного расстояния от духового шкафа 50, и переключает из отключенного в рабочее состояние при приеме низковольтного сигнала S2 включения, когда пользователь находится в пределах заданного расстояния от духового шкафа 50.

Как показано на фигуре 4, средство 81 коммутации содержит два вводных вывода 92, 93, подключенных соответственно к фазовой линии F и нулевой линии N сети 3 электропитания; и два выходных вывода 94, 95, поставляющие напряжения V_A питания сети на соответствующие силовые выводы 96, 97 блока 80 питания напряжения.

Средство 81 коммутации также содержит первый управляющий вход 100, соединенный с первым выходом датчика 90 приближения для приема сигнала S3 отключения; и второй управляющий вход 98, соединенный со вторым выходным выводом датчика 90 приближения для приема сигнала S2 включения.

Предпочтительно, средство 81 коммутации содержит двухпозиционное реле 101, которое имеет электрический контакт 102, перемещающийся между первой позицией, ассоциированной с упомянутым отключенным состоянием, и в котором контакт размыкает силовую линию 82, подключающую блок 80 питания напряжения к сети 3 электропитания, и второй позицией, ассоциированной с упомянутым рабочим состоянием, в котором контакт замыкает силовую линию 82, подключая блок 80 питания напряжения к сети 3 электропитания.

Двухпозиционное реле 101 также содержит электромагнитное устройство 103, содержащее, например, две катушки индуктивности для осуществления перемещения подвижного электрического контакта 102 из первой во вторую позицию на основании приема сигнала S2 включения, или из второй в первую позицию на основании приема сигнала S3 отключения.

На фигуре 4 показан пример электрического контакта 102, который расположен между вводным выводом 92 и выходным выводом 94, чтобы таким образом размыкать/соединять их по команде. Электромагнитное устройство 103 имеет вывод, подключенный ко второму управляющему входу 98, для приема низковольтного сигнала S2 включения; вывод, подключенный к первому управляющему входу 100 для приема сигнала S3 отключения; и вывод, подключенный к вводному выводу 93.

Низковольтный емкостной блок 83 питания имеет вывод 104, подключенный к фазовой линии F; вывод 105, подключенный к нулевой линии N; вывод 106, подключенный к датчику 90 приближения; и вывод 107 с заранее заданным опорным потенциалом V_REF, предпочтительно, хотя и не обязательно, соответствующий нулевому потенциалу.

Низковольтный емкостной блок 83 питания, по существу, содержит емкостную схему 108 деления; тогда как устройство 84 регулировки напряжения, когда предусмотрено, расположено между емкостной схемой 108 деления и датчиком 90 приближения.

На фигуре 4 показан пример схемы, в которой емкостная схема 108 деления содержит два вывода 110, 111, подключенные соответственно к выводам 104, 105 для приема напряжения V_A питания сети; и два выходных вывода 112, 113 с потенциалом V_C3 и опорным потенциалом V_REF соответственно.

Устройство 84 регулировки напряжения содержит вводной вывод 114, подключенный к выходному выводу 112 емкостной схемы 108 деления; и выходной вывод 115, подключенный к датчику 90 приближения для подачи низкого напряжения V2.

Предпочтительно, емкостная схема 108 деления содержит емкостной делитель 116, подключенный между вводными выводами 110 и 111, содержащий первый конденсатор 117 и второй конденсатор 118, подключенные последовательно между вводными выводами 110 и 111 через общий узел 119.

Емкостная схема 108 деления также содержит диод 120 Зенера, вывод анода которого соединен с вводным выводом 111 и катодный вывод соединен с узлом 119; третий, предпочтительно, электролитический конденсатор 121 вмонтирован между выходными выводами 112 и 113; и диод 122, анод которого соединен с узлом 119 и катод соединен с выходным выводом 112.

Как показано на фигуре 4, устройство 51 может также содержать ЕМС Фильтр 200 (Фильтр Электромагнитной Совместимости), подключенный между двухпозиционным реле 101 и блоком 80 питания напряжения.

ЕМС Фильтр 200 имеет два вывода, подключенные соответственно к силовым выводам 96 и 97 блока 80 питания напряжения, и содержит конденсатор 203 и сопротивление 204 утечки, предназначенное для разряда конденсатора 203.

Предпочтительно, конденсатор 203 и сопротивление 204 утечки соединены параллельно друг к другу.

В соответствии с вариацией настоящего изобретения (не показано), ЕМС Фильтр 200 размещен между сетью 3 электропитания и низковольтным емкостным блоком 83 питания, т.е. перед двухпозиционным реле 21.

Предпочтительно, согласно вариации, выводы ЕМС Фильтра 200 подключены соответственно к выводам 104 и 105 низковольтного емкостного блока 83 питания.

В процессе работы, когда емкостная схема 108 деления питается в отрицательный полупериод напряжения V_A питания сети, диод 120 Зенера проводит только циркуляционный ток I₁ через первый конденсатор 117, таким образом, исключая второй конденсатор 118 и третий конденсатор 121, который по этой причине не заряжается на этом этапе.

Следует отметить, что показанный на фигуре 4 пример, в котором емкость С1 первого конденсатора 117 и емкость С2 второго конденсатора 118 емкостного делителя 116, предпочтительно, такие, что и во время положительного полупериода напряжения V_A питания сети на выводах 110 и 111 напряжение V_C2 на выводах второго конденсатора 118 ниже, чем напряжение Зенера VZ диода 120 Зенера, который, следовательно, никогда не имеет отрицательного смещения.

Предпочтительно, когда емкостная схема 108 деления питается в положительный полупериод напряжения V_A питания сети, емкостной делитель 116 делит напряжение V_A питания сети, создавая на выводах второго конденсатора 118 напряжение V_C2, которое ниже напряжение Зенера VZ диода 120 Зенера, так что на данном этапе диод 120 Зенера остается отключенным, и третий конденсатор 121 заряжается напряжением V_C3.

Следует отметить, что первый конденсатор 117, второй конденсатор 118 и третий конденсатор 121 вместе образовывают реактивную схему, которая питается в целом током I₁, имея преимущественно емкостную составляющую, которая, предпочтительно, использует в основном реактивную мощность.

Предпочтительно, диод 120 Зенера остается отключенным во время положительного полупериода напряжения V_A питания сети, циркулирует с высокой емкостной составляющей ток I₁, так что рассеиваемая мощность емкостной схемой 108 деления, главным образом, характеризуется реактивной составляющей мощности и, преимущественно, пренебрегают активной составляющей мощности, таким образом, в результате осуществляется крайне низкое потребление активной энергии низковольтного емкостного блока 83 питания в целом.

Следует отметить, что в отличие от известных емкостных схем накачки, в которых диод 120 Зенера должен иметь отрицательное смещение во время положительного полупериода напряжения питания сети для регулирования выходного напряжения, емкостная схема 108 деления служит исключительно для сохранения минимально достаточного уровня энергии для обеспечения работоспособности датчика 90 приближения.

Конфигурация цепи содержит емкостную схему 108 деления, поставляющую энергию в датчик 90 приближения и, таким образом, в значительной степени снижает величину активной энергии, рассеянную устройством 51, за счет мощности/энергии, обеспеченной/используемой устройством 51, будучи преимущественно реактивной.

В показанном примере емкость С1 первого конденсатора 117 и С2 второго конденсатора 118 может быть рассчитана по формуле:

а) V_A·(2·С1)/(С2+С1)-0.7=V_C2≤VZ,

где V_A является пиковым значением напряжения V_A питания сети; V_С2 является величиной напряжения на выводах второго конденсатора 118; и VZ является напряжением Зенера.

На практике, когда пользователь находится в пределах заданного расстояния от духового шкафа 50, датчик 90 приближения генерирует сигнал S2 включения для переключения подвижного электрического контакта 102 двухпозиционного реле 101 во вторую рабочую позицию и, таким образом, включает блок 80 питания напряжения и дисплей 52.

С другой стороны, когда пользователь не находится в пределах заданного расстояния от духового шкафа 50, датчик 90 приближения генерирует сигнал S3 отключения для переключения подвижного электрического контакта 102 двухпозиционного реле 101 в первую рабочую позицию и, таким образом, выключает блок 80 питания напряжения и дисплей 52.

В другом альтернативном варианте осуществления, показанном в качестве примера на фигуре 5, электрический бытовой прибор содержит средство отображения, блок питания напряжения, подключенного к сети электропитания для приема напряжения сети электропитания и подачи напряжения в упомянутое средство отображения, устройство для снижения энергопотребления, которое содержит:

- средство коммутации, которое переключается сигналом включения для перевода в рабочее состояние, подключая упомянутый блок питания напряжения к сети электропитания и включая блок питания напряжения и упомянутое средство отображения;

- датчик приближения, который генерирует сигнал включения, когда определяет присутствие пользователя в пределах заданного расстояния от бытового прибора; и

- низковольтный емкостной блок питания, который подает низкое напряжения в упомянутый датчик приближения.

Предпочтительно, датчик приближения вырабатывает сигнал отключения, когда не определяет присутствие пользователя в пределах установленного расстояния от бытового прибора; упомянутое средство коммутации, будучи переключенным сигналом отключения, переключает в отключенное состояние, отключая блок питания напряжения от сети электропитания и выключая блок питания напряжения и упомянутое средство отображения полностью.

Предпочтительно, средство коммутации содержит двухпозиционное реле.

Предпочтительно, двухпозиционное реле содержит, по меньшей мере, один подвижной электрический контакт, перемещающийся между первой позицией, ассоциированной с упомянутым отключенным состоянием, в котором контакт отключает силовую линию, подключающую упомянутый блок питания напряжения к сети электропитания, и второй позицией, ассоциированной с упомянутым рабочим состоянием, в котором контакт подключает упомянутую силовую линию.

Предпочтительно, двухпозиционное реле содержит электромагнитное устройство, предназначенное для осуществления перемещения упомянутого подвижного электрического контакта из первой во вторую позицию на основании приема сигнала включения или перемещения упомянутого подвижного электрического контакта из второй в первую позицию на основании приема сигнала отключения.

Предпочтительно, низковольтный емкостной блок питания содержит емкостную схему деления, содержащую первый и второй вводный вывод, подключенные к первой и второй силовой линии с первым и вторым заданным потенциалом соответственно; первый и второй выходные выводы, на которых образуется упомянутое низкое напряжение; первое и второе средство аккумулирования заряда, подключенное между упомянутым первым и вторым выводом; и, по меньшей мере, один ограничитель напряжения, подключенный параллельно к упомянутому второму средству аккумулирования заряда и предназначенный для переключения из непроводящего состояния в открытое состояние, при превышении напряжения над заданным напряжением пробоя; упомянутое первое и второе средство аккумулирования заряда разработаны с учетом того, что величина напряжения на выводах упомянутого второго средства аккумулирования заряда ниже упомянутого заданного напряжения пробоя.

Предпочтительно, емкостная схема деления содержит третье средство аккумулирования заряда, включенное между упомянутым первым и вторым выходным выводом.

Предпочтительно, ограничитель напряжения содержит диод Зенера, имеющий анодный и катодный выводы, подключенные соответственно с вводным выводом упомянутой емкостной схемы деления и к узлу между упомянутым первым и вторым средством аккумулирования заряда.

Предпочтительно, первое, второе и третье средство аккумулирование заряда соответственно содержат первый, второй и третий конденсаторы с параметрами, рассчитанными по следующей формуле:

V_A·(2·С1)/(С2+С1)-0.7=V_C2≤VZ,

где V_A является пиковым значением напряжения питания сети; V_C2 является величиной напряжения на выводах второго конденсатора; и VZ является напряжение Зенера.

Предпочтительно, низковольтный емкостной блок питания содержит средство регулировки напряжения, размещенное между упомянутой емкостной схемой деления и упомянутым сенсорным средством коммутации.

Предпочтительно, электрический бытовой прибор содержит ЕМС Фильтр, который размещается между выходами упомянутого средства коммутации и входом упомянутого блока питания напряжения.

Предпочтительно, электрический бытовой прибор содержит ЕМС Фильтр, который подключается к первому и второму вводному выводу упомянутой емкостной схемы деления.

Подробнее, фигура 5 показывает альтернативное устройство 130 для снижения энергопотребления, например, дисплея 131 духового шкафа 50, которое аналогично устройству 51, комплектующие части которого указаны, где это возможно, с использованием тех же ссылочных номеров позиций, как и для соответствующих комплектующих частей устройства 51.

Устройство 130 отличается от устройства 51 дисплеем 131, который подключен посредством блока 132 управления питанием к сети 3 электропитания для приема питающего напряжения.

Вместе с тем устройство 130 не имеет средства коммутации.

Подробнее, блок 132 управления питанием содержит управляющие входы 133 и 134, подключенные соответственно к выходам 135 и 136 датчика 90 приближения для приема сигнала S2 включения и сигнала S3 отключения, и выполнен с возможностью переключаться из состояния отключения подачи питания в состояние подачи питания сигналом S2 включения или из состояния подачи питания в состояние отключения подачи питания сигналом S3 отключения.

Конкретнее, при приеме сигнала S3 отключения блок 132 управления питанием отключает подачу электроэнергии в дисплей 131. Другими словами, сигнал S3 отключения является управляющим сигналом для блока 132 управления питанием, согласно которому последний выключает дисплей 131.

При приеме сигнала S2 включения блок 132 управления питанием подает электроэнергию и включает дисплей 131.

Изобретение относится к электрическим бытовым приборам. Технический результат заключается в снижении потребления энергии в режиме ожидания. Технический результат достигается за счет электрического бытового прибора, который содержит электронный блок управления, питаемый блоком питания низкого напряжения и устройство для снижения энергопотребления бытовым электрическим прибором в режиме ожидания, который содержит: двухпозиционное реле, которое переключается низковольтным сигналом включения в рабочее состояние, включая блок питания низкого напряжения, или переключается низковольтным сигналом выключения в отключенное состояние, выключая блок питания низкого напряжения; низковольтный емкостной блок питания выполнен с возможностью генерирования низковольтного сигнала включения; и устройство управления с ручным управлением, установленное между низковольтным емкостным блоком питания и двухпозиционным реле, для подачи низковольтного сигнала включения на двухпозиционное реле. 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Электрический бытовой прибор (1), содержащий блок (5) управления; и блок (6) питания низкого напряжения, подключенный к сети (3) электропитания для приема напряжения (V_A) сети электропитания и подачи низковольтного напряжения (V_B) в упомянутый блок (5) управления, отличающийся тем, что содержит устройство (7) для снижения энергопотребления электрическим бытовым прибором в режиме ожидания, которое содержит:
средство (8) коммутации, выполненное с возможностью переключения низковольтным сигналом (S2) включения из отключенного состояния в рабочее состояние, подключая блок (6) питания низкого напряжения к сети (3) электропитания, с тем, чтобы включить блок (6) питания низкого напряжения и блок (5) управления;
низковольтный емкостной блок (10) питания, подключенный к сети (3) электропитания и выполненный с возможностью генерирования низковольтного сигнала (S2) включения;
устройство (11) управления с ручным управлением, содержащее вход, подключенный к низковольтному емкостному блоку (10) питания для приема низковольтного сигнала (S2) включения; и выход, подключенный к средству (8) коммутации для подачи низковольтного сигнала (S2) включения.

2. Электрический бытовой прибор по п.1, в котором средство (8) коммутации выполнено с возможностью переключения сигналом (S3) отключения в упомянутое отключенное состояние, отключая блок (6) питания низкого напряжения от сети (3) электропитания, с тем чтобы выключить полностью блок (6) питания низкого напряжения и блок (5) управления.

3. Электрический бытовой прибор по п.1 или 2, в котором блок управления выполнен с возможностью генерировать упомянутый сигнал (S3) отключения, который предпочтительно является низковольтным импульсным сигналом.

4. Электрический бытовой прибор по п.1, в котором средство (8) коммутации содержит двухпозиционное реле (21).

5. Электрический бытовой прибор по п.4, в котором упомянутое двухпозиционное реле (21) содержит по меньшей мере один подвижный электрический контакт (22), перемещающийся между первой позицией, связанной с упомянутым отключенным состоянием и в котором контакт размыкает силовую линию (9), подключающую упомянутый блок (6) питания низкого напряжения к сети (3) электропитания, и второй позицией, связанной с упомянутым рабочим состоянием, в котором контакт замыкает упомянутую силовую линию (9).

6. Электрический бытовой прибор по п.5, в котором упомянутое двухпозиционное реле (21) содержит электромагнитное устройство 23, выполненное с возможностью перемещения подвижного электрического контакта (22) из первой во вторую позицию на основании низковольтного сигнала (S2) включения или с возможностью перемещения подвижного электрического контакта (22) из второй в первую позицию на основании сигнала (S3) отключения.

7. Электрический бытовой прибор по п.1, в котором блок (5) управления выполнен с возможностью обнаруживать активацию пользователем устройства (11) управления с ручным управлением во время работы бытового прибора таким образом, что блок (5) управления выполнен с возможностью генерировать сигнал (S3) отключения в ответ на активацию устройства (11) управления с ручным управлением.

8. Электрический бытовой прибор по п.1, в котором содержится чувствительный элемент (44) для детектирования низковольтного сигнала (S2) включения.

9. Электрический бытовой прибор по п.7, в котором блок (5) управления выполнен с возможностью обнаруживать включение устройства (11) управления с ручным управлением на основании сигнала, генерируемого чувствительным элементом (44).

10. Электрический бытовой прибор по п.7, в котором блок (5) управления выполнен с возможностью генерировать сигнал (S3) отключения, когда сигнал, сгенерированный чувствительным элементом (44), удовлетворяет заранее установленному условию.

11. Электрический бытовой прибор по п.1, в котором блок (5) управления выполнен с возможностью управлять функционированием множества электрических нагрузок (2) и селективно отключать каждую электрическую нагрузку (2) от сети (3) электропитания, когда рабочий цикл бытового прибора (1) завершен и/или когда бытовой прибор (1) переключен в режим ожидания.

12. Электрический бытовой прибор по п.1, в котором блок (5) управления выполнен с возможностью определять, после сбоя электропитания и восстановления низковольтного напряжения (V_B) блоком (6) питания низкого напряжения, включается ли блок (5) управления восстановленным электропитанием, или посредством включения пользователем устройства (11) управления с ручным управлением.

13. Электрический бытовой прибор по п.1, в котором низковольтный емкостной блок (10) питания содержит емкостную схему (28) деления, содержащую первый (30) и второй (31) входные выводы, подключенные к первой и второй силовой линии (3) с первым (V1) и вторым (V_REF) заданным потенциалом соответственно; первый выходной вывод (32), выполненный с возможностью генерировать низковольтный сигнал (S2) включения; первое (37) и второе (38) средства аккумулирования заряда, подключенные между указанными первым и вторым входными выводами; и по меньшей мере один ограничитель (40) напряжения, подключенный параллельно указанному второму средству (38) аккумулирования заряда и выполненный с возможностью переключения из непроводящего состояния в проводящее состояние при напряжении, превышающем заданное напряжение пробоя (VZ); при этом указанные первое (37) и второе (38) средства аккумулирования заряда выполнены таким образом, чтобы напряжение (V_C2) на выводах второго средства (38) аккумулирования заряда было ниже указанного заданного напряжения пробоя (VZ).

14. Электрический бытовой прибор по п.13, в котором емкостная схема (28) деления дополнительно содержит второй выходной вывод (33) и третье средство (41) аккумулирования заряда, подключенное между первым (32) и вторым (33) выходными выводами.

15. Электрический бытовой прибор по п.14, в котором ограничитель (40) напряжения содержит диод Зенера с анодным и катодным выводами, подключенными соответственно к входному выводу (31) емкостной схемы (28) деления и узлу (39) между первым (37) и вторым (38) средствами аккумулирования заряда.

16. Электрический бытовой прибор по п.1, в котором низковольтный емкостной блок (10) питания и устройство (11) управления с ручным управлением выполнены с возможностью генерировать низковольтный импульсный сигнал (S2) включения.

17. Электрический бытовой прибор по п.1, дополнительно содержащий ЕМС фильтр (70), который вмонтирован между выходами средства (8) коммутации и входами блока (6) питания низкого напряжения.