CN107453321A - 干烧检测装置和方法以及包括该装置的电器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于检测电器的干烧状态的干烧检测装置和方法以及包括该装置的电器,所述电器包括超声波雾化元件,所述检测装置包括:干烧检测电路、比较放大电路以及光耦隔离电路;所述干烧检测电路用于检测超声波雾化元件的工作电压;所述比较放大电路,用于将检测到的所述工作电压与参考电压进行比较,并根据比较结果输出控制信号;以及光耦隔离电路,由所述控制信号控制该光耦隔离电路,以输出用于判断所述电器是否处于干烧状态的干烧检测信号。本发明中的干烧检测装置在起到安全隔离作用的同时,还可以解决现有技术中利用普通光耦等元件作为安全隔离器件所存在的极限参数、温漂、比例放大区间宽等导致的干烧检测不准确、不及时的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路领域,尤其涉及一种隔离式的干烧检测装置和方法以及包括该装置的电器。
背景技术
随着科技的发展,生活水平的提高,现有家电产品越来越多样化,功能也越来越丰富。例如,为加湿干燥的空气,特别是在空调的使用日益普遍的情况下,加湿器和带有加湿功能的雾化扇等产品越来越受欢迎。
由于加湿器、雾化扇等加湿产品都是涉水产品,根据国标要求,加湿部分的电路必须满足电气安全,符合安全隔离的要求。目前,大部分具备加湿功能的产品均为通过超声波雾化片实现加湿功能,其特点是在没有水的状态下工作,即在干烧状态下工作,容易损坏所述超声波雾化片,从而降低所述产品的使用寿命。因此,该类产品的控制电路中需要设置防止产品干烧的部件。
目前行业中通用的做法是使用干簧管、热熔断体、温度传感器等机械检验方法检测干烧状态。但这些机械检验方法存在一定的失效概率,无法确保万无一失,同时还存在保护响应慢,不能及时停机等问题。故有必要提供一种隔离式干烧检测电路,其中,通过软件程序快速、准确地检测所述超声波雾化片的工作状态,从而实时地保护所述超声波雾化片,防止干烧导致其损坏。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种干烧检测装置和方法以及包括该装置的电器,利用所述干烧检测装置和方法,在起到安全隔离作用的同时,还能解决现有技术中利用普通光耦等元件作为安全隔离器件所存在的极限参数、温漂、比例放大区间宽等导致的干烧检测不准确、不及时的问题,从而可更加可靠地保护超声波雾化元件。
根据本发明的第一方面,提供一种用于检测电器的干烧状态的干烧检测装置,所述电器包括超声波雾化元件,所述干烧检测装置包括:干烧检测电路、比较放大电路以及光耦隔离电路;其中,
所述干烧检测电路用于检测超声波雾化元件的工作电压;
所述比较放大电路,用于将检测到的所述工作电压与参考电压进行比较,并根据比较结果输出控制信号;以及
光耦隔离电路,由所述控制信号控制该光耦隔离电路,以输出用于判断所述电器是否处于干烧状态的干烧检测信号。
优选地,还包括:
稳压电路,用于生成所述参考电压。
优选地,所述光耦隔离电路包括光耦合元件,由所述控制信号控制该光耦合元件的导通和断开,从而所述光耦隔离电路输出所述干烧检测信号。
优选地,所述比较放大电路包括比较器和三极管;
所述参考电压和所述工作电压分别输入到所述比较器的两输入端。
优选地,所述比较器比较检测到的所述超声波雾化元件的工作电压与所述参考电压,输出作为比较结果的高电平或低电平,从而驱动所述三极管的导通和关断,以输出相应的所述控制信号。
优选地,所述工作电压输入到所述比较器的正输入端;并且
当电器发生干烧时,比较器的正输入端输入的所述工作电压的电压值大于所述参考电压,比较器输出作为比较结果的高电平,所述三极管导通,从而输出使得光耦隔离电路导通的控制信号,光耦隔离电路输出作为干烧检测信号的低电平。
优选地,所述光耦隔离电路包括光耦合元件;
当所述三极管导通时,所述光耦合元件导通,所述光耦隔离电路输出作为干烧检测信号的低电平,据此判断所述超声波雾化元件处于干烧状态。
优选地,所述电器的主控芯片通过主控芯片的I/O检测口接收所述干烧检测信号,主控芯片根据该干烧检测信号判断所述电器是否处于干烧状态。
优选地,所述干烧检测电路与所述电器的雾化振荡电路相连,以接收震荡波形信号;所述干烧检测电路包括:
压耦合电路,用于对所述震荡波形信号进行降压耦合;
整流电路,用于对降压耦合后的所述震荡波形信号进行整流;以及
滤波电路,用于对整流后的信号进行滤波,从而生成所述工作电压。
优选地,所述光耦隔离电路还包括限流电路,该限流电路由连接在电压端和输出端之间的串联的电阻构成。
根据本发明的第二方面,提供一种包括超声波雾化元件的电器,包括上述任一项干烧检测装置。
根据本发明的第三方面,提供一种用于检测电器的干烧状态的干烧检测方法,所述电器包括超声波雾化元件,所述方法包括步骤:
检测超声波雾化元件的工作电压;
将检测到的所述工作电压与参考电压进行比较,并根据比较结果输出控制信号;以及
由所述控制信号控制光耦隔离电路,以使其输出用于判断所述电器是否处于干烧状态的干烧检测信号。
优选地,所述的干烧检测方法,还包括步骤:生成所述参考电压。
根据本发明的上述干烧检测装置和方法以及包括该装置的电器,利用所述干烧检测装置在起到安全隔离作用的同时,还能解决现有技术中利用普通光耦元件作为安全隔离器件所存在的极限参数、温漂、比例放大区间宽等导致的干烧检测不准确、不及时的问题,从而更加可靠、及时地实现防止超声波雾化元件干烧而损坏。同时,电器的主控芯片利用普通的I/O检测端口即可检测干烧信号,而不需要必须使用A/D检测端口,从而节省了芯片I/O端口资源,使得电路的设计更加灵活。
以下结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细的描述,本发明的有益效果将进一步明确。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1示出了根据本发明所述干烧检测装置的一优选实施例的结构框图。
图2示出了根据本发明的所述干烧检测装置的具体电路构成的一优选实施例。
图3示出了根据本发明所述干烧检测方法的一优选实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例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做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。
首先结合图1说明根据本发明的所述干烧检测装置。该干烧检测装置应用于存在干烧可能性的电器,例如超声波雾化器等,以下以超声波雾化器为例说明本发明的方案,但本发明不限于此。图1示出了根据本发明所述干烧检测装置的一优选实施例的结构框图,如图1所示,所述干烧检测装置包括:干烧检测电路1、比较放大电路2以及光耦隔离电路3。所述干烧检测电路1用于检测超声波雾化元件的工作电压。所述比较放大电路2根据检测到的所述工作电压,输出控制信号。具体地,所述比较放大电路2将所述干烧检测电路1检测到的所述工作电压与一参考电压进行比较,并根据比较结果输出所述控制信号。以及光耦隔离电路3,由所述控制信号控制该光耦隔离电路3,以输出干烧检测信号。所述电器的主控芯片的I/O检测端口根据该干烧检测信号判断所述超声波雾化元件是否出现干烧。进一步优选地,为提供稳定的所述参考电压,所述干烧检测装置还包括稳压电路4,用于生成所述参考电压。
具体地,如图1所示,稳压电路4产生稳定的参考电压,作为基准电压值输入比较放大电路2负输入端。干烧检测电路1检测所述超声波雾化元件的实时的工作电压,并输入比较放大电路2的正输入端。比较放大电路2将所述干烧检测电路1检测到的所述工作电压与所述参考电压进行比较,并根据比较结果输出所述控制信号,以控制所述光耦隔离电路3输出干烧检测信号。
所述比较放大电路2包括比较器21和三极管Q1。所述比较器21比较检测到的所述超声波雾化元件的工作电压与所述参考电压,输出作为比较结果的高/低电平,并驱动三极管Q1的开通/关断,以输出相应的所述控制信号,控制所述光耦隔离电路3。所述光耦隔离电路3包括光耦合元件U1(如图2所示),由所述控制信号控制其导通和断开,从而输出所述干烧检测信号。所述主控芯片的I/O检测端口接收该干烧检测信号,据此来判断所述电器是否处于干烧状态。
其中,当所述电器正常工作时,即超声波雾化元件不处于干烧时的工作状态时,所述比较器21的正输入端为正常电压,比较结果为所述比较器21输出低电平。此时三极管Q1不导通,从而输出的所述控制信号使得光耦隔离电路3中的光耦合元件U1不导通,光耦合隔离电路3输出作为干烧检测信号的高电平。另一方面,当电器发生干烧时,比较器21的正输入端的电压值升高,即干烧检测电路1检测到的工作电压升高,并且当该电压值大于设定的基准值,即所述参考电压时,比较器21输出作为比较结果的高电平(此高电平电压值与比较器供电电压有关,需根据实际情况选择),三极管Q1导通,从而输出使得光耦隔离电路3中的光耦合元件U1导通的控制信号,从而使得光耦合隔离电路输出作为干烧检测信号的低电平,主控芯片检测此低电平,从而判断所述电器处于干烧状态。由此,所述电器的主控芯片通过判断光耦隔离电路输出的干烧检测信号的高低电平,即可实时快速准确检测雾化片工作状态。
在所述超声波雾化元件正常工作时,由于干烧检测电路检测到的所述工作电压的电压值为在一定范围内波动的电压值,而现有技术中的光耦合元件的光耦三极管侧工作在放大区时,因器件的特性,存在极限参数、温漂、比例放大区间宽等因素导致其放大倍数不确定,从而导致光耦隔离电路输出的电压不稳定,主控芯片不仅需要用A/D采集口采集此电压值,而且因电压不稳定,并不能通过此电压值准确的判断雾化元件的工作状态,进而出现误判。由此,根据本发明的上述方案,通过所述比较放大电路2,直接将波动的电压值转化为确定的高/低电平,避免干烧检测信号电压值直接输入进光耦隔离电路,从而光耦合元件U1的光耦三极管侧工作在完全开通或截止两种状态,并使光耦合元件U1的光耦三极管侧直接工作在饱和区,即光耦三极管侧只工作在开通或截止状态,如此使得光耦合隔离电路输出高/低电平,主控芯片则可根据该输出的高/低电平,实时、快速、准确地检测所述超声波雾化元件的工作状态。
即,根据本发明的以上干烧检测装置,在起到安全隔离作用的同时,还能解决现有技术中利用普通光耦元件作为安全隔离器件所存在的极限参数、温漂、比例放大区间宽等导致的干烧检测不准确、不及时的问题,从而更加可靠、及时地实现防止超声波雾化元件干烧而损坏。同时,电器的主控芯片利用普通的I/O检测端口即可检测干烧信号,而不需要必须使用A/D检测端口,从而节省了芯片I/O端口资源,使得电路的设计更加灵活。此外,所述主控芯片对所述干烧检测电路的检测可采用软件自动判断,从而响应速度快,最大程度地保护雾化片不受损坏。
需要说明的是,以上对发明的方案的说明中,检测到的工作电压和参考电压分别输入比较器21的正、负输入端,然而本发明也可不限于此,即也可与上述方式相反设置,同时,光耦隔离电路3和主控芯片的I/O端口的检测电路的高低电平可以做相反替换。另外,所述三极管Q1可以采用电流型放大的三极管(普通三极管)或电压型放大的三极管(场效应管)等,只要能实现上述高低电平的输出即可。
以下结合图2对上述干烧检测装置的各部分逐一详细说明。图2示出了根据本发明的所述干烧检测装置的具体电路构成的一优选实施例,如图2所示,所述干烧检测装置优选包括稳压电路4、干烧电压检测电路1、比较放大电路2以及光耦隔离电路3。
所述稳压电路4通过IC 431进行稳压,其中,R30是限流电阻,并通过分压电阻R5和R3,输出稳定的参考电压,输入比较器21的负极端。另外,稳压电路也不限于上述构成,还可以使用稳压二极管或者其他形式的电路,只要能为比较器提供一个基准稳压值即可。并且,如上文所述,上述稳压电路为优选设置。
干烧检测电路1与雾化振荡电路(未示出)相连,检测振荡电路的振荡波形信号WATRELESS_TEST。所述干烧检测电路包括:耦合电路,用于对所述震荡波形信号进行降压耦合;整流电路,用于对降压耦合后的所述震荡波形信号进行整流;以及滤波电路,用于对整流后的信号进行滤波,从而生成所述工作电压。具体地,耦合电路包括串联的电阻R1和电容C4,用于将振荡电路的高频交流振荡电压信号进行降压耦合。整流电路包括并联的二极管D1和D2,用于对耦合过来的振荡信号进行整流。滤波电路包括并联的电阻R2和电容C5,用于对整流后的信号进行滤波;最后检测到的信号,即所述工作电压通过电阻R25输入进比较器21的正输入端。
比较放大电路2中,比较器21的正输入端输入所述工作电压的电压值,比较器21的负输入端输入基准电压值,即所述参考电压,当所述超声波雾化元件正常工作时,所述工作电压的电压值为小于作为基准电压值的参考电压,比较器21输出低电压,三极管Q1不导通。当超声波雾化元件干烧时,工作电压的电压值升高,当其大于作为参考电压的基准电压值,比较器21输出高电压,驱动三极管Q1导通。其中,电容C2为滤波电容,电阻R26为限流电阻,R27为分压电阻。
光耦隔离电路3用于隔离主控芯片MCU(未示出)侧与超声波雾化元件的控制电路部分的信号,防止强电部分的电路涉水。优选地,所述光耦隔离电路还包括限流电路,该限流电路由连接在电压端和输出端之间的串联的电阻构成,具体地,如图2所示,限流电路包括电阻R29和电阻R22。进一步优选地,该光耦隔离电路还包括连接在地与输出端之间的滤波电容C3。当超声波雾化元件正常工作时,三极管Q1不导通,则光耦合元件U1不导通,WATELESS端输出作为干烧检测信号的高电平,主控芯片的I/O检测口检测到该高电平,并据此判断超声波雾化元件工作正常,不存在干烧状况。当超声波雾化元件干烧时,三极管Q1导通,光耦合元件U1导通,WATELESS端输出作为干烧检测信号的低电平,主控芯片的I/O检测口检测到该低电平,并据此判断超声波雾化元件处于干烧状态。由此,主控芯片仅判断光耦隔离电路输出的作为干烧检测信号的高/低电平,即可实时、快速、准确地检测超声波雾化元件的工作状态。
此外,本发明还提供一种用于检测电器的干烧状态的干烧检测方法,该方法可以利用上述干烧检测装置来实现。如图3所示,示出了根据本发明所述干烧检测方法的一优选实施例的流程图。所述方法包括:步骤S1,检测超声波雾化元件的工作电压;步骤S2,比较检测到的所述工作电压,并输出控制信号;以及步骤S3,由所述控制信号控制光耦隔离电路,以使其输出用于判断所述电器是否处于干烧状态的干烧检测信号。其中,将所述工作电压与一参考电压进行比较,并根据比较结果输出所述控制信号。优选地,为提供稳定的参考电压,所述方法还包括生成所述参考电压的步骤。
以上对本发明的干烧检测装置进行了说明,根据本发明的所述干烧检测装置,优选包括稳压电路4、干烧电压检测电路1、比较放大电路2以及光耦隔离电路3。在起到安全隔离作用的同时,还能解决现有技术中利用普通光耦元件作为安全隔离器件所存在的极限参数、温漂、比例放大区间宽等导致的干烧检测不准确、不及时的问题,从而更加可靠、及时地实现防止超声波雾化元件干烧而损坏。同时,电器的主控芯片利用普通的I/O检测端口即可检测干烧信号,而不需要必须使用A/D检测端口,从而节省了芯片I/O端口资源,使得电路的设计更加灵活。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,对于本领域技术人员而言,本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种用于检测电器的干烧状态的干烧检测装置,所述电器包括超声波雾化元件,其特征在于,
所述干烧检测装置包括:干烧检测电路、比较放大电路以及光耦隔离电路;其中,
所述干烧检测电路用于检测超声波雾化元件的工作电压;
所述比较放大电路,用于将检测到的所述工作电压与参考电压进行比较,并根据比较结果输出控制信号;以及
光耦隔离电路,由所述控制信号控制该光耦隔离电路,以输出用于判断所述电器是否处于干烧状态的干烧检测信号。
2.根据权利要求1所述的干烧检测装置,其特征在于,还包括:
稳压电路,用于生成所述参考电压。
3.根据权利要求1所述的干烧检测装置,其特征在于,
所述光耦隔离电路包括光耦合元件,由所述控制信号控制该光耦合元件的导通和断开,从而所述光耦隔离电路输出所述干烧检测信号。
4.根据权利要求1所述的干烧检测装置,其特征在于,
所述比较放大电路包括比较器和三极管;
所述参考电压和所述工作电压分别输入到所述比较器的两输入端。
5.根据权利要求4所述的干烧检测装置,其特征在于,
所述比较器比较检测到的所述超声波雾化元件的工作电压与所述参考电压,输出作为比较结果的高电平或低电平,从而驱动所述三极管的导通和关断,以输出相应的所述控制信号。
6.根据权利要求5所述的干烧检测装置,其特征在于,
所述工作电压输入到所述比较器的正输入端;并且
当电器发生干烧时,比较器的正输入端输入的所述工作电压的电压值大于所述参考电压,比较器输出作为比较结果的高电平,所述三极管导通,从而输出使得光耦隔离电路导通的控制信号,光耦隔离电路输出作为干烧检测信号的低电平。
7.根据权利要求6所述的干烧检测装置,其特征在于,
所述光耦隔离电路包括光耦合元件;
当所述三极管导通时,所述光耦合元件导通,所述光耦隔离电路输出作为干烧检测信号的低电平,据此判断所述超声波雾化元件处于干烧状态。
8.根据权利要求1-7任一项所述的干烧检测装置,其特征在于,
所述电器的主控芯片通过主控芯片的I/O检测口接收所述干烧检测信号,主控芯片根据该干烧检测信号判断所述电器是否处于干烧状态。
9.根据权利要求1-7任一项所述的干烧检测装置,其特征在于,
所述干烧检测电路与所述电器的雾化振荡电路相连,以接收震荡波形信号;所述干烧检测电路包括:
压耦合电路,用于对所述震荡波形信号进行降压耦合;
整流电路,用于对降压耦合后的所述震荡波形信号进行整流;以及
滤波电路,用于对整流后的信号进行滤波,从而生成所述工作电压。
10.根据权利要求1-7任一项所述的干烧检测装置,其特征在于,
所述光耦隔离电路还包括限流电路,该限流电路由连接在电压端和输出端之间的串联的电阻构成。
11.一种包括超声波雾化元件的电器,其特征在于,包括权利要求1-10任一项所述的干烧检测装置。
12.一种用于检测电器的干烧状态的干烧检测方法,所述电器包括超声波雾化元件,其特征在于,包括步骤:
检测超声波雾化元件的工作电压;
将检测到的所述工作电压与参考电压进行比较,并根据比较结果输出控制信号;以及
由所述控制信号控制光耦隔离电路,以使其输出用于判断所述电器是否处于干烧状态的干烧检测信号。
13.根据权利要求12所述的干烧检测方法,其特征在于,还包括步骤:生成所述参考电压。
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- 2017-07-06 CN CN201710545295.4A patent/CN107453321A/zh active Pending
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