CN102954554A - 一种加湿器保护装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电路安全领域，特别是关于一种加湿器保护装置及方法，用于解决现有技术中加湿器保护结构复杂，可靠性不高的问题，其中方法包括在雾气产生电路中的换能器并联一电抗；采集所述换能器电源侧的电平信号作为基准信号；采集所述换能器另一端的电平信号作为采样信号；比较所述采样信号和所述基准信号，根据比较结果向所述雾气产生电路中的晶体管发出控制信号，从而控制由所述换能器和晶体管构成的震荡电路起震或者停震；在出现相反的比较结果前保持所述控制信号。通过上述实施例，根据换能器的状态控制晶体管的导通和截止，可以防止加湿器在缺水情况下继续工作，从而导致雾气产生电路的损伤，并且本发明电路结构简单，可靠性高。

Description

一种加湿器保护装置及方法

技术领域

本发明涉及电路安全领域，特别是关于一种加湿器保护装置及方法。

背景技术

日常生活中所使用的超声波加湿器是我们所熟悉的产品，它的主要功能是将盛装在容器中的液体通过超声波发生器产生的超声波将液体雾化，使这些雾化水汽扩散到空气中，起到加湿作用。在这些雾化装置中一般都设置有自动液位检测装置，因为当液体耗尽时必须缺水停机，否则超声波发生器中的机电转换器件换能器就会，因而损坏。

通常保护方法有：电极保护方式，是通过测量水的电阻达到保护，有水时电阻值小，无水时电阻值大。当电阻值变大时通过控制电路使超声波发生器停止工作，达到保护超声波发生器中的机电转换器件换能器，不会因干烧而损坏。电容保护方法，是由水作为电容介质。由电工学中得出C＝k(s/d)，K为电容极版间介电常数，K的不同，电容值会不同。有水时的K和无水时的K介电常数是不同的。(S为电容极板面积，d为二极板距离)根据电容值变化可反映出水位高低，并通过控制电路使超声波发生器停止工作，达到保护超声波发生器中的机电转换器件换能器，不会因干烧而损坏。干簧管保护方式，通过浮于水面磁铁来控制干簧管通断达到无水保护。

以上所述技术都存在非常明显缺点：结构复杂，都需要结构件与电器件配合完成。可靠性低，电阻法及电容法都与水质有关，当水的电导率及混有杂质时会影响电路正常工作，干簧管方式会因水中存在异物而失灵。

发明内容

本发明实施例提供一种加湿器保护电路，用于解决现有技术中加湿器保护结构复杂，可靠性不高的问题。

本发明实施例提供了一种加湿器保护电路，包括：雾气产生电路，电抗，采样电路，基准电路，比较器，保持电路；

其中所述雾气产生电路，是由换能器和晶体管构成的震荡电路；

所述电抗，并联于所述雾气产生电路的换能器；

所述基准电路，与所述换能器的电源侧连接，获取该端电平信号作为基准信号，并将该基准信号输出到所述比较器；

所述采样电路，采集所述换能器另一端的电平信号，将该采集到的采样信号输入到所述比较器；

所述比较器的输出端通过所述保持电路与所述晶体管相连接，根据采样信号和基准信号输出控制所述晶体管的控制信号，从而控制所述雾气产生电路的震荡电路停震或者起震；

所述保持电路，与所述比较器的输出端相连接，保持所述比较器输出的控制信号。

根据本发明实施例所述的一种加湿器保护电路的一个进一步的方面，在采样电路中还包括抗干扰电路，连接于所述采样电路和比较器之间，用于滤除采样电路采集到的采样信号中的噪声信号。

根据本发明实施例所述的一种加湿器保护电路的再一个进一步的方面，在采样电路中还包括抗干扰电路，连接于基准电路和所述比较器之间，用于滤除基准电路基准信号中的噪声信号。

根据本发明实施例所述的一种加湿器保护电路的另一个进一步的方面，在所述比较器和晶体管之间还包括至少一个增益比较器，所述比较器的输出连接到所述增益比较器，所述增益比较器还连接于经过分压的电源，所述增益比较器的输出端连接所述晶体管。

根据本发明实施例所述的一种加湿器保护电路的另一个进一步的方面，所述晶体管为NPN型晶体管，或者为PNP型晶体管。

根据本发明实施例所述的一种加湿器保护电路的另一个进一步的方面，所述比较器接收到的采样信号电压大于基准信号电压，则输出控制所述雾气产生电路的震荡电路停震的控制信号，当采样信号电压小于基准信号电压，则输出控制所述雾气产生电路的震荡电路起震的控制信号。

本发明实施例还提供了一种加湿器保护方法，包括：

在雾气产生电路中的换能器并联一电抗；

采集所述换能器电源侧的电平信号作为基准信号；

采集所述换能器另一端的电平信号作为采样信号；

比较所述采样信号和所述基准信号，根据比较结果向所述雾气产生电路中的晶体管发出控制信号，从而控制由所述换能器和晶体管构成的震荡电路起震或者停震；

在出现相反的比较结果前保持所述控制信号。

根据本发明所述的一种加湿器保护方法的一个进一步的方面，在采集所述换能器电源侧的电平信号作为基准信号中还包括，滤除基准信号的噪声；在采集所述换能器另一端的电平信号作为采样信号中还包括，滤除采样信号中的噪声。

根据本发明所述的一种加湿器保护方法的再一个进一步的方面，在比较所述采样信号和所述基准信号，根据比较结果向所述雾气产生电路中的晶体管发出控制信号中进一步包括：当输入比较器的所述采样信号电压大于所述基准信号电压，则输出控制所述震荡电路停震的控制信号，当所述采样信号电压小于所述基准信号电压，则输出控制所述震荡电路起震的控制信号。

通过本发明实施例，根据换能器的状态控制晶体管的导通和截止，可以防止加湿器在缺水情况下继续工作，从而导致雾气产生电路的损伤，并且本发明电路结构简单，可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明实施例加湿器保护电路结构框图；

图2所示为本发明实施例加湿器保护电路的具体电路图；

图3所示为本发明实施例一种加湿器保护方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示为本发明实施例加湿器保护电路结构框图。

包括雾气产生电路101，电抗102，采样电路103，基准电路104，比较器105，保持电路106。

其中雾气产生电路101，是由换能器1011和晶体管1012构成的震荡电路，其中换能器1011将电能转换为机械能，该部分可以使用现有技术中的电路，在此不再赘述，该雾气产生电路101用于产生雾气。

所述电抗102，并联于所述雾气产生电路101的换能器1011。

所述基准电路104，与所述换能器1011的电源侧连接，获取该端电平信号作为基准信号，并将该基准信号输出到所述比较器105。所述换能器1011的电源侧是指换能器1011与电源连接的一端，通常是换能器与水接触的一端。

所述采样电路103，采集所述换能器1011另一端的电平信号，将该采集到的采样信号输入到所述比较器105。

所述比较器105的输出端通过保持电路106与所述晶体管1012相连接，根据采样信号和基准信号输出控制所述晶体管1012的控制信号，从而控制所述雾气产生电路101的震荡电路停震或者起震。其中，当输入比较器105的采样信号电压大于基准信号电压，则输出控制所述雾气产生电路102的震荡电路停震的控制信号，当采样信号电压小于基准信号电压，则输出控制所述雾气产生电路102的震荡电路起震的控制信号。

所述保持电路106，与所述比较器105的输出端相连接，保持所述比较器105的输出信号，即，如果比较器105输出的是高电平则保持电路106保持这个高电平，晶体管1012接收到的将一直是高电平信号，直到比较器105输出低电平时为止，该保持电路106将再保持比较器输出的低电平信号输出到晶体管1012。

作为较佳的实施例，还包括抗干扰电路107，连接于所述采样电路103和比较器105之间，用于滤除采样电路103采集到的采样信号中的噪声信号。

作为较佳的实施例，上述抗干扰电路107，还可以连接于基准电路104和所述比较器105之间，用于滤除基准电路104基准信号中的噪声信号。

作为较佳的实施例，在所述比较器105和晶体管1012之间，还包括至少一个增益比较器(图未示)，所述比较器105的输出连接到所述增益比较器，所述增益比较器还连接经过分压的电源，所述增益比较器的输出端连接所述晶体管1012，这样可以增大控制所述晶体管1012的电流。可以将比较器105输出经过保持的高电平或者低电平进行翻转后输入到晶体管1012，或者还可以保持该高电平或者低电平输入到晶体管1012。

作为较佳的实施例，所述晶体管1012可以为NPN型晶体管，或者为PNP型晶体管，该晶体管在雾气产生电路中的连接方式可以参考现有技术，在此不再赘述。

通过上述实施例，可以根据换能器的电平信息控制加湿器的雾气产生电路工作或者停止，结构简单，可靠性高，并且能够防止由于缺水给加湿器带来的损伤。

如图2所示为本发明实施例加湿器保护电路的具体电路图。

包括雾气产生电路201，在该雾气产生电路201中还包括换能器2011，NPN型晶体管Q1，该换能器2011和晶体管Q1及其它组件构成了震荡电路，在本例中只是举例说明，还有其它的震荡电路，可能包括多个晶体管，但是可以通过本发明实施例的方案比较器输出控制信号控制多个晶体管或者不同类型的晶体管，从而控制震荡电路是否工作。

电抗202并联于所述换能器2011，以使得在水尽时，P1点产生可变换为直流信号的增量，这不影响发雾机芯正常运行，但能提高水尽时间P1点直流信号增量。

采样滤波电路203采集P1点的电平信号，由于该电平信号的噪声可能很大，因此还需要抗干扰电路206将噪声降至可接受电平，其输出送比较器1的正输入端。其中抗干扰电路206将噪声的电压降至换能器在水尽后由于温度升高造成的电压信号之下。

基准滤波电路204与换能器2011的一端P2相连接，该P2点的电压为经过分压的电源电压，也就是换能器2011与水接触一侧的输入电压，从P2点提取的信号为基准信号，其噪声也很大，用此抗干扰电路206将噪声降低，其输出送比较器1的负输入端。

比较器1的输出分别输入到比较器2、比较器3和比较器4的负输入端，当比较器1的正输入端直流电平一旦大于负输入端的直流电平，则比较器1的输出端为高电平，如果比较器1的正输入端直流电平一旦小于负输入端的直流电平，则比较器1的输出端为低电平，上述比较器2、比较器3和比较器4用于增强对晶体管Q1的驱动电流，也就是图1实施例中的增益比较器。其中，比较器1或者比较器2、比较器3和比较器4的输出均可以通过反相器等方式控制输出的高、低电平，从而可以控制震荡电路起震或者停震。

保持电路205与所述比较器1的输出端及比较器1的正输入端相连接，其中保持电路205与比较器1的正输入端相连接是为了保持输入的采样信号，避免采样信号由于干扰的原因造成瞬间的突变，造成比较器1输出错误的控制信号，当比较器1输出端P3输出为高电平时，保持电路205就保持该高电平，当比较器1输出端P3输出为低电平时，保持电路205就保持该低电平。

所述比较器2、比较器3和比较器4的正输入端连接于经过分压的电源，当P3点保持在高电平，比较器2、比较器3和比较器4输出端为低电平，该比较器2、比较器3和比较器4的输出端与晶体管Q1的基极相连接，当比较器2、比较器3和比较器4的输出为低电平时，所述晶体管Q1截止，所述震荡电路停止震荡，所述雾气产生电路201停止工作；当P3点保持在低电平，比较器2、比较器3和比较器4输出端为高电平，该比较器2、比较器3和比较器4的输出端与晶体管Q1的基极相连接，当比较器2、比较器3和比较器4的输出为高电平时，所述晶体管Q1导通，所述震荡电路开始震荡，所述雾气产生电路201开始工作。

抗干扰电路206还可以与比较器1的输出端P3相连接，为防止比较器1两输入端在有水情况下，由于短脉冲干扰造出比较器1输出端P3点高电平，用些抗干扰电路消除这类不正常工况。

如图3所示为本发明实施例一种加湿器保护方法的流程图。

包括，步骤301，在雾气产生电路中的换能器并联一电抗。

步骤302，采集所述换能器电源侧的电平信号作为基准信号，该基准信号中可能包括大量噪声，可以采用滤波部件等设备对噪声进行滤波，然后将该滤波后的基准信号传送给比较器的负输入端。

步骤303，采集所述换能器另一端的电平信号作为采样信号，该采样信号中可能包括大量噪声，可以采用滤波部件等设备对噪声进行滤波，然后将该滤波后的采样信号传送给比较器的正输入端。

步骤304，比较所述采样信号和所述基准信号，根据比较结果向所述雾气产生电路中的晶体管发出控制信号，从而控制由所述换能器和晶体管构成的震荡电路起震或者停震。其中，可以采用比较器进行比较操作，并且还可以通过多个比较器进行比较，从而可以增加控制晶体管的电流，例如可以在比较器的输出端和晶体管之间加入若干个增益比较器，将若干增益比较器的输出信号输入到晶体管的控制端，对于NPN型晶体管来说，可以输入到基极对晶体管的导通或者关断进行控制，由于晶体管的导通或者关断使得雾气产生电路中的震荡电路起震或者停震。

当输入比较器的采样信号电压大于基准信号电压，则输出控制所述雾气产生电路的震荡电路停震的控制信号，当采样信号电压小于基准信号电压，则输出控制所述雾气产生电路的震荡电路起震的控制信号。

步骤305，在出现相反的比较结果前保持所述控制信号，由于加湿器可能要持续工作，因此不可能起震和停震频繁切换，在比较器输出起震或者停震的控制信号后，采用保持电路对该控制信号进行保持，使得震荡电路可以持续工作，当换能器两端的采样信号和基准信号在比较器进行比较的结果出现改变时，才会改变起震或者停震的控制信号，该保持电路也将保持最新的控制信号，使得加湿器的状态(是否工作的状态)改变。

通过上述实施例，不用其它液位检测辅助装置而实现超声波加湿器缺水保护方案，当水渐消耗尽时，超声波发生器中的机电换能器，即超声波换能器会逐渐变热，换能器电抗会发生变化，加在换能器的电压、电流也会发生变化。根据上述结果，我们研究了一种方法，就是在正常水位、换能器正常工作时与缺水时，换能器发热后，换能器电抗发生变化。即加在换能器上电流、电压也发生变化。通过电抗发生变化特点，由控制电路检测并控制使超声波加湿器在缺水时，换能器发热后，自动停机从而保护换能器不被烧坏。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种加湿器保护电路，其特征在于包括：雾气产生电路，电抗，采样电路，基准电路，比较器，保持电路；

其中所述雾气产生电路，是由换能器和晶体管构成的震荡电路；

所述电抗，并联于所述雾气产生电路的换能器；

所述基准电路，与所述换能器的电源侧连接，获取该端电平信号作为基准信号，并将该基准信号输出到所述比较器；

所述采样电路，采集所述换能器另一端的电平信号，将该采集到的采样信号输入到所述比较器；

所述比较器的输出端通过所述保持电路与所述晶体管相连接，根据采样信号和基准信号输出控制所述晶体管的控制信号，从而控制所述雾气产生电路的震荡电路停震或者起震；

所述保持电路，与所述比较器的输出端相连接，保持所述比较器输出的控制信号。

2.根据权利要求1所述的一种加湿器保护电路，其特征在于，在采样电路中还包括抗干扰电路，连接于所述采样电路和比较器之间，用于滤除采样电路采集到的采样信号中的噪声信号。

3.根据权利要求1所述的一种加湿器保护电路，其特征在于，在采样电路中还包括抗干扰电路，连接于基准电路和所述比较器之间，用于滤除基准电路基准信号中的噪声信号。

4.根据权利要求1所述的一种加湿器保护电路，其特征在于，在所述比较器和晶体管之间还包括至少一个增益比较器，所述比较器的输出连接到所述增益比较器，所述增益比较器还连接于经过分压的电源，所述增益比较器的输出端连接所述晶体管。

5.根据权利要求1所述的一种加湿器保护电路，其特征在于，所述晶体管为NPN型晶体管，或者为PNP型晶体管。

6.根据权利要求1所述的一种加湿器保护电路，其特征在于，所述比较器接收到的采样信号电压大于基准信号电压，则输出控制所述雾气产生电路的震荡电路停震的控制信号，当采样信号电压小于基准信号电压，则输出控制所述雾气产生电路的震荡电路起震的控制信号。

7.一种加湿器保护方法，其特征在于包括：

在雾气产生电路中的换能器并联一电抗；

采集所述换能器电源侧的电平信号作为基准信号；

采集所述换能器另一端的电平信号作为采样信号；

比较所述采样信号和所述基准信号，根据比较结果向所述雾气产生电路中的晶体管发出控制信号，从而控制由所述换能器和晶体管构成的震荡电路起震或者停震；

在出现相反的比较结果前保持所述控制信号。

8.根据权利要求7所述的一种加湿器保护方法，其特征在于，

在采集所述换能器电源侧的电平信号作为基准信号中还包括，滤除基准信号的噪声；

在采集所述换能器另一端的电平信号作为采样信号中还包括，滤除采样信号中的噪声。

9.根据权利要求7所述的一种加湿器保护方法，其特征在于，在比较所述采样信号和所述基准信号，根据比较结果向所述雾气产生电路中的晶体管发出控制信号中进一步包括：

当输入比较器的所述采样信号电压大于所述基准信号电压，则输出控制所述震荡电路停震的控制信号，当所述采样信号电压小于所述基准信号电压，则输出控制所述震荡电路起震的控制信号。

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