CN206540319U - 一种液体加热装置的控温电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液体加热装置的控温电路，包括有控制芯片、过零检测电路、继电器模块、可控硅缓冲电路和温度检测电路，所述过零检测电路的输出端连接至控制芯片的外部中断输入端，控制芯片的第一输出端连接至继电器模块的控制端，继电器模块与可控硅缓冲电路连接，控制芯片的第二输出端连接至可控硅缓冲电路的控制端，温度检测电路的输出端连接至控制芯片的输入端。本实用新型通过过零检测电路检测负载过零点，结合高精度温度检测电路实现对继电器的精确控制，大大延长继电器的使用寿命；还采用可控硅缓冲电路吸收消弧，避免继电器开关次数过于频繁导致寿命减少。本实用新型作为一种液体加热装置的控温电路可广泛应用于电子电路领域。

Description

一种液体加热装置的控温电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路领域，尤其是一种液体加热装置的控温电路。

背景技术

现有技术中的液体加热装置的常采用PID算法进行温度控制，但是在PID控温过程中需要对继电器开关频繁开启和关闭，因此对继电器的寿命要求较高，也可能因此导致控温电路控制精度下降以及继电器使用寿命的降低。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是：提供一种避免继电器频繁开关导致寿命降低和精度下降的液体加热装置的控温电路。

本实用新型所采用的技术方案是：一种液体加热装置的控温电路，包括有控制芯片、过零检测电路、继电器模块、可控硅缓冲电路和温度检测电路，所述过零检测电路的输入端用于接入交流电源，所述过零检测电路的输出端连接至控制芯片的外部中断输入端，所述控制芯片的第一输出端连接至继电器模块的控制端，所述继电器模块的开关触点的一端用于接入交流电源，所述继电器模块的开关触点的另一端与可控硅缓冲电路连接，所述控制芯片的第二输出端连接至可控硅缓冲电路的控制端，所述温度检测电路的输出端连接至控制芯片的输入端, 所述温度检测电路包括有精密电阻、分压电阻、第一电容和精密NTC热敏电阻。

进一步，所述过零检测电路包括有第一分压模块和第一输出模块；所述第一分压模块包括有第一电阻、第二电阻和第一二极管，所述第一电阻的一端作为过零检测电路的输入端，所述第一电阻的另一端分别连接至第二电阻的一端和第一二极管的阴极，所述第二电阻的另一端和第一二极管的阳极接地；所述第一输出模块包括有NPN三极管、上拉电阻和输出电阻，所述第一电阻的另一端还连接至NPN三极管的基极，所述NPN三极管的集电极分别连接至上拉电阻的一端和输出电阻的一端，所述上拉电阻的另一端接高电平，所述输出电阻的另一端作为过零检测电路的输出端，所述NPN三极管的射极接地。

进一步，所述可控硅缓冲电路包括有可控硅缓冲模块、直流隔离模块和控制模块，所述可控硅缓冲模块包括有双向可控硅、第三电阻和第二电容，所述继电器模块的开关触点的另一端与双向可控硅的第一主电极连接，所述双向可控硅的第二主电极接地，所述双向可控硅的第一主电极依次通过第三电阻和第二电容接地，所述控制芯片的第二输出端依次通过控制模块和直流隔离模块连接至双向可控硅的门极。

进一步，所述直流隔离模块包括有第四电阻、第三电容和第四电容，所述第三电容的一端连接至双向可控硅的门极，所述第三电容的一端还分别通过第三电容和第四电阻接地，所述控制芯片的第二输出端通过控制模块连接至第三电容的另一端。

进一步，所述控制模块包括有PNP三极管、第五电阻、第六电阻、第五电容、第七电阻和第八电阻，所述控制芯片的第二输出端连接至第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端分别连接至第六电阻的一端和PNP三极管的基极，所述PNP三极管的集电极连接至第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端分别连接至第三电容的另一端和第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端与第五电容的一端均接地，所述第五电容的另一端、PNP三极管的射极和第六电阻的另一端均连接高电平。

进一步，所述精密电阻的一端接高电平，所述精密电阻的另一端分别连接至分压电阻的一端和精密NTC热敏电阻的一端，所述精密电阻的精度不低于千分之一,所述第一电容的一端与精密NTC热敏电阻的另一端均接地，所述第一电容的另一端和分压电阻的另一端连接并作为温度检测电路的输出端与控制芯片的输入端连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过过零检测电路检测负载过零点，同时结合高精度温度检测电路，从而能够实现控制芯片对继电器闭合和断开的精确控制，大大延长继电器的使用寿命；还采用可控硅缓冲电路吸收消弧，避免继电器开关次数过于频繁导致寿命减少，适用于电热水壶、咖啡机、饮料冲泡装置等领域。

附图说明

图1为本实用新型结构框图；

图2为本实用新型具体实施例电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

参照图1，一种液体加热装置的控温电路，包括有控制芯片、过零检测电路、继电器模块、可控硅缓冲电路和温度检测电路，所述过零检测电路的输入端用于接入交流电源的零线，所述过零检测电路的输出端连接至控制芯片的外部中断输入端，所述控制芯片的第一输出端连接至继电器模块的控制端，所述继电器模块的开关触点的一端用于接入交流电源的火线，所述继电器模块的开关触点的另一端与可控硅缓冲电路连接，所述控制芯片的第二输出端连接至可控硅缓冲电路的控制端，所述温度检测电路的输出端连接至控制芯片的输入端。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述过零检测电路包括有第一分压模块和第一输出模块；所述第一分压模块包括有第一电阻、第二电阻RX7和第一二极管D6，所述第一电阻即串联的RX3和RX4，所述第一电阻的一端作为过零检测电路的输入端，所述第一电阻的另一端分别连接至第二电阻RX7的一端和第一二极管D6的阴极，所述第二电阻RX7的另一端和第一二极管D6的阳极接地；所述第一输出模块包括有NPN三极管Q1、上拉电阻R10和输出电阻R11，所述第一电阻的另一端还连接至NPN三极管Q1的基极，所述NPN三极管Q1的集电极分别连接至上拉电阻R10的一端和输出电阻R11的一端，所述上拉电阻R10的另一端接高电平，所述输出电阻R11的另一端作为过零检测电路的输出端，所述NPN三极管Q1的射极接地。

如图2所示，过零检测电路的第一分压模块用于将输入的交流电压从高压转换成小于1V的驱动电压，驱动第一输出模块的NPN极管Q1导通，从而输出低电平至控制芯片的外部中断输入端INT0，用于判断输入交流电压的过零点；其中控制芯片可采用如型号为SH79F1612A的单片机。

在本实用新型具体实施例电路具体工作时，控制芯片通过过零检测电路负载电压过零点，通过PID处理得到继电器线圈掉电到继电器触点开关断开的时间，在负载电压过零点断开继电器，从而大大延长继电器的使用寿命。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述可控硅缓冲电路包括有可控硅缓冲模块、直流隔离模块和控制模块，所述可控硅缓冲模块包括有双向可控硅TR1、第三电阻RX9和第二电容C12，所述继电器模块的开关触点的另一端与双向可控硅TR1的第一主电极A2连接，所述双向可控硅TR1的第二主电极A1接地，所述双向可控硅TR1的第一主电极A2依次通过第三电阻RX9和第二电容C12接地，所述控制芯片IC2的第二输出端TRIAC依次通过控制模块和直流隔离模块连接至双向可控硅TR1的门极G。

在继电器触电断开时会产生高压脉冲，由于增加了上述可控硅缓冲电路，该电路可实现吸收消弧的作用，即吸收继电器触电断开时的高压脉冲，从而延长继电器的使用寿命。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述直流隔离模块包括有第四电阻R53、第三电容C10和第四电容C11，所述第三电容C10的一端连接至双向可控硅TR1的门极G，所述第三电容C10的一端还分别通过第三电容C11和第四电阻R53接地，所述控制芯片IC2的第二输出端TRIAC通过控制模块连接至第三电容C10的另一端。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述控制模块包括有PNP三极管Q3、第五电阻R15、第六电阻R14、第五电容C9、第七电阻R55和第八电阻R54，所述控制芯片IC2的第二输出端TRIAC连接至第五电阻R15的一端，所述第五电阻R15的另一端分别连接至第六电阻R14的一端和PNP三极管Q3的基极，所述PNP三极管Q3的集电极连接至第七电阻R55的一端，所述第七电阻R55的另一端分别连接至第三电容C10的另一端和第八电阻R54的一端，所述第八电阻R54的另一端与第五电容C9的一端均接地，所述第五电容C9的另一端、PNP三极管Q3的射极和第六电阻R14的另一端均连接+5V高电平。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述温度检测电路包括有精密电阻RN1、分压电阻RN2、第一电容C8和精密NTC热敏电阻CN1，所述精密电阻RN1的一端接+5V高电平，所述精密电阻RN1的另一端分别连接至分压电阻RN2的一端和精密NTC热敏电阻CN1的一端，所述精密电阻RN1的精度不低于千分之一。所述第一电容C8的一端与精密NTC热敏电阻CN1的另一端均接地，所述第一电容C8的另一端和分压电阻RN2的另一端连接并作为温度检测电路的输出端与控制芯片IC2的输入端NTC-AD连接。

温度检测电路中采用精密电阻和精密NTC热敏电阻保证了温度测量的精确性，若配合PID闭环控制算法，可进一步实现液体加热装置的精准控温。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可以作出种种的等同变换或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.一种液体加热装置的控温电路，其特征在于：包括有控制芯片、过零检测电路、继电器模块、可控硅缓冲电路和温度检测电路，所述过零检测电路的输入端用于接入交流电源，所述过零检测电路的输出端连接至控制芯片的外部中断输入端，所述控制芯片的第一输出端连接至继电器模块的控制端，所述继电器模块的开关触点的一端用于接入交流电源，所述继电器模块的开关触点的另一端与可控硅缓冲电路连接，所述控制芯片的第二输出端连接至可控硅缓冲电路的控制端，所述温度检测电路的输出端连接至控制芯片的输入端,所述温度检测电路包括有精密电阻、分压电阻、第一电容和精密NTC热敏电阻。

2.根据权利要求1所述的一种液体加热装置的控温电路，其特征在于：所述过零检测电路包括有第一分压模块和第一输出模块；所述第一分压模块包括有第一电阻、第二电阻和第一二极管，所述第一电阻的一端作为过零检测电路的输入端，所述第一电阻的另一端分别连接至第二电阻的一端和第一二极管的阴极，所述第二电阻的另一端和第一二极管的阳极接地；所述第一输出模块包括有NPN三极管、上拉电阻和输出电阻，所述第一电阻的另一端还连接至NPN三极管的基极，所述NPN三极管的集电极分别连接至上拉电阻的一端和输出电阻的一端，所述上拉电阻的另一端接高电平，所述输出电阻的另一端作为过零检测电路的输出端，所述NPN三极管的射极接地。

3.根据权利要求1所述的一种液体加热装置的控温电路，其特征在于：所述可控硅缓冲电路包括有可控硅缓冲模块、直流隔离模块和控制模块，所述可控硅缓冲模块包括有双向可控硅、第三电阻和第二电容，所述继电器模块的开关触点的另一端与双向可控硅的第一主电极连接，所述双向可控硅的第二主电极接地，所述双向可控硅的第一主电极依次通过第三电阻和第二电容接地，所述控制芯片的第二输出端依次通过控制模块和直流隔离模块连接至双向可控硅的门极。

4.根据权利要求3所述的一种液体加热装置的控温电路，其特征在于：所述直流隔离模块包括有第四电阻、第三电容和第四电容，所述第三电容的一端连接至双向可控硅的门极，所述第三电容的一端还分别通过第三电容和第四电阻接地，所述控制芯片的第二输出端通过控制模块连接至第三电容的另一端。

5.根据权利要求4所述的一种液体加热装置的控温电路，其特征在于：所述控制模块包括有PNP三极管、第五电阻、第六电阻、第五电容、第七电阻和第八电阻，所述控制芯片的第二输出端连接至第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端分别连接至第六电阻的一端和PNP三极管的基极，所述PNP三极管的集电极连接至第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端分别连接至第三电容的另一端和第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端与第五电容的一端均接地，所述第五电容的另一端、PNP三极管的射极和第六电阻的另一端均连接高电平。

6.根据权利要求1所述的一种液体加热装置的控温电路，其特征在于：所述精密电阻的一端接高电平，所述精密电阻的另一端分别连接至分压电阻的一端和精密NTC热敏电阻的一端，所述精密电阻的精度不低于千分之一,所述第一电容的一端与精密NTC热敏电阻的另一端均接地，所述第一电容的另一端和分压电阻的另一端连接并作为温度检测电路的输出端与控制芯片的输入端连接。