CN201733781U - 一种防过热豆浆机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防过热豆浆机，包括粉碎部分、加热部分和控制部分，所述控制部分包括直接或间接检测过热信号并据此控制加热部分工作的防过热硬件控制电路。由于设置了防过热硬件控制电路，从而可以在程序运行错误的情况下，仍然起到防过热的作用。

Description

一种防过热豆浆机

技术领域

本实用新型涉及家用电器，尤其涉及一种防过热豆浆机。

背景技术

现有技术中，用户在使用豆浆机时有时会因为加入水量过少，或者加热部分出现故障一直加热，从而导致过热的发生，易产生安全事故。

为此，现有的豆浆机中通过处理器来采集加热部分的加热温度，当过热时其温度会超过某一预设的阈值，此时所述处理器判定出现过热，从而切断对加热部分的供电。

很明显，上述方法时通过软件方法也就时程序的指令控制来实现防过热的目的。在实际运行中，由于处理器处于高温及湿热的环境中，程序运行易出错，从而导致防过热失败；加之若程序设计存在缺陷，也容易致使防过热作用失效。

为了杜绝上述情况产生的过热失控，现有技术中又出现了在加热部分中设置熔断体来实现防过热。其原理是，当加热部分出现过热后，其温度会急剧上升当达到所述熔断体的熔断温度时，所述熔断体便会熔断以切断加热部分的供电。

但是，上述方法的缺陷在于，熔断体一旦作用会毁坏加热管，其是不可恢复的，整个豆浆机便不能正常使用，而需要专门的技术人员进行维修，比如更换加热部分。

因此，亟待出现一种可靠的防过热保护方式。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种豆浆机，以实现可靠的防过热。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种防过热豆浆机，包括壳体，与该壳体连接的粉碎部分、加热部分和控制部分，所述控制部分包括直接或间接检测过热信号并据此控制加热部分工作的防过热硬件控制电路。

其中，所述防过热硬件控制电路包括直接或间接检测所述加热部分温度并输出检测信号的温度传感器，接收所述检测信号并与基准信号比较以输出控制信号的比较电路，以及接收所述控制信号并控制加热部分工作的开关电路。

其中，所述防过热硬件控制电路还包括将所述温度传感器检测信号放大输出至所述比较电路的放大电路。

优选的所述比较电路的输出之后还设置有在判定过热时控制开关电路为断开状态的保持电路。

优选的，所述温度传感器设置于加热部分的加热体内部或与该加热体接触。

优选的，所述温度传感器为热电偶。

更加优选的，所述热电偶为热电偶组合，其包括设置于加热部分的加热体内部或与该加热体接触的第一热电偶，以及用于所述第一热电偶的冷端补偿的第二热电偶；

优选的，所述控制部分还包括处理器，所述温度传感器的检测信号还输出至所述处理器，该处理器的输出脚输出控制信号控制所述开关电路。

另外，所述防过热硬件控制电路包括检测液位并输出检测信号的液位检测电路，接收所述检测信号并与基准信号比较以输出控制信号的比较电路，以及接收所述控制信号并控制加热部分工作的开关电路。

其中，所述液位检测电路包括伸向壳体中的盛液空间的第一电极和第二电极；所述第一电极上拉至高电位，所述第二电极连接低电位，并且所述第一电极连接所述比较电路信号输入端。

其中，所述液位检测电路包括伸向壳体中的盛液空间的第一电极和第二电极；所述第一电极下拉至低电位，所述第二电极连接高电位，并且所述第一电极连接所述比较电路信号输入端。

优选的，所述控制部分还包括处理器，所述第一电极还电连接至该处理器的输入脚，该处理器的输出脚输出控制信号控制所述开关电路。

优选的，所述第一电极和第二电极采用下述任意两种：控制部分中的温度检测杆、加热部分中的加热管、粉碎部分中的转动轴。

本实用新型中，由于设置了防过热硬件控制电路，从而可以在程序运行错误的情况下，仍然起到防过热的作用，可靠性更高，响应速度更快。

并且，由于是通过温度传感器及液位检测来实现防过热信号的获取，从而避免了现有技术中采用熔断体的不可恢复性，使用更加方便可靠。

另外，由于采用了带冷锻补偿的热电偶的双热电偶的方式，从而使得温度的检测更加准确，防过热效果更好。

附图说明

图1是防过热硬件控制电路的第一实施例的示意图；

图2是防过热硬件控制电路的第二实施例的示意图；

图3是防过热硬件控制电路的第三实施例的示意图；

图4是防过热硬件控制电路的第四实施例的示意图；

图5是防过热硬件控制电路的第五实施例的示意图；

图6是防过热控制电路的一个实施例的示意图；

图7是防过热控制电路的另一个实施例的示意图；

图8是防过热控制电路的再一个实施例的示意图；

图9是防过热控制电路的第四个实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细阐述。

在本实用新型一种防过热豆浆机的第一个实施例中，整体上采用现有技术中的电机上置式的方式，其包括机头和杯体，所述机头扣置于杯体之上。所述机头上设置作为粉碎部分的电机及由该电机驱动的粉碎刀具，加热部分可以采用加热管设置于机头，也可以设置于杯体的底部或侧部采用底盘加热或侧加热的方式，而底盘加热也可以采用电磁加热的方式。而用于采集水温及溢出等信号的传感器，则可以设置在机头或杯体上。所述机头上还设置有作为控制部分的控制电路板，其上设置有控制电路以接收传感器采集的信号并控制粉碎部分及加热部分的运转。

其中，所述控制电路还包括防过热硬件控制电路，其详细结构可以参考下文中的防过热硬件控制电路的实施例。

在本实用新型一种防过热豆浆机的第二个实施例中，整体上采用电机下置式的方式，包括杯体、盖体及底座。作为粉碎部分的电机设置于底座内，而作为粉碎部分的刀具则设置于杯体中，所述刀具的转轴在杯体底部与所述底座内的电机转轴耦合。而加热部分则可以设置于所述杯体底部并向上延伸，或者也可以设置在所述盖体上并向下延伸。而用于采集水温及溢出等信号的传感器，则可以设置在所述盖体或杯体中。所述底座上还设置有作为控制部分的控制电路板，其上设置有控制电路以接收传感器采集的信号并控制粉碎部分及加热部分的运转。

其中，所述控制电路还包括防过热硬件控制电路，其详细结构可以参考下文中的防过热硬件控制电路的实施例。

在本实用新型一种防过热豆浆机的第三个实施例中，整体上采用机头、杯体及支架的方式。所述机头置于所述支架上，所述杯体放置于所述支架中，所述机头中设置作为粉碎部分的电机及由该电机驱动的刀具，该刀具伸入所述杯体中。而加热部分则可以设置于所述支架的底盘上，采用电磁加热的方式，也可以采用电热管加热的方式。而用于采集水温及溢出等信号的传感器，则可以设置在所述机头或杯体中。所述支架或机头上还设置有作为控制部分的控制电路板，其上设置有控制电路以接收传感器采集的信号并控制粉碎部分及加热部分的运转。

其中，所述控制电路还包括防过热硬件控制电路，其详细结构可以参考下文中的防过热硬件控制电路的实施例。

值得注意的是，本实用新型中的豆浆机并不限于上述三种实施例的情形，任何包含粉碎部分(包括研磨式粉碎方式)、加热部分和控制部分的豆浆机，只要采用本实用新型中的防过热硬件控制电路均在本实用新型的保护范围内。

下面将阐述本实用新型中防过热硬件控制电路。

参考图1，图示了防过热硬件控制电路的第一实施例的示意图。如图所示，包括热电偶，该热电偶的热端(图中实心黑圆点所示)置于加热部分的加热体(例如电热管)内部或与之接触的部位，而冷端则分别通过电阻R1和R2连接至放大器UA的差分输入端2脚和3脚以输入检测信号。该检测信号经放大器UA差分放大后输出至比较器UB的输入脚6，比较器UB将输入信号与5脚输入的基准信号比较，若输入信号电压大于基准信号电压(表示加热体的温度过高，超过设定值)，则比较器UB的输出脚7输出低电位，使得三极管Q1截止，继电器K1线圈失电触点脱离，从而断开加热管(也可以称之为电热管)所在市电交流回路，加热管停止加热，起到了防过热的硬件保护及控制。

当输入信号电压小于基准信号电压(表示加热体的温度未超过设定值)，则比较器UB的输出脚7输出高电位，使得三极管Q1导通，继电器K1的线圈得点触点吸合，从而加热管所在市电交流回路导通，加热管可以正常工作。

其中，电阻R6和R7作为分压电路向所述比较器UB提供可调的基准电压，从而使得防过热的限制温度可调。所述热电偶的两个冷端之间也跨接有作为限幅电路的二极管D1和D2。而所述三极管Q1和继电器K1则作为开关电路，来控制加热管的运行和停止。

可见，在热电偶检测温度过高时加热管可以被断开，停止加热；而此处加热管的断开是通过继电器触点的脱离实现，因而是正常的关断，而非毁坏性的不可恢复的。并且，由于是纯硬件来实现防过热的控制，没有处理器的程序控制的参与，因而更加可靠，可以在处理器的程序控制失效后继续发挥防过热的作用。

值得注意的是，所述三极管Q1在此作为受控开关器件来控制继电器K1触点的吸合，当然其可以用场效应管或其它任何适当的开关器件来代替，这同样在本实用新型的保护范围内。而所述比较器UB作为比较电路，则也可以采用分立元件来实现比较输出的功能，例如：

图2所示实施例与图1所示实施例的区别在于，其作为比较电路的部分由图1中的比较器改为三极管Q2来实现。其中，三极管Q2的基极通过分压电路(R6和R7构成分压电路)连接放大器UA的输出脚；而其集电极则通过电阻R9连接电源，三极管Q1的基极通过电阻R8连接至三极管Q2的集电极；三极管Q2的发射级接地。

在工作过程中，当放大器UA判定温度过高后，则其输出脚1脚输出高电位，再经过R6和R7组成的分压电路分压后，施加于三极管Q2基极的电压变会使得其进入导通状态。这样，所述三极管Q1的基极电压便较低，从而使得三极管Q1截止，继电器K1线圈失电触点脱离，将加热管从市电的交流回路断开，阻止了过热。

同样，与图1中提供基准电压的作用类似，通过调整R6和R7的电阻大小的比例，便可以调整使得Q2导通时UA需要的输出大小，从而可以调整防过热控制的精度。

另一方面，继电器K1是起到小信号隔离控制大信号的作用，能实现此功能并不限于继电器。例如还可以采用可控硅，具体参考图3：

与图1所示实施例的区别在于，所述继电器K1用可控硅V1来代替。其中，该可控硅V1的控制端连接于三极管Q1的集电极，而剩下两端则串联于加热管所在的市电交流回路中。所述三极管Q1的导通与截止使得所述控制端的电压发生变化，从而使得可控硅V1导通或断开所在的加热回路，防止过热。

由于热电偶测温的原理，其冷端温度的变化会使得其电势大小与温度的线性关系变差，从而使得测得的温度准确性下降。为此，在本实用新型防过热硬件控制电路的另外的实施例中，加入冷端补偿部分：

参考图4，图示了防过热硬件控制电路的第四实施例的示意图。如图所示，其与图1所示实施例的区别在于，用运放U1代替了放大器UA。并且，该运放U1中集成了冷端补偿和放大功能，热电偶冷端连接至U1的1和14引脚，并通过8和9引脚输出放大后的信号。

同样，为了实现冷端补偿还可以采用分立原件的方式。参考图5，图示了防过热硬件控制电路的第五实施例的示意图；如图所示，其与图1所示实施例的区别在于，增加了冷端补偿热电偶。两个热电偶的冷端(包括正负两极)的负极共同接地，正极则分别作为放大器UA的差分输入端。并且，为了使得测得温度更加准确，所述冷端补偿热电偶的热端在空间位置应尽量靠近用于检测加热温度的热电偶的冷端。

需要说明的是，上述实施例中放大器UA是为了增益检测信号强度，其目的在于使得控制效果更佳。所以，可以理解放大器UA也可以省略。而温度传感器也并不限于热电偶，还可以采用双金属片等，任何温度传感器的替换均属于等同的替换。

参考图6，图示了防过热控制电路的一个实施例的示意图，其中包含了防过热的硬件控制电路。如图所示，包括第一电极10、第二电极11、温度传感器12等。其中，温度传感器12设置于所述第一电极10中，其与处理器地(1脚)连接，并通过2脚输入检测信号。而该第一电极10的外壳则与所述处理器的3脚连接并通过上拉电阻R11连接至电源。所述第二电极11则接地。

还包括比较器U2，该比较器的基准电压的输入脚连接Vref(当然也可以采用图1所示实施例中通过分压电路来调整及获取适当基准电压的方式)，而输入引脚则连接至所述第一电极10的外壳。而其输出引脚则通过电阻R12连接至三极管Q的基极，其发射极接地，集电极连接继电器K的线圈。由于三极管Q与继电器K与上文实施例功能作用相同，故不再赘述。

所述处理器的输出脚4脚还与所述三极管Q的基极连接，其目的在于同时实现防过热的软件控制(也就是程序控制)，这一点将在下面详细阐述。其中，R0表示加热等加热装置。

其中，所述外壳(包括第一电极的外壳和第二电极的外壳)由于起到导电的作用，因而其并不一定要全部包覆整个电极，也可以在电极的长度方向上设置导电材料即可。因而，优选的，所述第一电极10和第二电极11可以复用下述任意两种：控制部分中的温度检测杆、加热部分中的加热管、粉碎部分中的转动轴。

下面阐述本实施例同时实现防过热的软件及硬件控制过程：

图中虚线所示为液面；在初始状态时，所述第一电极10和第二电极11的下端均处于液面以下，因此第一电极10(外壳)和第二电极11(外壳)通过液体导通。由于第二电极11接地，且由于液体具有一定的阻值Rx会产生压降，所以相当于与电阻R11与Rx对VCC进行了分压，也就是处理器的3脚(比较器U2的输入脚)产生小于VCC的电压。所述比较器检测到该电压并将其与基准电压Vref比较，判定处于正常状态未产生过热。此时，比较器的输出脚输出高电位，保持三极管Q的导通。

当由于长时间加热液面下降，使得第一电极10和第二电极11的下端没有都浸入液面下时，相当于第一电极10和第二电极11的电连接断开。这样，处理器的3脚(比较器U2的输入脚)便通过上拉电阻R11上拉至VCC，其电压高于之前经过分压后得到的电压，故经过比较器U2判定认为处于过热状态，则其输出脚输出低电位使得三极管Q截止，从而断开了继电器K的线圈回路，使得其触点脱离，从而将加热管R0从市电交流回路中断开，实现防过热。

以上是实现防过热的硬件控制，在实际使用中也可以结合软件控制。例如：

通过温度传感器12检测温度，该检测信号传输至处理器后通过换算得到加热管的温度，从而通过输出脚4控制三极管Q的导通或截止。也可以，在基于上述防过热硬件控制电路的基础上，当处理器的3脚测得电压小于VCC时，则认为出现过热，则通过输出脚4控制三极管Q的导通或截止。

可以理解，本实施例中通过设置上拉电阻实现防过热的检测，也可以通过下拉电阻实现。例如，将第二电极11接入VCC，而第一电极10通过下拉电阻接地，则同样可以实现防过热的检测。只不过此时，正常状态下处理器的3脚(比较器U2的输入脚)为低电位，而过热时则呈现高电位。

可以借鉴的是，对于上文图1至图5的实施例中，也可以采用防过热的硬件和软件控制相结合的方式，在现有软件防过热控制电路的基础上增加，由于在上文阐述的基础上电路构造较为简单，故不再进一步阐述。

通过分析图1至图5所示实施例可知，当出现过热情况后，比较器UB输出低从而使得三极管Q1截止，断开加热管。此后，由于加热管不工作使得温度下降，这样热电偶检测这种温度下降的变化后，最终反应到比较UB输出高又使得三极管Q1导通，从而加热管又开始工作，如此反复。这样，虽然起到的硬件控制防止过热的目的，但是仍然处于耗能状态，为了克服这种情况，可以采取下述方式：

参考图7，图示了防过热控制电路的另一个实施例的示意图，其中包含了防过热的硬件控制电路。如图所示，与图1所示实施例的区别在于，所述比较器UB为滞回比较器。其通过在UB的输出脚引入电阻R9连接UB的正相输入端(基准电压的输入端)构成正反馈，从而构成滞回电路。其作用在于，当比较器UB判定出现过热后，其输出脚输出为低，这个低电位便通过滞回电路并在比较器UB的反相输入端输入变化时得以保持，从而避免了上述反复加热的情况。

其另一个区别在于，还加入了三极管Q2，该三极管Q2与三极管Q1串联共同控制继电器K1触点的吸合或脱离。其中，三极管Q2受控于处理器(图未示)，其基极连接处理器，并在处理器的程序控制下控制Q2的工作状态。当处理器程序判断出现过热时，便控制Q2截止，从而断开加热管的回路。当这种软件/程序控制失效时(即Q2一直处于导通状态)，则通过上述的硬件防过热控制电路使得Q1截止，从而起到了防过热的硬件保护。

本实施例中，当断开了加热管的回路后，在重启电源电路重新复位后便可以恢复正常的使用。而所述滞回电路则可以作为保持电路，在比较器UB输出低时，通过正反馈使其保持在低电平，从而使得三极管Q1维持在截止状态。

参考图8，图示了防过热控制电路的再一个实施例的示意图，其中包含了防过热的硬件控制电路。其与图7所示实施例的区别在于，将三极管Q2独立出来受控于处理器(图未示)。而在加热管的回路上串联了两个继电器K1和K2，Q2控制K2，Q1控制K1。其中，Q2和K2所实现的软件的防过热控制，Q1和K1实现的是硬件的防过热控制，由于在上文描述的基础上可以理解本实施例，故不再进一步阐述。

参考图9，图示了图示了防过热控制电路的第四个实施例的示意图，其中包含了防过热的硬件控制电路。如图所示，其与图1所示实施例的区别在于：

在比较器UB与三极管Q1之间设置了RS触发器U2A和与门U3A。其中，UB的输出脚连接U2A的复位端R反端，而U2A的置位端S反端则通过电阻R9连接VCC，并且通过开关KEY1接地。U2A的输出端Q则连接与门的一个输入端，其另一个输入端连接处理器(图未示)，而U2A的输出则控制Q1的工作状态。

其硬件防过热工作过程为：当比较器UB判定过热时，其输出7脚则置低，而由于U2A的置位端S反端为高，则该触发器U2A的输出Q状态为低电平，从而U3A输出也为低电平，从而使得Q1截止，加热管的回路断开，起到了防过热保护。

当上述的防过热的措施动作后，由于置位端S反端始终为高，因而触发器U2A的输出Q始终为低，从而避免了反复加热的情况。

其软件防过热工作过程为：当处理器判断过热发生后，则将与门U3A的输入脚置低，从而使得其输出也为低，使得Q1截止。当软件控制失效时，也就是U3A的输入脚2始终为高时，则此时便依赖上述的硬件防过热控制。

当软件防过热失效后，通过上述硬件防过热措施使得加热管不再加热时，若此时用户要恢复正常的使用，则可以按下按键KEY1，将置位端S反端置低，而由于加热管断开后温度降下来，所以复位端R反端则为高，所以此时触发器U2A输出高电平。而由于U3A的2脚也是高电平，所以其输出也为高，使得Q1导通，加热管又正常工作。

当然，上述将置位端S反端置低也可以通过将置位端S反端置连接置处理器(图未示)，由于处理器程序控制其置低。

所述RS触发器则可以作为保持电路，在比较器UB输出低时始终维持自身低电平的输出，使得三极管Q1保持在截止状态。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种防过热豆浆机，其特征在于，包括粉碎部分、加热部分和控制部分，所述控制部分包括直接或间接检测过热信号并据此控制加热部分工作的防过热硬件控制电路。

2.根据权利要求1所述的防过热豆浆机，其特征在于，所述防过热硬件控制电路包括直接或间接检测所述加热部分温度并输出检测信号的温度传感器，接收所述检测信号并与基准信号比较以输出控制信号的比较电路，以及接收所述控制信号并控制加热部分工作的开关电路。

3.根据权利要求2所述的防过热豆浆机，其特征在于，所述温度传感器为热电偶，其设置于加热部分的加热体内部或与该加热体接触。

4.根据权利要求3所述的防过热豆浆机，其特征在于，所述热电偶为热电偶组合，其包括设置于加热部分的加热体内部或与该加热体接触的第一热电偶，以及用于所述第一热电偶的冷端补偿的第二热电偶；

所述第一热电偶和第二热电偶的检测信号作为所述比较电路的输入。

5.根据权利要求2所述的防过热豆浆机，其特征在于，所述防过热硬件控制电路还包括将所述温度传感器检测信号放大输出至所述比较电路的放大电路。

6.根据权利要求2所述的防过热豆浆机，其特征在于，所述比较电路的输出之后还设置有在判定过热时控制开关电路为断开状态的保持电路。

7.根据权利要求1所述的防过热豆浆机，其特征在于，所述防过热硬件控制电路包括检测液位并输出检测信号的液位检测电路，接收所述检测信号并与基准信号比较以输出控制信号的比较电路，以及接收所述控制信号并控制加热部分工作的开关电路。

8.根据权利要求7所述的防过热豆浆机，其特征在于，所述液位检测电路包括伸向壳体中的盛液空间的第一电极和第二电极；所述第一电极上拉至高电位，所述第二电极连接低电位，并且所述第一电极连接所述比较电路信号输入端。

9.根据权利要求7所述的防过热豆浆机，其特征在于，所述液位检测电路包括伸向壳体中的盛液空间的第一电极和第二电极；所述第一电极下拉至低电位，所述第二电极连接高电位，并且所述第一电极连接所述比较电路信号输入端。

10.根据权利要求8或9所述的防过热豆浆机，其特征在于，所述控制部分还包括处理器，所述第一电极还电连接至该处理器的输入脚，该处理器的输出脚输出控制信号控制所述开关电路。

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