CN113141031B - 一种便携式食品加工机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种便携式食品加工机，包括：主控模块、充电控制模块、电流检测模块和电池模块；电流检测模块包括充电采样电阻和放电采样电阻；充电采样电阻的第一端与放电采样电阻第二端相连，充电采样电阻的第二端接地；放电采样电阻的第一端与主控模块电流采样端口相连；主控模块通过充电控制模块识别机器是否已连接充电线，根据当前的工作状态确定是否使能充电控制模块开始充电，在充电状态下通过调整占空比调整充电电流；主控模块还在充电过程中通过充电采样电阻检测充电电流，在放电过程中通过放电采样电阻检测放电电流。该实施例方案在保证检测精度基础上，通过主控的一个端口实现充放电两种电流采样，提升端口利用率，降低整机成本。

Description

一种便携式食品加工机

技术领域

本发明实施例涉及烹饪设备控制技术，尤指一种便携式食品加工机。

背景技术

现有采用电池供电方式的随行杯等机器充放电电流检测存在以下缺陷：

充电和放电采用同一路电流检测电路方式，由于充放电电流差异大，在保证放电检测准确的前提下，充电电流检测偏大时导致电池充电电流超出电池充电上限阀值影响电池寿命，充电电流检测偏小时导致电池充电时间过长影响用户体验。

充电和放电采用两路电流检测电路方式，能保证充放电电流检测准确，但是由于采用两路电流检测电路，需要主控配置两个AD口及外围电路，主控资源受限，成本增加。

发明内容

本发明实施例提供了一种便携式食品加工机，能够在保证检测精度的基础上，通过主控模块的一个采样端口根据机器的工作状态实现两个电流检测回路中电流的检测，提升主控模块的端口利用率，降低整机成本，并实现对充电过程的优化控制。

为了达到本发明实施例目的，本发明实施例提供了一种便携式食品加工机，可以包括：主控模块、充电控制模块、电流检测模块和电池模块；所述电流检测模块可以包括：充电采样电阻R1和放电采样电阻R2；所述充电采样电阻R1位于充电回路中，所述放电采样电阻R2位于放电回路中；所述充电采样电阻R1的第一端与所述放电采样电阻R2的第二端相连，所述充电采样电阻R1的第二端接地；所述放电采样电阻R2的第一端与所述主控模块的电流采样端口相连；

所述主控模块可以通过所述充电控制模块识别机器是否已连接充电线，根据当前的工作状态确定是否使能所述充电控制模块开始为所述电池模块充电，并在充电状态下通过调整所述充电控制模块的用于充电升压控制的脉宽调制PWM信号的占空比调整充电电流；

所述主控模块还可以在充电过程中通过所述充电采样电阻R1检测充电电流，并在放电过程中通过所述放电采样电阻R2检测放电电流。

在本发明的示例性实施例中，所述便携式食品加工机还可以包括：电机模块；所述电机模块可以包括相互连接的电机和电机驱动控制电路；

所述充电回路可以包括：外部充电电源、电池模块和充电采样电阻R1；

充电电流的流向依次可以包括：外部充电电源的电压输入端VIN_DC、电池模块的电池正极BAT+、电池模块的电池负极BAT-、充电采样电阻R1和外部充电电源的电压输出端GND；

所述放电回路可以包括：电池模块、电机、驱动开关和放电采样电阻R2；

放电电流的流向依次可以包括：电池模块的电池正极BAT+、电机的正极M+、电机的负极M-、驱动开关、电池模块的电池负极BAT-、放电采样电阻R2和电池模块的电池负极BAT-。

在本发明的示例性实施例中，所述充电控制模块可以包括：依次相连并分别与所述主控模块相连的充电线插电检测单元、充电使能控制单元和充电升压控制单元；

所述充电线插电检测单元与所述主控模块的充电检测端口IO_USBIN相连，用于识别机器是否已连接充电线，将要进行充电工作；

所述充电使能控制单元与所述主控模块的使能控制端口IO_VIN相连，用于在所述主控模块的控制下使能充电；

所述充电升压控制单元与所述主控模块的第一占空比输出端口IO_PWML相连，用于在所述主控模块的控制下实现充电电压抬升及充电电流大小调节。

在本发明的示例性实施例中，所述充电线插电检测单元可以包括：第一分压电阻、第二分压电阻和第一滤波电容；所述第一分压电阻和第二分压电阻串联，所述第一分压电阻与外部充电电源的电压输入端VIN_DC相连，所述第二分压电阻接地，所述第一滤波电容与所述第二分压电阻并联；所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的连接端与所述充电检测端口IO_USBIN相连；

所述充电使能控制单元包括：第一驱动电阻、第二驱动电阻、三极管、第三驱动电阻、第四驱动电阻和第一金属氧化物半导体场效应晶体管MOS管；所述第一驱动电阻的第一端与所述使能控制端口IO_VIN相连，第二端与所述三极管的基极相连；所述第二驱动电阻并联于所述三极管的基极和发射极上；所述第三驱动电阻的第一端与所述三极管的集电极相连，第二端与所述第一MOS管的栅极相连，所述第四驱动电阻并联于所述第一MOS管的源极和栅极上；所述第一MOS管的源极与电压输入端VIN_DC相连，所述第一MOS管的漏极与所述电池模块的电池正极BAT+相连；

所述充电升压控制单元包括：第五驱动电阻、第六驱动电阻和第二MOS管；所述第五驱动电阻的第一端与所述第一占空比输出端口IO_PWML相连，第二端与所述第二MOS管的栅极相连，所述第六驱动电阻并联于所述第二MOS管的源极和栅极上，所述第二MOS管的漏极与所述电池模块的电池正极BAT+相连。

在本发明的示例性实施例中，所述电池模块可以包括：电池电压检测电路和电池温度检测电路；

所述电池电压检测电路，用于检测电池电压；

所述电池温度检测电路，用于检测电池温度；

所述主控模块，还可以用于根据所述电池电压和所述电池温度配置相应的充电状态；所述充电状态包括：涓流充电、恒流充电和恒压充电；

当PWM信号的占空比大于或等于预设的最小占空比，且小于或等于预设的最大占空比时，根据当前的充电状态执行充电；

当PWM信号的占空比小于预设的最小占空比时，如果处于涓流充电状态下，则按照所述最小占空比执行充电，如果处于恒流充电和恒压充电状态下，则停止充电；

当PWM信号的占空比大于预设的最大占空比时，停止充电。

在本发明的示例性实施例中，所述主控模块在充电状态下调整所述充电控制模块的占空比可以包括：根据下述关系式调整所述占空比：D1＝D0*I0/I1；

其中，D1为调整后的占空比，D0为预设占空比，I1为实时检测出的充电电流，I0为设定充电状态下的预设充电电流。

在本发明的示例性实施例中，所述主控模块根据当前的工作状态确定是否使能所述充电控制模块开始为所述电池模块充电可以包括：

检测工作状态标志位；

当所述工作状态标志位指示机器处于食品加工状态时，识别机器已连接充电线后，确定不使能所述充电控制模块为所述电池模块充电，维持当前的食品加工状态；

当所述工作状态标志位指示机器处于待机状态时，识别机器已连接充电线后，使能所述充电控制模块开始为所述电池模块充电。

在本发明的示例性实施例中，所述主控模块还可以用于：

当所述工作状态标志位指示机器处于食品加工状态时，通过所述放电采样电阻R2检测放电电流；

通过第二占空比输出端口IO_PWM_M输出放电电流的调整占空比，以实时调整所述放电电流；

其中，所述放电电流的调整占空比根据下述关系式获得：

Dn＝Dm*Im/In；

其中，Dn为调整后的占空比，Dm为预设占空比，In为实时检测出的放电电流，Im为放电状态下的预设放电电流。

在本发明的示例性实施例中，所述主控模块还可以用于：

将检测到的放电电流In与预设的上限电流阈值Ih相比较；

当In≥Ih时，如果放电持续时长大于或等于预设的时长阈值，则关闭控制电机停止工作，将电流超阀值计数减1，并重新启动相应功能进行工作；

如果连续N次出现In≥Ih，提示机器异常，进入等待阶段，并在等待时长达到预设时长后重新启动相应功能；在相应功能执行过程中，如果In＜Ih，则完成相应功能，如果再次出现In≥Ih，则直接报警并进入待机状态。

在本发明的示例性实施例中，所述主控模块还可以用于：根据采集的充电电流、充电采样电阻R1的额定功率、放电电流、放电采样电阻R2的额定功率以及充电采样电阻R1与放电采样电阻R2的关系值计算充电采样电阻R1和放电采样电阻R2的数值。

本发明实施例的有益效果可以包括：

1、本发明实施例的便携式食品加工机可以包括：主控模块、充电控制模块、电流检测模块和电池模块；所述电流检测模块可以包括：充电采样电阻R1和放电采样电阻R2；所述充电采样电阻R1位于充电回路中，所述放电采样电阻R2位于放电回路中；所述充电采样电阻R1的第一端与所述放电采样电阻R2的第二端相连，所述充电采样电阻R1的第二端接地；所述放电采样电阻R2的第一端与所述主控模块的电流采样端口相连；所述主控模块可以通过所述充电控制模块识别机器是否已连接充电线，根据当前的工作状态确定是否使能所述充电控制模块开始为所述电池模块充电，并在充电状态下通过调整所述充电控制模块的用于充电升压控制的脉宽调制PWM信号的占空比调整充电电流；所述主控模块还可以在充电过程中通过所述充电采样电阻R1检测充电电流，并在放电过程中通过所述放电采样电阻R2检测放电电流。通过该实施例方案，在保证检测精度的基础上，通过主控模块的一个采样端口根据机器的工作状态实现了两个电流检测回路(充电回路和放电回路)中电流的检测，提升主控模块的端口利用率，降低整机成本，并实现对充电过程的优化控制。

2、本发明实施例的所述便携式食品加工机还可以包括：电机模块；所述电机模块可以包括相互连接的电机和电机驱动控制电路；所述充电回路可以包括：外部充电电源、电池模块和充电采样电阻R1；充电电流的流向依次可以包括：外部充电电源的电压输入端VIN_DC、电池模块的电池正极BAT+、电池模块的电池负极BAT-、充电采样电阻R1和外部充电电源的电压输出端GND；所述放电回路可以包括：电池模块、电机、驱动开关和放电采样电阻R2；放电电流的流向依次可以包括：电池模块的电池正极BAT+、电机的正极M+、电机的负极M-、驱动开关、电池模块的电池负极BAT-、放电采样电阻R2和电池模块的电池负极BAT-。通过该实施例方案，放电回路和充电回路配置不同阻值的采样电阻，保证两个回路电流采样准确，保证电池安全及电机的使用寿命。并且通过放电回路和充电回路的设计，利用最少的芯片资源和最少的外围电路器件，通过机器的状态识别区分实现两个回路的电流检测，简化检测电路，降低成本，保证电流检测的精度。

3、本发明实施例的所述充电线插电检测单元可以包括：第一分压电阻、第二分压电阻和第一滤波电容；所述第一分压电阻和第二分压电阻串联，所述第一分压电阻与外部充电电源的电压输入端VIN_DC相连，所述第二分压电阻接地，所述第一滤波电容与所述第二分压电阻并联；所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的连接端与所述充电检测端口IO_USBIN相连；所述充电使能控制单元包括：第一驱动电阻、第二驱动电阻、三极管、第三驱动电阻、第四驱动电阻和第一MOS管；所述第一驱动电阻的第一端与所述使能控制端口IO_VIN相连，第二端与所述三极管的基极相连；所述第二驱动电阻并联于所述三极管的基极和发射极上；所述第三驱动电阻的第一端与所述三极管的集电极相连，第二端与所述第一MOS管的栅极相连，所述第四驱动电阻并联于所述第一MOS管的源极和栅极上；所述第一MOS管的源极与电压输入端VIN_DC相连，所述第一MOS管的漏极与所述电池模块的电池正极BAT+相连；所述充电升压控制单元包括：第五驱动电阻、第六驱动电阻和第二MOS管；所述第五驱动电阻的第一端与所述第一占空比输出端口IO_PWML相连，第二端与所述第二MOS管的栅极相连，所述第六驱动电阻并联于所述第二MOS管的源极和栅极上，所述第二MOS管的漏极与所述电池模块的电池正极BAT+相连。通过该实施例方案，为所述主控模块识别机器是否已连接充电线，根据当前的工作状态确定是否使能充电，并在充电状态下通过调整占空比调整充电电流提供了技术基础。

4、本发明实施例的所述电池模块可以包括：电池电压检测电路和电池温度检测电路；所述电池电压检测电路，用于检测电池电压；所述电池温度检测电路，用于检测电池温度；所述主控模块，还可以用于根据所述电池电压和所述电池温度配置相应的充电状态；所述充电状态包括：涓流充电、恒流充电和恒压充电；当PWM信号的占空比大于或等于预设的最小占空比，且小于或等于预设的最大占空比时，根据当前的充电状态执行充电；当PWM信号的占空比小于预设的最小占空比时，如果处于涓流充电状态下，则按照所述最小占空比执行充电，如果处于恒流充电和恒压充电状态下，则停止充电；当PWM信号的占空比大于预设的最大占空比时，停止充电。通过该实施例方案，通过各个充电状态下充电电流自适应调整及控制保护，保证充电正常及电池寿命。

5、本发明实施例的所述主控模块在充电状态下调整所述充电控制模块的占空比可以包括：根据下述关系式调整所述占空比：D1＝D0*I0/I1；其中，D1为调整后的占空比，D0为预设占空比，I1为实时检测出的充电电流，I0为设定充电状态下的预设充电电流。通过该实施例方案，可以通过调整充电升压控制部分的PWM信号的占空比实现充电电流控制调整，实现用户连接不同充电电源条件下可靠充电。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例的便携式食品加工机组成框图；

图2为本发明实施例的充电回路和放电回路示意图；

图3为本发明实施例的充电控制模块电路结构示意图；

图4为本发明实施例的优化后的食品加工机的控制流程示意图。

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明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例一

本发明实施例提供了一种便携式食品加工机，如图1、图2所示，可以包括：主控模块1、充电控制模块2、电流检测模块3和电池模块4；电池模块4为便携式食品加工机提供电源；所述电流检测模块3可以包括：充电采样电阻R1和放电采样电阻R2；所述充电采样电阻R1位于充电回路中，所述放电采样电阻R2位于放电回路中；所述充电采样电阻R1的第一端与所述放电采样电阻R2的第二端相连，所述充电采样电阻R1的第二端接地；所述放电采样电阻R2的第一端与所述主控模块的电流采样端口相连；

所述主控模块1可以通过所述充电控制模块识别机器是否已连接充电线，根据当前的工作状态确定是否使能所述充电控制模块开始为所述电池模块充电，并在充电状态下通过调整所述充电控制模块的用于充电升压控制的脉宽调制PWM信号的占空比调整充电电流；

所述主控模块1还可以在充电过程中通过所述充电采样电阻R1检测充电电流，并在放电过程中通过所述放电采样电阻R2检测放电电流。

在本发明的示例性实施例中，在线路板上设置主控模块1、充电控制模块2、电流检测模块3和电池模块4等模块实现充放电电流检测电路，可以通过机器工作状态识别判断检测充放电电流并实施控制保护。

在本发明的示例性实施例中，主控模块1可以包括主控单元MCU部分、显示控制部分、按键开关控制部分以及对电池模块4、电机模块5、充电控制模块2、电流检测模块3的控制部分。

在本发明的示例性实施例中，充电控制模块2可以包括充电线插电检测单元、充电使能控制单元，充电升压控制单元三部分，主控模块1可以通过充电线插电检测单元识别判断机器是否要进行充电工作，主控模块1可以通过充电使能控制单元实现机器充电状态的使能控制，主控模块1可以通过充电升压控制单元实现充电电压抬升及充电电流大小调节控制。

在本发明的示例性实施例中，电流检测模块3可以包括充电电流检测回路(即充电回路)、放电电流检测回路(即放电回路)。

在本发明的示例性实施例中，所述便携式食品加工机还可以包括：电机模块5；所述电机模块5可以包括相互连接的电机和电机驱动控制电路。

在本发明的示例性实施例中，如图2所示，所述充电回路可以包括：外部充电电源、电池模块和充电采样电阻R1；

充电电流的流向依次可以包括：外部充电电源的电压输入端VIN_DC、电池模块的电池正极BAT+、电池模块的电池负极BAT-、充电采样电阻R1和外部充电电源的电压输出端GND；

所述放电回路可以包括：电池模块、电机、驱动开关和放电采样电阻R2；

放电电流的流向依次可以包括：电池模块的电池正极BAT+、电机的正极M+、电机的负极M-、驱动开关、电池模块的电池负极BAT-、放电采样电阻R2和电池模块的电池负极BAT-。

在本发明的示例性实施例中，整个电流检测模块3中的检测电路可以分为两部分，分别为充电回路和放电回路，主控模块1可以根据机器的当前工作状态识别区分处于充电状态还是处于放电状态，主控根据检测采样的电流值做相应的调整控制。

在本发明的示例性实施例中，下面对充电回路作详细介绍：

机器处于非工作状态情况下，主控模块1可以通过充电线插电检测单元识别是否要进行充电，当检测到有充电线插入时，可以进入充电状态；

充电线正极(即外部充电电源的电压输入端)VIN_DC→电池组(或电池)正极BAT+→电池组(或电池)负极BAT-→电流采样电阻(充电采样电阻)R1→充电线负极(即外部充电电源的电压输出端)GND，形成充电电流检测的闭环回路；主控模块1的AD口ADC_OCP接由放电回路的采样电阻(放电采样电阻)R2、电阻R3和电容C1组成的RC滤波电路，主控模块1通过采样电阻R1两端的压差转化为电流值，充电回路的采样电阻R1接地作为充电电流检测的闭环回路压差基准，放电回路的采样电阻R2和电阻R3串联相当于一个滤波电阻，不对充电回路的采样电流值产生影响。

在本发明的示例性实施例中，下面对放电回路作详细介绍：

机器处于工作状态情况下，主控模块1可以通过开关按键状态识别进入工作执行过程中；

电池组(或电池)正极BAT+→电机的正极M+→电机的负极M-→驱动开关电路→电流采样电阻R2→电池组负极BAT-，形成放电电流检测的闭环回路，主控模块1的AD口ADC_OCP接电阻R3和电容C1组成的RC滤波电路，主控通过采样电阻R2两端的压差转化为电流值，充电回路的采样电阻R1接地作为放电电流检测的闭环回路压差基准，由于采样电阻R1不在放电回路内，流经采样电阻R1的电流相对于电机工作电流(A级别)非常小(mA级别)，可忽略不计不对放电回路的采样电流值产生影响；

驱动开关电路可以包括驱动开关、滤波电阻R4和限流电阻R5，滤波电阻R4和限流电阻R5的第一端可以分别与驱动开关的受控端相连，滤波电阻R4第二端接地，限流电阻R5的第二端与主控模块1的IO口IO_PWM_M相连，主控模块1的IO口IO_PWM_M输出PWM信号；其中，驱动开关可以为金属氧化物半导体场效应晶体管MOS管(如Q1)，MOS管的栅极与滤波电阻R4和限流电阻R5的第一端相连，源极和漏极可以串联于放电回路中；

根据采样电流值通过主控的IO口IO_PWM_M输出PWM信号及电阻R4、R5组成的驱动电路驱动开关管Q1通断实现电机转速控制及电机电流大小的调整闭环控制。

在本发明的示例性实施例中，如果充电回路和放电回路采用一个采样电阻的方式，由于电机工作电流大(放电回路)及电池充电电流小(充电回路)，两者差异大，基于采样电阻的功耗考虑，采样电阻的阻值选择相对较小一些，可保证放电回路电流采样准确，但存在充电回路电流采样偏差大，引起电池充电电流失控导致电池充电安全风险，通过本发明实施例的充放电电流检测电路设计，放电回路和充电回路配置不同阻值的采样电阻，保证两个回路电流采样准确，保证电池安全及电机的使用寿命。

在本发明的示例性实施例中，如果充电回路和放电回路分别采用一套电流采样电路，主控需要增加一个AD口以及RC滤波电路，增加线路板面积及器件、主控模块资源需增加，增加了机器成本，通过本发明实施例的充放电电流检测电路(即电流检测模块3)的设计，利用最少的芯片资源和最少的外围电路器件，通过机器的状态识别(例如，识别工作状态和非工作状态，其中工作状态下不进行充电，放电回路工作，非工作状态下进行充电，充电回路工作)区分实现两个回路的电流检测，简化了检测电路，降低了成本，保证了电流检测的精度。

在本发明的示例性实施例中，通过线路板上的电流检测模块3的设计，通过根据系统配置的电池及电机参数匹配相应的采样电阻值，实现充放电两个电流检测回路共用，实现器件最少；通过两个不同的采样电阻(R1和R2)保证充放电两个电流检测回路的电流检测准确；通过主控模块1的一个AD口(如ADC_OCP端口)根据机器状态实现两个电流检测回路的检测，提升主控模块1的端口利用率，降低主控模块1成本；机器放置线路板的空间有限的条件下实现线路板尺寸最小化，相应的电路最简化，满足设计要求并降低了成本，保证机器的使用寿命。

实施例二

该实施例在实施例一的基础上，如图3所示，给出了充电控制模块2的具体电路结构实施例。

在本发明的示例性实施例中，所述充电控制模块2可以包括：依次相连并分别与所述主控模块1相连的充电线插电检测单元21、充电使能控制单元22和充电升压控制单元23；

所述充电线插电检测单元21可以与所述主控模块1的充电检测端口IO_USBIN相连，用于识别机器是否已连接充电线，将要进行充电工作；

所述充电使能控制单元22可以与所述主控模块1的使能控制端口IO_VIN相连，用于在所述主控模块的控制下使能充电；

所述充电升压控制单元23可以与所述主控模块1的第一占空比输出端口IO_PWML相连，用于在所述主控模块1的控制下实现充电电压抬升及充电电流大小调节。

在本发明的示例性实施例中，所述充电线插电检测单元21可以包括：第一分压电阻R6、第二分压电阻R7和第一滤波电容C2；所述第一分压电阻R6和第二分压电阻R7串联，所述第一分压电阻R6与外部充电电源的电压输入端VIN_DC相连，所述第二分压电阻R7接地，所述第一滤波电容C2与所述第二分压电阻R7并联；所述第一分压电阻R6和所述第二分压电阻R7的连接端与所述充电检测端口IO_USBIN相连；

所述充电使能控制单元22包括：第一驱动电阻R10、第二驱动电阻R11、三极管T1、第三驱动电阻R9、第四驱动电阻R8和第一MOS管Q2；所述第一驱动电阻R10的第一端与所述使能控制端口IO_VIN相连，第二端与所述三极管T1的基极B相连；所述第二驱动电阻R11并联于所述三极管T1的基极B和发射极E上；所述第三驱动电阻R9的第一端与所述三极管T1的集电极C相连，第二端与所述第一MOS管Q2的栅极G相连，所述第四驱动电阻R8并联于所述第一MOS管Q2的源极S和栅极G上；所述第一MOS管Q2的源极S与电压输入端VIN_DC相连，所述第一MOS管Q2的漏极D与所述电池模块4的电池正极BAT+相连；

所述充电升压控制单元23可以包括：第五驱动电阻R13、第六驱动电阻R14和第二MOS管Q3；所述第五驱动电阻R13的第一端与所述第一占空比输出端口IO_PWML相连，第二端与所述第二MOS管Q3的栅极G相连，所述第六驱动电阻R14并联于所述第二MOS管Q3的源极S和栅极G上，所述第二MOS管Q3的漏极D与所述电池模块4的电池正极BAT+相连，其中，充电升压控制单元23还包括：两个并联设置的电容C3和C4与电感L1的一端串联，且电感L1的另一端与电池模块4的电池正极BAT+相连。

在本发明的示例性实施例中，当充电线插电检测单元21检测到用户放置充电线时，如果机器处于待机状态时，机器主控模块1可以控制进入充电状态；如果机器处于工作状态时，机器主控模块1可以控制继续执行功能。

在本发明的示例性实施例中，当进入充电状态时，主控模块1检测电池模块4的温度、单节电池电压情况等，匹配相应的充电模式，主控模块1驱动打开充电使能控制单元22以及充电升压控制单元23，机器通过充电线的正极给电池模块4供电VIN_DC，电池模块4的负极BAT-接电流检测模块3，再通过接地GND回到充电线的负极，主控模,1实时检测电流值V，并根据检测的电流值与系统设定的充电电流值Vc进行比较，当V≠Vc时，主控模块1通过调整充电升压控制输出的PWM信号的占空比实现充电电流的控制。

在本发明的示例性实施例中，当机器检测得到用户进行功能按键操作时可以进入工作状态，电池模块4的正极BAT+连接到电机模块5的电机正极，电机的负极M-接电机驱动开关Q1后再接到电流检测模块3，再回到电池模块4的负极BAT-。

在本发明的示例性实施例中，主控模块1通过电机驱动开关控制输出PMW信号驱动电机工作，主控模块1实时检测电流值V，并根据检测的电流值与系统设定的放电电流值Vf进行比较，当V≠Vf时，主控模块1通过调整电机驱动开关Q1控制输出的PWM信号的占空比，实现电机转速的控制以及放电电流的调整控制。

在本发明的示例性实施例中，根据机器工作状态识别区分机器充电状态或放电状态，两个状态的电流检测电路共用，主控模块的MCU配置一个AD口采集电流值，充电电流检测回路与放电电流检测回路的采样电阻的阻值根据系统配置的电池及电机参数匹配相应的采样电阻值，保证两个电流检测回路电流采样准确。

在本发明的示例性实施例中，通过机器的工作状态标志位读取、充电线连接状态识别判断，确认识别主控模块检测的电流值是否为充电状态的电流，避免充电和放电同时进行，以及电流检测回路准确区分识别，保证机器工作正常及电池的寿命，提升机器的智能化程度。

实施例三

该实施例在实施例一或实施例二的基础上，给出了主控模块1根据采集的电流值对充电状态做相应的调整及保护的实施例方案。

在本发明的示例性实施例中，所述电池模块4可以包括：电池电压检测电路和电池温度检测电路；

所述电池电压检测电路，用于检测电池电压；

所述电池温度检测电路，用于检测电池温度；

所述主控模块1，还可以用于根据所述电池电压和所述电池温度配置相应的充电状态；所述充电状态包括：涓流充电、恒流充电和恒压充电；

当PWM信号的占空比大于或等于预设的最小占空比，且小于或等于预设的最大占空比时，根据当前的充电状态执行充电；

当PWM信号的占空比小于预设的最小占空比时，如果处于涓流充电状态下，则按照所述最小占空比执行充电，如果处于恒流充电和恒压充电状态下，则停止充电；

当PWM信号的占空比大于预设的最大占空比时，停止充电。

在本发明的示例性实施例中，主控模块1根据充电电流大小通过充电升压控制单元23对充电电压和充电电流进行调整控制，根据电池的电压及温度状态配置相应的充电状态(涓流、恒流、恒压三个状态)，具体地，可以包括：当电池电压小于预设的电压阈值时进行恒流充电，当电池电压大于或等于预设的电压阈值时进行恒压充电，当恒压充电结束后进入涓流充电。

在本发明的示例性实施例中，主控模块1可以通过IO口IO_PWML设置占空比为D0的PWM信号，通过第五驱动电阻R13和第六驱动电阻R14驱动第二MOS管Q3，主控模块1通过电流检测端口实时检测充电状态的电流值I1，主控模块1根据检测的电流值I1与设定充电状态的电流值I0的关系，通过调整PWM信号的占空比实现对充电电流的自适应调整控制。

在本发明的示例性实施例中，所述主控模块在充电状态下调整所述充电控制模块的占空比可以包括：根据下述关系式调整所述占空比：D1＝D0*I0/I1；

其中，D1为调整后的占空比，D0为预设占空比，I1为实时检测出的充电电流，I0为设定充电状态下的预设充电电流。

在本发明的示例性实施例中，当D1<DL时，DL为主控模块设置的最小占空比，充电电流超出系统调整范围，如果充电在涓流状态时，主控模块1可以按照占空比DL执行充电，如果充电在恒流或恒压状态时，可以提示用户充电电流过大，并停止充电；当D>DH时，DH为主控模块1设置的最大占空比，充电电流超出系统调整范围，可以提示用户充电不正常并停止充电。

在本发明的示例性实施例中，机器在充电状态下，检测充电电流大小结合充电状态情况，通过调整充电升压控制单元23的PWM信号的占空比实现充电电流控制调整，实现了用户连接不同充电电源条件下可靠充电，通过各个充电状态下充电电流自适应调整及控制保护，保证充电正常及电池寿命。

实施例四

该实施例在上述任意实施例的基础上，给出了主控模块1识别判断电机工作状态的实施例方案。

在本发明的示例性实施例中，所述主控模块根据当前的工作状态确定是否使能所述充电控制模块开始为所述电池模块充电可以包括：

检测工作状态标志位；

当所述工作状态标志位指示机器处于食品加工状态时，识别机器已连接充电线后，确定不使能所述充电控制模块为所述电池模块充电，维持当前的食品加工状态；

当所述工作状态标志位指示机器处于待机状态时，识别机器已连接充电线后，使能所述充电控制模块开始为所述电池模块充电。

在本发明的示例性实施例中，当用户选择功能按键时，主控模块1可以设置工作状态标志为1，当功能执行完毕后，主控模块1可以清除工作状态标志1，或者设置工作状态标志为0；当工作状态标志为1时，如果IO口IO_PWM_M输出PWM信号时，电流检测电路3采集的电流值为放电状态电流值，如果此过程中检测到充电连接线时，充电使能控制单元23处于持续关闭状态，主控继续执行功能并根据电流值大小做调整控制。当工作状态标志为0时，主控进入充电状态的判断识别。

在本发明的示例性实施例中，过机器的工作状态标志位读取、电机驱动信号输出的判断，确认识别检测的电流值是否为放电状态的电流，避免充电和放电同时进行，以及电流检测电路准确区分识别，保证机器工作正常及电池、电机的寿命，提升机器的智能化程度。

实施例五

该实施例在上述任意实施例的基础上，给出了根据采集的电流值对放电状态做相应的调整及保护的实施例方案。

在本发明的示例性实施例中，所述主控模块还可以用于：

当所述工作状态标志位指示机器处于食品加工状态时，通过所述放电采样电阻R2检测放电电流；

通过第二占空比输出端口IO_PWM_M输出放电电流的调整占空比，以实时调整所述放电电流；

其中，所述放电电流的调整占空比根据下述关系式获得：

Dn＝Dm*Im/In；

其中，Dn为调整后的占空比，Dm为预设占空比，In为实时检测出的放电电流，Im为放电状态下的预设放电电流。

在本发明的示例性实施例中，主控模块1按照功能流程设定的电机转速，通过IO口IO_PWM_M设置占空比Dm的PWM信号通过电阻R4和R5驱动MOS管Q1，主控模块通过电流检测端口实时检测电流值为放电状态的电流值In，主控模块1根据检测的电流值In与设定放电状态的稳定电流值Im的关系通过调整PWM信号的占空比实现自适应调整控制，PWM信号的占空比Dn的调整关系可以为Dn＝Dm*Im/In；

当D≤DL时，DL为主控设置的最小占空比，充电电流超出系统调整范围，放电电流过大，主控模块1可以关闭IO口驱动信号，并提示用户机器异常；

当D≥DH时，DH为主控设置的最大占空比，充电电流超出系统调整范围，放电电流过小，主控模块1可以关闭IO口驱动信号停止电机工作，并提示用户机器异常。

在本发明的示例性实施例中，所述主控模块1还可以用于：

将检测到的放电电流In与预设的上限电流阈值Ih相比较；

当In≥Ih时，如果放电持续时长大于或等于预设的时长阈值，则关闭控制电机停止工作，将电流超阀值计数减1，并重新启动相应功能进行工作；

如果连续N(N为正整数，例如3次)次出现In≥Ih，提示机器异常，进入等待阶段，并在等待时长达到预设时长后重新启动相应功能；在相应功能执行过程中，如果In＜Ih，则完成相应功能，如果再次出现In≥Ih，则直接报警并进入待机状态。

在本发明的示例性实施例中，当In≥Ih时，若放电持续的时长T≥Tm时，主控模块1可以关闭IO口驱动信号，停止电机工作并将电流超阀值计数减1，主控模块1可以重新启动功能工作，若连续N次超出上限电流阀值时，提示用户机器异常，进入等待阶段，等待时间超t秒后，主控模块1可以重新启动功能执行一次，功能执行过程中若电流不超上限电流阀值则完成功能执行，若电流还超上限电流阀值时则直接报警并进入待机状态。

在本发明的示例性实施例中，机器在放电状态下，检测放电电流大小与系统设定的阀值参数比较判断，通过调整PWM信号的占空比实现电机放电电流控制调整解决用户放置物料量不同情况下的放电电流控制，以及放电电流异常控制处理解决物料堵转或电机异常情况，通过放电电流自适应调整及控制保护，保证机器正常以及保护电池和电机的寿命。

实施例六

该实施例在上述任意实施例的基础上，给出了根据系统配置的电池充放电参数匹配相应的采样电阻阻值的实施例方案。

在本发明的示例性实施例中，所述主控模块还可以用于：根据采集的充电电流、充电采样电阻R1的额定功率、放电电流、放电采样电阻R2的额定功率以及充电采样电阻R1与放电采样电阻R2的关系值计算充电采样电阻R1和放电采样电阻R2的数值。

在本发明的示例性实施例中，以锂电池为例进行说明，机器采用的锂动力电池的容量为Ib，根据锂电池充放电的特性，充电回路电流上限阀值1C相当于Ib，放电回路电流上限阀值10C相当于10Ib；由于充放电电流检测电路共用，为保证充电电流检测回路和放电电流检测回路所采样电压量程一致，进而得到充放电电流检测回路的电阻和电流关系：R1*1C＝R2*10C→R1/R2＝10。

在本发明的示例性实施例中，另外考虑到采样电阻的功耗以及高温降额要求，利用功率公式P＝I*I*R可知：

充电回路电阻功率为1C*1C*R1＝Ib*Ib*R1≤1/2*P0,P0为充电采样电阻的额定功率；

放电回路电阻功率为10C*10C*R1＝100*Ib*Ib*R2≤1/2*P1,P1为放电采样电阻的额定功率；

再结合充放电电流检测回路的电阻关系R1/R2＝10，得到充放电电流检测回路的采样电阻阻值。

在本发明的示例性实施例中，根据电池充放电电流大小的特性要求，得到充放电回路的采样电阻关系，解决充放电电流检测电路共用情况下采样电压量程一致，简化电流采样软件处理的复杂程度。由于机器电机发热以及热浆制作存在器件温升高的情况，必须要考虑到采样电阻的降额问题并结合电阻关系，得到充放电电流检测回路的采样电阻阻值，保证电流采样的精度和采样电阻正常工作，进而保证机器、电机、电池等使用寿命，改善用户体验。

实施例七

该实施例在上述任意实施例的基础上，如图4所示，给出了食品加工机的控制流程优化实施例方案。

在本发明的示例性实施例中，主控模块1在检测判断阶段，先检测充电线是否连接：

当判断为否时，主控模块1读取工作状态标志是否为1，不为1时，则进入待机状态，为1时，则继续功能执行完毕，主控模块1将工作状态标志清零，进入待机状态；

当判断为是时，主控模块1读取工作状态标志是否为1，不为1时，则进入充电状态，为1时，继续关闭充电使能，则进入放电状态；

进入充电状态后，主控模块1打开充电使能控制及升压控制调整，检测充电电流大小并做自适应调整，持续判断充电电流是否异常，如果是，则报警提示，如果否，则实时检测电池电量是否充满，如果充满，则关闭充电使能，进入待机状态，如果未充满，则持续充电直到电池电量充满；

进入放电状态后，主控模块1维持关闭充电使能，机器功能继续执行，并实时检测放电电流大小并做自适应调整，判断放电电流是否异常，如果否，功能继续执行，直到功能执行完毕，主控模块1将工作状态清零后进入待机状态，如果是，则主控模块1关闭电机驱动停止工作；判断过载标志是否为1，如果为1，主控模块1将过载标志清零，报警提示后进入待机状态，如果为0，则放电过载次数减1，当过载次数不为0时，再进入功能执行状态，当过载次数为0时，报警提示用户，机器等待t秒后，再重新执行功能一次。

在本发明的示例性实施例中，通过主控的控制流程优化设计，利用充电线连接状态、机器的工作状态、过载标志状态等参数识别判断达到对充电和放电两种状态的区别控制，实现在充放电工作情况下保证机器工作正常，以及避免电流过载影响电机和电池的工作寿命。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (9)

1.一种便携式食品加工机，其特征在于，包括：主控模块、充电控制模块、电流检测模块和电池模块；所述电流检测模块包括：充电采样电阻R1和放电采样电阻R2；所述充电采样电阻R1位于充电回路中，所述放电采样电阻R2位于放电回路中；所述充电采样电阻R1的第一端与所述放电采样电阻R2的第二端相连，所述充电采样电阻R1的第二端接地；所述放电采样电阻R2的第一端与所述主控模块的电流采样端口相连；

所述主控模块通过所述充电控制模块识别机器是否已连接充电线，根据当前的工作状态确定是否使能所述充电控制模块开始为所述电池模块充电，并在充电状态下通过调整所述充电控制模块的用于充电升压控制的脉宽调制PWM信号的占空比调整充电电流；

所述主控模块在充电过程中通过所述充电采样电阻R1检测充电电流，并在放电过程中通过所述放电采样电阻R2检测放电电流；

所述主控模块根据当前的工作状态确定是否使能所述充电控制模块开始为所述电池模块充电包括：

检测工作状态标志位；

当所述工作状态标志位指示机器处于食品加工状态时，识别机器已连接充电线后，确定不使能所述充电控制模块为所述电池模块充电，维持当前的食品加工状态；

当所述工作状态标志位指示机器处于待机状态时，识别机器已连接充电线后，使能所述充电控制模块开始为所述电池模块充电。

2.根据权利要求1所述的便携式食品加工机，其特征在于，所述便携式食品加工机还包括：电机模块；所述电机模块包括相互连接的电机和电机驱动控制电路；

所述充电回路包括：外部充电电源、电池模块和充电采样电阻R1；

充电电流的流向依次包括：外部充电电源的电压输入端VIN_DC、电池模块的电池正极BAT+、电池模块的电池负极BAT-、充电采样电阻R1和外部充电电源的电压输出端GND；

所述放电回路包括：电池模块、电机、驱动开关和放电采样电阻R2；

放电电流的流向依次包括：电池模块的电池正极BAT+、电机的正极M+、电机的负极M-、驱动开关、电池模块的电池负极BAT-、放电采样电阻R2和电池模块的电池负极BAT-。

3.根据权利要求1所述的便携式食品加工机，其特征在于，所述充电控制模块包括：依次相连并分别与所述主控模块相连的充电线插电检测单元、充电使能控制单元和充电升压控制单元；

所述充电线插电检测单元与所述主控模块的充电检测端口IO_USBIN相连，用于识别机器是否已连接充电线，将要进行充电工作；

所述充电使能控制单元与所述主控模块的使能控制端口IO_VIN相连，用于在所述主控模块的控制下使能充电；

所述充电升压控制单元与所述主控模块的第一占空比输出端口IO_PWML相连，用于在所述主控模块的控制下实现充电电压抬升及充电电流大小调节。

4.根据权利要求3所述的便携式食品加工机，其特征在于，

所述充电线插电检测单元包括：第一分压电阻、第二分压电阻和第一滤波电容；所述第一分压电阻和第二分压电阻串联，所述第一分压电阻与外部充电电源的电压输入端VIN_DC相连，所述第二分压电阻接地，所述第一滤波电容与所述第二分压电阻并联；所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的连接端与所述充电检测端口IO_USBIN相连；

所述充电使能控制单元包括：第一驱动电阻、第二驱动电阻、三极管、第三驱动电阻、第四驱动电阻和第一金属氧化物半导体场效应晶体管MOS管；所述第一驱动电阻的第一端与所述使能控制端口IO_VIN相连，第二端与所述三极管的基极相连；所述第二驱动电阻并联于所述三极管的基极和发射极上；所述第三驱动电阻的第一端与所述三极管的集电极相连，第二端与第一MOS管的栅极相连，所述第四驱动电阻并联于所述第一MOS管的源极和栅极上；所述第一MOS管的源极与电压输入端VIN_DC相连，所述第一MOS管的漏极与所述电池模块的电池正极BAT+相连；

所述充电升压控制单元包括：第五驱动电阻、第六驱动电阻和第二MOS管；所述第五驱动电阻的第一端与所述第一占空比输出端口IO_PWML相连，第二端与所述第二MOS管的栅极相连，所述第六驱动电阻并联于所述第二MOS管的源极和栅极上，所述第二MOS管的漏极与所述电池模块的电池正极BAT+相连。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的便携式食品加工机，其特征在于，所述电池模块包括：电池电压检测电路和电池温度检测电路；

所述电池电压检测电路，用于检测电池电压；

所述电池温度检测电路，用于检测电池温度；

所述主控模块，还用于根据所述电池电压和所述电池温度配置相应的充电状态；所述充电状态包括：涓流充电、恒流充电和恒压充电；

当PWM信号的占空比大于或等于预设的最小占空比，且小于或等于预设的最大占空比时，根据当前的充电状态执行充电；

当PWM信号的占空比小于预设的最小占空比时，如果处于涓流充电状态下，则按照所述最小占空比执行充电，如果处于恒流充电和恒压充电状态下，则停止充电；

当PWM信号的占空比大于预设的最大占空比时，停止充电。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的便携式食品加工机，其特征在于，所述主控模块在充电状态下调整所述充电控制模块的占空比包括：根据下述关系式调整所述占空比：D1＝D0*I0/I1；

其中，D1为调整后的占空比，D0为预设占空比，I1为实时检测出的充电电流，I0为设定充电状态下的预设充电电流。

7.根据权利要求1所述的便携式食品加工机，其特征在于，所述主控模块还用于：

当所述工作状态标志位指示机器处于食品加工状态时，通过所述放电采样电阻R2检测放电电流；

通过第二占空比输出端口IO_PWM_M输出放电电流的调整占空比，以实时调整所述放电电流；

其中，所述放电电流的调整占空比根据下述关系式获得：

Dn＝Dm*Im/In；

其中，Dn为调整后的占空比，Dm为预设占空比，In为实时检测出的放电电流，Im为放电状态下的预设放电电流。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的便携式食品加工机，其特征在于，所述主控模块还用于：

将检测到的放电电流In与预设的上限电流阈值Ih相比较；

当In≥Ih时，如果放电持续时长大于或等于预设的时长阈值，则关闭控制电机停止工作，将电流超阀值计数减1，并重新启动相应功能进行工作；

如果连续N次出现In≥Ih，提示机器异常，进入等待阶段，并在等待时长达到预设时长后重新启动相应功能；在相应功能执行过程中，如果In＜Ih，则完成相应功能，如果再次出现In≥Ih，则直接报警并进入待机状态；N为正整数。

9.根据权利要求1-4任意一项所述的便携式食品加工机，其特征在于，所述主控模块还用于：根据采集的充电电流、充电采样电阻R1的额定功率、放电电流、放电采样电阻R2的额定功率以及充电采样电阻R1与放电采样电阻R2的关系值计算充电采样电阻R1和放电采样电阻R2的数值。