CN201311571Y - 家用豆浆机模糊控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种家用豆浆机模糊控制电路，包括经由直流稳压单元连接交流电源的单片机处理单元，及连接该单片机处理单元的光电隔离可控硅加热驱动单元、光电隔离可控硅电机驱动单元、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

家用豆浆机模糊控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种家用豆浆机模糊控制电路。

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和电机功率无级可调的家用豆浆机模糊控制电路，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；同时能够实现电机的“软启动”和“软关断”，以延长电机寿命。

本实用新型的技术方案是：一种家用豆浆机模糊控制电路，包括经由直流稳压单元连接交流电源的单片机处理单元，及连接该单片机处理单元的光电隔离可控硅加热驱动单元、光电隔离可控硅电机驱动单元、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豆浆机模糊控制电路中，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。

而所述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豆浆机模糊控制电路中，直流稳压单元包括由降压变压器低压端连接全波桥式整流器组成的整流电路，及连接在该整流电路两个输出端间的一个三端稳压器和若干滤波电容；而所述电源过零信号检测单元的输入端连接在上述整流电路的输出端，而电源过零信号检测单元的输出端接入单片机的一个I/O口。

本实用新型中所述单片机处理单元还包括连接在单片机上的外接晶体和蜂鸣器报警电路，前述直流稳压单元中的三端稳压器输入端引出直流电源连接该蜂鸣器报警电路，从而为该蜂鸣器报警电路供电。

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：

本实用新型家用豆浆机模糊控制电路，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，本实用新型家用豆浆机模糊控制电路包括经由直流稳压单元3连接交流电源的单片机处理单元5，及连接该单片机处理单元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，本实施例中所述直流稳压单元3由降压变压器T1、二极管D1～D5、电容C2、C3和C10和三端稳压器U1组成。二极管D1～D4连接成全波桥式整流器与降压变压器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，且该二极管D5的负极同三端稳压器U1的输入端连接；而整流电路的另一输出端接入三端稳压器U1的接地端；同时所述电容C2连接在三端稳压器U1的输入端和接地端之间，而电容C3和电容C10均连接在三端稳压器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C2滤波、三端稳压器U1稳压、电容C3和C10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上的外接晶体XT1和蜂鸣器报警电路；其中所述蜂鸣器报警电路由蜂鸣器Y1、电阻R11、电阻R12和NPN三极管Q1组成；单片机U4的一个I/O口10通过电阻R11连接到NPN三极管Q1的基极，该NPN三极管Q1的发射极接地，而集电极连接蜂鸣器Y1的负极；同时前述直流稳压单元3中的三端稳压器U1输入端引出直流电源VDD通过电阻R12连接该蜂鸣器Y1的正极，从而为蜂鸣器报警电路供电。并且本实施例中当单片机U4的I/O口10输出高电平时蜂鸣器发声。

本实施例中所述电源过零信号检测单元4由电阻R3、R8和电容C5组成；电阻R3一端与直流稳压单元3中的二极管D5正极连接，另一端经电阻R8接地，电容C5并联在电阻R8两端；而电阻R3和电阻R8的共接端一齐接入单片机U4的一个I/O口19。该电源过零信号检测单元4从直流稳压单元3的前级取出脉动的直流信号，经过电阻R3、R8分压，电容C5滤去高频从而得到交流电的过零脉冲信号。直流稳压单元3中的二极管D5在这里起到对电容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H1(已等效为发热电阻)、功率可控硅TR1、光电耦合芯片U2、电阻R5和电阻R9共同构成；单片机U4的一个I/O口12经电阻R9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接+5V电压。

所述功率可控硅TR1的两个主电极与发热元件H1一同串联在交流电源供电回路中。而所述光电耦合芯片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R5连接功率可控硅TR1的第二主电极，另一极则接功率可控硅TR1的控制极。

当单片机U4的I/O口12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H1供电回路而开始加热。通过调整单片机U4的I/O口12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R6、R7、R10和电容C4共同构成；单片机U4的一个I/O口11经电阻R10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接+5V电压。

所述功率可控硅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R6连接功率可控硅TR2的第二主电极，另一极则接功率可控硅TR2的控制极。同时所述功率可控硅TR2的第一主电极经电阻R7串联电容C4后连接其第二主电极。

当单片机U4的I/O口11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11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C9组成；其中所述防溢电极连接在接插件J2的接口2上，并通过该接口2分别连接电阻R15、电阻R13和电容C9的一端；而电阻R15的另一端接+5V电压，电阻R13的另一端连接单片机U4的一个I/O口6，电容C9的另一端接地。正常情况下，也就是当防溢电极未接触到液体时，该防溢传感器电路呈现高电平；当防溢电极接触到液体时，相当于在接插件J2的接口2与地之间，也即电容C9的两端接入了一个较小的电阻，并与电阻R15分压后，通过I/O口6输入单片机U4，并对该电压进行A/D转换识别，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H1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)和电阻R20组成；其中所述防干烧电极连接在接插件J2的接口3上，并通过该接口3分别连接电阻R20的一端和单片机U4的一个I/O口5，所述电阻R20的另一端接+5V电压。

同时所述温度传感器由热敏电阻(图中未画出)、电阻R14、电阻R19和电容C8所组成；其中所述热敏电阻的一端连接在接插件J2的接口3，该接口3同时接入单片机U4的I/O口5，该I/O口与上述防干烧传感器共用；而所述热敏电阻的另一端连接接插件J2的接口4，并通过该接口4分别连接电阻R19、电阻R14和电容C8的一端；所述电阻R19的另一端接+5V电压，电阻R14的另一端连接单片机U4的一个I/O口7，而电容C8的另一端接地。

在进行防干烧检测时将单片机U4的I/O口5设定为输入状态，当防干烧电极接触到液体时，相当于在接口3和地之间接入一个较小的电阻，并与电阻R20分压得到一个较低的电压，通过I/O口5输入单片机U4，并对该电压进行A/D转换识别。当防干烧电极未接触到液体时，接口3和地之间电阻陡增，使得通过I/O口5输入单片机U4的电压增大，当该电压值大于一定值时就可以判定豆浆机已经进入干烧状态了，此时即可推动单片机U4输出信号切断发热元件H1的供电电路，起到防干烧的目的。

进行温度检测时将单片机U4的I/O口5设定为输出状态，并强制输出0V电压；通过电阻R19与热敏电阻分压得到较低电压经单片机U4的I/O口7输入，并对该电压进行A/D转换识别，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。

本实用新型中所述防干烧传感器和温度传感器共用一个单片机U4的I/O口5，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。

本实施例家用豆浆机模糊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，直流稳压单元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12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H1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12输出高电平使发热元件H1停止加热。同时单片机U4的I/O口11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的外接晶体XT1计时，当电机M1工作到额定时间后单片机U4的I/O口11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12再次输出低电平控制发热元件H1通电对豆浆进行加热。通过外接晶体计时，当豆浆煮沸达到额定时间后，单片机U4的I/O口12发出高电平，切断发热元件H1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H1输出功率，而非完全切断发热元件H1供电电路，待溢出停止后继续提高发热元件H1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H1供电电路。本实用新型中在豆浆制作完成或豆浆制作出错时单片机U4的I/O口10输出高电平触发蜂鸣器Y1发声进行报警提醒。

Claims (9)

1.一种家用豆浆机模糊控制电路，其特征在于包括经由直流稳压单元(3)连接交流电源的单片机处理单元(5)，及连接该单片机处理单元(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)。

2.根据权利要求1所述的家用豆浆机模糊控制电路，其特征在于：

所述单片机处理单元(5)包括单片机(U4)；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(12)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(H1)；而所述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)另一I/O口(11)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)。

3.根据权利要求2所述的家用豆浆机模糊控制电路，其特征在于所述直流稳压单元(3)包括由降压变压器(T1)低压端连接全波桥式整流器组成的整流电路，及连接在该整流电路两个输出端间的一个三端稳压器(U1)和若干滤波电容；而所述电源过零信号检测单元(4)的输入端连接在上述整流电路的输出端，而电源过零信号检测单元(4)的输出端接入单片机(U4)的一个I/O口(19)。

4.根据权利要求3所述的家用豆浆机模糊控制电路，其特征在于所述直流稳压单元(3)由降压变压器(T1)、二极管(D1～D5)、电容(C2、C3、C10)和三端稳压器(U1)组成；其中二极管(D1～D4)连接成全波桥式整流器与降压变压器(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，且该二极管(D5)的负极同三端稳压器(U1)的输入端连接；而整流电路的另一输出端接入三端稳压器(U1)的接地端；同时所述电容(C2)连接在三端稳压器(U1)的输入端和接地端之间，而电容(C3)和电容(C10)均连接在三端稳压器(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(C2)滤波、三端稳压器(U1)稳压、电容(C3)和电容(C10)滤波，从而提供稳定输出的+5V电压供给单片机处理单元(5)；而所述电源过零信号检测单元(4)由电阻(R3)、电阻(R8)和电容(C5)组成；电阻(R3)一端与直流稳压单元(3)中的二极管(D5)正极连接，另一端经电阻(R8)接地，电容(C5)并联在电阻(R8)两端；而电阻(R3)和电阻(R8)的共接端一齐接入单片机(U4)的一个I/O口(19)。

5.根据权利要求4所述的家用豆浆机模糊控制电路，其特征在于所述单片机处理单元(5)还包括连接在单片机(U4)上的外接晶体(XT1)和蜂鸣器报警电路；所述蜂鸣器报警电路由蜂鸣器(Y1)、电阻(R11)、电阻(R12)和NPN三极管(Q1)组成；单片机(U4)的一个I/O口(10)通过电阻(R11)连接到NPN三极管(Q1)的基极，该NPN三极管(Q1)的发射极接地，而集电极连接蜂鸣器(Y1)的负极，同时前述三端稳压器(U1)的输入端引出直流电源(VDD)通过电阻(R12)连接蜂鸣器(Y1)的正极，从而为蜂鸣器报警电路供电。

6.根据权利要求4所述的家用豆浆机模糊控制电路，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。

7.根据权利要求6所述的家用豆浆机模糊控制电路，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(C9)组成；其中所述防溢电极连接在接插件(J2)的接口(2)上，并通过该接口(2)分别连接电阻(R15)、电阻(R13)和电容(C9)的一端；而电阻(R15)的另一端接+5V电压，电阻(R13)的另一端连接单片机(U4)的一个I/O口(6)，电容(C9)的另一端接地。

8.根据权利要求6所述的家用豆浆机模糊控制电路，其特征在于所述防干烧传感器由防干烧电极和电阻(R20)组成；其中所述防干烧电极连接在接插件(J2)的接口(3)上，并通过该接口(3)分别连接电阻(R20)的一端和单片机(U4)的一个I/O口(5)，所述电阻(R20)的另一端接+5V电压。

9.根据权利要求8所述的家用豆浆机模糊控制电路，其特征在于所述温度传感器由热敏电阻、电阻(R14)、电阻(R19)和电容(C8)所组成；其中所述热敏电阻的一端连接在接插件(J2)的接口(3)，该接口(3)同时接入单片机U4的I/O口(5)，该I/O口(5)与上述防干烧传感器共用；而所述热敏电阻的另一端连接接插件(J2)的接口(4)，并通过该接口(4)分别连接电阻(R19)、电阻(R14)和电容(C8)的一端；所述电阻(R19)的另一端接+5V电压，电阻(R14)的另一端连接单片机(U4)的一个I/O口(7)，而电容(C8)的另一端接地。

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