CN108733102A - 加热用家用电器温度检测电路、保护系统及家用电器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电路技术领域，公开了一种加热用家用电器温度检测电路、保护系统及家用电器；该加热用家用电器温度检测电路包括：固定电阻和变电阻电路，所述固定电阻和所述变电阻电路串联后连接在电源两端；其中，所述变电阻电路包括若干个并联的热敏电阻，所述若干个热敏电阻分别设置在所述家用电器的加热敏感位置及加热不敏感位置；该检测电路还包括：采样端口，设置在所述固定电阻和所述变电阻电路之间，用于采集所述固定电阻和所述变电阻电路之间的输出电压。该加热用家用电器温度检测电路，提高检测的灵敏度，温度异常时实现提前过热保护。

Description

加热用家用电器温度检测电路、保护系统及家用电器

技术领域

本发明涉及电路技术领域，具体地，涉及一种加热用家用电器温度检测电路、保护系统及家用电器。

背景技术

现有加热用家用电器例如电磁炉、电压力锅、电饭煲产品锅具的过热保护电路，通过一个温度检测传感器，接在加热器具的加热面板底部，检测加热面板的温度，进行过热保护。

图1是现有技术的一种加热用家用电器温度检测电路连接示意图。RT1为感温元件，例如为负温度系数的热敏电阻，25℃时电阻值为100KΩ，200℃时电阻值为0.55KΩ(假设保护温度为200℃)。通过与固定电阻R1组成串联电路，在将5V的分压通到芯片内的采样端口TMAIN采集分压后的输出电压，将输出电压对应的温度转换成控制芯片可以处理的计算机数值，得到最终的保护值AD_TEMP。由于R1是固定电阻，这时，RT1决定了整个保护系统的灵敏度和检测时效性。当温度越高，RT1的电阻值越小，保护值AD_TEMP越大，由此实现检测和响应保护。

但由于RT1不是直接检测锅具的温度，会存在如下两个问题：

1)加热器件通过加热面板将温度传递到热敏电阻，中间有加热面板，会导热传导延时和热量损失；

2)异常加热时，当加热器件因长期使用发生形变，更难检测准确温度，加热器件与加热面板接触不充分，导致无法检测加热器件的表面温度；

3)热敏电阻是非线性变化的器件，当进入高温段，热敏电阻的电阻值变化量很小，如果温度有延时，保护时间的差异会很大。

上述原因均会造成温度检测的延时和失真，降低加热用家用电器的温度检测灵敏度和检测时效性，影响家用电器的可靠性和使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种加热用家用电器温度检测电路、保护系统、家用电器及电磁炉，该加热用家用电器温度检测电路，提高检测的灵敏度，温度异常时实现提前过热保护。

为了实现上述目的，本发明提供一种加热用家用电器温度检测电路，该检测电路包括：固定电阻和变电阻电路，所述固定电阻和所述变电阻电路串联后连接在电源两端；其中，所述变电阻电路包括若干个并联的热敏电阻，所述若干个热敏电阻分别设置在所述家用电器的加热敏感位置及加热不敏感位置；该检测电路还包括：采样端口，设置在所述固定电阻和所述变电阻电路之间，用于采集所述固定电阻和所述变电阻电路之间的输出电压。

优选地，所述热敏电阻为负温度系数热敏电阻。

优选地，所述变电阻电路包括两个并联的负温度系数热敏电阻，其中，所述两个并联的负温度系数热敏电阻中的一者设置在家用电器的加热中心点，另一者设置在家用电器的加热边缘。

优选地，所述两个并联的负温度系数热敏电阻一端连接电源，另一端连接所述固定电阻。

本发明还提供一种加热用家用电器温度保护系统，包括如上所述任一种加热用家用电器温度检测电路。

优选地，该保护系统还包括：采样装置，用于采集所述采样端口的输出电压；

计算装置，用于根据所述固定电阻的阻值和所述采样装置采集的所述输出电压计算所述变电阻电路的电阻值，和根据所述计算的所述变电阻电路的电阻值和所述固定电阻的阻值计算得到保护值；以及

保护装置，用以根据所述计算装置计算的所述保护值控制保护元件动作，以对所述加热用家用电器进行过热保护。

本发明还提供一种加热用家用电器，包括如上所述任一种加热用家用电器温度保护系统。

本发明还提供一种电磁炉，包括如上所述任一种加热用家用电器温度检测电路。

优选地，所述变电阻电路安装在所述电磁炉的加热面板底部。

通过上述技术方案，将固定电阻和变电阻电路进行串联，接入电源两端，通过采集固定电阻和变电阻电路之间的采样端口的输出电压，根据串联电路的分压比例关系，通过已知的固定电阻的电阻值，计算变电阻电路的电阻值，继而计算变电阻电路的电阻值对应的温度，实现对对温度的检测；而分别设置变电阻电路的热敏电阻在家用电器的加热敏感位置及加热不敏感位置，在对加热敏感位置进行感应的同时，对加热不敏感位置的感应可提高检测的敏感度，使在达到温度阈值前提前进行温度保护，提高温度检测的灵敏度。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有技术的加热用家用电器温度检测电路连接示意图；

图2A是本发明一种实施方式的加热用家用电器温度检测电路连接示意图；

图2B是本发明另一种实施方式的加热用家用电器温度检测电路连接示意图；

图2C是本发明负温度系数热敏电阻的电阻值随温度变化趋势示意图；

图3是本发明一种实施方式的加热用家用电器温度保护系统连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，“加热用家用电器”指通过加热元件将电能转换为热能的家用电器，如电磁炉、电压力锅、电饭煲等。

图2A是本发明一种实施方式的本发明加热用家用电器温度检测电路连接示意图。如图2A所示的本发明一种实施方式的加热用家用电器温度检测电路，包括：固定电阻R1和变电阻电路，所述固定电阻R1和所述变电阻电路串联后连接在电源两端；其中，所述变电阻电路包括若干个并联的热敏电阻RT1、RT2、……、RTn，所述若干个热敏电阻RT1、RT2、……、RTn分别设置在所述家用电器的加热敏感位置及加热不敏感位置；该检测电路还包括：采样端口TMAIN，设置在所述固定电阻R1和所述变电阻电路之间，用于采集所述固定电阻R1和所述变电阻电路之间的输出电压。

上述方案中，所述热敏电阻RT1、RT2、……、RTn为负温度系数热敏电阻。

通过上述技术方案，变电阻电路的电阻值随家用电器的加热温度变化，根据串联电路的电压与电阻值的正比例关系，通过采样端口TMAIN采集的电压变化推知变电阻电路的电阻值变化，继而可推算温度变化，实现家用电器温度的检测。通过分别在加热敏感位置和加热不敏感位置设置负温度系数热敏电阻，引入温度不敏感位置的温度变化，在温度异常时提前感知温度变化，提高检测的灵敏度，提高保护电路的动作时效性。

图2B为本发明另一种实施方式的加热用家用电器温度检测电路连接示意图。如图2B所示，该实施方式的加热用家用电器温度检测电路，所述变电阻电路包括两个并联的负温度系数热敏电阻，其中，所述两个并联的负温度系数热敏电阻中的一者RT1设置在家用电器的加热中心点，另一者RT2设置在家用电器的加热边缘。

上述方案中，所述两个并联的负温度系数热敏电阻并联后的一端连接5V电源，另一端连接所述固定电阻R1，固定电阻R1另一端接地。

上述方案中，RT1和RT2并联后与R1串联，通过采集RT1和RT2并联点与R1的连接处的输出电压，计算变电阻电路的电阻值，根据负温度系数热敏电阻的电阻值与温度的对应关系，推知相应的输出电压对应的温度，实现温度检测和过热保护。设置两个随温度变化的变量，提高温度检测的灵敏度。

图2C为负温度系数的热敏电阻的电阻值随温度变化趋势示意图。如图2C所示，负温度系数的热敏电阻电阻值随温度升高降低。

图2B所示的实施方式的检测电路中，两个热敏电阻RT1和RT2在参数选择时，具有如下特性：

RT1：负温度系数的热敏电阻，25℃为100KΩ，160℃为1.3K，200℃为0.55KΩ；

R1：5.1KΩ；

RT2：负温度系数的热敏电阻，25℃为100KΩ，80℃为12.4K，100℃为6KΩ。

上述方案中，在RT1处并联一个热敏电阻RT2，由现有技术的通过RT1一个变量控制检测电路的灵敏度，改为由两个受温度影响的变量控制检测电路的灵敏度。

其中，RT1设置在家用电器的加热中心点，例如设置在电磁炉加热面板中心接触陶瓷板测试锅具的温度；RT2设置在温度不敏感的位置，例如设置在电磁炉陶瓷加热面板边缘，当温度正常时，RT2的阻值较大，与RT1并联后对整体变电阻电路的电阻值影响作用较小，当为异常过热时，RT2检测到的温度变高，阻值变小，RT1和RT2的并联等效电阻值明显变小，由此在采样端口例如通过采样电路采集的输出电压同步减小，并联的RT1和RT2使变电阻电路的电阻值变化明显，较单独使用RT1时电路的电阻值对温度的变化更灵敏，实现提前检测和保护。

由于RT1并联了RT2，变电阻电路的电阻值减小了，因此需要同步改小R1，此处设置R1的电阻值为3K。

上述技术方案实现提前保护的原理具体为：

图1的现有技术中，当R1为固定电阻时，采样的分压电阻为R1，程序保护只由RT1的值决定。温度正常时25℃，阻抗为100K，采样端口采集的输出电压为0.24V，通过换算为保护值AD_TEMP值为12，当设定为200℃保护时，程序采样到的输出电压为4.5V，换算为保护值AD_TEMP值为231。

根据图2B所示的检测电路中，而当RT1并联RT2时，鉴于RT2所处显示板位置，当异常出现时，RT2才会有明显变化。25℃时，RT1和RT2并联的等效电阻50K，R1为3K，采样端口采集的输出电压为0.28V，换算得到的保护值AD_TEMP为14，200℃时，RT1为0.55K，而RT2为24K，由此采样端口采集的输出电压为4.24V，换算得到的保护值AD_TMEP为217，在程序中设置保护动作的保护值AD_TEMP设置为216。如果为异常状态，原方案需要到200℃才保护，此时通过RT2检测到的温度变化为120℃左右RT2为3K。RT1为0.55K，RT2与RT1并联等效电阻为0.5K。那么得到的保护值AD_TEMP＝221。程序中设定的保护值为216，异常时，就能够提前保护。由此通过并联RT2，可以让检测温度变化趋势提前，响应加快，提高检测灵敏度。

图3是本发明一种实施方式的加热用家用电器温度保护系统。如图3所示的加热用家用电器温度保护系统，包括如上所述任一种加热用家用电器温度检测电路10。

上述方案中，该保护系统还包括：采样装置20，用于采集所述采样端口TMAIN的输出电压；

计算装置30，用于根据所述固定电阻的电阻值和所述采样装置20采集的所述输出电压计算所述变电阻电路的电阻值，和根据所述计算的所述变电阻电路的电阻值和所述固定电阻的阻值计算得到保护值；以及

保护装置40，用以根据所述计算装置计算的所述保护值控制保护元件动作，以对所述加热用家用电器进行过热保护。

上述方案中，保护元件例如可以为继电器、熔断器或开关电路等实现加热元件与电源断开连接的器件。

本发明还提供一种加热用家用电器，包括如上所述任一种加热用家用电器温度保护系统。

本发明还提供一种电磁炉，包括如上所述任一种加热用家用电器温度检测电路。

上述方案中，所述变电阻电路安装在所述电磁炉的加热面板底部，变电阻电路包括两个负温度系数的热敏电阻，其中一个负温度系数热敏电阻设置的电磁炉加热面板底部中心位置，用以感应锅具中心的温度，另一者设置在加热面板底部边缘。通过设置负温度系数的热敏电阻接在加热面板上而不是结构件上，方案的通用性高，成本无增加。有效的通过低成本方案提升了产品的可靠性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种加热用家用电器温度检测电路，其特征在于，该检测电路包括：

固定电阻和变电阻电路，所述固定电阻和所述变电阻电路串联后连接在电源两端；

其中，所述变电阻电路包括若干个并联的热敏电阻，所述若干个热敏电阻分别设置在所述家用电器的加热敏感位置及加热不敏感位置；

该检测电路还包括：

采样端口，设置在所述固定电阻和所述变电阻电路之间，用于采集所述固定电阻和所述变电阻电路之间的输出电压。

2.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述热敏电阻为负温度系数热敏电阻。

3.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述变电阻电路包括两个并联的负温度系数热敏电阻，其中，所述两个并联的负温度系数热敏电阻中的一者设置在家用电器的加热中心点，另一者设置在家用电器的加热边缘。

4.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述两个并联的负温度系数热敏电阻并联后的一端连接电源，另一端连接所述固定电阻。

5.一种加热用家用电器温度保护系统，其特征在于，该保护系统包括权利要求1-4中任一项所述的加热用家用电器温度检测电路。

6.根据权利要求5所述的保护系统，其特征在于，该保护系统还包括：

采样装置，用于采集所述采样端口的输出电压；

计算装置，用于根据所述固定电阻的阻值和所述采样装置采集的所述输出电压计算所述变电阻电路的电阻值，和根据所述计算的所述变电阻电路的电阻值和所述固定电阻的阻值计算得到保护值；以及

保护装置，用以根据所述计算装置计算的所述保护值控制保护元件动作，以对所述加热用家用电器进行过热保护。

7.一种加热用家用电器，包含权利要求5或6所述的加热用家用电器温度保护系统。

8.一种电磁炉，包含权利要求1-4中任一项所述的加热用家用电器温度检测电路。

9.根据权利要求8所述的电磁炉，其特征在于，所述变电阻电路安装在所述电磁炉的加热面板底部。