CN105807691A - 一种滴漏式咖啡机控制电路及集成mcu - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滴漏式咖啡机控制电路及集成MCU，滴漏式咖啡机控制电路包括集成在一起的继电器驱动单元和内部电压检测单元，当继电器驱动单元输入高电平，且内部电压检测单元检测到供电电压达到预设电压时，控制继电器吸合；当继电器驱动单元输入低电平，控制继电器断开。本发明对多个分离电子元器件所实现的功能进行了集成，特别是将继电器驱动单元进行了集成，因此电子板体积较小、简化电子板生产流程、提升电子板质量、降低生产成本，只有当继电器驱动单元输入高电平且供电电压达到预设电压时，才控制继电器吸合，使滴漏式咖啡机的控制更加可靠，提高控制性能，当输入低电平时，控制继电器断开，实现了继电器的自动控制，利于降低功耗。

Description

一种滴漏式咖啡机控制电路及集成MCU

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种滴漏式咖啡机控制电路及集成MCU。

背景技术

滴漏式咖啡机是一种经典的滴式过滤器，具有简单、高效、可靠的优点，最适合家庭、办公以及宿舍使用。

滴漏式咖啡机的工作是由电子板控制实现的，电子板通常包括单片机、稳压电路、继电器驱动电路、温控器检测电路以及电压检测电路，现有滴漏式咖啡机的电子板上，上述单片机或者各种电路都是分离的电子元器件，例如，中国发明专利CN101708108B公开了一种咖啡机，包括继电器、发热管、温控器和可控硅，在煮咖啡过程中，继电器在可控硅变功率完成后转换到全功率工作的状态，保证咖啡的美味并有效利用能源，通过温控器随时了解咖啡机工作的状况。

这种咖啡机电路存下以下缺点：1、分离元器件体积较大，使电子板面积增加，增加整机的设计难度；2、多个分离元器件导致生产时的加工工序增多，成本较高、产品质量控制的难度增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的咖啡机电路由于分离元器件体积较大，使电子板面积增加，增加整机的设计难度，并且加工工序多，成本较高、产品质量控制的难度增加的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种滴漏式咖啡机控制电路，包括集成在一起的继电器驱动单元和内部电压检测单元，

当所述继电器驱动单元输入高电平，且所述内部电压检测单元检测到供电电压达到预设电压时，控制继电器吸合；

当所述继电器驱动单元输入低电平时，控制继电器断开。

与现有技术相比，本发明提供的一种滴漏式咖啡机控制电路具有以下优点：对多个分离电子元器件所实现的功能进行了集成，特别是将继电器驱动单元进行了集成，因此电子板体积较小、简化了电子板生产工艺流程、提升了电子板质量、降低了生产成本；并且，只有当继电器驱动单元输入高电平且供电电压VCCA达到预设电压时，才控制继电器吸合，使滴漏式咖啡机的控制更加可靠，提高了控制性能；当继电器驱动单元输入低电平时，控制继电器断开，实现了继电器的自动控制，同时利于降低功耗。

在上述技术方案中，所述内部电压检测单元由比较器、第一电阻和第二电阻组成；所述继电器驱动单元由反相器、与门、第一驱动器、第二驱动器、第一NPN型三极管、第二NPN型三极管、第三电阻和第一二极管组成；

所述比较器的正输入端分别接所述第一电阻和所述第二电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻的另一端接VCCA，所述比较器的负输入端接0.7V电压，所述比较器的输出端接所述与门的第一输入端；

所述与门的第二输入端接所述反相器的输入端，所述反相器的输出端接所述第一驱动器的输入端，所述第一驱动器的输出端接所述第一NPN型三极管的基极，所述第一NPN型三极管的集电极接VCCA引脚，所述第一NPN型三极管的发射极经所述第三电阻接所述第二NPN型三极管的发射极，所述第二NPN型三极管的基极接所述第二驱动器的输出端，所述第二驱动器的输入端接所述与门的输出端，所述第二NPN型三极管的集电极接RLY引脚和所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极接所述VCCA引脚。将上述多个分离电子元器件所实现的功能集成到一片电子板上，体积较小、成本较低。

在上述技术方案中，还包括温控器检测单元，由第二二极管、第三二极管和第四电阻组成，所述第二二极管的正极接地，负极接WEN1引脚和所述第三二极管的负极，所述第三二极管的正极接WEN0引脚和所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端接VCC。用于检测温控器的连接和断开，实现对继电器的控制和无水检测。

在上述技术方案中，还包括稳压单元，由第一稳压二极管和第二稳压二极管组成，所述第一稳压二极管的正极接地，负极接所述第二NPN型三极管的发射极，所述第二稳压二极管的正极和VCC引脚，所述第二稳压二极管的负极接所述VCCA引脚。稳压单元用于保障滴漏式咖啡机控制电路正常工作。

在上述技术方案中，还包括过零检测单元，由第四二极管和第五二极管组成，所述第四二极管的正极接地，负极接INT引脚和所述第五二极管的正极，所述第五二极管的负极接VCC。过零检测单元用于检测市电过零信号，实现精准计时。

在上述技术方案中，所述反相器的输入端接下拉电阻的一端和HI引脚，所述下拉电阻的另一端接地。下拉电阻保障上电时第一NPN型三极管导通。

本发明还提供了一种集成MCU，包括如权利要求1-6任一项所述的一种滴漏式咖啡机控制电路和微控制器，

所述滴漏式咖啡机控制电路的所述HI引脚和所述WEN0引脚分别连接所述微控制器的RB6引脚和WEN0引脚，当所述微控制器通过所述HI引脚输出高电平到所述滴漏式咖啡机控制电路，且所述滴漏式咖啡机控制电路的供电电压达到预设电压时，控制所述继电器吸合；当所述微控制器通过所述HI引脚输出低电平到所述滴漏式咖啡机控制电路时，控制所述继电器断开。通过微控制器降低了滴漏式咖啡机控制电路的控制难度。

在上述技术方案中，所述微控制器的VCC引脚、GND引脚、MCLR引脚、RC0引脚和RC1引脚分别连接所述集成MCU的VCC引脚、GND引脚、VPP引脚、RC0引脚和INT引脚，所述滴漏式咖啡机控制电路的VCC引脚、VCCA引脚、GND引脚、RLY引脚、WEN1引脚和INT引脚分别连接所述集成MCU的VCC引脚、VCCA引脚、GND引脚、RLY引脚、WEN1引脚和INT引脚，所述集成MCU的RLY引脚连接所述继电器。

在上述技术方案中，当所述微控制器检测到所述WEN0引脚为高电平时，发送高电平信号到所述滴漏式咖啡机控制电路的RLY引脚，控制所述继电器断开。通过微控制器降低了滴漏式咖啡机控制电路的控制难度。

在上述技术方案中，所述集成MCU的封装形式为SOP8。采用这种封装形式，具有体积小、重量轻、引出线和焊接点少、寿命长、可靠性高和性能好等优点。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种滴漏式咖啡机控制电路的内部结构图；

图2为本发明实施例提供的一种集成MCU的封装示意图；

图3为本发明实施例提供的一种滴漏式咖啡机的集成MCU原理图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做出详细的说明。

如图1所示，为本发明提供的一种滴漏式咖啡机控制电路的内部结构图，包括集成在一起的内部电压检测单元1、继电器驱动单元2、温控器检测单元3、稳压单元4和过零检测单元5。

内部电压检测单元1由比较器10、第一电阻11和第二电阻12组成；继电器驱动单元2由反相器20、与门21、第一驱动器22、第二驱动器23、第一NPN型三极管24、第二NPN型三极管25、第三电阻26和第一二极管27组成，用于控制继电器吸合和断开；温控器检测单元3由第二二极管30、第三二极管31和第四电阻32组成，用于检测温控器的连接和断开，实现对继电器的控制和无水检测，在无水的情况下，发热管继续加热，发热管内由于没有水流过，表面温度升高，当升高到温控器检测单元3的温度值时，温控器检测单元3由闭合状态转为断开状态；稳压单元4由第一稳压二极管40和第二稳压二极管41组成，用于保障滴漏式咖啡机控制电路正常工作；过零检测单元5由第四二极管50和第五二极管51组成，用于检测市电过零信号，实现精准计时。

比较器10的正输入端分别接第一电阻11和第二电阻12的一端，第一电阻11的另一端接地，第二电阻12的另一端接VCCA，比较器10的负输入端接0.7V电压，比较器10的输出端接与门21的第一输入端；与门21的第二输入端接反相器20的输入端，反相器20的输出端接第一驱动器22的输入端，反相器20的输入端接下拉电阻的一端和HI引脚，下拉电阻的另一端接地，下拉电阻保障上电时第一NPN型三极管24导通。第一驱动器22的输出端接第一NPN型三极管24的基极，第一NPN型三极管24的集电极接VCCA引脚，第一NPN型三极管24的发射极经第三电阻26接第二NPN型三极管25的发射极，第二NPN型三极管25的基极接第二驱动器23的输出端，第二驱动器23的输入端接与门21的输出端，第二NPN型三极管25的集电极接RLY引脚和第一二极管27的正极，第一二极管27的负极接VCCA引脚；

第二二极管30的正极接地、负极接WEN1引脚和第三二极管31的负极，第三二极管31的正极接WEN0引脚和第四电阻32的一端，第四电阻32的另一端接VCC；

第一稳压二极管40的正极接地，负极接第二NPN型三极管25的发射极、第二稳压二极管41的正极和VCC引脚，第二稳压二极管41的负极接VCCA引脚；

第四二极管50的正极接地、负极接INT引脚和第五二极管51的正极，第五二极管51的负极接VCC。

本发明提供的滴漏式咖啡机控制电路的具体工作原理为：滴漏式咖啡机启动后，供电电压VCCA未达到预设电压，此时比较器10输出低电平，与门21输出低电平，第二NPN型三极管25截止，RLY引脚的信号保持为高电平，控制继电器断开；

当HI引脚输入高电平信号时，高电平信号经过反相器20变为低电平信号，再经过第一驱动器22使第一NPN型三极管24截止，于是第二稳压二极管41的稳压值随供电电压VCCA的增加而升高，当VCCA的电压升高到17V时，比较器10输出高电平信号，再经与门21和第二驱动器23使第二NPN型三极管25导通，于是RLY引脚的信号被拉低为低电平，控制继电器吸合；

反之，当HI引脚输入低电平信号时，与门21输出低电平，第二NPN型三极管25截止，于是RLY引脚的信号保持为高电平，控制继电器断开。

与现有技术相比，本发明提供的一种滴漏式咖啡机控制电路具有以下优点：对多个分离电子元器件所实现的功能进行了集成，特别是将继电器驱动单元进行了集成，因此电子板体积较小、简化了电子板生产工艺流程、提升了电子板质量、降低了生产成本；并且，只有当HI引脚输入高电平且通过内部电压检测单元检测到供电电压VCCA达到预设电压时，才控制继电器吸合，使滴漏式咖啡机的控制更加可靠，提高了控制性能，当HI引脚输入低电平时，控制继电器断开，实现了继电器的自动控制，同时利于降低功耗；检测市电过零信号，实现精确计时。

本发明还提供了一种集成MCU，包括上述的一种滴漏式咖啡机控制电路和微控制器，如图2所示，为本发明实施例提供的一种集成MCU的封装示意图，采用SOP8封装，滴漏式咖啡机控制电路的HI引脚和WEN0引脚分别连接微控制器的RB6引脚和WEN0引脚，当微控制器通过HI引脚输出高电平到滴漏式咖啡机控制电路，且滴漏式咖啡机控制电路的供电电压VCCA达到预设电压时，控制继电器吸合；当微控制器通过HI引脚输出低电平到滴漏式咖啡机控制电路时，控制继电器断开。

微控制器的VCC引脚、GND引脚、MCLR引脚、RC0引脚和RC1引脚分别连接集成MCU的VCC引脚、GND引脚、VPP引脚、RC0引脚和INT引脚，滴漏式咖啡机控制电路的VCC引脚、VCCA引脚、GND引脚、RLY引脚、WEN1引脚和INT引脚分别连接集成MCU的VCC引脚、VCCA引脚、GND引脚、RLY引脚、WEN1引脚和INT引脚，集成MCU的RLY引脚连接继电器。

当微控制器检测到WEN0引脚为高电平时，发送高电平信号到滴漏式咖啡机控制电路的RLY引脚，控制继电器断开。

本发明提供的一种集成MCU的封装形式包括但不限于SOP8、SOP20和SOP28，采用这种封装形式，具有体积小、重量轻、引出线和焊接点少、寿命长、可靠性高和性能好等优点。

如图3所示，为本发明提供的一种滴漏式咖啡机的集成MCU原理图，当咖啡机接上电源时，VCC引脚及VCCA引脚通电，在开关键SW12未闭合时，RCO引脚产生高电平信号，微控制器检测到高电平信号并将其发送到RLY引脚，控制继电器断开；在开关键SW12闭合时，RCO引脚产生低电平信号，微控制器检测到低电平信号并将其发送到VPP引脚，控制发光二极管发光，同时，微控制器将低电平信号发送到RLY引脚，控制继电器吸合，使发热管接通，开始煮咖啡；咖啡煮好后，温控器断开，WEN1引脚产生高电平信号，微控制器通过WEN0引脚检测到高电平信号并将其发送到RLY引脚，控制继电器断开，发热管停止加热，结束煮咖啡，同时，微控制器将高电平信号发送到VPP引脚，控制发光二极管灭，完成煮咖啡过程。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种滴漏式咖啡机控制电路，其特征在于，包括集成在一起的继电器驱动单元和内部电压检测单元，

当所述继电器驱动单元输入高电平，且所述内部电压检测单元检测到供电电压达到预设电压时，控制继电器吸合；

当所述继电器驱动单元输入低电平时，控制继电器断开。

2.如权利要求1所述的滴漏式咖啡机控制电路，其特征在于，

所述内部电压检测单元由比较器、第一电阻和第二电阻组成；所述继电器驱动单元由反相器、与门、第一驱动器、第二驱动器、第一NPN型三极管、第二NPN型三极管、第三电阻和第一二极管组成；

所述比较器的正输入端分别接所述第一电阻和所述第二电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻的另一端接VCCA，所述比较器的负输入端接0.7V电压，所述比较器的输出端接所述与门的第一输入端；

所述与门的第二输入端接所述反相器的输入端，所述反相器的输出端接所述第一驱动器的输入端，所述第一驱动器的输出端接所述第一NPN型三极管的基极，所述第一NPN型三极管的集电极接VCCA引脚，所述第一NPN型三极管的发射极经所述第三电阻接所述第二NPN型三极管的发射极，所述第二NPN型三极管的基极接所述第二驱动器的输出端，所述第二驱动器的输入端接所述与门的输出端，所述第二NPN型三极管的集电极接RLY引脚和所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极接所述VCCA引脚。

3.如权利要求2所述的滴漏式咖啡机控制电路，其特征在于，还包括温控器检测单元，由第二二极管、第三二极管和第四电阻组成，所述第二二极管的正极接地、负极接WEN1引脚和所述第三二极管的负极，所述第三二极管的正极接WEN0引脚和所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端接VCC。

4.如权利要求3所述的滴漏式咖啡机控制电路，其特征在于，还包括稳压单元，由第一稳压二极管和第二稳压二极管组成，所述第一稳压二极管的正极接地，负极接所述第二NPN型三极管的发射极，所述第二稳压二极管的正极和VCC引脚，所述第二稳压二极管的负极接所述VCCA引脚。

5.如权利要求4所述的滴漏式咖啡机控制电路，其特征在于，还包括过零检测单元，由第四二极管和第五二极管组成，所述第四二极管的正极接地，负极接INT引脚和所述第五二极管的正极，所述第五二极管的负极接VCC。

6.如权利要求2所述的滴漏式咖啡机控制电路，其特征在于，所述反相器的输入端接下拉电阻的一端和HI引脚，所述下拉电阻的另一端接地。

7.一种集成MCU，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的一种滴漏式咖啡机控制电路和微控制器，

所述滴漏式咖啡机控制电路的所述HI引脚和所述WEN0引脚分别连接所述微控制器的RB6引脚和WEN0引脚，当所述微控制器通过所述HI引脚输出高电平到所述滴漏式咖啡机控制电路，且所述滴漏式咖啡机控制电路的供电电压达到预设电压时，控制所述继电器吸合；当所述微控制器通过所述HI引脚输出低电平到所述滴漏式咖啡机控制电路时，控制所述继电器断开。

8.如权利要求7所述的集成MCU，其特征在于，所述微控制器的VCC引脚、GND引脚、MCLR引脚、RC0引脚和RC1引脚分别连接所述集成MCU的VCC引脚、GND引脚、VPP引脚、RC0引脚和INT引脚，所述滴漏式咖啡机控制电路的VCC引脚、VCCA引脚、GND引脚、RLY引脚、WEN1引脚和INT引脚分别连接所述集成MCU的VCC引脚、VCCA引脚、GND引脚、RLY引脚、WEN1引脚和INT引脚，所述集成MCU的RLY引脚连接所述继电器。

9.如权利要求8所述的集成MCU，其特征在于，当所述微控制器检测到所述WEN0引脚为高电平时，发送高电平信号到所述滴漏式咖啡机控制电路的RLY引脚，控制所述继电器断开。

10.如权利要求7所述的集成MCU，其特征在于，所述集成MCU的封装形式为SOP8。