CN101320276A - 一种电水壶的电子控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电水壶的电子控制系统及控制方法，系统包括信号处理单元、信号收集单元和加热单元，信号收集单元包括用于测量水温温度的水温检测电路和用于测量水面蒸汽温度的蒸汽检测电路，信号处理单元接收水温检测电路和蒸汽检测电路采集的代表温度的电压信息，通过判断水温温度和水面蒸汽温度之间的温差是否小于温差设定值，或者通过判断在设定的时间间隔内检测到的水温温度是否恒定不变，由信号处理单元将控制信号传输给加热单元，控制加热单元的电气的通断，在不同的环境压力下实现开水温度的自动调整，适应不同地区的开水判断的需要；空烧保护器的设置使得当加热元件加热使空烧保护器的温度达到108±3℃时，自动切断加热单元，保护了电水壶。

Description

一种电水壶的电子控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种电加热技术，尤其是涉及一种电水壶的电子控制系统及控制方法。

背景技术

电水壶的出现给人们的生活和工作带来了极大的方便，市售的最常见的电水壶是在壶体的腹腔内安装环形电加热元件，水开后由人工断电，需要值守，不留意容易损坏电加热元件；有人在壶盖或壶嘴处安装机械报警汽哨，但人们还是不能远离。

为解决上述问题，出现了各种利用温控器进行加热的电水壶及加热控制技术，如1992年12月16日公开的中国实用新型专利“一种温控电水壶”(CN2124644)公开了一种温控电水壶，该电水壶是在普通电水壶的壶壁上安装一个带电触点的有直读控温范围调节机构的温度传感器，该温度传感器通过控制导线与一个控温器的受控端相连，控温器的驱动端直接控制电加热器电源的通断；该控温器还设有一个手动定温断电自锁开关，该开关处于断开状态时为自动恒温，当开关处于闭合状态时可定温断电锁定，让烧开的水自然冷却从而完成自动恒温、自动定温断电锁定双重功能。但这种电水壶的工作原理主要还是基于双金属片的机械机制，利用弹性金属片来控制温度，温度范围偏差较大，通过手工调节温度范围还是不太方便。

1995年3月22日公开的中国实用新型专利“自控电子电水壶”(CN2192255)公开了一种自控电子电水壶，该电水壶的壶体中装有电加热元件，壶体下端为底座，底座上装有电连接插座，壶体中还装有温度、缺水传感器，一个装于底座内的空烧及水沸自动控制电路与前述传感器及电热元件相连接。该电水壶节电，使用寿命长，有利于提高饮水质量，但该电水壶中的传感器安装在壶内与水接触会影响水质，而且仅仅依靠检测到的温度来控制加热，在极端意外情况下，缺乏安全保护。

2006年3月22日公开的中国发明专利“电热水壶的控制方法”(CN1749897)公开了一种电热水壶的控制方法，在电热水壶里设置温度传感器、微处理器和控制电路；上电初始化后温度传感器实时检测电热水壶里水的温度，并将检测信号传递到微处理器；微处理器确定系统设定值；检测加热电路的通、断状态，对连续加热时间计时；判断保温状态，对保温加热周期及保温加热时间计时；检测测量点的感温元件是否正常工作；进行防干烧检测和控制；判断加热或保温请求；向控制电路发出加热或保温的信号，并进行加热或保温控制；加热或保温结束后回到初始化状态。该控制方法采用微处理器将检测电热水壶里的温度、确定系统设定值、检测加热电路的通断状态、判断保温状态、防干烧检测及控制、加热和保温各个控制过程，进行整体全面控制，利用微处理器的不断刷新，实现了电热水壶各个工作过程的精确控制，方便使用，但在电路失灵以及极端意外情况下，该控制方法无法进行安全保护，在实际使用中可能存在严重的安全隐患。

上述各种解决方案均存在两大问题：一、上述电水壶或控制方法应用于不同地区(具有不同的环境压力)时，不能适应环境需要而有效的判断水是否已开；二、在电路失灵以及极端意外情况下，上述电水壶或控制方法缺乏安全保护，在实际使用中可能存在严重的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题是提供一种能够根据环境压力的改变自动调整开水温度的设定，且使用方便、结构简单的电水壶的电子控制系统。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种能够根据环境压力的改变自动调整开水温度的设定，且能够精确控制电水壶工作过程的电水壶的电子控制方法。

本发明解决上述首要技术问题所采用的技术方案为：一种电水壶的电子控制系统，包括信号处理单元及与所述的信号处理单元连接的信号收集单元和加热单元，所述的信号收集单元包括用于测量水温温度的水温检测电路和用于测量水面蒸汽温度的蒸汽检测电路，所述的水温检测电路紧贴设置在电水壶本体的底面下并远离所述的加热单元，所述的蒸汽检测电路设置在电水壶手柄中，所述的信号处理单元接收所述的水温检测电路和所述的蒸汽检测电路采集的代表温度的电压信息，通过判断水温温度和水面蒸汽温度之间的温差是否小于温差设定值，或者通过判断在设定的时间间隔内检测到的水温温度是否恒定不变，获取水温温度是否达到开水温度，由所述的信号处理单元将控制信号传输给加热单元，控制所述的加热单元的电气的通断，在不同的环境压力下实现开水温度的自动调整。

所述的温差设定值为±2℃；所述的设定的时间间隔为30秒。

所述的电水壶本体的底面下紧贴设置有空烧保护器，所述的空烧保护器的第一端通过设置在电水壶底座上的电源接口接入交流电，所述的空烧保护器的第二端与所述的加热单元通过电源电路中的一路相互连接。

所述的加热单元包括加热元件和加热控制电路，所述的加热控制电路通过所述的控制信号控制所述的加热元件的通断状态，所述的电源电路为设置在所述的加热控制电路与所述的空烧保护器之间的降压整流电路，用于将通过电源接口接入的交流电转换为驱动所述的加热控制电路工作的驱动电源，和用于该电子控制系统的工作电源。

所述的信号处理单元包括微处理器和时钟信号电路，所述的微处理器中预设有标志变量，所述的标志变量包括恒温设置标志变量、关闭标志变量和开水标志变量。

所述的信号处理单元设置有在工作电源不正常时复位所述的微处理器的电源监视复位芯片。

所述的微处理器还连接有按键电路、LED显示电路、温度显示电路和声音指示电路，所述的按键电路与设置在电水壶手柄上的加热开启键、加热关闭键和恒温键连接，所述的恒温键配合所述的加热开启键及所述的加热关闭键具有加减调整恒温温度的功能，通过所述的恒温键、所述的加热开启键和所述的加热关闭键的配合预设恒温温度设定值；所述的温度显示电路包括设置在电水壶手柄上的液晶显示屏，所述的液晶显示屏用于显示水温温度和水面蒸汽温度或在恒温设置状态下的水温温度和恒温温度设定值；检测到的水温温度超过103±1℃时，确定为空烧；恒温温度设定值为0℃～99℃，当恒温温度设定值为0℃或者低于环境温度时，自动关闭恒温功能，当恒温温度设定值高于当前环境下不足99℃的开水温度，且未检测到空烧时，加热单元将始终处于加热状态。

本发明解决上述另一技术问题所采用的技术方案为：一种电水壶的电子控制方法，该电子控制方法包括以下步骤：

a.对电子控制系统进行上电初始化；

b.在信号处理单元的微处理器中预设恒温设置标志变量、关闭标志变量和开水标志变量；

c.利用水温检测电路实时检测电水壶内水的水温温度，并将水温温度转换为电信号传输给信号处理单元的微处理器；

d.判断微处理器中的关闭标志变量是否有效，如果有效，则切断加热单元，并返回执行步骤c；否则，继续执行；

e.判断微处理器中的开水标志变量是否有效，如果开水标志变量有效，则判断恒温温度设定值是否为0℃，如果为0℃，则返回执行步骤c，如果不为0℃，则当水温温度超出恒温温度设定值时，切断加热单元并返回执行步骤c，当水温温度未超出恒温温度设定值时，维持加热单元进行加热并返回执行步骤c；如果开水标志变量无效，则继续执行；

f.判断水温温度是否超过103±1℃，如果超过，则确定为空烧，置位关闭标志变量，并切断加热单元并返回执行步骤c；否则，继续执行；

g.利用蒸汽检测电路检测水面蒸汽温度，并将水面蒸汽温度转换为电信号传输给信号处理单元的微处理器；

h.微处理器判断水温温度与水面蒸汽温度之间的温差是否小于温差设定值，如果小于温差设定值，则确定水开并置位开水标志变量，切断加热单元并返回执行步骤c；或者微处理器判断设定时间间隔内检测到的水温温度是否恒定，如果恒定不变则确定水开并置位开水标志变量，切断加热单元并返回执行步骤c；否则，维持加热单元进行加热并返回执行步骤c。

所述的微处理器检测到所述的加热开启键、所述的加热关闭键或所述的恒温键按下时，微处理器测量代表按下的按键输入的电信号得到相应的测量值，所述的微处理器产生AD测量中断进入中断服务，根据不同的测量值确定对应的按键，所述的中断服务包括以下步骤：

1)、判断恒温设置标志变量是否有效，如果有效，则执行步骤2)，否则，继续执行；

1a)、根据测量值判断是否为加热开启键、加热关闭键或恒温键，如果为非法值，则直接中断返回，否则，根据不同的按键的功能分别执行步骤1b)、步骤1c)或步骤1d)；

1b)、若加热开启键有效，清除微处理器中的关闭标志变量和开水标志变量后中断返回；

1c)、若加热关闭键有效，置位微处理器中的关闭标志变量后中断返回；

1d)、若恒温键有效，置位微处理器中的恒温设置标志变量后中断返回；

2)、根据测量值判断是否为加热开启键，若为加热开启键，则调整恒温温度设定值使其增加1度后中断返回，恒温温度设定值最高不超过99℃；否则，继续执行；

3)、根据测量值判断是否为加热关闭键，若为加热关闭键，则调整恒温温度设定值使其减小1度后中断返回，恒温温度设定值最低不低于0℃；否则，继续执行；

4)、根据测量值判断是否为恒温键，若为恒温键，则清除微处理器中的恒温设置标志变量后中断返回；否则，直接中断返回。

当所述的加热单元中的加热元件加热使所述的空烧保护器的温度达到108±3℃时，所述的空烧保护器自动切断所述的加热单元。

与现有技术相比，本发明的优点在于信号收集单元包括用于测量水温温度的水温检测电路和用于测量水面蒸汽温度的蒸汽检测电路，通过判断水温温度和水面蒸汽温度之间的温差是否小于温差设定值，或者通过判断设定的时间间隔内检测到的水温温度是否恒定不变，实现在环境压力的改变下自动调整开水温度的设定，适应不同地区(不同的环境压力)的开水判断的需要；在电子控制系统中设置有空烧保护器，当加热元件加热使空烧保护器的温度达到108±3℃时，空烧保护器将自动切断加热单元，避免了整个电路失灵，有效地保护了电子控制系统。

附图说明

图1为本发明的电子控制系统的结构框图；

图2为本发明的空烧保护器、降压整流电路和加热控制电路的电路图；

图3为本发明的按键电路的电路图；

图4为本发明的声音指示电路的电路图；

图5为本发明的LED显示电路的电路图；

图6为本发明的信号处理单元、信号收集单元及电源监视复位芯片的电路图；

图7为本发明的温度显示电路的电路图；

图8为本发明的微处理器的控制过程示意图；

图9为本发明的微处理器产生AD测量中断时的过程示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

一种电水壶的电子控制系统，该电子控制系统主要用于无绳电水壶，无绳电水壶可以是3kW/220V或以下功率的电水壶，无绳电水壶通常包括用于容纳水的本体(图中未示出)和设置有控制电路的底座(图中未示出)，本体上设置有手柄(图中未示出)，底座上设置有电源接口(图中未示出)。如图1～7所示，该电子控制系统是一个过程控制系统，它包括信号处理单元1和与信号处理单元1连接的信号收集单元2和加热单元3，信号处理单元1设置在无绳电水壶手柄中，加热单元3设置在无绳电水壶底座中；信号收集单元2包括用于测量水温温度的水温检测电路21和用于测量水面蒸汽温度的蒸汽检测电路22，水温检测电路21紧贴设置在无绳电水壶本体的底面下并尽可能远离加热单元3中的加热元件31，蒸汽检测电路22设置在无绳电水壶手柄中，通过就近检测流入手柄中的蒸汽的温度获得水面蒸汽温度。信号收集单元2采集温度信息并转化为电信号传输给信号处理单元1，通过判断水温温度和水面蒸汽温度之间的温差是否小于设定值，或者通过判断设定的时间间隔内检测到的水温温度是否恒定不变，由信号处理单元1将控制信号传输给加热单元3，控制加热单元3的电气的通断；当水温温度和水面蒸汽温度之间的温差小于温差设定值，或者设定的时间间隔内检测到的水温温度恒定不变时，可以确定无绳电水壶内的水被烧开，实现了在环境压力的改变下自动调整开水温度的设定，适应了不同地区判断开水温度的需要。本实施例中温差设定值与水温温度的检测点以及水面蒸汽温度的检测点的生产工艺有关，常规工艺下水温温度和水面蒸汽温度之间的温差可选择为±2℃，即温差设定值为±2℃；设定的时间间隔与电水壶的功率以及容量有关，功率为1kW和容量为1.2升情况下设定的时间间隔可选择为30秒，即设定的时间间隔为30秒。

无绳电水壶本体的底面上紧贴设置有空烧保护器F1，该空烧保护器尽可能远离加热单元3中的加热元件31，空烧保护器F1的第一端通过设置在无绳电水壶底座上的电源接口接入220V交流电(市电)，空烧保护器F1的第二端与加热单元3通过电源电路5的一路相互连接；本实例中空烧保护器F1选用集成自恢复保险丝器件KSD301，当加热单元3中的加热元件31加热使得空烧保护器F1的温度达到108±3℃时，空烧保护器F1自动切断加热单元3。

上述信号处理单元1包括微处理器IC3(即MCU)和与微处理器IC3配合使用的时钟信号电路11，微处理器IC3中预设有标志变量，标志变量包括恒温设置标志变量、关闭标志变量和开水标志变量。本实施例中微处理器IC3采用型号为MDT2051的单片机，其内部设置有具有8位测量精度的AD转换器(ADC，Analog to Digit Converter)；时钟信号电路11包括晶体振荡器AT、第六电容C6和第七电容C7，第六电容C6的第一端和第七电容C7的第一端均接地，晶体振荡器AT设置在第六电容C6的第二端和第七电容C7的第二端之间，第六电容C6和晶体振荡器AT的公共连接端及第七电容C7和晶体振荡器AT的公共连接端分别与微处理器IC3的引脚OSC2及OSC1连接。

上述加热单元3包括加热元件31和加热控制电路32，加热控制电路32通过控制信号控制加热元件31的通断状态。上述电源电路5为设置在加热控制电路32与空烧保护器F1之间设置的降压整流电路，降压整流电路用于将通过电源接口接入的220V交流电转换为用于驱动加热控制电路32工作的驱动电源和用于该电子控制系统工作的工作电源4。加热控制电路32包括第一三极管Q1、第十四电阻R14和继电器J1，继电器J1上连接有第五二极管D5。降压整流电路5包括交流小型磁饱和变压器T1和由第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4组成的桥式整流电路51，降压整流电路5使用交流小型磁饱和变压器T1以稳定直流输出电压。交流小型磁饱和变压器T1的初级和空烧保护器F1的第二端之间设置有第一电容C1，第一电容C1的两端并联设置有第一电阻R1，桥式整流电路51连接有小功率三端稳压器IC1，小功率三端稳压器IC1的接地端GND接地，小功率三端稳压器IC1的输入端Vin分别与桥式整流电路51及第五二极管D5的负端和继电器J1的公共连接端连接，小功率三端稳压器IC1的输入端Vin与地之间设置有第二电容C2，小功率三端稳压器IC1的输出端Vout与地之间设置有第三电容C3和第四电容C4，第一三极管Q1的集电极与第五二极管D5和继电器J1的公共连接端连接，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的基极通过第十四电阻R14与微处理器IC3连接。本实施例中小功率三端稳压器IC1的型号为78L05；第一电容C1为降压电容；第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4均为滤波电容。经过空烧保护器F1的220V交流电，通过第一电容C1降压后成为80V交流电压，第一电阻R1用于释放第一电容C1上的电荷，接入初级电压为80V交流电压且变压比为10∶1的交流小型磁饱和变压器T1，在交流电(市电)发生波动时变压器T1也可基本维持其初级的电压80V不变，变压器T1的次级的电压8V在经过桥式整流电路51通过第二电容C2滤波后得到约9V的直流电压，9V直流电压用于驱动加热控制电路32工作；9V直流电压经过小功率三端稳压器IC1及第三电容C3和第四电容C4的进一步稳压和滤波得到稳定的5V直流电压，用作整个电子控制系统的工作电源4。

上述信号处理单元1设置有在5V工作电源4不正常时复位微处理器IC3的电源监视复位芯片IC2，微处理器IC3与电源监视复位芯片IC2之间设置有第十电阻R10和第十一电阻R11。本实施例中电源监视复位芯片IC2的型号为CAT1022，其内部带有E2PROM(是一种可在线电擦除和电写入的存储器)，用于存储系统的各种参数，并在工作电源4不正常时复位微处理器IC3以防出现错误控制；第十电阻R10和第十一电阻R11分压工作电源4后通过微处理器IC3为AD转换器提供参考电压。

上述水温检测电路21包括第十二电阻R12和第一热敏电阻RT1；蒸汽检测电路22包括第十三电阻R13和第二热敏电阻RT2。根据热敏电阻自身的温度特性，在0℃～100℃情况下温度测量要达到1℃的测量精度，至少需要有10位的AD测量精度；由于代表水温温度和水面蒸汽温度的电压会有微小的随机波动，虽然微处理器IC3内部的AD转换器的测量精度只有8位，但通过50次以上的多次测量获取平均值可以达到10位的AD测量精度。

微处理器IC3还连接有按键电路6、LED(Light Emitting Diode，发光二极管)显示电路7、温度显示电路8和声音指示电路9。

上述按键电路6与设置在无绳电水壶手柄上的加热开启键(on)S1、加热关闭键(off)S2和恒温键(keep)S3连接，恒温键S3和加热开启键(on)S1、加热关闭键(off)配合具有加减调整恒温温度(步进值为±1℃)的功能，可以预设恒温温度设定值，恒温温度设定值可在环境温度与开水温度范围内由人工设定，恒温温度设定值为0或者低于环境温度时自动关闭恒温功能，恒温温度设定值高于当前环境下不足99℃的开水温度时，除非检测到空烧，否则加热元件31将始终处于加热状态；加热开启键S1、加热关闭键S2和恒温键S3的第一端均接地；不同的按键接入不同电阻，加热开启键S1的第二端连接有第三电阻R3，加热关闭键S2的第二端连接有第四电阻R4，恒温键S3的第二端连接有第五电阻R5，第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5的公共连接端与地之间设置有第五电容C5，与工作电源4之间设置有第二电阻R2，并与微处理器IC3连接引入不同的电压，微处理器IC3内部的AD转换器对引入的电压进行AD测量。

上述LED显示电路7包括与加热开启键S1对应的第六二极管D6、与加热关闭键S2对应的第七二极管D7和与恒温键S3对应的第八二极管D8，第六二极管D6、第七二极管D7和第八二极管D8的第一端分别通过第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9与工作电源4连接，第六二极管D6、第七二极管D7和第八二极管D8的第二端分别与微处理器IC3连接。第六二极管D6、第七二极管D7和第八二极管D8均为发光二极管(LED)；由微处理器IC3分别输出低电平，用于驱动第六二极管D6、第七二极管D7和第八二极管D8发光指示。

温度显示电路8包括设置在无绳电水壶的手柄上的液晶显示屏LCD，本实施例中液晶显示屏LCD采用通用液晶模块EDM1190A。液晶显示屏LCD由微处理器IC3控制用于显示水温温度和水面蒸汽温度或在恒温设置状态下的水温温度和恒温温度设定值；检测到的水温温度超过103±1℃时，确定为空烧；恒温温度设定值为0℃～99℃，当恒温温度设定值为0℃或者低于环境温度时，自动关闭恒温功能，当恒温温度设定值高于当前环境下不足99℃的开水温度，且未检测到空烧时，加热单元将始终处于加热状态。本实施例中的液晶显示屏LCD中左面两位数字用于显示动态的水温温度，右面两位数字用于显示水面蒸汽温度；在设置有恒温温度的状态下，右边两位数字用于显示正在设置的恒温温度设定值。各温度低于0℃时显示0℃，而高于99℃时显示“--℃”。

上述声音指示电路9包括蜂鸣器(BELL)U1和第二三极管Q2，蜂鸣器U1的第一端与工作电源4连接，蜂鸣器U1的第二端与第二三极管Q2的集电极连接，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的基极通过第六电阻R6与微处理器IC3连接。由微处理器IC3向其输入低电平，驱动蜂鸣器U1鸣叫，实现声音指示。

本电子控制系统应用于电水壶时，所有的功能部件应当尽可能安装在电水壶手柄中并与加热部件之间应该保持一定的安全距离，以保证不会因热量或其他变化而对信号传递过程的准确性产生破坏。

一种应用于上述的电子控制系统的电子控制方法，如图8所示，它包括以下步骤：

a.对电子控制系统的硬件电路和微处理器IC3的软件环境进行上电初始化；

b.在信号处理单元1的微处理器IC3中预设恒温设置标志变量、关闭标志变量和开水标志变量；

c.利用水温检测电路21实时检测电水壶内水的水温温度，并将水温温度转换为电信号传输给信号处理单元的微处理器IC3并进行AD测量；本实施例中对水温进行50次测量，获取平均值作为测量得到的水温温度，水温温度由于平均值效应可以达到10位以上的测量精度；

测量得到的水温温度可以通过温度显示电路8进行显示；

d.判断微处理器IC3中的关闭标志变量是否有效，如果有效，则切断加热单元3，并返回执行步骤c；否则，继续执行；

e.判断微处理器IC3中的开水标志变量是否有效，如果开水标志变量有效，则判断恒温温度设定值是否为0℃，如果为0℃，则返回执行步骤c，如果不为0℃，则当水温温度超出恒温温度设定值时，切断加热单元3并返回执行步骤c，当水温温度未超出恒温温度设定值时，维持加热单元3进行加热并返回执行步骤c；如果开水标志变量无效，则继续执行；

f.判断水温温度是否超过103±1℃，如果超过，则确定为空烧，置位关闭标志变量，并切断加热单元3并返回执行步骤c；否则，继续执行；

g.利用蒸汽检测电路22检测水面蒸汽温度，并将水面蒸汽温度转换为电信号传输给信号处理单元的微处理器IC3并进行AD测量；本实施例中对水面蒸汽进行50次测量，获取平均值作为测量得到的水面蒸汽温度，水面蒸汽温度由于平均值效应可以达到10位以上的测量精度；

h.微处理器IC3判断水温温度与水面蒸汽温度之间的温差是否小于温差设定值，该温差设定值为±2℃，如果小于温差设定值，则确定水被烧开并置位开水标志变量；或者微处理器IC3判断设定的时间间隔内检测到的水温温度是否恒定，该设定时间间隔为30秒，如果水温温度恒定不变，则确定水被烧开并置位开水标志变量；若水开则声音指示电路9的蜂鸣器发出水开声音，切断加热单元3并返回执行步骤c；否则，维持加热单元3进行加热并返回执行步骤c。

当加热单元3中的加热元件31加热使空烧保护器F1的温度达到108±3℃时，空烧保护器F1自动切断加热单元3。

加热开启键S1、加热关闭键S2和恒温键S3接入不同电阻，当微处理器IC3检测到加热开启键S1、加热关闭键S2或恒温键S3按下时，按键向微处理器IC3引入电压，由微处理器IC3内部的AD转换器对引入的电压进行AD测量，测量代表按下的按键输入的电信号得到相应的测量值，微处理器IC3产生AD测量中断进入中断服务，在中断服务中根据不同的测量值确定对应的按键，中断服务过程如图9所示，具体如下：

1)、判断微处理器IC3中的恒温设置标志变量是否有效，如果有效，则执行步骤2)，否则，继续执行；

1a)、根据测量值判断是否为加热开启键S1、加热关闭键S2或恒温键S3，如果为非法值，则直接中断返回，否则，根据不同的按键的功能分别执行步骤1b)、步骤1c)或步骤1d)；

1b)、若加热开启键S1有效，清除微处理器IC3中的关闭标志变量和开水标志变量后中断返回；

1c)、若加热关闭键S2有效，置位微处理器IC3中的关闭标志变量后中断返回；

1d)、若恒温键S3有效，置位微处理器IC3中的恒温设置标志变量后中断返回；

2)、根据测量值判断是否为加热开启键S1，若为加热开启键S1，则调整恒温温度设定值使其增加1度后中断返回，恒温温度设定值最高不超过99℃；否则，继续执行；

3)、根据测量值判断是否为加热关闭键S2，若为加热关闭键S2，则调整恒温温度设定值使其减小1度后中断返回，恒温温度设定值最低不低于0℃；否则，继续执行；

4)、根据测量值判断是否为恒温键S3，若为恒温键S3，则清除微处理器IC3中的恒温设置标志变量后中断返回；否则，直接中断返回。

Claims (10)

1、一种电水壶的电子控制系统，包括信号处理单元及与所述的信号处理单元连接的信号收集单元、加热单元，其特征在于所述的信号收集单元包括用于测量水温温度的水温检测电路和用于测量水面蒸汽温度的蒸汽检测电路，所述的水温检测电路紧贴设置在电水壶本体的底面下，所述的蒸汽检测电路设置在电水壶手柄中，所述的信号处理单元接收所述的水温检测电路和所述的蒸汽检测电路采集的代表温度的电压信息，通过判断水温温度和水面蒸汽温度之间的温差是否小于温差设定值，或者通过判断在设定的时间间隔内检测到的水温温度是否恒定不变，由所述的信号处理单元将控制信号传输给加热单元，控制所述的加热单元的电气的通断，在不同的环境压力下实现开水温度的自动调整。

2、根据权利要求1所述的一种电水壶的电子控制系统，其特征在于所述的温差设定值为±2℃；所述的设定的时间间隔为30秒。

3、根据权利要求1所述的一种电水壶的电子控制系统，其特征在于所述的电水壶本体的底面下紧贴设置有空烧保护器，所述的空烧保护器的第一端通过设置在电水壶底座上的电源接口接入交流电，所述的空烧保护器的第二端与所述的加热单元通过一电源电路相互连接。

4、根据权利要求3所述的一种电水壶的电子控制系统，其特征在于所述的加热单元包括加热元件和加热控制电路，所述的加热控制电路通过所述的控制信号控制所述的加热元件的通断状态，所述的电源电路为设置在所述的加热控制电路与所述的空烧保护器之间的降压整流电路，用于将通过电源接口接入的交流电转换为驱动所述的加热控制电路工作的驱动电源，和用于该电子控制系统的工作电源。

5、根据权利要求4所述的一种电水壶的电子控制系统，其特征在于所述的信号处理单元包括微处理器和时钟信号电路，所述的微处理器中预设有标志变量，所述的标志变量包括恒温设置标志变量、关闭标志变量和开水标志变量。

6、根据权利要求5所述的一种电水壶的电子控制系统，其特征在于所述的信号处理单元设置有在工作电源不正常时复位所述的微处理器的电源监视复位芯片。

7、根据权利要求5所述的一种电水壶的电子控制系统，其特征在于所述的微处理器还连接有按键电路、LED显示电路、温度显示电路和声音指示电路，所述的按键电路与设置在电水壶手柄上的加热开启键、加热关闭键和恒温键连接，所述的恒温键配合所述的加热开启键及所述的加热关闭键具有加减调整恒温温度的功能，通过所述的恒温键、所述的加热开启键和所述的加热关闭键的配合预设恒温温度设定值；所述的温度显示电路包括设置在电水壶手柄上的液晶显示屏，所述的液晶显示屏用于显示水温温度和水面蒸汽温度或在恒温设置状态下的水温温度和恒温温度设定值；检测到的水温温度超过103±1℃时，确定为空烧；恒温温度设定值为0℃～99℃，当恒温温度设定值为0℃或者低于环境温度时，自动关闭恒温功能，当恒温温度设定值高于当前环境下不足99℃的开水温度，且未检测到空烧时，加热单元将始终处于加热状态。

8、一种电水壶的电子控制方法，其特征在于该电子控制方法包括以下步骤：

a.对电子控制系统进行上电初始化；

b.在信号处理单元的微处理器中预设恒温设置标志变量、关闭标志变量和开水标志变量；

c.利用水温检测电路实时检测电水壶内水的水温温度，并将水温温度转换为电信号传输给信号处理单元的微处理器；

d.判断微处理器中的关闭标志变量是否有效，如果有效，则切断加热单元，并返回执行步骤c；否则，继续执行；

e.判断微处理器中的开水标志变量是否有效，如果开水标志变量有效，则判断恒温温度设定值是否为0℃，如果为0℃，则返回执行步骤c，如果不为0℃，则当水温温度超出恒温温度设定值时，切断加热单元并返回执行步骤c，当水温温度未超出恒温温度设定值时，维持加热单元进行加热并返回执行步骤c；如果开水标志变量无效，则继续执行；

f.判断水温温度是否超过103±1℃，如果超过，则确定为空烧，置位关闭标志变量，并切断加热单元并返回执行步骤c；否则，继续执行；

g.利用蒸汽检测电路检测水面蒸汽温度，并将水面蒸汽温度转换为电信号传输给信号处理单元的微处理器；

h.微处理器判断水温温度与水面蒸汽温度之间的温差是否小于温差设定值，如果小于温差设定值，则确定水开并置位开水标志变量，切断加热单元并返回执行步骤c；或者微处理器判断设定时间间隔内检测到的水温温度是否恒定，如果恒定不变则确定水开并置位开水标志变量，切断加热单元并返回执行步骤c；否则，维持加热单元进行加热并返回执行步骤c。

9、根据权利要求8所述的一种电水壶的电子控制方法，其特征在于所述的微处理器检测到所述的加热开启键、所述的加热关闭键或所述的恒温键按下时，微处理器测量代表按下的按键输入的电信号得到相应的测量值，所述的微处理器产生AD测量中断进入中断服务，根据不同的测量值确定对应的按键，所述的中断服务包括以下步骤：

1)、判断恒温设置标志变量是否有效，如果有效，则执行步骤2)，否则，继续执行；

1a)、根据测量值判断是否为加热开启键、加热关闭键或恒温键，如果为非法值，则直接中断返回，否则，根据不同的按键的功能分别执行步骤1b)、步骤1c)或步骤1d)；

1b)、若加热开启键有效，清除微处理器中的关闭标志变量和开水标志变量后中断返回；

1c)、若加热关闭键有效，置位微处理器中的关闭标志变量后中断返回；

1d)、若恒温键有效，置位微处理器中的恒温设置标志变量后中断返回；

2)、根据测量值判断是否为加热开启键，若为加热开启键，则调整恒温温度设定值使其增加1度后中断返回，恒温温度设定值最高不超过99℃；否则，继续执行；

3)、根据测量值判断是否为加热关闭键，若为加热关闭键，则调整恒温温度设定值使其减小1度后中断返回，恒温温度设定值最低不低于0℃；否则，继续执行；

4)、根据测量值判断是否为恒温键，若为恒温键，则清除微处理器中的恒温设置标志变量后中断返回；否则，直接中断返回。

10、根据权利要求8所述的一种电水壶的电子控制方法，其特征在于当所述的加热单元中的加热元件加热使所述的空烧保护器的温度达到108±3℃时，所述的空烧保护器自动切断所述的加热单元。

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