CN213336535U - 温度检测电路及家用电器 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种温度检测电路及家用电器。温度检测电路包括：测温电路、二极管稳压电路和控制电路；二极管稳压电路包括：限流单元和至少一个二极管；其中，测温电路与控制电路的采样端口连接，测温电路将待测温度转化为待测电压信号，并将待测电压信号输入至控制电路；限流单元和至少一个二极管依次串联连接在电源和接地点之间；其中，第一二极管的阳极还与控制电路的电压输入端口连接，以向控制电路输入采样参考电压；第一二极管为至少一个二极管中的任一二极管；控制电路用于根据采样参考电压和待测电压信号确定待测温度，提高了检测结果的准确性。
Description
技术领域
本申请实施例涉及家电技术领域，尤其涉及一种温度检测电路及家用电器。
背景技术
人们日常使用的家用电器，例如电磁炉、电饭煲、电水壶等，都需要在使用过程中对温度进行检测。家用电器中通常是利用传感器等将温度转换为电信号，从而根据电信号确定温度值。
相关技术中，家用电器的温度检测电路通常是采用运算放大器将采样电路采集到的信号进行放大后，再输入给家用电器的控制器，由控制器根据放大后的电信号来确定温度值。由于运算放大器的失调电流、失调电压等因素的影响，采用运算放大器的温度检测电路的准确。
实用新型内容
本申请实施例提供一种温度检测电路及家用电器，提高了温度检测电路的准确性。
第一方面，本申请提供一种温度检测电路，包括：测温电路、二极管稳压电路和控制电路；所述二极管稳压电路包括：限流单元和至少一个二极管；
其中，所述测温电路与所述控制电路的采样端口连接，所述测温电路将待测温度转化为待测电压信号，并将所述待测电压信号输入至所述控制电路；
所述限流单元和所述至少一个二极管依次串联连接在电源和接地点之间；其中，第一二极管的阳极还与所述控制电路的电压输入端口连接，以向所述控制电路输入采样参考电压；所述第一二极管为所述至少一个二极管中的任一二极管；
所述控制电路用于根据所述采样参考电压和所述待测电压信号确定所述待测温度。
所述温度检测电路，采用二极管稳压电路为控制电路提供采样参考电压，保证了控制电路的采样参考电压的稳定性，从而避免了由于采样参考电压的波动导致检测结果不准确，实现了更为准确的温度检测，并且通过降低采样参考电压还可提高检测精度，满足不同场景的采样精度需求，实现了精准检测。
在一种可行的实现方式中，所述温度检测电路还包括：分压电路；
所述分压电路的一端与所述第一二极管的阳极连接，所述分压电路的另一端与所述控制电路的电压输入端口连接。
所述温度检测电路通过分压电路为二极管稳压电路提供的采样参考电压进行分压后输入至控制电路，从而使得控制电路可以获得一个更低的采样参考电压，提高了采样精度，使得温度检测结果更为准确。
在一种可行的实现方式中，所述分压电路包括第一电阻和第二电阻；
所述第一电阻的第一端与所述第一二极管的阳极连接；所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第一端和所述控制电路的电压输入端口连接；所述第二电阻的第二端接地。
所述分压电路通过调整第一电阻和第二电阻的大小可以控制输入至控制电路的采样参考电压的大小，从而控制控制电路的采样精度，提高准确性。
在一种可行的实现方式中，所述限流单元包括至少一个电阻。
所述二极管稳压电路200通过限流单元中的电阻来限制回路中的电流，避免电流过大导致二极管损坏。
在一种可行的实现方式中，所述测温电路包括热电偶；
所述热电偶的正极与所述控制电路的采样端口连接，所述热电偶的负极接地。
在一种可行的实现方式中，所述控制电路的采样端口与所述控制电路的一个输入输出端口通过第三电阻连接；
所述控制电路用于控制所述输入输出端口输出高电平，并根据所述采样端口的采样值确定所述测温电路与所述采样端口之间的连接状态，所述连接状态包括连接或断开；
所述控制电路用于在确定所述测温电路与所述采样端口之间的连接状态为连接时，控制所述输入输出端口为输入状态，并根据所述采样参考电压和所述待测电压信号确定所述待测温度。
所述温度检测电路利用控制电路的输入输出端口输出高电平，对测温电路和采样端口之间的连接状态进行检测，避免了开路情况下的温度检测结果错误，同时电路结构简单，不增加电路成本。
在一种可行的实现方式中，所述第三电阻为所述采样端口内的上拉电阻或所述输入输出端口内的上拉电阻。采用输入输出端口或采样端口内部的上拉电阻可使温度检测电路的结构更简化，也进一步降低了电路成本。
在一种可行的实现方式中，在所述输入输出端口输出高电平时，所述控制电路用于在所述采样端口的采样值与所述控制电路的内部参考电压的差值小于等于预设值时，确定所述测温电路与所述采样端口之间的连接状态为断开，或者，所述控制电路用于在所述采样端口的采样值与所述控制电路的内部参考电压的差值大于预设值时，确定所述测温电路与所述采样端口之间的连接状态为连接。
第二方面，本申请提供一种家用电器，包括如第一方面中所述的温度检测电路。
本申请提供一种温度检测电路及家用电器，该温度检测电路中，控制电路采用外部参考电压作为采样参考电压，并且该外部参考电压由二极管稳压电路提供，由于二极管导通时其导通电压是保持温度的，因此，采用二极管构成的稳压电路的输出是稳定，从而使得控制电路采样的参考电压能够保持稳定，避免了由于电压波动造成检测结果不准确。此外，本申请的温度检测电路还利用控制电路的输入输出端口来判断采样端口与采样电路之间的连接状态，在不增加电路复杂度和软件编写难度的基础上实现了开路检测。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中的一种温度检测电路的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种温度检测电路的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种温度检测电路的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种温度检测电路的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种温度检测电路的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的一种温度检测电路的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种温度检测电路的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的一种温度检测电路的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的一种温度检测电路的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
家用电器的温度检测电路通常是采用运算放大器将采样电路采集到的信号进行放大后，再输入给家用电器的控制器，由控制器根据放大后的电信号来确定温度值。示例的，图1为现有技术中的一种温度检测电路的结构示意图。如图1所示，热电偶与运算放大器的输入端连接，用于将检测到的温度转化为电压信号输入至运算放大器，控制芯片通过采样运算放大器的输出来确定热电偶检测到的温度。
由于运算放大器存在失调电压，再加上外部电阻的误差，导致上述电路的准确性较差，在实际应用中若要采用这种电路进行温度检测，则还需要对运算放大器进行校准，这就进一步增加了电路的复杂性。并且这种采用运算放大器的温度检测电路也增加了电路成本。
为了避免运算放大器带来的上述问题，考虑采用控制芯片直接采样获取热电偶输出的电压信号，然而，由于热电偶受热时产生的电压很低，控制芯片直接采样时得到的温度检测结果精度太低。例如，在温度为4℃时热电偶两端的电压为0.158mV，温度为10℃时热电偶两端的电压为0.4mV左右，而传统的控制芯片内部的参考电压在3V以上，按照控制芯片的采样位12位来计算，其分辨率为3V/4096＝0.73mV,因此假设温度从4℃变为10℃，控制芯片无法分辨，控制芯片采样精度约为20℃左右，这个精度无法满足实际使用的需求。
为此，考虑采用外部参考电压作为采样参考电压(基准电压)，通过调整芯片外部的参考电压的大小即可调整采样的精度，从而提高检测结果的准确性。当采用外部参考电压时，如图2中所示，通常是采用分压电阻对控制芯片外部的电源进行分压来得到参考电压以输入至控制芯片。
然而，图2这种方式中，若控制芯片外部电源的电压发生波动，则会导致分压产生的参考电压产生波动，从而使得根据参考电压计算得到的温度值不准确。
为提高检测结果的准确性，本申请提供一种温度检测电路，控制电路采用外部参考电压作为采样参考电压，并且该外部参考电压由二极管稳压电路提供，由于二极管导通时其导通电压是保持稳定的，因此，采用二极管构成的稳压电路的输出是稳定，从而使得控制电路采样的参考电压能够保持稳定，避免了由于电压波动造成检测结果不准确。此外，本申请的温度检测电路还利用控制电路的输入输出端口来判断采样端口与采样电路之间的连接状态，在不增加电路复杂度和软件编写难度的基础上实现了开路检测。
以下结合具体实施例对本申请提供的温度检测电路进行详细说明。可以理解的是，下面这几个具体实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。
图3为本申请实施例提供的一种温度检测电路的结构示意图。如图3所示，温度检测电路包括测温电路100、二极管稳压电路200和控制电路300；二极管稳压电路200包括：限流单元201和至少一个二极管；
其中，测温电路100与控制电路300的采样端口连接，测温电路100将待测温度转化为待测电压信号，并将待测电压信号输入至控制电路300；
限流单元201和至少一个二极管依次串联连接在电源和接地点之间；其中，第一二极管的阳极还与控制电路300的电压输入端口连接，以向控制电路300输入采样参考电压；第一二极管为至少一个二极管中的任一二极管；
控制电路300用于根据采样参考电压和待测电压信号确定待测温度。
本实施例中，待测温度为待检测物的温度，例如在家用电器中，待测温度为待检测的锅底的温度、待检测的食材温度等，本实施例对此不作限定。测温电路100可以通过感应元件将待测温度转化为待测电压信号，示例的，感应元件为热敏器件，如热电偶、热电阻等，本实施例对测温电路100中的感应元件具体类型不作限定。
二极管稳压电路200中的二极管导通时，其导通压降是稳定的，具体的导通压降与二极管的类型有关，示例的，二极管为硅二极管时，其导通压降为0.6V；二极管为锗二极管时，其导通压降为0.3V。本实施对二极管的类型不作限定，二极管的数量可以根据需要选择设置。
由于二极管稳压电路200中限流单元201和至少一个二极管依次串联连接在电源和接地点之间，因此，二极管稳压电路200中每个二极管的阳极的电压是固定的。示例的，如图3中，二极管稳压电路200中包括了3个二极管，若这三个二极管均为硅二极管，那么图3中二极管D11的阳极的电压为 1.8V，二极管D12的阳极的电压为1.2V，二极管D13的阳极的电压为0.6V。
二极管稳压电路200可以将第一二极管的阳极作为电压输出端与控制电路300的电压输入端口(基准电压端口)连接，从而使得控制电路以该连接点的电压为采样参考电压，第一二极管可以为二极管稳压电路200中的任一二极管。示例的，若如图3中，第一二极管为二极管D11，二极管D11的阳极与控制电路300的电压输入端口连接，则控制电路的采样参考电压为1.8V。若如图4中所示，第一二极管为二极管D13，二极管D13的阳极与控制电路300的电压输入端口连接，则控制电路的采样参考电压为0.6V。
测温电路100将待测电压信号输入控制电路300的采样端口，控制电路 300根据外部的采样参考电压和待测电压信号确定待测温度。控制电路300 的采样模块会将采样参考电压等分，从而，采样参考电压越小，则控制电路 300的采样精度越高。
示例的，以控制电路300为12位的控制芯片为例，二极管稳压电路200 提供的采样参考电压为1.8V时，1800mV/4096＝0.439mV，即采样端口的采样精度为0.439mV，即待测温度变化使得测温电路100输出的待测电压信号变化0.439mV时，控制电路300即可检测出该温度变化。
二极管稳压电路200提供的采样参考电压为0.6V时， 600mV/4096＝0.146mV，即采样端口的采样精度为0.146mV，即待测温度变化使得测温电路100输出的待测电压信号变化0.146mV时，控制电路300即可检测出该温度变化。
本实施例提供的温度检测电路，采用二极管稳压电路为控制电路提供采样参考电压，保证了控制电路的采样参考电压的稳定性，从而避免了由于采样参考电压的波动导致检测结果不准确，实现了更为准确的温度检测，并且通过降低采样参考电压还可提高检测精度，满足不同场景的采样精度需求，实现了精准检测。
在上述实施例中已经说明，当控制电路300的采样参考电压降低时，其采样精度可以提高。因此，为了进一步提高采样精度，本申请实施例还可提供一种温度检测电路。图5为本申请实施例提供的一种温度检测电路的结构示意图。如图5所示，在图3所示实施例的基础上，温度检测电路还包括：分压电路400。
分压电路400的一端与第一二极管的阳极连接，分压电路的另一端与控制电路300的电压输入端口连接。
本实施例中，分压电路400用于对二极管稳压电路200输出的采样参考电压进行分压，从而获得一个更低的采样参考电压，通过该更低的采样参考电压可以提高控制电路300的采样精度。
示例的，若二极管稳压电路200的输出直接提供给控制电路300时，若采样参考电压为1.8V，通过前述说明可知，控制电路采样端口的采样精度为 0.439mV，即待测温度变化使得测温电路100输出的待测电压信号变化 0.439mV时，控制电路300即可检测出该温度变化。
若二极管稳压电路200的输出经过分压电路400提供给控制电路300时，假设分压电路400对1.8V进行分压后，将0.3V的采样参考电压输入至控制电路300，300mV/4096＝0.073mV，即采样端口的采样精度为0.073mV。
本实施例提供的温度检测电路，通过分压电路为二极管稳压电路提供的采样参考电压进行分压后输入至控制电路，从而使得控制电路可以获得一个更低的采样参考电压，提高了采样精度，使得温度检测结果更为准确。
在上述实施例的基础上，如图6所示，分压电路400包括第一电阻R1 和第二电阻R2；第一电阻R1的第一端与第一二极管的阳极连接；第一电阻 R1的第二端分别与第二电阻R2的第一端和控制电路300的电压输入端口连接；第二电阻R2的第二端接地。
本实施例提供的分压电路400通过调整第一电阻R1和第二电阻R2的大小可以控制输入至控制电路300的采样参考电压的大小，从而控制控制电路 300的采样精度。
在上述实施例的基础上，限流单元201可以包括至少一个电阻，示例的，如图7所示，限流单元201包括一个电阻R0。在实际应用中，限流单元201 包括的电阻的大小和数量可以根据需要进行设置，以避免电流过大导致二极管稳压电路200中的二极管损坏。
在上述实施例中，测温电路100可以包括热电偶101，如图8所示，热电偶101的正极与控制电路300的采样端口连接，热电偶101的负极接地。热电偶101将待测温度转化为待测电压信号，并输入至控制电路300的采样端口，控制电路300根据采样参考电压和待测电压信号确定待测温度。
测温电路100包括热电偶101时，控制电路的采样参考电压不能小于热电偶101产生的最大电压值。示例的，以热电偶101为K型热电偶为例，通过查询K型热电偶温度表可知，K型热电偶最高温度可达1372℃，相应的最大电压值为55mV，因此，采样参考电压不能小于55mV，示例的，采样参考电压可以为0.06V-0.5V，从而使得控制电路300不仅能够在较小的采样参考电压的情况下，获得到较高精度的检测结果，也避免了采样参考电压过小而导致无法正常采样。
需要说明的是，上述任一实施例中提供的温度检测电路中，若测温电路 100与采样端口之间开路，则控制电路300无法准确判断其状态，从而也会导致检测结果错误。
为了检测测温电路100与采样端口之间是否开路，本申请还提供一种温度检测电路，如图9所示，控制电路300的采样端口与控制电路300的一个输入输出端口通过第一电阻R1连接。
可选的，第一电阻R1可以为控制电路300的输入输出端口或采样端口外部的电阻，或者，第一电阻R1可以为控制电路300的输入输出端口或采样端口内部的上拉电阻。采用输入输出端口或采样端口内部的上拉电阻可使本实施例的温度检测电路的结构更简化，也进一步降低了电路成本。
控制电路300用于控制输入输出端口输出高电平，并根据采样端口的采样值确定测温电路100与采样端口之间的连接状态，连接状态包括连接或断开；并在确定测温电路100与采样端口之间的连接状态为连接时，控制输入输出端口为输入状态，并根据采样参考电压和待测电压信号确定待测温度。
本实施例中，控制电路300可以在上电时控制输入输出端口输出高电平，且输入输出端口输出的高电平为控制电路的内部参考电压。此时若测温电路 100与采样端口之间的连接断开，则控制电路通过第三电阻R3采样到输入输出端口的高电平，即采样值为最大值；若测温电路100与采样端口之间为连接状态，则控制电路300采样到的电压为第三电阻R3与测温电路100并联后的电压值，其必然小于输入输出端口的高电平。从而输入输出端口输出高电平时，控制电路300根据采样端口的采样值即可确定测温电路100与采样端口之间的连接状态。
示例的，在输入输出端口输出高电平时，控制电路300在采样端口的采样值与控制电路300的内部参考电压的差值小于预设值时，确定测温电路100 与采样端口之间的连接状态为断开，或者，控制电路300用于在采样端口的采样值与控制电路300的内部参考电压的差值大于等于预设值时，确定测温电路100与采样端口之间的连接状态为连接。
控制电路300在确定测温电路100与采样端口之间的连接状态为连接后，控制输入输出端口为输入状态，从而使得第三电阻R3悬空，不影响采样端口通过测温电路100进行温度检测。
本实施例的温度检测电路，利用控制电路的输入输出端口输出高电平，对采样电路和采样端口之间的连接状态进行检测，避免了开路情况下的温度检测结果错误，同时电路结构简单，不增加电路成本。
本申请还一种家用电器，该家用电路包括上述任一实施例中的温度检测电路。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请实施例进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实施例方案的范围。
Claims (9)
1.一种温度检测电路，其特征在于，包括：测温电路(100)、二极管稳压电路(200)和控制电路(300)；所述二极管稳压电路(200)包括：限流单元(201)和至少一个二极管；
其中，所述测温电路(100)与所述控制电路(300)的采样端口连接，所述测温电路(100)将待测温度转化为待测电压信号，并将所述待测电压信号输入至所述控制电路(300)；
所述限流单元(201)和所述至少一个二极管依次串联连接在电源和接地点之间；其中，第一二极管的阳极还与所述控制电路(300)的电压输入端口连接，以向所述控制电路(300)输入采样参考电压；所述第一二极管为所述至少一个二极管中的任一二极管；
所述控制电路(300)用于根据所述采样参考电压和所述待测电压信号确定所述待测温度。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述温度检测电路还包括：分压电路(400)；
所述分压电路(400)的一端与所述第一二极管的阳极连接，所述分压电路的另一端与所述控制电路(300)的电压输入端口连接。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述分压电路(400)包括第一电阻R1和第二电阻R2；
所述第一电阻R1的第一端与所述第一二极管的阳极连接；所述第一电阻R1的第二端分别与所述第二电阻R2的第一端和所述控制电路(300)的电压输入端口连接；所述第二电阻R2的第二端接地。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电路，其特征在于，所述限流单元(201)包括至少一个电阻。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的电路，其特征在于，所述测温电路(100)包括热电偶(101)；
所述热电偶(101)的正极与所述控制电路(300)的采样端口连接，所述热电偶(101)的负极接地。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的电路，其特征在于，所述控制电路(300)的采样端口与所述控制电路(300)的一个输入输出端口通过第三电阻R3连接；
所述控制电路(300)用于控制所述输入输出端口输出高电平，并根据所述采样端口的采样值确定所述测温电路(100)与所述采样端口之间的连接状态，所述连接状态包括连接或断开；
所述控制电路(300)用于在确定所述测温电路(100)与所述采样端口之间的连接状态为连接时，控制所述输入输出端口为输入状态，并根据所述采样参考电压和所述待测电压信号确定所述待测温度。
7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述第三电阻R3为所述采样端口内的上拉电阻或所述输入输出端口内的上拉电阻。
8.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，在所述输入输出端口输出高电平时，所述控制电路(300)用于在所述采样端口的采样值与所述控制电路(300)的内部参考电压的差值小于等于预设值时，确定所述测温电路(100)与所述采样端口之间的连接状态为断开，或者，所述控制电路(300)用于在所述采样端口的采样值与所述控制电路(300)的内部参考电压的差值大于预设值时，确定所述测温电路(100)与所述采样端口之间的连接状态为连接。
9.一种家用电器，其特征在于，包括：如权利要求1-8任一项所述的温度检测电路。
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| CN202022393203.5U CN213336535U (zh) | 2020-10-23 | 2020-10-23 | 温度检测电路及家用电器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN213336535U true CN213336535U (zh) | 2021-06-01 |
Family
ID=76074553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN213336535U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113865781A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-12-31 | 合肥美的暖通设备有限公司 | 传感器检测电路、驱控电路板、电子设备和空调器 |
-
2020
- 2020-10-23 CN CN202022393203.5U patent/CN213336535U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113865781A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-12-31 | 合肥美的暖通设备有限公司 | 传感器检测电路、驱控电路板、电子设备和空调器 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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