CN209415790U - 一种防干烧检测电路和加热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及防干烧技术领域，特别是涉及一种防干烧检测电路及加热器。其中，防干烧检测电路包括：检测电路、控制电路、开关、驱动电路及二级保护电路，控制电路与所述检测电路连接，开关与负载连接，驱动电路分别与控制电路和开关连接，二级保护电路分别与检测电路和驱动电路连接。通过检测电路能够及时发出检测信号，控制电路根据检测信号发出驱动信号，控制驱动电路将其开关开，停止加热，同时发出报警信号通知用户，而且能够实现当若MCU出现故障时，不能控制LED以及蜂鸣器H1报警通知用户，无法发出驱动信号控制驱动电路将其开关断开，无法停止加热时，二级保护电路能够产生控制信号，以使驱动电路控制开关工作在关断状态的目的。

Description

一种防干烧检测电路和加热器

技术领域

本实用新型涉及加热设备技术领域，特别是涉及一种防干烧检测电路及加热器。

背景技术

当在生活中使用烧水壶或者慢炖锅等加热类家用电器时，会存在无人照看时，当电器中的水较少时，若切断电源不及时，容易造成电器干烧，会缩短电器使用寿命，严重的话还可能会引起安全事故。防干烧技术电路在家用的厨房烹饪电器中是较为常见的电路，传统的有通过感温磁铁和永久磁铁配合的，也有通过热敏电阻配合单片机的电路，目前较为普遍的做法是通过采集电器底部某点的温度，延时一段时间后再采集此处的温度，通过判断温差的大小，来确认是否发生了干烧，再通过MCU切断电源。

但是发明人在实现本实用新型的过程中，发现现有技术存在以下技术问题：上述防干烧技术通过MCU实现干烧检测，以及切断加热，当MCU失效出现死机状况时，无法停止加热，同时上述防干烧技术需要加热一段时间，才能获取加热前后温度的差值，来判断是否发生了干烧，从而导致必须延时一段时间才能判断是否出现了干烧，增加了干烧的风险，存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型实施例一个目的旨在提供一种防干烧检测电路及加热器，以解决传统防干烧电路存在干烧风险，有安全隐患的技术问题

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供以下技术方案：在本实用新型本实用新型提供一种防干烧检测电路，其包括：检测电路，用于采集水温，并根据所述水温产生检测信号；控制电路，所述控制电路与所述检测电路连接，用于根据所述检测信号，产生驱动信号；开关，用于与负载连接，在所述开关处在关断状态时，电流未流经所述负载，在所述开关处在闭合状态时，电流流经所述负载；驱动电路，所述驱动电路分别与所述控制电路和开关连接，用于根据所述驱动信号控制所述开关的关断或闭合；二级保护电路，所述二级保护电路分别与所述检测电路和所述驱动电路连接，用于当所述容器内的水被烧干时，产生控制信号，以使所述驱动电路控制所述开关工作在关断状态。

可选地，所述防干烧检测电路还包括电源电路，所述电源电路输出两路电压，所述电源电路的一路电压与所述控制电路连接，所述电源电路的另一路与所述开关连接。

可选地，所述检测电路包括：温度采集电路，用于采集水温，产生水温信号；触发电路，所述触发电路与所述温度采集电路连接，用于根据所述水温信号，产生检测信号。

可选地，所述检测电路还包括报警电路，所述报警电路与所述触发电路连接，用于根据所述检测信号进行报警。

可选地，所述温度采集电路包括：第一探头电极，所述第一探头电极一端设置于所述容器内，所述第一探头电极另一端与所述触发电路连接；第二探头电极，所述第二探头电极一端设置于所述容器内，所述第二探头电极另一端接地，所述第一探头电极与所述第二探头电极之间产生所述水温信号。

可选地，所述触发电路包括：第一NPN三极管和第一电阻，所述第一NPN三级管的基极、所述第一电阻的一端和所述第一探头电极的另一端皆连接至第一节点，所述第一NPN三级管的集电极及所述第一电阻的另一端连接至第二节点，所述第二节点用于接收第一电压，所述第一NPN三极管的发射极与所述警报电路连接。

可选地，所述驱动电路包括第二NPN三级管、第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的一端、所述第二NPN三级管的基极及所述第三电阻的一端皆连接至第三节点，所述第二电阻的另一端与所述控制电路连接，所述第二NPN三级管的集电极与所述开关连接，所述第二NPN三级管的发射极与所述第三电阻的另一端皆连接至第四节点，所述第四节点接地。

可选地，所述二级保护电路包括第三NPN三级管和第四电阻，所述第三NPN三级管的集电极与所述第三节点连接，所述第三NPN三级管的基极及所述第四电阻的一端皆连接至所述第五节点，所述第五节点与所述第一探头电极的另一端连接，所述第三NPN三级管的发射极及所述第四电阻的另一端皆连接至第六节点，所述第六节点接地。

可选地，所述开关包括继电器与二极管，所述继电器包括线圈、第一开关触点、第二开关触点，所述线圈可控制第一开关触点和所述第二开关触点的闭合和断开，所述线圈的一端、所述二极管的正极及所述第三NPN三级管的集电极皆连接至第七节点，所述二级管的负极及所述线圈的另一端皆连接至所述第八节点，所述第八节点接地。

另一方面，本实用新型还提供一种加热器，包括任一项所述的防干烧检测电路，还包括加热丝、杯体和杯盖，所述加热丝设于所述杯体的底端，所述杯盖盖设于所述杯体的上端,所述防干烧检测电路可设置于所述加热器的所述杯体或者所述杯盖，用于避免所述加热器发生干烧。

本实用新型实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型提供了一种防干烧装置，包括：检测电路，用于采集水温，并根据所述水温产生检测信号；控制电路，所述控制电路与所述检测电路连接，用于根据所述检测信号，产生驱动信号；开关，用于与负载连接，在所述开关处在关断状态时，电流未流经所述负载，在所述开关处在闭合状态时，电流流经所述负载；驱动电路，所述驱动电路分别与所述控制电路和开关连接，用于根据所述驱动信号控制所述开关的关断或闭合；二级保护电路，所述二级保护电路分别与所述检测电路和所述驱动电路连接，用于当所述容器内的水被烧干时，产生控制信号，以使所述驱动电路控制所述开关工作在关断状态。当用户使用烧水壶或者慢炖锅等加热器的过程中，出现干烧时，通过检测电路能够及时发出检测信号，控制电路根据检测信号发出驱动信号，控制驱动电路将其开关开，从而停止加热，同时发出报警信号通知用户，而且能够实现当若MCU出现故障时，即不能控制LED以及蜂鸣器H1报警通知用户，也无法发出驱动信号控制驱动电路将其开关断开，无法停止加热时，二级保护电路能够产生控制信号，以使驱动电路控制开关工作在关断状态的目的。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型实施例提供一种防干烧检测电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供一种防干烧检测电路的电路原理框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1是本实用新型实施例提供一种防干烧检测电路10的原理框图。如图1所示，防干烧检测电路10与负载20连接，用于检测负载20的工作状态，进而根据负载20的工作状态判断是否继续或停止给负载20加热。其中，负载20包括加热丝等等加热物体。

上述防干烧检测电路10包括电源电路101、检测电路102、控制电路103、驱动电路104、开关105、二级保护电路106和报警电路107。

电源电路101用于为控制电路103与开关105提供电压，例如，电源电路101为控制电路103提供5V电压，为开关105提供12V电压。电源电路101配置两路不同电压输出路径，电源电路101通过一路电压输出路径与控制电路103连接，所述电源电路101通过另一路所述电压输出路径与所述开关105连接，因此，通过上述连接方式，电源电路101能够为各个电路模块输出不同电压，电源供应更具效率。在本实施例中，电源电路101为DC-DC隔离输出电源，是靠控制开关管的开通与关断来控制输出电压与输入电压的比例，并且两路电路之间的前级高压交流输入电路和后级低压直流输出电路之间没有电气上的直接联系，即两路电路之间是相互绝缘的,

检测电路102用于采集水温，并根据所述水温产生检测信号。检测电路102集成有温度采集功能，采集方式可以为直接采集或者间接采集，例如，利用探头方式直接采集水温，或者，利用温度传感器间接采集水液的周边环境温度。

在一些实施例中，上述检测电路102包括温度采集电路1024和触发电路1022，触发电路1022与温度采集电路1024连接。

温度采集电路1024用于采集水温并产生水温信号，温度采集电路1024可以选择用于采集水温的多种类型采集电路，例如，在一些实施例中，上述温度采集电路1024包括第一探头电极A1和第二探头电极A2，第一探头电极A1一端设置于所述容器内，第一探头电极A1另一端与触发电路1022连接；第二探头电极A2一端设置于容器内，第二探头电极A2另一端接地，当所述容器内的水被烧干时，第一探头电极A1与第二探头电极A2之间产生高电平的水温信号。当所述容器内的水未被烧干时，由于第一探头电极A1的电平与第二探头电极A2的电平相对，第一探头电极A1与第二探头电极A2之间产生低电平的水温信号。

触发电路1022用于根据所述水温信号，产生检测信号。例如，当所述容器内的水被烧干时，第一探头电极A1与第二探头电极A2之间产生高电平的水温信号，于是，触发电路1022根据高电平的水温信号，产生高电平的检测信号，并将高电平的检测信号发送至控制电路103，以使控制电路103产生高电平的驱动信号。当所述容器内的水未被烧干时，第一探头电极A1与第二探头电极A2之间产生低电平的水温信号，于是，触发电路1022根据低电平的水温信号，产生低电平的检测信号，并将低电平的检测信号发送至控制电路103，以使控制电路103产生低电平的驱动信号。

报警电路107与上述触发电路1022连接，报警电路107用于根据上述检测信号实施报警。例如，当所述容器内的水被烧干时，第一探头电极A1与第二探头电极A2之间产生高电平的水温信号，于是，触发电路1022根据高电平的水温信号，产生高电平的检测信号，并将高电平的检测信号发送至报警电路107，报警电路107根据高电平检测信号产生报警信号，报警信号可为多种形式，例如蜂鸣器发出的蜂鸣声或发光LED点亮等。

控制电路103与上述检测电路102连接，控制电路103用于根据所述检测信号，产生驱动信号。例如，当所述容器内的水被烧干时，第一探头电极A1与第二探头电极A2之间产生高电平的水温信号，于是，触发电路1022根据高电平的水温信号，产生高电平的检测信号，并将高电平的检测信号发送至控制电路103，控制电路103的读取到高电平检测信号，并将高电平检测信号进行转换，输出低电平驱动信号。

开关105，用于与负载20连接，在开关105处在关断状态时，电流未流经所述负载20，在所述开关105处在闭合状态时，电流流经所述负载20。

驱动电路104分别与控制电路103和开关105连接，用于根据驱动信号控制开关105的关断或闭合。例如，当所述容器内的水被烧干时，控制电路103的读取到高电平检测信号，并将高电平检测信号进行转换，输出低电平驱动信号，驱动电路104读取到低电平驱动电路，输出低电平驱动信号，低电平驱动信号控制开关105关断，电流未经过负载20，停止加热。

二级保护电路106分别与检测电路102和驱动电路104连接，用于当所述容器内的水被烧干，但控制电路103发生异常，未产生相应的驱动信号时，产生控制信号，以使所述驱动电路104控制所述开关105工作在关断状态。例如，当所述容器内的水被烧干时，触发电路1022根据高电平的水温信号，产生高电平的检测信号，并将高电平的检测信号发送至控制电路103，控制电路103的发生异常未能读取到高电平检测信号或者无法将读取到的高电平检测信号进行转换，输出低电平驱动信号时，二级保护电路106接受到上述高电平检测信号，并将其转换输出低电平控制信号，驱动电路104读取到低电平控制信号，并输出低电平驱动信号，低电平驱动信号控制开关105关断，电流未经过负载20，停止加热。

上述触发电路1022包括第一NPN三级管Q1和第一电阻R1，第一NPN三级管Q1的基极、第一电阻R1一端和第一探头电极A1的另一端皆连接至第一节点C1，第一NPN三级管Q1的集电极及第一电阻R1的另一端连接至第二节点C2，第二节点C2用于接收第一电压，第一NPN三极管的发射极与报警电路107连接。

控制电路103包括MCU、第一引脚1032和第二引脚1034，第一引脚1032与驱动电路104的发射极连接，第二引脚1034与驱动电路104连接。

驱动电路104包括第二NPN三级管Q2、第二电阻R2和第三电阻R3，第二电阻R2的一端、第二NPN三级管Q2的基极及第三电阻R3的一端皆连接至第三节点C3，第二电阻R2的另一端与第二引脚1034连接，第二NPN三级管Q2的集电极与开关105连接，第二NPN三级管Q2的发射极与第三电阻R3的另一端皆连接至第四节点C4，第四节点C4接地。

二级保护电路106包括第三NPN三级管Q3和第四电阻R4，第三NPN三级管Q3的集电极与第三节点C3连接，第三NPN三级管Q3的基极及第四电阻R4的一端皆连接至第五节点C5，第五节点C5与第一探头电极A1的另一端连接，第三NPN三级管Q3的发射极及第四电阻R4的另一端皆连接至第六节点C6，第六节点C6接地。

开关105包括继电器与二极管D1，继电器包括线圈CJ1、第一开关触点1052、第二开关触点1054，线圈CJ1可控制第一开关触点1052和所述第二开关触点1054的闭合和断开，线圈CJ1的一端、二极管D1的正极及第三NPN三级管Q3的集电极皆连接至第七节点C7，二级管的负极及所述线圈CJ1的另一端皆连接至所述第八节点C8，第八节点C8接地。

报警电路107包括蜂鸣器H1、发光LEDD2和第五电阻R5，蜂鸣器H1的一端、发光LEDD2的正极及第一NPN三极管的发射极皆连接至第九节点C9，蜂鸣器H1的另一端、发光LEDD2的负极和第五电阻R5的一端皆连接至第十节点C10，第五电阻R5的另一端接地。

上述防干烧电路的工作原理如下：

情形1：控制电路103可以正常工作，可以有效控制驱动电路104关断开关105；

当电器中的水未烧干时，由于水本身是导电的，温度采集电路1024中的第一探头电极A1和第二探头电极A2可以通过水连通，此时第一探头电极A1处的电平和第二探头电极A2处的电平一样，即低电平，触发电路1022中的第一NPN三级管Q1关断，第一引脚1032输入低电平，MCU读取到第一引脚1032处的电平为低时，会通过第二引脚1034输出高电平，此时驱动电路104中的第二NPN三极管会导通，开关105中的继电器会被接通12V电源，线圈CJ1控制第一开关触点1052和第二开关105触电闭合，加热丝202可以开始加热；

当电器中的水烧干后，第一探头电极A1和第二探头电极A2之间的电平不再相同，即高电平，触发电路1022中的第一NPN三级管Q1导通，第一NPN三级管Q1的接通5V电源，第一NPN三级管Q1的发射极为高电平，此时蜂鸣器H1开始工作报警，发光LED开始点亮报警，第一引脚1032处的电平会变为高电平，MCU读取到第一引脚1032处的电平为高时，会通过第二引脚1034输出低电平，此时驱动电路104中的第二NPN三极管关断，继电器与12V电源断开，从而第一开关触点1052和第二开关105触电断开，加热丝202停止加热。

情形2：水烧开后，控制电路103不能正常工作，无法有效关断开关105；

当电器中的水烧干后，第一探头电极A1和第二探头电极A2之间的电平不再相同，即高电平，触发电路1022中的第一NPN三级管Q1导通，第一NPN三级管Q1的接通5V电源，第一NPN三级管Q1的发射极为高电平，此时蜂鸣器H1开始工作报警，发光LED开始点亮报警，第一引脚1032处的电平会变为高电平，但若此时MCU不能正常工作，无法有效通过第二引脚1034输出低电平，那么此时就无法通过MCU控制驱动电路104关断开关105，也就无法停止加热，在本实施例中，通过将二级保护电路106中的第三NPN三极管的基极与第一探头电极A1连接在一起，那么第二电阻R2的一端、第二NPN三级管Q2的基极及第三电阻R3的一端的连接处第三节点C3的电势会强制从高电平被拉低为低电平，此时第二NPN三极管会关断，继电器两端的12V电源断开，从而第一开关触点1052和第二开关105触电断开，加热丝202停止加热。可以理解的是，第二电阻R2既可以限制第二NPN三极管的基极电流，也可以防止水烧开时，MCU的第二引脚1034被强制由高电平拉低为低电平，可能被损坏，工作原理如下：MCU通过第二引脚1034输出高电平时，若此时水烧开，那么第二电阻R2的一端、第二NPN三级管Q2的基极及第三电阻R3的一端的连接处第三节点C3的电势会强制从高电平被拉低为低电平，若无电阻R4限流，则MCU的引脚第二引脚1034上的电流会非常大，可能会被损坏。

本实用新型实施例还提供一种加热器20，包括上述任一实施例中的防干烧电路10，上述加热器可为烧水壶、慢炖锅、热水器等需要通电加热的电器，上述加热器20还包括加热丝202、杯体204和杯盖206，所述加热丝202设于所述杯体204的底端，所述杯盖206盖设于所述杯体204的上端，所述加热丝202的两侧分别与一路电压输出路径和另一路所述电压输出路径连接。

与现有技术相比较，本实用新型提供了一种防干烧检测电路，其不仅在用户使用烧水壶或者慢炖锅等加热器的过程中，出现干烧时，检测电路能够及时发出检测信号，控制电路根据检测信号发出驱动信号，控制驱动电路将其开关开，从而停止加热，同时发出报警信号通知用户，而且能够实现当若MCU出现故障时，即不能控制LED以及蜂鸣器H1报警通知用户，也无法发出驱动信号控制驱动电路将其开关断开，无法停止加热时，二级保护电路能够产生控制信号，以使驱动电路控制开关工作在关断状态。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种防干烧检测电路，用于避免容器发生干烧，其特征在于，包括：

检测电路，用于采集水温，并根据所述水温产生检测信号；

控制电路，所述控制电路与所述检测电路连接，用于根据所述检测信号，产生驱动信号；

开关，用于与负载连接，在所述开关处在断开状态时，电流不流经所述负载，在所述开关处在闭合状态时，电流流经所述负载；

驱动电路，所述驱动电路分别与所述控制电路和所述开关连接，用于根据所述驱动信号控制所述开关的关断或闭合；

二级保护电路，所述二级保护电路分别与所述检测电路和所述驱动电路连接，用于当所述容器发生干烧时产生控制信号，以使所述驱动电路控制所述开关工作在关断状态。

2.根据权利要求1所述的防干烧检测电路，其特征在于，

所述防干烧检测电路还包括电源电路，所述电源电路输出两路电压，所述电源电路的一路电压与所述控制电路连接，所述电源电路的另一路与所述开关连接。

3.根据权利要求1所述的防干烧检测电路，其特征在于，所述检测电路包括：

温度采集电路，用于采集水温，产生水温信号；

触发电路，所述触发电路与所述温度采集电路连接，用于根据所述水温信号，产生所述检测信号。

4.根据权利要求3所述的防干烧检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括报警电路，所述报警电路与所述触发电路连接，用于根据所述检测信号进行报警。

5.根据权利要求3所述的防干烧检测电路，其特征在于，所述温度采集电路包括：

第一探头电极，所述第一探头电极一端设置于所述容器内，所述第一探头电极另一端与所述触发电路连接；

第二探头电极，所述第二探头电极一端设置于所述容器内，所述第二探头电极另一端接地，所述第一探头电极与所述第二探头电极之间产生所述水温信号。

6.根据权利要求5所述的防干烧检测电路，其特征在于，所述触发电路包括：第一NPN三极管和第一电阻，所述第一NPN三级管的基极、所述第一电阻的一端和所述第一探头电极的另一端皆连接至第一节点，所述第一NPN三级管的集电极及所述第一电阻的另一端连接至第二节点，所述第二节点用于接收第一电压，所述第一NPN三极管的发射极与所述警报电路连接。

7.根据权利要求6所述的防干烧检测电路，其特征在于，所述驱动电路包括第二NPN三级管、第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的一端、所述第二NPN三级管的基极及所述第三电阻的一端皆连接至第三节点，所述第二电阻的另一端与所述控制电路连接，所述第二NPN三级管的集电极与所述开关连接，所述第二NPN三级管的发射极与所述第三电阻的另一端皆连接至第四节点，所述第四节点接地。

8.根据权利要求7所述的防干烧检测电路，其特征在于，所述二级保护电路包括第三NPN三级管和第四电阻，所述第三NPN三级管的集电极与所述第三节点连接，所述第三NPN三级管的基极及所述第四电阻的一端皆连接至所述第五节点，所述第五节点与所述第一探头电极的另一端连接，所述第三NPN三级管的发射极及所述第四电阻的另一端皆连接至第六节点，所述第六节点接地。

9.根据权利要求8所述的防干烧检测电路，其特征在于，所述开关包括继电器与二极管，所述继电器包括线圈、第一开关触点、第二开关触点，所述线圈可控制第一开关触点和所述第二开关触点的闭合和断开，所述线圈的一端、所述二极管的正极及所述第三NPN三级管的集电极皆连接至第七节点，所述二级管的负极及所述线圈的另一端皆连接至所述第八节点，所述第八节点接地。

10.一种加热器，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的防干烧检测电路，还包括加热丝、杯体和杯盖，所述加热丝设于所述杯体的底端，所述杯盖盖设于所述杯体的上端,所述防干烧检测电路可设置于所述加热器的所述杯体或者所述杯盖，用于避免所述加热器发生干烧。