CN110419945A - 电热水壶的控制电路及电热水壶 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电热水壶技术领域，具体提供了一种电热水壶的控制电路及电热水壶。控制电路，包括：信号检测单元，输入端通过第二开关与输入电源连接，其用于检测电热水壶的启动信号并输出；加热控制单元，输入端连接信号检测单元的输出端，其输出端连接电热水壶的加热装置，加热控制单元根据信号检测单元输出的启动信号控制加热装置工作；反馈控制单元，第一输入端连接信号检测单元，第二输入端连接加热装置，输出端连接第二开关，反馈控制单元根据信号检测单元检测到的启动信号和加热装置的工作状态信号生产反馈信号，并根据反馈信号切断第二开关。本发明的控制电路避免自启动水壶反复烧水的问题，安全性更高。

Description

电热水壶的控制电路及电热水壶

技术领域

本发明涉及电热水壶技术领域，具体涉及一种电热水壶的控制电路及电热水壶。

背景技术

电热水壶是一种常用的生活电器，其具有方便、快速、节能、美观等优点，符合现代快节奏生活的要求。现有的电热水壶一般包括水壶和底座，在烧水时需要将装好水的水壶放置在底座上，然后按动设置在水壶把手或者壶身的开关启动烧水，完成烧水后启动开关弹开断开电路。这种按钮式开关的缺点是频繁使用容易损坏且难以维修，按钮开关一旦损坏导致水壶无法正常使用，同时按钮式开关需要用户手动操作，如果忘记按开关，水就不会烧，导致用户体验较差。

为了解决上述问题，现有技术中有一种自动启动的热水壶该水壶采用压力传感器替代按钮开关，结合温控器判断水壶内的水温，当检测到有压力且水温位于预设范围时自动启动烧水。这种水壶虽然可实现自动启动，但是当水壶内的水烧开后，用户如不将水壶取下加热底座，当水温低于预设值时，水壶会再次加热，从而造成反复加热，一方面浪费能源，同时反复烧水容易导致水烧干，当用户不在家时，水壶反复干烧造成危险，甚至引发火灾，另一方面当用户想喝温水时，只能等水烧开后手动切断电源，降低用户体验。

发明内容

为解决现有的自启动电热水壶存在反复烧水的技术问题，本发明提供了一种电热水壶的控制电路和具有该控制电路的电热水壶。

第一方面，本发明提供了一种电热水壶的控制电路，包括：

信号检测单元，输入端通过第二开关与输入电源连接，其用于检测电热水壶的启动信号并输出；

加热控制单元，输入端连接所述信号检测单元的输出端，其输出端连接电热水壶的加热装置，所述加热控制单元根据信号检测单元输出的启动信号控制所述加热装置工作；

反馈控制单元，第一输入端连接信号检测单元，第二输入端连接所述加热装置，输出端连接所述第二开关，所述反馈控制单元根据所述信号检测单元检测到的启动信号和所述加热装置的工作状态信号生产反馈信号，并根据所述反馈信号切断所述第二开关。

在一些实施方式中，所述信号检测单元包括并联的光敏传感器和压力传感器，所述第二开关与所述光敏传感器和所述压力传感器其中之一连接，所述反馈控制单元的所述第一输入端与所述光敏传感器和所述压力传感器其中另一的输出端连接。

在一些实施方式中，所述反馈控制单元包括一非门电路和一或门电路，所述非门电路的输入端与所述压力传感器的输出端连接，所述非门电路的输出端连接所述或门电路的一输入端，所述或门电路的另一输入端连接所述加热装置，所述或门电路的输出端连接所述第二开关。

在一些实施方式中，所述的控制电路，还包括：

温控器，输出端连接所述加热控制单元，用于根据电热水壶的水温生成启动信号并输出。

在一些实施方式中，所述加热控制单元包括第一与门电路和第二与门电路，所述第一与门电路的两输入端分别连接所述光敏传感器和所述压力传感器的输出端，所述第一与门电路的输出端和所述温控器的输出端分别连接所述第二与门电路的两输入端，所述第二与门电路的输出端连接所述加热装置。

在一些实施方式中，所述信号检测单元还包括：

第一比较器，输入端连接所述光敏传感器的输出端，其输出端连接所述第一与门电路的一输入端，用于将所述光敏传感器的输出值与预设值比较；

第二比较器，输入端连接所述压力传感器的输出端，其输出端连接所述第一与门电路的另一输入端，用于将所述压力传感器的输出值与预设值比较。

在一些实施方式中，所述的控制电路，还包括：

警报器，所述警报器与所述第二比较器的输出端连接，根据所述第二比较器输出的比较值发出警报。

在一些实施方式中，所述警报器包括声音报警器和/或光报警器。

在一些实施方式中，所述的控制电路，还包括：

第一开关，输入端连接所述第二与门电路的输出端，其输出端连接所述加热装置。

在一些实施方式中，所述的控制电路，还包括：

开关电源电路，输入端连接所述输入电源，输出端连接所述信号检测单元。

第二方面，本发明提供了一种电热水壶，包括根据第一方面任一实施方式中所述的控制电路。

在一些实施方式中，所述的电热水壶，还包括：

壶体；和

底座，中部设有与所述壶体底部配合的凸起，凸起内部设有光敏传感器，靠近所述凸起的所述底座上设有压力传感器。

本发明提供的电热水壶的控制电路，包括信号检测单元、加热控制单元和反馈控制单元，信号检测单元的输入端通过第二开关与输入电源连接，用于检测水壶的启动信号，检测水壶的例如压力、光等启动信号并输出给加热控制单元，加热控制单元的输出端连接电热水壶的加热装置，根据接收到的启动信号控制加热装置工作，实现电热水壶的自启动烧水。反馈控制单元的第一输入端连接信号检测单元，第二输入端连接加热装置，输出端连接第二开关，反馈控制单元通过两输入端根据信号检测单元检测到的启动信号和加热装置的工作状态信号产生反馈信号，并根据反馈信号切断第二开关，在电热水壶加热完成后，根据加热装置不再工作的状态信号和启动信号控制第二开关断开，从而使得信号检测装置无法持续发送启动信号，从而水壶不再加热，避免水壶反复加热。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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是根据本发明一些实施方式中电热水壶的控制电路的结构示意图。

图2是根据本发明一些实施方式中电热水壶的控制电路的电路原理图。

图3是根据本发明一些实施方式中电热水壶的底座的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施例，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

需要说明的是，在电热水壶的自动启动控制电路中，现有技术一般采用的是传感器进行启动控制，例如当用户将水壶放在底座上时，传感器检测到压力信号，加热电路导通，水壶开始烧水。当水烧开时，温度传感器检测到温度信号，加热电路中断加热。但是这样一来，只要压力传感器被触发，电路就会导通，一方面用户只要将水壶放上去，无论用户需不需要烧水，水壶都会开始加热，更重要的是，当其他物体触发传感器，例如小孩触碰，加热电路也会导通，从而造成危险，导致这种控制电路缺乏实用性，无法进入市场。为了解决误触发的问题，现有技术中一般采用温控器加传感器的方案，当用户将水壶放上底座，例如压力传感器被触发，然后温控器对水温进行判断，当水温低于预设值时，启动自动烧水，当水温烧至100℃时，断开加热电路。这种控制电路利用温控器从一定程度上解决了误触发的问题，即使压力传感器被触发，温度传感器检测温度不在阈值范围内，加热电路也不会导通，但是这种控制电路依旧存在问题，在水烧开后，当用户不拿起水壶或者不手动断开电源，温控器持续检测水温，当水温低于预设值，水壶又会自动启动烧水，从而造成反复加热。当用户仅仅需要将自来水烧成开水，而后作为凉白开随时取用时，这种水壶反复加热，造成用户无法即时饮用，降低用户体验，另一方面，反复加热浪费电能，且反复加热容易导致水烧干，当用户不在家时，水壶反复干烧造成危险，甚至引起火灾，因此该种控制电路的电热水壶也不实用。正是基于此，本发明提供了一种新的电热水壶的控制电路，图1中示出了在一些实施方式中本发明控制电路的结构。

如图1所示，在一些实施方式中，本发明的电热水壶的控制电路包括有电源电路10、第二开关20、信号检测单元30和加热控制单元40，电源电路10为控制电路的输入电源。信号检测单元30的输入端通过第二开关20与电源电路10连接，第二开关20控制信号检测单元30的通断。信号检测单元30用于检测电热水壶的启动信号并输出，启动信号可以是例如压力信号、光敏信号等。信号检测单元30的输出端连接加热控制单元40，加热控制单元40的输出端连接电热水壶的加热装置50，加热控制单元40接收信号检测单元30发送的启动信号，根据启动信号控制加热装置50工作，从而对电热水壶进行烧水。在一些实施方式中，本发明的控制电路还包括反馈控制单元60，反馈控制单元60的一输入端连接信号检测单元30的输出端，另一输入端连接加热装置50，输出端连接第二开关20。反馈控制单元60接收信号检测单元30的起动信号和加热装置50的工作状态信号，其根据启动信号和工作状态信号生产反馈信号，并根据反馈信号控制第二开关20的通断，在电热水壶烧水完成后，切断第二开关20，从而使得信号检测单元30不再发送启动信号，从而避免电热水壶反复加热。

图2中示出了根据本发明一个具体实施方式中控制电路的电路原理图，下面结合图2对本发明的控制电机进一步说明。

如图2所示，在本实施方式中，控制电路可设置在例如水壶的底座内，底座上设置有与水壶壶身耦合连接接口。输入电源的火线(L)、零线(N)通过开关电源电路11与信号检测单元30连接，信号检测单元30包括并联的光敏传感器31和压力传感器33，光敏传感器31可设置在连接接口内，持续检测光信号，当水壶壶身与底座配合时，连接接口的光被遮挡，光敏传感器31被触发，持续输出高电平，当水壶壶身与底座脱离后，连接接口的光不被遮挡，光敏传感器31持续输出低电平。压力传感器33可设置在底座的上表面，持续检测底座上的压力信号，当水壶壶身与底座配合时，压力传感器33被触发，持续输出高电平，当水壶壶身与底座脱离后，压力传感器持续输出低电平。通过光敏传感器31和压力传感器33同时对水壶进行检测，减少误触发的风险，使得水壶的自启动检测更准确。

在本实施方式中，信号检测单元30还包括第一比较器32和第二比较器34，第一比较器32设置在光敏传感器31的并联支路上，与光敏传感器31的输出端相连，第二比较器34设置在压力传感器33的并联支路上，与压力传感器的输出端相连。第一比较器32接收来自光敏传感器31发送的电信号，与第一比较器32预设的信号值进行比较，当光敏传感器31发送的电信号满足预设信号值时，第一比较器32输出高电平1，当不满足预设信号值时，输出低电平0。第二比较器34接收来自压力传感器33发送的电信号，与第二比较器34预设的信号值进行比较，当压力传感器33发送的电信号满足预设信号阈值，第二比较器34输出高电平1，当不满足预设信号阈值时，第二比较器34输出低电平0。

如图2所示，加热控制单元40包括有第一与门电路41和第二与门电路42，第一与门电路41包括有两个输入端和一个输出端，第一输入端连接第一比较器32的输出端，从而接收第一比较器32的输出信号，第二输入端连接第二比较器34的输出端，从而接收第二比较器34的输出信号。在本实施方式中，控制电路还包括有温控器80，温控器80用于检测水壶内的水温，并将温度信号与预设的温度阈值进行比较，并将比较值输出。第一与门电路41的输出端和温控器80的输出端分别连接第二与门电路42的两个输入端，第二与门电路42接收两者的输出信号，其输出端连接第一开关51，之后连接加热装置50，从而根据第一与门电路41和温控器80的输出信号控制第一开关51闭合或断开，继而控制加热装置50。

在一些实施方式中，本发明的控制电路还包括警报器70，警报器70的输入端连接第二比较器34的输出端，并响应于第二比较器34的输出信号发出警报，例如当压力传感器33检测到的压力值超过第二比较器34预设的压力阈值，警报器70根据接收到的信号发出警报。在一些实施方式中，警报器70可以是例如声音报警器或光报警器等，例如扬声器、LED指示灯等，本发明对此不作限制。

如图2所示，对于热水壶的加热电路，包括有第一开关51，第一开关51设置在热水壶的加热电路上，用于控制加热电路的通断。第二与门电路42的输出端连接第一开关51的控制端，从而通过第一开关51控制加热装置50的工作或断开。

在本实施方式中，在光敏传感器31的并联支路上设置有第二开关20，第二开关20控制光敏传感器31的支路的通断。反馈控制单元包括非门电路61和或门电路62，非门电路61的输入端连接压力传感器33的输出端，非门电路61的输出端连接或门电路62的一输入端，或门电路62的另一输入端连接第一开关51的输出端，且用于检测第一开关51的通断状态，或门电路62的输出端连接第二开关20，或门电路62根据非门电路61的输出值和加热电路的工作状态信号生产反馈信号，并根据反馈信号控制第二开关20的通断。当第一开关51断开，压力传感器33检测到压力时，非门电路61接收高电平信号1输出低电平0至或门电路的一输入端，或门电路62的另一输入端接收第一开关51断开的低电平信号0，从而控制第二开关20断开。当第一开关51断开，压力传感器33没有检测到压力时，非门电路61接收低电平信号0输出高电平1至或门电路的输入端，或门电路62的另一输入端接收第一开关51断开的低电平信号0，从而控制第二开关20闭合。

上述对本发明控制电路的结构进行了说明，下面结合图2对本发明控制电路的工作原理进行说明。

在烧水时，用户在水壶壶体内盛装需要烧的水，将水壶壶体防止在底座上，此时设置在底座上的光敏传感器31检测到光被遮挡，输出光信号至第一比较器32，第一比较器32将接收的信号值与预设的信号值比较，输出高电平1至第一与门电路41。压力传感器33检测到压力信号，并将压力信号输出至第二比较器34，第二比较器34将接收到的压力信号与预设的压力阈值进行比较，当信号值超过压力阈值，第二比较器34输出信号至警报器70，警报器70发出警报。当压力信号位于阈值内，第二比较器34输出高电平1至第一与门电路41。

第一与门电路41两个输入端均接收到高电平1，因此输入高电平1至第二与门电路42，温控器80检测水温位于预设温度阈值内，温控器80输出高电平1。第二与门电路42两输入端均接收到高电平1，因此输出高电平1至第一开关51，第一开关51闭合，加热装置50开始加热。当水烧开后，可通过例如限温器控制第一开关51断开。当第一开关51断开，或门电路62的一个输入端接收到表示第一开关51断开的低电平信号0，由于水壶壶身依旧在底座上，因此非门电路61接收到压力传感器33输出的高电平1，非门电路61反向后输出0至或门电路62的另一输入端，因此或门电路62输出0，进而第二开关20断开，第二开关20断开后，光敏传感器31不再发送信号，控制电路不会在启动加热。当用户拿起水壶，压力传感器33输出0至非门电路61，非门电路61反向后输出1至或门电路62，因此或门电路62输出1至第二开关20，第二开关20闭合，此时光敏传感器31处于工作状态，检测水壶下一次放置在底座上的信号，当用户再次放置水壶，则重复上述控制过程。在本实施方式中，通过反馈电路对光敏传感器31通断的控制，解决自启动水壶反复烧水的问题，避免出现水壶干烧的危险，提高安全性和用户体验。

上述对本实施方式的控制电路的结构及工作原理进行了说明，在上述实施方式的基础上，本发明的控制电路还可以有其它可替代实施方式。例如在一些替代实施方式中，与上述实施方式的区别在于，第二开关20可设置在压力传感器33的并联支路上，从而控制压力传感器33的通断，非门电路61的输入端连接光敏传感器31的输出端，其控制原理与上述实施方式中原理类似，本领域技术人员在上述公开的基础上可以实施，在此不再赘述。

第二方面，本发明还提供了一种电热水壶，如图3所示，该电热水壶包括壶体、底座100和上述的控制电路，控制电路可设于水壶的底座100内，底座100的中部设有与壶体底部配合的凸起110，凸起110为圆环柱状凸出结构，加热装置50设置在壶体内的底部，凸起110内部设有与壶体内的加热装置50耦合连接的导体。凸起110的内部设置有光敏传感器31，从而检测光信号，在靠近凸起110的底座100的上表面设置有压力传感器32，通过两个传感器结合控制，相对现有的压力控制检测精度更高，降低误判断风险，同时设置压力传感器32靠近凸起110的底部，在结构上进一步减少非水壶物体触发压力传感器32，降低误触风险。

显然，上述实施方式仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种电热水壶的控制电路，其特征在于，包括：

信号检测单元，输入端通过第二开关与输入电源连接，其用于检测电热水壶的启动信号并输出；

加热控制单元，输入端连接所述信号检测单元的输出端，其输出端连接电热水壶的加热装置，所述加热控制单元根据信号检测单元输出的启动信号控制所述加热装置工作；

反馈控制单元，第一输入端连接信号检测单元，第二输入端连接所述加热装置，输出端连接所述第二开关，所述反馈控制单元根据所述信号检测单元检测到的启动信号和所述加热装置的工作状态信号生产反馈信号，并根据所述反馈信号切断所述第二开关。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，

所述信号检测单元包括并联的光敏传感器和压力传感器，所述第二开关与所述光敏传感器和所述压力传感器其中之一连接，所述反馈控制单元的所述第一输入端与所述光敏传感器和所述压力传感器其中另一的输出端连接。

3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，

所述反馈控制单元包括一非门电路和一或门电路，所述非门电路的输入端与所述压力传感器的输出端连接，所述非门电路的输出端连接所述或门电路的一输入端，所述或门电路的另一输入端连接所述加热装置，所述或门电路的输出端连接所述第二开关。

4.根据权利要求2或3所述的控制电路，其特征在于，还包括：

温控器，输出端连接所述加热控制单元，用于根据电热水壶的水温生成启动信号并输出。

5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，

所述加热控制单元包括第一与门电路和第二与门电路，所述第一与门电路的两输入端分别连接所述光敏传感器和所述压力传感器的输出端，所述第一与门电路的输出端和所述温控器的输出端分别连接所述第二与门电路的两输入端，所述第二与门电路的输出端连接所述加热装置。

6.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述信号检测单元还包括：

第一比较器，输入端连接所述光敏传感器的输出端，其输出端连接所述第一与门电路的一输入端，用于将所述光敏传感器的输出值与预设值比较；

第二比较器，输入端连接所述压力传感器的输出端，其输出端连接所述第一与门电路的另一输入端，用于将所述压力传感器的输出值与预设值比较。

7.根据权利要求6所述的控制电路，其特征在于，还包括：

警报器，所述警报器与所述第二比较器的输出端连接，根据所述第二比较器输出的比较值发出警报。

8.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于，

所述警报器包括声音报警器和/或光报警器。

9.根据权利要求5至8任一项所述的控制电路，其特征在于，还包括：

第一开关，输入端连接所述第二与门电路的输出端，其输出端连接所述加热装置。

10.根据权利要求1至3任一项所述的控制电路，其特征在于，还包括：

开关电源电路，输入端连接所述输入电源，输出端连接所述信号检测单元。

11.一种电热水壶，其特征在于，包括根据权利要求1至10任一项所述的控制电路。

12.根据权利要求11所述的电热水壶，其特征在于，还包括：

壶体；和

底座，中部设有与所述壶体底部配合的凸起，凸起内部设有光敏传感器，靠近所述凸起的所述底座上设有压力传感器。