CN105278354A - 一种断电记忆电路及家用电器控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种断电记忆电路及家用电器控制系统，包括控制板，在控制板上设置有主控制芯片，主控制芯片连接有显示模块及断电记忆电路，断电记忆电路包括实时时钟芯片，实时时钟芯片设置有主电源引脚VCC2和备用电源引脚VCC1，主电源引脚VCC2连接主电源电路，备用电源引脚VCC1连接备用电源电路，备用电源电路包括第一法拉电容C4，二极管D1及限流电阻R2，二极管D1的正极与外部电源连接，二极管D1的负极与实时时钟芯片的备用电源引脚VCC1相连接，第一法拉电容C4的正极串接限流电阻R2再与二极管D1的负极连接，第一法拉电容C4的负极与地连接。本发明在断电状态下，可以在24小时内维持断电记忆的功能，用户可以不需重新设定时间和用户之前输入的信息都会被保留，方便用户使用产品。

Description

一种断电记忆电路及家用电器控制系统

技术领域

本发明涉及一种具有断电记忆功能的控制系统，特别涉及一种应用在电烤箱、电蒸箱、微波炉、咖啡机等厨房用家用电器中的断电记忆电路及家用电器控制系统，属于家用电器制造技术领域。

背景技术

现有的电烤箱、电蒸箱、微波炉、咖啡机等厨房家用电器一般都不具备断电记忆功能，当遇到突然断电等情况时，每次上电用户都需要重新设定时钟等信息，否则产品无法使用，尤其针对这些烹饪类需定时间的产品就更加迫切。

为了解决这一问题，有的产品利用自身电路中的电容，维持几分钟断电记忆功能的设计方案，不能解决用户长时间断电所带来的痛苦。还有的部分产品采用纽扣电池解决此问题，用户使用半年到一年就需要换电池，而此类产品用户无法自行更换电池，工作量大，费用高，用户不值得为此付出时间和金钱更换，不可持续。

发明内容

本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种可以长时间保持断电记忆功能，且无需在断电后重新设置信息参数的断电记忆电路及家用电器控制系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种断电记忆电路，包括实时时钟芯片，所述实时时钟芯片设置有主电源引脚VCC2和备用电源引脚VCC1，所述主电源引脚VCC2连接主电源电路，所述备用电源引脚VCC1连接备用电源电路，所述备用电源电路包括第一法拉电容C4，二极管D1及限流电阻R2，所述二极管D1的正极与外部电源连接，所述二极管D1的负极与实时时钟芯片的备用电源引脚VCC1相连接，所述第一法拉电容C4的正极串接所述限流电阻R2再与二极管D1的负极连接，所述第一法拉电容C4的负极与地连接。

进一步，所述第一法拉电容C4的电容为0.2-1F。

进一步，所述第一法拉电容C4的电容为0.2-0.3F。

进一步，所述实时时钟芯片为低功耗芯片。

进一步，所述实时时钟芯片的型号为DS1302。

进一步，还包括时钟晶振电路,所述时钟晶振电路包括晶振CY1、第一电容C6和第二电容C7，所述实时时钟芯片设置有引脚X1和X2，所述引脚X1和X2分别与晶振CY1的正负极连接，所述晶振CY1的正极连接第一电容C6后与地连接，所述晶振CY1的负极连接第二电容C7后与地连接。

进一步，所述实时时钟芯片还设置有串行通信时钟输入引脚SCLK、串行通信数据输入/输出引脚I/O、复位引脚RST，该三个引脚分别串接一个电阻后与外部电源连接。

进一步，所述主电源引脚VCC2和备用电源引脚VCC1输入由控制板电源提供的5V直流电源。

本发明的另一个技术方案是：

一种家用电器控制系统，包括控制板，在所述控制板上设置有主控制芯片，所述主控制芯片连接有显示模块及上述所述的断电记忆电路。

综上内容，本发明所述的一种断电记忆电路及家用电器控制系统，通过采用具有超大容量的法拉电容及电路设计，在断电状态下，增加记忆电路芯片的可维持的电流容量，达到可以在24小时内维持断电记忆的功能，在24小时内断电时间内，用户可以不需重新设定时间和用户之前输入的信息都会被保留，方便用户使用产品。

附图说明

图1是本发明控制系统结构示意图；

图2是本发明断电记忆电路图。

如图1和图2所示，主控制芯片1，显示模块2，断电记忆电路3，实时时钟芯片4，主电源电路5，备用电源电路6,控制板7。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，本发明提供了一种家用电器控制系统，应用在电烤箱、电蒸箱、微波炉、咖啡机等厨房家用电器上。

控制系统包括控制板7，在控制板7上设置有主控制芯片1，主控制芯片1连接有显示模块2及断电记忆电路3，主控制芯片1由控制板7提供+5V直流电源，显示模块2用于通过文字或图案显示时钟信息、工作状态信息等，主控制芯片1还连接有信号输入单元、温度检测单元、声音输出单元、控制输出单元、门控控制单元等等，主控制芯片1用于接收和处理各输入信息，并将输入信息在显示模块2中显示，同时经控制输出单元输出控制信号，用以控制电烤箱、电蒸箱、微波炉、咖啡机等厨房家用电器正常工作。

本发明还提供了一种断电记忆电路3，断电记忆电路3能够对电烤箱等家用电器的工作模式、相对应的温度设定值、及时间设定值等信息进行记忆，若遇到断电的情况，时钟依然正常走时，待重新上电后，用户可直接使用本产品，不需重新设定时钟信息，并可记忆之前设定的功能、时间等信息，为用户操作本机提供了便利及支持。

考虑中国家庭用户在使用电烤箱、电蒸箱、微波炉、咖啡机过程中，大多数出现临时断电的情况，一般很少超过24小时，因此，本发明提供的断电记忆电路3可保证实时时钟芯片4在断电情况下持续工作24小时以上。

如图1和图2所示，断电记忆电路3包括实时时钟芯片4，实时时钟芯片4设置有八个引脚，其中，包括主电源引脚VCC2、备用电源引脚VCC1、引脚X1和X2、串行通信时钟输入引脚SCLK、串行通信数据输入/输出引脚I/O、复位引脚RST和引脚GND，引脚GND直接接地。

其中，实时时钟芯片4用于存储主控制芯片1中的操作信息，如设定的工作时间、温度、工作模式等，主控制芯片1读取实时时钟芯片4中的数据，通过显示模块2显示出来，同时主控制芯片1也可以对实时时钟芯片4进行参数设置，进而实现时间修改等。

主电源引脚VCC2连接主电源电路，主电源电路是由控制板电源提供的+5V直流电源，主电源引脚VCC2连接+5V直流电源，再通过第三电容C2与地连接,第三电容C2为主电源引脚VCC2的去耦电容，以提高抗干扰能力。在正常供电的情况下，由主电源电路为实时时钟芯片4供电+5V直流电。

备用电源引脚VCC1连接备用电源电路，备用电源电路包括第一法拉电容C4，二极管D1、限流电阻R2及第四电容C1，二极管D1的正极与控制板电源提供的+5V直流电源连接，二极管D1的正极通过第四电容C1与地连接，第四电容C1为备用电源引脚VCC1的去耦电容，以提高抗干扰能力。二极管D1的负极与实时时钟芯片4的备用电源引脚VCC1相连接，第一法拉电容C4的正极串接限流电阻R2再与二极管D1的负极连接，第一法拉电容C4的负极与地连接，二极管D1用以防止在第一法拉电容C4放电时电流回灌。

第一法拉电容C4与实时时钟芯片4的备用电源引脚VCC1之间省略了一个二极管，可避免二极管带来的电压下降，提高法拉电容能量利用率。如果第一法拉电容C4与实时时钟芯片4的备用电源引脚VCC1之间再加上一个二极管，则第一法拉电容C4电压降至V1(备用电源电压最小值)+V2(二极管压降)以下时，实时时钟芯片4即无法正常工作，无该二极管时，第一法拉电容C4电压降至V1以下时，实时时钟芯片4停止工作，因此提高了法拉电容能量利用率，从而延长了数据保持时间。

本断电记忆电路3采用双电源供电的实时时钟芯片4，将主电源与备用电源分离，使得在备用电源供电时，实时时钟芯片4进入低功耗模式，延长数据的保持时间，为此，本实施例中，实时时钟芯片4采用低功耗芯片，其型号选用DS1302。

电路中的限流电阻R2，可在第一法拉电容C4完全没电的情况下，防止瞬时充电电流过大而对外部电源造成冲击，同时，在掉电保持期间可限制放电电流，起到进一步延长数据保持时间的作用。

本实施例中，为了延长数据保持时间，选择大容量的法拉电容作为备用电源，因此，第一法拉电容C4的电容选择为0.2-1F，且优选第一法拉电容C4的电容为0.2-0.3F，最佳值0.22F，使实时时钟芯片4在掉电后，可保存实时时钟还能持续工作24小时以上。而且在此期间可以记忆时钟、记忆断电前的工作状态，用户不需要再花精力设置以上产品的初始信息，极大的方便用户使用本产品。

引脚X1和X2连接时钟晶振电路,时钟晶振电路包括晶振CY1、第一电容C6和第二电容C7，引脚X1和X2分别与晶振CY1的正负极连接，晶振CY1的正极连接第一电容C6后与地连接，晶振CY1的负极连接第二电容C7后与地连接。晶振CY1、第一电容C6与第二电容C7组成频率为32.768KHz振荡电路，为时钟芯片提供工作时钟。

串行通信时钟输入引脚SCLK、串行通信数据输入/输出引脚I/O、复位引脚RST的一路分别串接电阻R7、R6、R5后与+5V控制板电源连接，三个引脚的另一路分别与主控制芯片1连接，以实现两者之间的数据传输。当实时时钟芯片4接收到主控制芯片1发出的触发信号后，控制实时时钟芯片4实现对电烤箱的工作时间、温度、工作模式等信息的读取，使得电烤箱在断电重新上电后，无需再手动设置相关信息参数，可以按照预先设定的模式断续工作，操作使用更加方便。

下面详细说明该断电记忆电路工作原理：

正常使用时，主电源通过引脚VCC2为实时时钟芯片4供+5V直流电，同时，控制板电路通过二极管D1给第一法拉电容C4充电。主控制芯片1通过实时时钟芯片4提供的串行总线CLK_RT、DAT_RT、RST_RT进行读取和设置。

电路掉电后，主电源不再为实时时钟芯片4供电，而是由第一法拉电容C4对外放电，由于二极管D1的单向导电性，第一法拉电容C4的电流全部流实时时钟芯片4，而实时时钟芯片4在掉电走时状态下功耗极低，因此第一法拉电容C4可长时间为实时时钟芯片4提供足够的电能，在本电路参数条件下，可保持实时时钟芯片4正常工作24小时以上。

如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种断电记忆电路，包括实时时钟芯片，其特征在于：所述实时时钟芯片设置有主电源引脚VCC2和备用电源引脚VCC1，所述主电源引脚VCC2连接主电源电路，所述备用电源引脚VCC1连接备用电源电路，所述备用电源电路包括第一法拉电容C4，二极管D1及限流电阻R2，所述二极管D1的正极与外部电源连接，所述二极管D1的负极与实时时钟芯片的备用电源引脚VCC1相连接，所述第一法拉电容C4的正极串接所述限流电阻R2再与二极管D1的负极连接，所述第一法拉电容C4的负极与地连接。

2.根据权利要求1所述的断电记忆电路，其特征在于：所述第一法拉电容C4的电容为0.2-1F。

3.根据权利要求2所述的断电记忆电路，其特征在于：所述第一法拉电容C4的电容为0.2-0.3F。

4.根据权利要求1所述的断电记忆电路，其特征在于：所述实时时钟芯片为低功耗芯片。

5.根据权利要求4所述的断电记忆电路，其特征在于：所述实时时钟芯片的型号为DS1302。

6.根据权利要求1所述的断电记忆电路，其特征在于：还包括时钟晶振电路,所述时钟晶振电路包括晶振CY1、第一电容C6和第二电容C7，所述实时时钟芯片设置有引脚X1和X2，所述引脚X1和X2分别与晶振CY1的正负极连接，所述晶振CY1的正极连接第一电容C6后与地连接，所述晶振CY1的负极连接第二电容C7后与地连接。

7.根据权利要求1所述的断电记忆电路，其特征在于：所述实时时钟芯片还设置有串行通信时钟输入引脚SCLK、串行通信数据输入/输出引脚I/O、复位引脚RST，该三个引脚分别串接一个电阻后与外部电源连接。

8.根据权利要求1所述的断电记忆电路，其特征在于：所述主电源引脚VCC2和备用电源引脚VCC1输入由控制板电源提供的5V直流电源。

9.一种家用电器控制系统，包括控制板，在所述控制板上设置有主控制芯片，其特征在于：所述主控制芯片连接有显示模块及权利要求1-8任一项所述的断电记忆电路。