CN208984971U - 一种休眠唤醒电路及烹饪锅具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种休眠唤醒电路，包括热电偶模块、信号放大模块、三极管开关模块，以及主控模块，其中，所述信号放大模块包括一级信号放大模块和二级信号放大模块，所述一级信号放大模块与所述热电偶模块相连，用以放大热电偶的信号，所述二级信号放大模块连接在一级信号放大模块和三极管开关模块之间，用以对经一级信号放大模块放大后的信号进行二次放大，以驱动所述三极管开关模块导通，所述三极管开关模块连接主控模块，以在三极管开关模块导通时唤醒所述主控模块。本实用新型还提供一种具有上述休眠唤醒电路的烹饪器具。

Description

一种休眠唤醒电路及烹饪锅具

技术领域

本实用新型涉及烹饪锅具技术领域，尤其涉及的是一种休眠唤醒电路及烹饪锅具。

背景技术

随着人们生活水平的日益提高，人们对烹饪锅具的要求也越来越高，因此智能锅具、显温锅具(能够显示锅具温度的锅具)等应运而生。为了使用方便，智能锅具、显温锅具等一般采用电池供电。

电池供电情况下，锅具为了减少功耗通常具有系统休眠和唤醒功能，在锅具不工作时系统进入休眠状态，在锅具需要工作时可以通过按键等触发方式唤醒系统。

采用按键触发系统的外部中断需要额外增加按键，对烹饪锅具的外观结构设计有一定影响，并且按键操作需要用户手动操作，比较麻烦。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种休眠唤醒电路及烹饪锅具，能够自动唤醒和休眠烹饪锅具的电控系统，节省耗电量。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种休眠唤醒电路，包括热电偶模块、信号放大模块、三极管开关模块，以及主控模块，其中，所述信号放大模块包括一级信号放大模块和二级信号放大模块，所述一级信号放大模块与所述热电偶模块相连，用以放大热电偶的信号，所述二级信号放大模块连接在一级信号放大模块和三极管开关模块之间，用以对经一级信号放大模块放大后的信号进行二次放大，以驱动所述三极管开关模块导通，所述三极管开关模块连接主控模块，以在三极管开关模块导通时唤醒所述主控模块。

在示例性实施例中，所述二级信号放大模块的放大倍数小于所述一级信号放大模块的放大倍数。

在示例性实施例中，所述一级信号放大模块的放大倍数为60倍至120倍，所述二级信号放大模块的放大倍数为2倍至4倍。

在示例性实施例中，所述一级信号放大模块包括：第一运算放大器U1、以及电阻R1、R2；所述电阻R1的第一端连接热电偶的负极，电阻R1的第二端连接第一运算放大器U1的反相输入端，所述热电偶的正极接地，所述电阻R2的第一端连接第一运算放大器U1的反相输入端，所述电阻R2的第二端连接第一运算放大器U1的输出端，所述电阻R2与电阻R1的阻值之比为一级信号放大模块的放大倍数。

在示例性实施例中，所述一级信号放大模块还包括：电阻R4和电容C2；所述电阻R4的第一端连接所述第一运算放大器U1的输出端，所述电阻R4的第二端连接电容C2的第一端，电容C2的第二端接地，所述电阻R4和电容C2组成RC滤波电路。

在示例性实施例中，所述二级信号放大模块包括：第二运算放大器U2、以及电阻R5、R6、R7；所述电阻R5的第一端连接所述一级信号放大模块的输出端，所述电阻R5的第二端连接所述第二运算放大器U2的同相输入端，所述电阻R6的第一端连接所述第二运算放大器U2的反相输入端，所述电阻R6的第二端接地，所述电阻R7的第一端连接所述第二运算放大器U2的反相输入端，所述电阻R7的第二端连接所述第二运算放大器U2的输出端，所述电阻R7与电阻R6的阻值之比为二级信号放大模块的放大倍数。

在示例性实施例中，所述二级信号放大模块还包括：电阻R8和电容C4；所述电阻R8的第一端连接所述第二运算放大器U2的输出端，所述电阻R8的第二端连接电容C4的第一端，电容C4的第二端接地，所述电阻R8和电容C4组成RC滤波电路。

在示例性实施例中，所述三极管开关模块包括三极管J1，所述三极管J1的基极连接所述二级信号放大模块的输出端，所述三极管J1的发射极接地，所述三极管J1的集电极与所述主控模块的引脚相连，用以唤醒所述主控模块。

在示例性实施例中，所述三极管开关模块还包括电阻R9、R10，所述电阻R9的第一端连接二级信号放大模块的输出端，电阻R9的第二端连接三极管J1的基极，电阻R10的第一端连接所述三极管J1的集电极，电阻R10的第二端连接电源VCC。

本申请还提供一种烹饪锅具，其包括显示模块，以及上述任一技术方案所述的休眠唤醒电路，所述热电偶测得温度大于预设值时唤醒所述主控模块，所述主控模块控制所述显示模块至少显示温度和/或时间信息。

与相关技术相比，本实用新型提供的一种休眠唤醒电路，通过热电偶模块测量锅具的锅体温度，并转换成电信号输出至信号放大模块进行信号的放大，放大为二级放大，以便实现温度的采样和三极管的驱动，电路简单可靠、功能强，三极管开关模块根据放大后的电信号生成驱动电平信号，并输出至主控模块用于唤醒或休眠所述主控模块。本实用新型提供的休眠唤醒电路能够自动唤醒和休眠烹饪锅具的电控系统，节省耗电量。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种休眠唤醒电路的示意图；

图2为本实用新型一种信号放大模块的示意图；

图3-a为图2中信号放大模块的一种一级信号放大模块的示意图；

图3-b为图2中信号放大模块的另一种一级信号放大模块的示意图；

图4为一种图3-b中所示的一级信号放大模块的示意图；

图5为一种二级信号放大模块的示意图；

图6为一种三极管开关模块的示意图；

图7为本实用新型示例1的一种休眠唤醒电路的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种休眠唤醒电路，包括：热电偶模块10、信号放大模块20和三极管开关模块30；热电偶模块10，用于通过热电偶101测量锅具的锅体温度，并转换成电信号输出至信号放大模块20；信号放大模块20，用于对电信号进行放大，生成放大后的电信号输出至三极管开关模块30；三极管开关模块30，用于根据放大后的电信号生成驱动电平信号，并输出至主控模块用于唤醒或休眠所述主控模块。

其中，所述信号放大模块20包括一级信号放大模块201和二级信号放大模块202，所述一级信号放大模块201与所述热电偶模块相连，用以放大热电偶的信号，所述二级信号放大模块202连接在一级信号放大模块201和三极管开关模块30之间，用以对经一级信号放大模块201放大后的信号进行二次放大，以驱动所述三极管开关模块30导通，所述三极管开关模块30连接主控模块，以在三极管开关模块30导通时唤醒所述主控模块。本申请采用二级放大，可以扩大热电偶的温度测量范围。例如，热电偶采用K型热电偶，当采用本申请中的电路测量温度为600℃，对应的K型热电偶电压为24.905mv，当一级信号放大模块放大100倍时，电压为2.4905V(一级放大后电压不能超过2.5V运放供电电压，因为一级放大后的电压需MCU AD采样计算温度)；而当测量温度为85℃对应的热电偶电压为3.474mv，经一级放大100倍后为0.3474V无法驱动三极管(三极管导通电压约为0.7V)导通，因此通过增加了二级放大，放大倍数为2倍时，使开关电路三极管的输入端电压为0.6948V，则可驱动三极管导通。所以当热电偶的电压高于85℃时，开关电路三极管导通，产生低电平触发MCU唤醒以正常工作。

优选的，所述二级信号放大模块的放大倍数小于所述一级信号放大模块的放大倍数。所述一级信号放大模块的放大倍数为60倍至120倍，所述二级信号放大模块的放大倍数为2倍至4倍；且当一级放大倍数选取较大值时，二级放大倍数则选取较小值，反之亦然。

上述实施方式中，通过测量锅体温度生成不同的电平信号(比如高电平信号和低电平信号)，所述不同的电平信号可以作为主控模块的外部输入信号(比如外部中断信号)唤醒或休眠所述主控模块；其中，热电偶是一种随着温度变化产生不同微弱电压信号的温度传感器(测量范围可以是-200℃～1300℃)。

在一种实施方式中，所述信号放大模块20包括：运算放大电路和滤波电路。其中，运算放大电路可以是一级或多级运算放大电路，滤波电路也可以是一个或多个级联的RC滤波电路。采用多级放大电路可以扩大热电偶的温度测量范围，并且，多级放大电路可以使每一级放大电路的放大倍数缩小，使得每一级放大电路的输出线性度更好，避免信号失真。多级RC滤波电路能够增加信号平滑效果，使得信号更加平坦，起伏更小。

在一种实施方式中，如图2所示，所述信号放大模块20包括：级联的一级信号放大模块201和二级信号放大模块202；

如图3-a所示，所述一级信号放大模块201包括：第一运算放大电路2011；或者，如图3-b所示，所述一级信号放大模块201包括：第一运算放大电路2011，和一个或多个第一滤波电路2012；所述二级信号放大模块202包括：第二运算放大电路2021；或者，所述二级信号放大模块202包括：第二运算放大电路2021，和一个或多个第二滤波电路2022；

在一种实施方式中，如图4所示，所述一级信号放大模块包括：第一运算放大器U1、以及电阻R1、R2；所述电阻R1的第一端连接热电偶的负极，电阻R1的第二端连接第一运算放大器U1的反相输入端，所述热电偶的正极接地，所述电阻R2的第一端连接第一运算放大器U1的反相输入端，所述电阻R2的第二端连接第一运算放大器U1的输出端，所述电阻R2与电阻R1的阻值之比为一级信号放大模块的放大倍数。所述一级信号放大模块还包括：电阻R4和电容C2；所述电阻R4的第一端连接所述第一运算放大器U1的输出端，所述电阻R4的第二端连接电容C2的第一端，电容C2的第二端接地，所述电阻R4和电容C2组成RC滤波电路。

具体的，所述一级信号放大模块201包括：第一运算放大电路2011和第一滤波电路2012；所述第一运算放大电路2011包括：第一运算放大器U1、电阻R1、R2、R3和电容C1；所述电阻R1的第一端连接热电偶101的负极，电阻R1的第二端连接第一运算放大器U1的反相输入端；所述热电偶101的正极接地；所述电阻R2的第一端连接第一运算放大器U1的反相输入端，所述电阻R2的第二端连接第一运算放大器U1的输出端；所述电容C1的第一端连接第一运算放大器U1的反相输入端，电容C1的第二端接地；所述电阻R3的第一端连接第一运算放大器U1的同相输入端，所述电阻R3的第二端接地。

所述第一滤波电路2012包括：电阻R4和电容C2；所述电阻R4的第一端连接所述第一运算放大电路2011的输出端，所述电阻R4的第二端连接电容C2的第一端，电容C2的第二端接地；所述电阻R4的第二端作为所述第一滤波电路2012的输出端，所述第一滤波电路2012的输出端是所述一级信号放大模块201的输出端。

在一种实施方式中，如图5所示，所述二级信号放大模块包括：第二运算放大器U2、以及电阻R5、R6、R7；所述电阻R5的第一端连接所述一级信号放大模块的输出端，所述电阻R5的第二端连接所述第二运算放大器U2的同相输入端，所述电阻R6的第一端连接所述第二运算放大器U2的反相输入端，所述电阻R6的第二端接地，所述电阻R7的第一端连接所述第二运算放大器U2的反相输入端，所述电阻R7的第二端连接所述第二运算放大器U2的输出端，所述电阻R7与电阻R6的阻值之比为二级信号放大模块的放大倍数。所述二级信号放大模块还包括：电阻R8和电容C4；所述电阻R8的第一端连接所述第二运算放大器U2的输出端，所述电阻R8的第二端连接电容C4的第一端，电容C4的第二端接地，所述电阻R8和电容C4组成RC滤波电路

具体的，所述二级信号放大模块202包括：第二运算放大电路2021和第二滤波电路2022；所述第二运算放大电路2021包括：第二运算放大器U2、电阻R5、R6、R7、R8和电容C3；所述电阻R5的第一端连接所述第一运算放大电路201的输出端；所述电阻R5的第二端连接所述第二运算放大器U2的同相输入端；所述电容C3的第一端连接所述电阻R5的第一端，所述电容C3的第二端接地；所述电阻R6的第一端连接所述第二运算放大器U2的反相输入端，所述电阻R6的第二端接地；所述电阻R7的第一端连接所述第二运算放大器U2的反相输入端，所述电阻R7的第二端连接所述第二运算放大器U2的输出端。

所述第二滤波电路2022包括：电阻R8和电容C4；所述电阻R8的第一端连接所述第二运算放大电路2021的输出端，所述电阻R8的第二端连接电容C4的第一端，电容C4的第二端接地；所述电阻R8的第二端作为所述第二滤波电路2022的输出端，所述第二滤波电路2022的输出端是所述二级信号放大模块202的输出端。

在一种实施方式中，所述三极管开关模块包括三极管J1，所述三极管J1的基极连接所述二级信号放大模块的输出端，所述三极管J1的发射极接地，所述三极管J1的集电极与所述主控模块的引脚相连，用以唤醒所述主控模块。所述三极管开关模块还包括电阻R9、R10，所述电阻R9的第一端连接二级信号放大模块的输出端，电阻R9的第二端连接三极管J1的基极，电阻R10的第一端连接所述三极管J1的集电极，电阻R10的第二端连接电源VCC。

具体的，如图6所示，所述三极管开关模块30包括：三极管J1、电阻R9、R10；电阻R9的第一端连接信号放大模块20的输出端，电阻R9的第二端连接三极管J1的基极；电阻R10的第一端连接所述三极管J1的集电极，电阻R10的第二端连接电源VCC；所述三极管J1的漏极接地，所述三极管J1的集电极作为所述三极管开关模块30的输出端；

在一种实施方式中，所述热电偶输出的电压信号的幅值与锅具的锅体温度值成正相关；所述开关管在锅具的锅体温度值小于温度阈值时处于截止状态；所述开关管在锅具的锅体温度值大于或等于温度阈值时处于导通状态；

在一种实施方式中，所述温度阈值的预设值可以为70摄氏度，80摄氏度，85摄氏度，90摄氏度，所述温度阈值也可以是其他数值。

在一种实施方式中，所述主控模块是MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)；所述三极管开关模块30的输出端连接所述MCU的外部中断引脚；其中，MCU在休眠状态时，保留时钟和外部中断。

本实用新型实施例还提供一种烹饪锅具，包括显示模块，以及上述所述的休眠唤醒电路，所述热电偶测得温度大于预设值时唤醒所述主控模块，所述主控模块控制所述显示模块至少显示温度和/或时间信息。其中，所述烹饪锅具包括：煎锅、炒锅或奶锅。

请参照图7，其为本实用新型一优选实施例中的具体电路图，下面介绍该电路的工作过程：所述热电偶101输出的电压信号的幅值与锅具的锅体温度值成正相关；所述三极管J1在锅具的锅体温度值小于温度阈值时处于截止状态；所述三极管J1在锅具的锅体温度值大于或等于温度阈值时处于导通状态；在温度达到预设值时，例如为70℃时，考虑到热电偶测量温度是70℃时输出电压为2.851mV，三极管的驱动电压是0.7V，通过设置的两级放大模块进行信号的放大，第一级放大模块的放大倍数可以是100倍，第二级放大模块的放大倍数为2.5倍；第一运算放大器U1连接2.5V的电源(单电源)进行供电，R2选取100K欧的电阻，R1选择1K欧姆的电阻，放大倍数a1是100倍；第二运算放大器U2连接2.5V的电源(单电源)进行供电，C5是滤波电容，用于对电源信号进行滤波，R7选取15K欧的电阻，R1选择10K欧姆的电阻，则放大倍数a2是2.5倍。

当热电偶的测量温度高于温度阈值时，三极管J1导通，在MCU的中断引脚(INT0)处会产生低电平触发MCU唤醒，使显温锅正常工作。当热电偶的测量温度低于温度阈值时，三极管J1截止，在MCU的中断引脚(INT0)处会产生高电平触发MCU进入休眠状态，节省功耗。

需要说明的是，本实用新型申请还可有其他多种实施例，在不背离本申请精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本申请作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本申请所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种休眠唤醒电路，包括热电偶模块、信号放大模块、三极管开关模块，以及主控模块，其特征在于，所述信号放大模块包括一级信号放大模块和二级信号放大模块，所述一级信号放大模块与所述热电偶模块相连，用以放大热电偶的信号，所述二级信号放大模块连接在一级信号放大模块和三极管开关模块之间，用以对经一级信号放大模块放大后的信号进行二次放大，以驱动所述三极管开关模块导通，所述三极管开关模块连接主控模块，以在三极管开关模块导通时唤醒所述主控模块。

2.如权利要求1所述的休眠唤醒电路，其特征在于，所述二级信号放大模块的放大倍数小于所述一级信号放大模块的放大倍数。

3.如权利要求2所述的休眠唤醒电路，其特征在于，所述一级信号放大模块的放大倍数为60倍至120倍，所述二级信号放大模块的放大倍数为2倍至4倍。

4.如权利要求1至3中任一所述的休眠唤醒电路，其特征在于，所述一级信号放大模块包括：第一运算放大器U1、以及电阻R1、R2；所述电阻R1的第一端连接热电偶的负极，电阻R1的第二端连接第一运算放大器U1的反相输入端，所述热电偶的正极接地，所述电阻R2的第一端连接第一运算放大器U1的反相输入端，所述电阻R2的第二端连接第一运算放大器U1的输出端，所述电阻R2与电阻R1的阻值之比为一级信号放大模块的放大倍数。

5.如权利要求4所述的休眠唤醒电路，其特征在于，所述一级信号放大模块还包括：电阻R4和电容C2；所述电阻R4的第一端连接所述第一运算放大器U1的输出端，所述电阻R4的第二端连接电容C2的第一端，电容C2的第二端接地，所述电阻R4和电容C2组成RC滤波电路。

6.如权利要求1至3中任一所述的休眠唤醒电路，其特征在于，所述二级信号放大模块包括：第二运算放大器U2、以及电阻R5、R6、R7；所述电阻R5的第一端连接所述一级信号放大模块的输出端，所述电阻R5的第二端连接所述第二运算放大器U2的同相输入端，所述电阻R6的第一端连接所述第二运算放大器U2的反相输入端，所述电阻R6的第二端接地，所述电阻R7的第一端连接所述第二运算放大器U2的反相输入端，所述电阻R7的第二端连接所述第二运算放大器U2的输出端，所述电阻R7与电阻R6的阻值之比为二级信号放大模块的放大倍数。

7.如权利要求6所述的休眠唤醒电路，其特征在于，所述二级信号放大模块还包括：电阻R8和电容C4；所述电阻R8的第一端连接所述第二运算放大器U2的输出端，所述电阻R8的第二端连接电容C4的第一端，电容C4的第二端接地，所述电阻R8和电容C4组成RC滤波电路。

8.如权利要求1至3中任一所述的休眠唤醒电路，其特征在于，所述三极管开关模块包括三极管J1，所述三极管J1的基极连接所述二级信号放大模块的输出端，所述三极管J1的发射极接地，所述三极管J1的集电极与所述主控模块的引脚相连，用以唤醒所述主控模块。

9.如权利要求8所述的休眠唤醒电路，其特征在于，所述三极管开关模块还包括电阻R9、R10，所述电阻R9的第一端连接二级信号放大模块的输出端，电阻R9的第二端连接三极管J1的基极，电阻R10的第一端连接所述三极管J1的集电极，电阻R10的第二端连接电源VCC。

10.一种烹饪锅具，其特征在于，包括显示模块，以及如权利要求1-9中任一项所述的休眠唤醒电路，所述热电偶测得温度大于预设值时唤醒所述主控模块，所述主控模块控制所述显示模块至少显示温度和/或时间信息。