CN201293934Y - 家用智能豆浆机控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种家用智能豆浆机控制电路，包括经一电源降压处理单元连接电源的单片机处理单元，及连接该该单片机处理单元的光电隔离可控硅加热驱动单元、电源过零信号检测单元及具有防溢出、防干烧、温度检测的信号检测单元。本实用新型通过采用可控任意角度触发的光电隔离可控硅加热驱动单元，实现了加热功率的无级可调，尤其是能够在煮豆浆时能够实现文火连续熬煮，使豆浆保持沸腾，达到充分分解蛋白质的效果，且不会造成糊发热元件及豆浆烧焦现象。

Description

家用智能豆浆机控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种家用智能豆浆机控制电路。

背景技术

传统的全自动豆浆机控制电路主要通过继电开关控制加热；加热功率只能做到全功率或半功率，在煮浆沸腾阶段功率一般会偏大而产生溢出，这时只能停止加热等待液面回落后再重新加热，其后又会再次溢出而停止加热，如此循环。这使得煮豆浆时实际处于一种沸腾和不沸腾的交替状态，不能实现文火连续熬煮充分分解蛋白质的效果。且发热元件功率偏大的煮浆易造成糊管烧焦，对人体有害且不易清洗，标称功率偏小的则预加热时间长，造成整个做浆过程时间长。同时这种方式也会缩短继电器机械电气寿命，且对不同电网的适用性不好，随着电网电压的升高存在发热功率变大等问题。同样的传统的全自动豆浆机控制电路往往也采用继电开关驱动电机打浆，由于无法对电机进行无级调速，故电机速度时快时慢，不仅影响打浆质量，且不利于电机的启动和关闭，容易烧坏电机。

发明内容

本实用新型目的是：提供一种能够实现加热功率无级可调的家用智能豆浆机控制电路，以便能够在煮豆浆时用文火连续熬煮，使豆浆保持沸腾，达到充分分解蛋白质的效果，且不会造成糊发热元件及豆浆烧焦现象。

本实用新型的技术方案是：一种家用智能豆浆机控制电路，包括经一电源降压处理单元连接电源的单片机处理单元，及连接该该单片机处理单元的光电隔离可控硅加热驱动单元、电源过零信号检测单元及具有防溢出、防干烧、温度检测功能的信号检测单元。

本实用新型所述的家用智能豆浆机控制电路中，单片机处理单元包括单片机；所述光电隔离可控硅加热驱动单元包括输入端连接单片机一个I/O口的光电耦合芯片，作为负载连接该光电耦合芯片输出端的功率可控硅及同该功率可控硅的两个主电极一同串联在交流电源供电回路中的发热元件。

当单片机上与光电耦合芯片连接的I/O口输出电压为低电平时，光电耦合芯片内的发光二极管发光，通过光敏双向触发管使功率可控硅有效导通，从而接通发热元件的供电回路。通过调整单片机的I/O口输出低电平的时间，并与电源过零信号检测单元得到的交流电过零脉冲信号配合输出，可实现功率可控硅在任意导通角上的触发，也即实现对加热功率的无级调控，尤其能够在煮豆浆时实现文火连续熬煮，使豆浆保持沸腾，达到充分分解蛋白质的效果，且不会造成糊发热元件及豆浆烧焦现象。

本实用新型中所述单片机处理单元上还连接有光电隔离可控硅电机驱动单元，该光电隔离可控硅电机驱动单元包括输入端连接单片机一个I/O口的光电耦合芯片，作为负载连接该光电耦合芯片输出端的功率可控硅及同该功率可控硅的两个主电极一同串联在交流电源供电回路中的电机。同光电隔离可控硅加热驱动单元的工作原理一样，该光电隔离可控硅电机驱动单元实现的是对电机转速的无级调控，不仅有利于提高打浆质量，且有利于电机的软启动和软关断，增强对电机的保护及延长电机的使用寿命。

本实用新型所述的家用智能豆浆机控制电路中，电源降压处理单元包括由电源变压器低压端连接全波桥式整流器组成的整流电路，及连接该整流电路的三端稳压器和若干滤波电容。该电源降压处理单元提供稳定输出的直流电压供给单片机处理单元。

本实用新型中所述的信号检测单元由防溢传感器、防干烧传感器和温度传感器共同组成。

本实用新型优点是：

本实用新型家用智能豆浆机控制电路，通过采用可控任意角度触发的光电隔离可控硅加热驱动单元，实现了加热功率的无级可调，尤其是能够在煮豆浆时能够实现文火连续熬煮，使豆浆保持沸腾，达到充分分解蛋白质的效果，且不会造成糊发热元件及豆浆烧焦现象。

同时本实用新型进一步通过可控任意角度触发的光电隔离可控硅电机驱动单元实现了对电机转速的无级调控，不仅有利于提高打浆质量，且有利于电机的“软启动”和“软关断”，实现对电机的保护以延长电机寿命。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的方框图；

图2为本实用新型的电原理图。

具体实施方式

实施例：首先如图1所示，本实用新型家用智能豆浆机控制电路包括经一电源降压处理单元3连接电源的单片机处理单元5，及连接该该单片机处理单元5的光电隔离可控硅加热驱动单元1、光电隔离可控硅电机驱动单元2、电源过零信号检测单元4及具有防溢出、防干烧、温度检测功能的信号检测单元6。

进一步结合图2所示，本实施例中所述电源降压处理单元3由电源变压器T1、二极管D1～D5、电容C1～C3和C7、三端稳压器U1组成。二极管D1～D4连接成全波桥式整流器与电源变压器T1的低压端共同组成整流电路，该整流电路的一个输出端经二极管D5接入三端稳压器U1的输入端，另一输出端接入三端稳压器U1的接地端；同时所述电容C1、C2连接在三端稳压器U1的输入端和接地端之间，而电容C3和C7连接在三端稳压器U1的输出端和接地端之间。

交流电源输入的220V市电，经变压器T1和二极管D1～D4整流、电容C1和C2滤波、三端稳压器U1稳压、电容C7和C3滤波，从而提供稳定输出的+5V电压供给单片机处理单元5。

本实施例中所述单片机处理单元5包括单片机U4及连接在单片机U4上由晶体XT1和电容C10、C11组成的外接晶振电路。

本实施例中所述电源过零信号检测单元4由电阻R3、R4、R5，电容C6和三极管Q1组成。电阻R5一端接单片机U4的高电平I/O口，该高电平I/O口输出+5V电压；而电阻R5的另一端与三极管Q1的集电极连接后一起接入单片机U4的I/O口6。电阻R4和电容C6并联在三极管Q1的基极和发射极之间，而电阻R3一端连接三极管Q1的基极，另一端与电源降压处理单元3中的二极管D5输入端连接。

该电源过零信号检测单元4从电源降压处理单元3的前级取出脉动的直流信号，经过电阻R3、R4分压，电容C6滤去高频，再经三极管Q1和电阻R5反向得到交流电的过零脉冲信号。电源降压处理单元3中的二极管D5在这里起到对电容C1、C2滤波的隔离作用。

本实施例中所述光电隔离可控硅加热驱动单元1由发热元件R0(已等效为发热电阻)、功率可控硅TR1、光电耦合芯片U2、电阻R1、电阻R7和电阻R11共同构成；单片机U4的一个I/O口8经电阻R11连接光电耦合芯片U2的输入端，该输入端也即光电耦合芯片U2内的发光二极管负极，而发光二极管的正极在本实施例中接单片机U4的高电平I/O口，该高电平I/O口输出+5V电压。

光电耦合芯片U2的输出端为其内部光敏双向触发管的两极，其中一极经电阻R7、R1连接功率可控硅TR1的第一主电极，另一极则接功率可控硅TR1的第二主电极；而电阻R7和电阻R1的共接端则接入功率可控硅TR1的控制极。同时所述功率可控硅TR1的两个主电极与发热元件R0一同串联在交流电源供电回路中。

当单片机U4的I/O口8的输出电压为低电平时，光电耦合芯片U2内的发光二极管发光，通过光敏双向触发管使功率可控硅TR1有效导通，从而接通发热元件R0供电回路而开始加热。通过调整单片机U4的I/O口8输出低电平的时间，并与电源过零信号检测单元4得到的交流电过零脉冲信号配合输出，可实现功率可控硅TR1在任意导通角上的触发，也即实现对加热功率的无级调控，尤其能够在煮豆浆时实现文火连续熬煮，使豆浆保持沸腾，达到充分分解蛋白质的效果，且不会造成糊发热元件及豆浆烧焦现象。

本实施例中所述光电隔离可控硅电机驱动单元2由电机M1、功率可控硅TR2、光电耦合芯片U3，电阻R2、R8、R9、R12和电容C8共同构成；单片机U4的一个I/O口9经电阻R12连接光电耦合芯片U3的输入端，该输入端也即光电耦合芯片U3内的发光二极管负极，而发光二极管的正极在本实施例中接单片机U4的高电平I/O口，该高电平I/O口输出+5V电压。

光电耦合芯片U3的输出端为其内部光敏双向触发管的两极，其中一极经电阻R8、R2连接功率可控硅TR2的第一主电极，另一极则接功率可控硅TR2的第二主电极；而电阻R8和电阻R2的共接端则接入功率可控硅TR2的控制极。同时该功率可控硅TR2的两个主电极与电机M1一同串联在交流电源供电回路中。而电容C8和电阻R9串联后一起并联在功率可控硅TR2的两个主电极上。

当单片机U4的I/O口9的输出电压为低电平时，光电耦合芯片U3内的发光二极管发光，通过光敏双向触发管使功率可控硅TR2有效导通，从而接通电机M1供电回路而使电机M1转动。通过调整单片机U4的I/O口9输出低电平的时间，并与电源过零信号检测单元4得到的交流电过零脉冲信号配合输出，可实现功率可控硅TR2在任意导通角上的触发，也即实现对电机转速的无级调控，不仅有利于提高打浆质量，且有利于电机M1的“软启动”和“软关断”，实现对电机M1的保护以延长电机寿命。

本实施例中所述信号检测单元6由防溢传感器、防干烧传感器和温度传感器共同组成。

所述防溢传感器由防溢电极(图中未画出)、电阻R13、电阻R15和电容C12组成，所述电阻R13的一端接单片机U4的一个高电平I/O口，该高电平I/O口输出+5V电压，而电阻R13的另一端经电容C12接地；电阻R13和电容C12的共接端则经电阻R15接入单片机U4的另一I/O口11；而所述防溢电极连接在电容C12两端。正常情况下，也就是当防溢电极未接触到液体时，该防溢传感器呈现高电平；当防溢电极接触到液体时，相当于在C12的两端接入一个较小的电阻，通过电阻R13与其分压得到一个低电平，通过I/O口11输入单片机U4，并由单片机U4识别，推动单片机U4输出信号控制功率可控硅TR1的导通角来减小发热元件R0的输出功率，起到防溢的目的。

所述防干烧传感器由防干烧电极(图中未画出)、电容C13、电阻R16及热敏电阻(图中未画出)组成；电阻R16一端接单片机U4的一个高电平I/O口，该高电平I/O口输出+5V电压，电阻R16的另一端依次串联热敏电阻和电容C13后接地；而热敏电阻与电容C13的共接端接入单片机U4的一个I/O口12，所述防干烧电极连接在电容C13的两端。

进行防干烧检测时将单片机U4的I/O口12设定为输入状态，当防干烧电极未接触到液体时，该防干烧传感器呈现高电平；当防干烧电极接触到液体时，相当于在电容C13的两端接入一个较小的电阻，通过电阻R16、热敏电阻与其分压得到一个较低的电压，通过I/O口12输入单片机U4，并对该电压进行A/D转换识别，当电压值大于4V以上时就可以判定豆浆机已经进入干烧状态了，并以此推动单片机U4输出信号切断发热元件R0供电电路，起到防干烧的目的。

所述温度传感器由电阻R17、电容C14、C15、电阻R16及热敏电阻(该热敏电阻也即上述防干烧传感器中采用的热敏电阻)所组成，电阻R16的一端接单片机U4的高电平I/O口，该高电平I/O输出+5V电压；电阻R16的另一端同时分两路，一路经热敏电阻接入单片机U4的一个I/O口12，另一路经电阻R17接入单片机U4的另一个I/O口13，同时所述电阻R17的两端分别经电容C14和电容C15接地。进行温度检测时将单片机U4的I/O口12设定为输出状态，并强制输出0V电压；通过电阻R16与热敏电阻分压得到较低电压经单片机U4的I/O口13输入，并对该电压进行A/D转换设别，根据热敏电阻的温度-电阻特性可以判定某一时刻的水的温度。本实施例中防干烧传感器和温度传感器共用一个单片机U4的I/O口12，目的是为了减少了引出线，以便简化采用本实用新型的家用智能豆浆机的实体结构设计。

本实施例家用智能豆浆机控制电路安装在家用智能豆浆机上，完成对豆浆制备流程的控制，其控制过程如下：接通交流电源后，电源降压处理单元3向单片机U4供电，温度传感器对水温进行测量，若低于标准要求温度，则给单片机U4一个信号，并由单片机U4的I/O口8输出一低电平通过光电耦合芯片U2来驱动功率可控硅TR1开启，接通发热元件R0的交流电源供电回路。当温度加热达到标准要求时，单片机U4的I/O口8输出高电平使发热元件R0停止加热。同时单片机U4的I/O口9输出低电平，通过光电耦合芯片U3驱动功率可控硅TR2开启，接通电机M1开始打浆。通过单片机U4的外接晶振电路计时，当电机M1工作到额定时间后单片机U4的I/O口9输出高电平，将电机M1的供电电路切断，同时单片机U4的I/O口8再次输出低电平控制发热元件R0通电对豆浆进行加热。通过外接晶振电路计时，当豆浆煮沸达到额定时间后，单片机U4的I/O口9发出高电平，切断发热元件R0供电电源。

豆浆在加热过程中发生溢出时，溢出传感器输出信号，推动单片机U4输出信号并控制功率可控硅TR1导通角减小发热元件R0输出功率，而非完全切断发热元件R0供电电路，待溢出停止后继续提高发热元件R0功率加热。防干烧传感器则在工作过程中始终接通，当检测到水量低于一定的量时，则发出信号给单片机U4，使单片机U4切断发热元件R0供电电路。

Claims (8)

1.一种家用智能豆浆机控制电路，其特征在于包括经一电源降压处理单元(3)连接电源的单片机处理单元(5)，及连接该该单片机处理单元(5)的光电隔离可控硅加热驱动单元(1)、电源过零信号检测单元(4)及具有防溢出、防干烧、温度检测功能的信号检测单元(6)。

2.根据权利要求1所述的家用智能豆浆机控制电路，其特征在于：

所述单片机处理单元(5)包括单片机U4；而所述光电隔离可控硅加热驱动单元(1)包括输入端连接单片机U4一个I/O口(8)的光电耦合芯片U2，作为负载连接该光电耦合芯片U2输出端的功率可控硅TR1及同该功率可控硅TR1的两个主电极一同串联在交流电源供电回路中的发热元件R0。

3.根据权利要求2所述的家用智能豆浆机控制电路，其特征在于单片机处理单元(5)上还连接有光电隔离可控硅电机驱动单元(2)，该光电隔离可控硅电机驱动单元(2)包括输入端连接单片机U4一个I/O口(9)的光电耦合芯片U3，作为负载连接该光电耦合芯片U3输出端的功率可控硅TR2及同该功率可控硅TR2的两个主电极一同串联在交流电源供电回路中的电机M1。

4.根据权利要求2所述的家用智能豆浆机控制电路，其特征在于所述电源降压处理单元(3)包括由电源变压器T1低压端连接全波桥式整流器组成的整流电路，及连接该整流电路的三端稳压器U1和若干滤波电容。

5.根据权利要求2所述的家用智能豆浆机控制电路，其特征在于所述信号检测单元(6)由防溢传感器、防干烧传感器和温度传感器共同组成。

6.根据权利要求5所述的家用智能豆浆机控制电路，其特征在于所述防溢传感器由防溢电极、电阻R13、电阻R15和电容C12组成，所述电阻R13的一端接单片机U4的一个高电平I/O口，另一端经电容C12接地；而电阻R13和电容C12的共接端则经电阻R15接入单片机U4的另一I/O口(11)；所述防溢电极连接在电容C12两端。

7.根据权利要求5所述的家用智能豆浆机控制电路，其特征在于所述防干烧传感器由防干烧电极、电容C13、电阻R16和热敏电阻所组成；电阻R16一端接单片机U4的一个高电平I/O口，另一端依次串联热敏电阻和电容C13后接地；而热敏电阻和电容C13的共接端接入单片机U4的一个I/O口(12)，所述防干烧电极连接在电容C13的两端。

8.根据权利要求7所述的家用智能豆浆机控制电路，其特征在于所述温度传感器由热敏电阻、电阻R16、电阻R17、电容C14和电容C15所组成，电阻R16的一端接单片机U4的高电平I/O口，另一端分两路，一路经热敏电阻接入单片机U4的一个I/O口(12)，且该I/O口(12)与防干烧传感器共用；另一路则经电阻R17接入单片机U4的另一个I/O口(13)；同时所述电阻R17的两端分别经电容C14和电容C15接地。

Images