CN203882122U - 厨房电器控制芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种能够减少外围分立元件，集成度较高的厨房电器控制芯片，使厨房电器工作更为可靠，成本更为低廉的厨房电器控制芯片。其包括MCU微处理器，电源稳压模块、显示模块、驱动模块、采样模块、信号采集模块、USB接口模块和RFID模块，其中，电源稳压模块、采样模块、信号采集模块、USB接口模块和RFID模块的输出端与MCU微处理器相接，显示模块和驱动模块的输入端与MCU微处理器相接。由于较高的集成度，其抗干扰能力强、可靠性高和电路板面积小，由此，减少了控制电路占用的空间，特别是对比较紧凑而内部空间小的厨房电器，降低了产品的设计难度，可以大大降低了产品设计成本，提高了产品性能，具有很高的实用性。

Description

厨房电器控制芯片

技术领域

本实用新型涉及一种控制芯片，特别涉及用于控制厨房电器工作的集成控制芯片。

背景技术

目前，在现有厨房电器产品采用的控制电路中，通常采用MCU、运算放大器电路、电源电路、电源稳压电路、按键控制电路、显示电路和驱动电路等组成。而一般电源电路、显示电路、按键控制电路和驱动电路等都采用分立元件构成相关电路，这样才能完成彼此之间的信号传递和电路功能，这样，除了使用一个MCU为较大的集成电路外，需要许多外围元件才能实现整个电路的控制功能，这样就导致电路存在如下不足：

1)由于采用分立元件较多，使电路元件的参数一致性差。

2)这种电路会存在许多分布电容，抗干扰能力。

3)由于分立元件太多，电路复杂，导致占用较大的电路板面积，增加了生产成本。

4)由于分立元件的管脚多裸露在空气中，容易受到环境的影响而被腐蚀，电路的可靠性差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够减少外围分立元件，集成度较高的厨房电器控制芯片，使厨房电器工作更为可靠，成本更为低廉。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型的厨房电器控制芯片，所述控制芯片集成有：MCU微处理器，电源稳压模块、显示模块、驱动模块、采样模块、信号采集模块、USB接口模块和RFID模块，其中，电源稳压模块、采样模块、信号采集模块、USB接口模块和RFID模块的输出端与MCU微处理器相接，显示模块和驱动模块的输入端与MCU微处理器相接。

所述电源稳压模块的输入端与外设电源电路连接；所述显示模块的输出端与外设的状态显示和驱动显示装置连接；所述驱动模块的输出端与厨房电器控制电路中的功率控制部件相连；所述采样模块的输入端与监控厨房电器工作状态涉及的电流检测和电压检测端相连；所述信号采集模块的输入端与安装在厨房电器上对涉及其温度、水位、重量或时间信号进行检测的传感器相连。

所述电源稳压模块包括DC/DC转换模块和稳压块，其中，DC/DC转换模块输入端通过第二限流电阻接于外供电源，其还分别通过分压电阻和第四限流电阻与地和稳压块相接；DC/DC转换器通过其输出端分别向微处理器和厨房电器控制电路提供工作电源；所述稳压块通过其输出端向外接的大功率部件提供10V—15V驱动电压。

所述显示模块与外设的显示装置相接，其包括由耦合电阻和三极管组成的用于驱动厨房电器控制芯片外接的显示装置的第一开关电路。

所述驱动模块包括与微处理器输出端相接的用于驱动由继电器或MOS管组成的第二开关电路和用于驱动外设大功率部件或马达的驱动放大电路。

所述采样模块包括电流检测电路，所述电流检测电路包括基准分压电路、信号放大电路，所述基准分压电路为信号放大电路提供合适的参考值。

所述信号采集模块包括温度传感器、重力传感器、光电传感器的检测电路。

所述USB接口模块包括支持地址/数据总线复用和非地址/数据总线复用，可实现控制传输、块传输、同步传输和中断传输。

所述RFID模块包括支持符合ISO/IEC14443TypeA/TypeB协议的读写模式，同时支持符合NFCIP-1协议的NFC工作模式的电路。

本实用新型与现有技术相比，将MCU微处理器，电源稳压模块、显示模块、驱动模块、采样模块、信号采集模块、USB接口模块和RFID模块集成在一起，提高了控制电路的集成度，提高了电路的抗干扰能力和可靠性，同时减小了电路板面积，减少了控制电路所占用的产品的内部空间，特别是对比较紧凑而内部空间小的厨房电器，降低了产品的设计难度，可以大大降低了产品设计成本，还提高了产品的性能，具有很高的实用性。

附图说明

图1是本实用新型厨房电器控制芯片的原理框图；

图2是本实用新型厨房电器控制芯片的稳压模块原理图；

图3是本实用新型厨房电器控制芯片的显示模块原理图；

图4是本实用新型厨房电器控制芯片的信号采集模块原理图；

图5是本实用新型厨房电器控制芯片的USB模块原理图；

图6是本实用新型厨房电器控制芯片的RFID模块原理图；

图7是本实用新型厨房电器控制芯片应用在养生壶上的工作原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如附图1所示，双线大框内的为‘厨房电器控制芯片’，从框图中可以看出：以微处理器为核心控制部件，再增加集成了电源稳压模块、显示模块、驱动模块、采样模块、信号采集模块、USB接口模块和RFID模块，将这些模块与MCU微处理器有机地结合连接。双线大框外的是与厨房电器控制芯片连接的外围零件，这样就大大减少了外围分立元件的数量，提高了集成度，减少了生产环节的不确定性，提高了产品的可靠性，成为一种具有多功能的集成电路控制芯片。

如图2所示：所述电源稳压模块与外接的电源电路连接，用于对电源电路产生的较高的弱电电源进行稳压，所述稳压模块还包括电源输入端VIN、限流电阻R2、分压电阻R3，稳压块W及控制电路；所述稳压模块输出电源VDD供给微处理器及微处理器外围电路电源。一般输入电源为交流电源经过整流后的直流电源，电源电压在5V--24V之间，这种电源作为厨房电器控制芯片和外围元件的供电电源，限流电阻R2作为调节稳压器件的电流，降低稳压电路的压降；稳压块将输入电压VIN处理稳压成3V--5V的低压输出VDD1供给微处理器电源和微处理器外围电路的电源，另一路稳压成3V--5V的电源VDD供给厨房电器控制芯片外围电路电源，输入电源VIN另一路经过限流电阻R4限流后，经过大功率稳压块W1稳压后的10V—15V输出电源为功率器件提供电源。

如图3所示：所述显示模块连接显示装置，其包括驱动电路的耦合电阻R1和三级管Q1组成的开关电路，用于驱动厨房电器控制芯片的外接的显示装置。所述驱动模块包括从微处理器输出连接的开关电路和放大电路，所述开关电路用于驱动继电器，或采用MOS管等组成的开关电路，用于大功率控制部件和马达等大功率部件的驱动控制。

所述采样模块与微处理器连接，用于对厨房电器控制电路的电流检测、电压检测进行采样，所述电流检测包括基准分压电路、信号放大电路，所述基准电压电路为信号放大电路提供基准电压值。

如图4所示：所述信号采集模块包括数个过零信号检测电路，用于微信号输入，所述过零信号检测电路包括基准分压电路和比较器，所示基准分压电路包括R7和R8分压电阻和R9和R10等分压电阻，基准分压电路的输出端与所述比较器的反相端连接，所述比较器的同相端与输入的过零信号V1和V2等连接，所述比较器的输出端与微处理器连接。所述信号采集模块的输入端与控制芯片外的厨房电器需要的温度、水位、重力等各种传感器连接，进行检测。

如图5所示：所述USB接口模块与微处理器的A/D口连接，连接移动存储器，接收移动存储器的控制数据，用于更改厨房电器的控制参数。所述USB接口模块包括支持地址/数据总线复用和非地址/数据总线复用，可实现控制传输、块传输、同步传输和中断传输。

如图6所示：所述RFID(免接触式射频识别)模块与微处理器控制模块的通信串口连接，所述RFID模块支持符合ISO/IEC14443TypeA/TypeB协议的读写模式，同时支持符合NFCIP-1协议的NFC工作模式，确保机器可以稳定读取电子标签参数，同时确保机器可以与具备NFC功能手机之间进行点对点通讯。采用将RFID模块设置在厨房电器机体内部，与所述电子标签进行数据通信。所述电子标签是‘非接触式射频卡芯片’，其自带的EEPROM和易于改变其内容的特性,将其作为改变厨房电器控制食物煲煮加工程序的的媒介--电子标签，这样就能够使厨房电器通过读写这个电子标签，按电子标签所存贮的内容来改变电器对食物煲煮的控制加工过程。只要将相关数据烧录进电子标签的EEPROM内，制成该食物煲煮控制加工的电子标签卡，将卡靠近RFID模块，就可以通过RFID模块直接扫描电子标签，读取食物对应的加工参数，然后将参数传递到机器的微处理器的控制模块，控制模块对参数处理后，将通过可控硅驱动模块控制发热管工作或者马达工作，对食物进行加工处理。

本实用新型厨房电器控制芯片应用于养生壶的实施例：

如图7所示，是本实用新型厨房电器控制芯片应用在养生壶上的控制电路原理框图，本厨房电器控制芯片的外围元件连接如下：所述电源稳压模块连接有将市电降压到控制电路所需的电源变压器，变压器输出交流电压为20V，然后经过整流滤波后成为直流电压，与所述电源稳压模块连接、所述电源稳压模块输出VDD为5V、VDD1为12V，VDD电压用于为微处理器及控制芯片中的各控制模块提供电源，VDD1电源用于给控制芯片外的继电器提供工作电源。所述显示模块连接有LED数码显示器。所述驱动模块连接有继电器。所述采样模块连接有水位防溢出探头。所述信号采集模块连接有按键和温度传感器NTC。

本厨房电器控制芯片在连接上述外接电路后，形成了养生壶的控制电路，其工作原理如下：当用户使用养生壶时，首先将需要煮的养生食物放入养生壶中，然后倒入适量的水，将养生壶放在控制底座上，将控制底座插上电源，这时，电源稳压模块通过外接的电源获得直流电源，通过电源稳压模块获得供给厨房电器控制芯片和相关联的电路提供电源，这时，控制电路进行上电初始化。然后用户选择需要的‘养生汤’工作模式，然后按‘开始’键，这时，养生壶开始煲煮‘养生汤’工作。用户的按键动作通过按键与信号采用模块的连接被微处理器扫描获知按键已经被按，并且通过按键的信号获知选择的是‘养生汤’工作模式，微处理器控制驱动模块电路控制外接的继电器接通，使养生壶体底部的发热元件开始发热工作。这时微处理器还控制显示模块驱动外接的LED数码显示器显示养生壶加热工作的总时间，并且开始倒计时工作。同时，微处理器开始通过信号采集模块获取温度传感器NTC的阻值变化所转换成的电压变化值，通过电压变化值经微处理器处理后与设定值比较，得出当前的养生壶中水的温度值。同时，厨房电器控制芯片上的采用模块不断地检测其上所连接的防溢检测探头的状态的变化，当探头与养生壶底之间的阻值变化超过设定值时，控制电路将其判断为溢出，厨房电器控制芯片将控制驱动模块电路外接的继电器断开，使养生壶体底部的发热元件停止发热工作，这样将使养生壶在煲煮食物时不会溢出。控制电路中的厨房电器控制芯片根据已经设置的‘养生汤’控制程序进行养生汤的煲煮工作直到程序结束。若需要对养生壶上的各种控制模式进行调整或改善时，可以通过‘非接触式射频卡’，用该‘非接触式射频卡’从养生壶生产商的网站上下载更新和改进后的控制程序，然后将‘非接触式射频卡’靠近养生壶上的RFID模块，就可以通过RFID模块直接扫描‘非接触式射频卡’，读取最新的经过改进的食物对应的加工程序和参数，这样，养生壶将按新的程序进行对食物的煲煮工作。这样就做到了养生壶可以根据用户的要求，对养生壶煲煮各种食物的程序进行更新和改进，达到和满足用户对养生壶煲煮食物的不同要求，达到养生壶所煲煮的各种养生汤质量不断提高的效果。

●应用本实用新型预先设定方式之一：

◆公司设计‘功能菜单'(包括实现功能的程序)。

◆将公司设计功能菜单(包括实现功能的程序)放在公司网站相应的产品‘功能菜单'的目录下。

◆消费者可通过手机上网打开网站，打开‘功能菜单'选择需要的功能‘功能菜单'。

◆消费者打开相应的内置有RFID模块的家用电器，的家用电器，如养生壶；将‘非接触式射频卡’靠近养生壶上的RFID模块，就可以通过RFID模块直接扫描‘非接触式射频卡’，读取最新的经过改进的食物对应的加工程序和参数给相应的家用电器，家用电器经过识别编码，判断是哪类功能程序，然后放在相应的文件目录下，在该家用电器上按压‘保存'按键，该功能菜单便被保存，若按压‘替代'按键，则原相应‘功能菜单'被新‘功能菜单'的程序替代。

◆当消费者需要使用新的‘功能菜单'时，只需打开该家用电器，选择需要的‘功能菜单'，然后按下‘开始'键，这时，该家用电器将按被选择的‘功能菜单'的程序进行工作。

●应用本实用新型预先设定方式之二：

◆公司设计‘功能菜单'(包括实现功能的程序)。

◆将公司设计功能菜单(包括实现功能的程序)放在公司网站相应的产品‘功能菜单'的目录下。

◆消费者可通过电脑，在电脑上打开网站，打开‘功能菜单'选择需要的‘功能菜单'，用U盘拷贝下来。

◆消费者打开相应种类的家用电器，如养生壶；将U盘插入该家用电器的USB插口，在该家用电器上按压‘保存程序'按键，该功能菜单便被保存在该家用电器的菜单栏中，若按压‘替代'按键，则原相应‘功能菜单'被新程序替代。

◆当消费者需要使用新的‘功能菜单'时，只需打开该家用电器，选择需要的‘功能菜单'，然后按下‘开始'键，这时，该家用电器将按被选择的‘功能菜单'的程序进行工作。

Claims (9)

1.一种厨房电器控制芯片，其特征在于：所述控制芯片集成有：MCU微处理器，电源稳压模块、显示模块、驱动模块、采样模块、信号采集模块、USB接口模块和RFID模块，其中，电源稳压模块、采样模块、信号采集模块、USB接口模块和RFID模块的输出端与MCU微处理器相接，显示模块和驱动模块的输入端与MCU微处理器相接。

2.根据权利要求1所述的厨房电器控制芯片，其特征在于：所述电源稳压模块的输入端与外设电源电路连接；所述显示模块的输出端与外设的状态显示和驱动显示装置连接；所述驱动模块的输出端与厨房电器控制电路中的功率控制部件相连；所述采样模块的输入端与监控厨房电器工作状态涉及的电流检测和电压检测端相连；所述信号采集模块的输入端与安装在厨房电器上对涉及其温度、水位、重量或时间信号进行检测的传感器相连。

3.根据权利要求2所述的厨房电器控制芯片，其特征在于：所述电源稳压模块包括DC/DC转换模块和稳压块(W1)，其中，DC/DC转换模块输入端通过第二限流电阻(R2)接于外供电源，其还分别通过分压电阻(R3)和第四限流电阻(R4)与地和稳压块相接；DC/DC转换器通过其输出端分别向微处理器和厨房电器控制电路提供工作电源；所述稳压块(W1)通过其输出端向外接的大功率部件提供10V—15V驱动电压。

4.根据权利要求2所述的厨房电器控制芯片，其特征在于：所述显示模块与外设的显示装置相接，其包括由耦合电阻(R1)和三极管(Q1)组成的用于驱动厨房电器控制芯片外接的显示装置的第一开关电路。

5.根据权利要求2所述的厨房电器控制芯片，其特征在于：所述驱动模块包括与微处理器输出端相接的用于驱动由继电器或MOS管组成的第二开关电路和用于驱动外设大功率部件或马达的驱动放大电路。

6.根据权利要求2所述的厨房电器控制芯片，其特征在于：所述采样模块包括电流检测电路，所述电流检测电路包括基准分压电路、信号放大电路，所述基准分压电路为信号放大电路提供合适的参考值。

7.根据权利要求2所述的厨房电器控制芯片，其特征在于：所述信号采集模块包括温度传感器、重力传感器、光电传感器的检测电路。

8.根据权利要求2所述的厨房电器控制芯片，其特征在于：所述USB接口模块包括支持地址/数据总线复用和非地址/数据总线复用，可实现控制传输、块传输、同步传输和中断传输。

9.根据权利要求2所述的厨房电器控制芯片，其特征在于：所述RFID模块包括支持符合ISO/IEC14443TypeA/TypeB协议的读写模式，同时支持符合NFCIP-1协议的NFC工作模式的电路。