CN214590568U - 断电控制电路、第二控制电路以及多士炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种断电控制电路、第二控制电路以及多士炉，其中，断电控制电路包括第一开关、第二开关、用于控制第一开关的第一控制电路以及用于控制第二开关的第二控制电路，第一开关与第二开关串联，第二控制电路为具有功率开关管的降压式变换电路。第二控制电路包括计时电路和驱动信号产生电路。计时电路的输入端耦接第二控制电路的供电检测端。驱动信号产生电路的输入端耦接计时电路的输出端，驱动信号产生电路的输出端耦接功率开关管的控制端。本实用新型提出的一种断电控制电路、第二控制电路以及多士炉，可有效实现二次断电保护功能，同时简化了系统电路结构，降低生产成本，并提升了电路系统的可靠性和稳定性。

Description

断电控制电路、第二控制电路以及多士炉

技术领域

本实用新型属于电力电子技术领域，涉及一种断电保护技术，特别涉及一种断电控制电路、第二控制电路以及多士炉。

背景技术

家用厨电设备因安规考虑，一般都需要设有断电保护电路以提升用户的使用安全性。作为厨电设备之一，多士炉是一种专门用于将片状面包进行烘烤加热的电热炊具，广泛运用于欧美国家家庭。当需要对面包进行加热时，可将面包放入多士炉的加热槽口，随后压下多士炉上的弹性开关S1，开关S1通过机械应力使电磁阀闭合。此时多士炉中的微控制单元(简称MCU)上电，MCU控制电磁阀持续闭合固定时间。当计时结束时，电磁阀关断，片状面包将被弹起，同时切断开关S1。但当面包被卡住时，开关S1将持续闭合，会导致发热丝长时间工作，存在危险。为杜绝类似危险的发生，需要引入二次断电。

如图1所示，专利申请号为201921798034.4的实用新型公开了一种用于多士炉的控制电路，该控制电路包括加热丝工作电路、第一控制电路以及第二控制电路。该控制电路通过阻容降压电路实现降压，并通过独立的定时芯片进行计时。具体的，从开关S1之后进行取电，通过阻容降压的方式实现交流转直流的降压过程，实现12V直流输出。再通过稳压管和分压电阻实现5V直流输出，从而为定时芯片供电。定时芯片21根据时间设定控制RELAY引脚输出高低电平，通过直接控制晶体管Q2的开关状态从而间接控制继电器JQ1的开关状态。该方案的电源系统采用阻容降压方式，可靠性较低，具体表现在输出电压受温度影响大、系统寿命短、当输入有杂波进入容易导致后级损坏。定时芯片不能直接控制继电器通断，需要通过控制三极管进而控制继电器，增加系统成本，引入多余器件也会使不良率上升。此外，电源系统与定时芯片也不能进行整合。

有鉴于此，需要提供一种新的结构，用于解决上述断电保护问题。

实用新型内容

为了解决上述至少部分问题，本实用新型提出了一种断电控制电路、第二控制电路以及多士炉。

本实用新型公开了一种断电控制电路，断电控制电路包括第一开关、第二开关、用于控制第一开关的第一控制电路以及用于控制第二开关的第二控制电路，第一开关与第二开关串联，第二控制电路为具有功率开关管的降压式变换电路；第二控制电路包括：

计时电路，其输入端耦接第二控制电路的供电检测端；以及

驱动信号产生电路，其输入端耦接计时电路的输出端，其输出端耦接功率开关管的控制端。

作为本实用新型的一实施例，第二开关为继电器，第二控制电路的第一输出端耦接继电器中线圈的第一端，第二控制电路的第二输出端耦接继电器中线圈的第二端。

作为本实用新型的一实施例，计时电路包括：

第一电流源；

第三开关，其第一端耦接第一电流源的输出端；

第四开关，其第一端耦接第三开关的第二端；

第二电流源，其输入端耦接第四开关的第二端，其输出端耦接参考地端；以及

计数电路，其输入端耦接第三开关的第二端，其输出端耦接驱动信号产生电路。

作为本实用新型的一实施例，第二控制电路包括控制芯片，控制芯片设有供电端、计时端和参考地端，控制芯片还设有漏端或控制端；第二控制电路还包括第一电感、第一二极管、第一电容和第二电容，第一电感的第一端耦接功率开关管的源极，第一电容的第一端耦接第一电感的第二端，第一电容的第二端耦接地，第一二极管的正极耦接地，第一二极管的负极耦接第一电感的第一端；第二电容的第一端耦接计时端，第二电容的第二端耦接第一电感的第一端。

作为本实用新型的一实施例，控制芯片还包括：

功率开关管，其漏极耦接控制芯片的漏端，其源极通过采样电阻耦接至参考地端，其控制端耦接驱动信号产生电路；

第三电流源，其输入端耦接控制芯片的漏端，其输出端耦接供电端；以及

第一比较电路，其第一输入端耦接第一参考信号端，其第二输入端耦接供电端，其输出端耦接驱动信号产生电路。

作为本实用新型的一实施例，控制芯片还包括：

第二比较电路，其第一输入端耦接采样电阻的第一端以获得电流采样信号，其第二输入端耦接第二参考信号端；以及

触发电路，其置位端耦接第一比较电路的输出端，其复位端耦接第二比较电路的输出端，其输出端耦接驱动信号产生电路。

作为本实用新型的一实施例，第二控制电路还包括:

第二二极管，其正极耦接第一电感的第二端，其负极耦接供电端；以及

第三电容，其第一端耦接控制芯片的供电端，其第二端耦接参考地端。

本实用新型还公开了一种第二控制电路，第二控制电路为具有功率开关管的降压式变换电路；第二控制电路耦接第二开关以控制第二开关的开关状态，第二控制电路包括：

计时电路，其输入端耦接第二控制电路的供电检测端；以及

驱动信号产生电路，其输入端耦接计时电路的输出端，其输出端耦接功率开关管的控制端。

作为本实用新型的一实施例，第二开关为继电器，第二控制电路的第一输出端耦接继电器中线圈的第一端，第二控制电路的第二输出端耦接继电器中线圈的第二端。

本实用新型还公开了一种多士炉，多士炉包括加热元件和如上任一的断电控制电路。

作为本实用新型的一实施例，第一开关为双极开关，双极开关的第一极开关分别耦接输入电压的火线和第二开关的第一端，第二开关的第二端耦接加热元件的第一端，双极开关的第二极开关分别耦接地和输入电压的零线。

本实用新型提出了一种断电控制电路、第二控制电路以及多士炉，其中，断电控制电路包括第一开关、第二开关、用于控制第一开关的第一控制电路以及用于控制第二开关的第二控制电路，第一开关与第二开关串联，第二控制电路为具有功率开关管的降压式变换电路。第二控制电路包括计时电路和驱动信号产生电路。计时电路的输入端耦接第二控制电路的供电检测端。驱动信号产生电路的输入端耦接计时电路的输出端，驱动信号产生电路的输出端耦接功率开关管的控制端。本实用新型提出的一种断电控制电路、第二控制电路以及多士炉，通过降压式变换电路和计时电路的整合，有效实现了二次断电保护功能，简化了电路结构，并提升了电路系统的可靠性和稳定性。

附图说明

图1示出了一种现有技术的多士炉的断电保护电路的电路示意图。

图2示出了根据本实用新型一实施例的多士炉的电路示意图。

图3示出了根据本实用新型一实施例的第二控制电路的电路示意图。

图4示出了根据本实用新型一实施例的控制芯片的电路示意图。

图5示出了根据本实用新型另一实施例的控制芯片的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。

为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。

该部分的描述只针对几个典型的实施例，本实用新型并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本实用新型描述和保护的范围内。

说明书中的“耦接”或“连接”既包含直接连接，也包含间接连接。间接连接为通过中间媒介进行的连接如通过电传导媒介进行的连接，其可具有寄生电感或寄生电容；间接连接还可包括在实现相同或相似功能目的的基础上通过其他有源器件或无源器件的连接，如通过开关、跟随电路等电路或部件的连接。

本实用新型一实施例公开了一种断电控制电路，断电控制电路包括第一开关、第二开关、第一控制电路以及第二控制电路，第一控制电路用于控制第一开关的开关状态，第二控制电路用于控制第二开关的开关状态。第一开关与第二开关串联，第二控制电路为具有功率开关管的降压式变换电路。第二控制电路包括计时电路和驱动信号产生电路，计时电路的输入端耦接第二控制电路的供电检测端。通过第二控制电路的供电检测端可获取第二控制电路的供电状态，当有市电接入断电控制电路时，计时电路可通过供电检测端获取供电检测信号，计时电路根据供电检测信号开始计时，并将计时信号输出至驱动信号产生电路。驱动信号产生电路的输入端耦接计时电路的输出端，驱动信号产生电路的输出端耦接功率开关管的控制端，驱动信号产生电路根据计时电路的输出信号生成驱动信号以控制功率开关管的开关状态。当用电设备发生异常时，第一开关将无法断开，第二控制电路中的计时电路在计时时间达到设定时长时，计时电路发出计时信号至驱动信号产生电路，从而控制功率开关管关断。相应的，第二控制电路的输出电压和输出电流降低，从而控制第二开关关断。在用电设备工作至设定时长后，在第一开关无法正常关断时，通过第二控制电路控制第二开关关断，从而有效起到断电保护作用。本实用新型通过降压式变换电路和计时电路的整合，有效实现了二次断电保护功能，通过降压式变换电路控制功率晶体管的开关状态从而控制第二开关的开关状态，解决了阻容降压方式所存在的系统可靠性和稳定性问题，简化了电路结构，并提升了电路系统的可靠性和稳定性。

本实用新型的一实施例公开了一种多士炉，如图2所示，多士炉包括断电控制电路和加热元件。断电控制电路包括第一开关S1、第二开关S2、第一控制电路10和第二控制电路20。在本实用新型的一实施例中，第一开关S1为双极开关，双极开关的第一极开关的第一端耦接输入电压的火线，第一极开关的第二端耦接第二开关S2的第一端。双极开关的第二极开关的第一端耦接输入电压的零线，第二极开关的第二端耦接地。第二开关S2的第二端耦接加热元件的第一端，加热元件的第二端耦接地。此外，第一开关S1的前端或后端可设有整流电路。在如图2的实施例中，加热元件包括第一加热丝L1、第二加热丝L2、第三加热丝L3和第四加热丝L4。其中，第一加热丝L1和第二加热丝L2在多士炉的第一加热槽中，第三加热丝L3和第四加热丝L4在多士炉的第二加热槽中。第二控制电路20的第一输入端耦接第一开关S1的第一极开关的第二端，第二控制电路20的第二输入端耦接第一开关S1的第二极开关的第二端，第二控制电路的第一输出端耦接第二开关S2的第一端，第二控制电路的第二输出端耦接第二开关S2的第二端。通过控制第二控制电路的输出电压或输出电流的大小从而控制第二开关S2的开关状态。在具体的实施例中，第二开关为继电器，第二控制电路的第一输出端耦接继电器中线圈的第一端，第二控制电路的第二输出端耦接继电器中线圈的第二端。当多士炉加热工作发生异常时，比如加热时间达到第一设定时间时，由于面包卡住第一开关，第一开关无法关断，此时第二控制电路将在第二设定时间达到时，通过第二控制电路控制功率开关管关断，此时第二控制电路的输出电压和输出电流降低，当输出电压低于一定值时，继电器将处于断开状态，从而有效实现二次断电保护。在本实用新型的一实施例中，第二设定时间大于第一设定时间。

如图3所示，在本实用新型的一实施例中，第二控制电路20包括控制芯片，控制芯片设有计时端CT、供电端VDD、参考地端GND和漏端Drain。第二控制电路的供电检测端可以是控制芯片的供电端VDD。第二控制电路20还包括第一电感L1、第一二极管D1、第一电容C1和第二电容C2。结合图3和图4可知，控制芯片包括功率开关管Q1、第三电流源I3、计时电路210、第一比较电路220和驱动信号产生电路230。功率开关管Q1的漏极耦接控制芯片的漏端Drain，功率开关管Q1的源极通过采样电阻Rcs耦接至参考地端GND，功率开关管Q1的控制端耦接驱动信号产生电路230的输出端。第三电流源I3的输入端耦接控制芯片的漏端Drain，第三电流源I3的输出端耦接供电端VDD。第一比较电路220为第一比较器，第一比较器的同相输入端耦接第一参考信号端以接收第一参考电压Vref1，第一比较器的反相输入端耦接供电端VDD，第一比较器的输出端耦接驱动信号产生电路230。为控制第二开关导通，当供电端VDD的端电压低于第一参考电压Vref1时，可控制功率开关管Q1导通，以保证第二控制电路的输出电压和输出电流足以使第二开关导通。计时电路210包括第一电流源I1、第三开关S3、第四开关S4、第二电流源I2和计数电路211。第三开关S3的第一端耦接第一电流源I1的输出端,第四开关S4的第一端耦接第三开关S3的第二端。第二电流源I2的输入端耦接第四开关S4的第二端，第二电流源I2的输出端耦接地。计数电路211的输入端耦接第三开关S3的第二端，计数电路211的输出端耦接驱动信号产生电路230。当第二控制电路开机工作时，开始进行计时，通过控制第三开关S3和第四开关S4的开关状态，对与计时端CT耦接的第二电容C2进行充放电，第三开关S3和第四开关S4的导通持续时间由震荡三角波的上限值和下限值决定。第三开关S3导通至上限值后关断，同时第四开关S4导通至下限值后关断。通过计数电路211对充放电次数进行计数，当达到设定计数值时，计时电路210输出计时信号CTP至驱动信号产生电路230，从而控制功率晶体管Q1关断。通过改变第二电容C2的电容值可设定第二控制电路的关断时间，以满足不同客户需求。

如图3和图4所示的实施例中，第二控制电路20为具有功率开关管Q1的降压式变换电路,第一电感L1的第一端耦接功率开关管Q1的源极，第一电容C1的第一端耦接第一电感L1的第二端，第一电容C1的第二端耦接地，第一二极管D1的正极耦接地，第一二极管D1的负极耦接第一电感L1的第一端。第二电容C2的第一端耦接计时端CT，第二电容C2的第二端耦接第一电感L1的第一端。在另一实施例中，第二控制电路20还包括第二二极管D2和第三电容C3。第二二极管D2的正极耦接第一电感L1的第二端，第二二极管D2的负极耦接供电端VDD。第三电容C3的第一端耦接供电端VDD，第三电容C3第二端耦接参考地端GND。第二控制电路20的输出电压可反馈至控制芯片中，第二二极管D2的作用是在功率开关管Q1关断后将第二控制电路20的输出电压与控制芯片的供电端VDD连通，将输出电压加在第三电容C3上，控制芯片的供电端VDD上的电压可以代表第二控制电路20的输出电压的大小，从而可更为精准地控制第二开关S2的开关状态。

在本实用新型的另一实施例中，控制芯片设有计时端CT、供电端VDD、参考地端GND和控制端Source，即第二控制电路中的功率开关管Q1不设在控制芯片中，功率开关管Q1的漏极耦接第一开关S1的第一极开关的第二端，功率开关管Q1的源极耦接第一电感的第一端，功率开关管Q1的栅极耦接控制芯片的控制端。第一电容C1的第一端耦接第一电感L1的第二端，第一电容C1的第二端耦接地，第一二极管D1的正极耦接地，第一二极管D1的负极耦接第一电感L1的第一端。第二电容C2的第一端耦接计时端CT，第二电容C2的第二端耦接第一电感L1的第一端。在本实用新型的一实施例中，功率开关管Q1可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、结型场效应晶体管(JFET)或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等晶体管中的一种。

如图5所示，在本实用新型的一实施例中，控制芯片还包括第二比较电路240和触发电路250。第二比较电路240为第二比较器，第二比较器的同相输入端耦接采样电阻的第一端以获得电流采样信号，第二比较器的反相输入端耦接第二参考信号端以接收第二参考电压Vref2。触发电路250为触发器，触发器的置位端耦接第一比较器的输出端，触发器的复位端耦接第二比较器的输出端，触发器的输出端耦接驱动信号产生电路230。

本实用新型的一实施例还公开了一种第二控制电路，第二控制电路为具有功率开关管的降压式变换电路。第二控制电路耦接第二开关以控制第二开关的开关状态，第二控制电路包括计时电路和驱动信号产生电路。计时电路的输入端耦接第二控制电路的供电检测端。驱动信号产生电路的输入端耦接计时电路的输出端，驱动信号产生电路的输出端耦接功率开关管的控制端。此第二控制电路不仅适用于二次断电保护电路的运用场景，还可运用于家用电器中的断电保护电路中，以更为精准的控制实现断路保护功能。

在本实用新型的一实施例中，第二开关为继电器，第二控制电路的第一输出端耦接继电器中线圈的第一端，第二控制电路的第二输出端耦接继电器中线圈的第二端。

本实用新型提出了一种断电控制电路、第二控制电路以及多士炉，其中，断电控制电路包括第一开关、第二开关、用于控制第一开关的第一控制电路以及用于控制第二开关的第二控制电路，第一开关与第二开关串联，第二控制电路为具有功率开关管的降压式变换电路。第二控制电路包括计时电路和驱动信号产生电路。计时电路的输入端耦接第二控制电路的供电检测端。驱动信号产生电路的输入端耦接计时电路的输出端，驱动信号产生电路的输出端耦接功率开关管的控制端。本实用新型提出的一种断电控制电路、第二控制电路以及多士炉，可有效实现二次断电保护功能，同时简化了系统电路结构，降低生产成本，并提升了电路系统的可靠性和稳定性。

上述这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。实施例中所涉及的效果或优点等相关描述可因具体条件参数的不确定而可能在实验例中不能体现，不用于对实施例进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (11)

1.一种断电控制电路，其特征在于，所述断电控制电路包括第一开关、第二开关、用于控制第一开关的第一控制电路以及用于控制第二开关的第二控制电路，所述第一开关与第二开关串联，所述第二控制电路为具有功率开关管的降压式变换电路；所述第二控制电路包括：

计时电路，其输入端耦接所述第二控制电路的供电检测端；以及

驱动信号产生电路，其输入端耦接所述计时电路的输出端，其输出端耦接所述功率开关管的控制端。

2.如权利要求1所述的断电控制电路，其特征在于，所述第二开关为继电器，所述第二控制电路的第一输出端耦接继电器中线圈的第一端，所述第二控制电路的第二输出端耦接继电器中线圈的第二端。

3.如权利要求1所述的断电控制电路，其特征在于，所述计时电路包括：

第一电流源；

第三开关，其第一端耦接所述第一电流源的输出端；

第四开关，其第一端耦接所述第三开关的第二端；

第二电流源，其输入端耦接所述第四开关的第二端，其输出端耦接参考地端；以及

计数电路，其输入端耦接所述第三开关的第二端，其输出端耦接所述驱动信号产生电路。

4.如权利要求1所述的断电控制电路，其特征在于，所述第二控制电路包括控制芯片，所述控制芯片设有供电端、计时端和参考地端，所述控制芯片还设有漏端或控制端；所述第二控制电路还包括第一电感、第一二极管、第一电容和第二电容，所述第一电感的第一端耦接功率开关管的源极，所述第一电容的第一端耦接第一电感的第二端，所述第一电容的第二端耦接地，所述第一二极管的正极耦接地，所述第一二极管的负极耦接第一电感的第一端；所述第二电容的第一端耦接计时端，所述第二电容的第二端耦接第一电感的第一端。

5.如权利要求4所述的断电控制电路，其特征在于，所述控制芯片还包括：

功率开关管，其漏极耦接所述控制芯片的漏端，其源极通过采样电阻耦接至所述参考地端，其控制端耦接所述驱动信号产生电路；

第三电流源，其输入端耦接所述控制芯片的漏端，其输出端耦接所述供电端；以及

第一比较电路，其第一输入端耦接第一参考信号端，其第二输入端耦接所述供电端，其输出端耦接所述驱动信号产生电路。

6.如权利要求5所述的断电控制电路，其特征在于，所述控制芯片还包括：

第二比较电路，其第一输入端耦接所述采样电阻的第一端以获得电流采样信号，其第二输入端耦接第二参考信号端；以及

触发电路，其置位端耦接所述第一比较电路的输出端，其复位端耦接所述第二比较电路的输出端，其输出端耦接所述驱动信号产生电路。

7.如权利要求4所述的断电控制电路，其特征在于，所述第二控制电路还包括:

第二二极管，其正极耦接所述第一电感的第二端，其负极耦接所述供电端；以及

第三电容，其第一端耦接所述控制芯片的供电端，其第二端耦接参考地端。

8.一种第二控制电路，其特征在于，所述第二控制电路为具有功率开关管的降压式变换电路；所述第二控制电路耦接第二开关以控制第二开关的开关状态，所述第二控制电路包括：

计时电路，其输入端耦接所述第二控制电路的供电检测端；以及

驱动信号产生电路，其输入端耦接所述计时电路的输出端，其输出端耦接所述功率开关管的控制端。

9.如权利要求8所述的第二控制电路，其特征在于，所述第二开关为继电器，所述第二控制电路的第一输出端耦接继电器中线圈的第一端，所述第二控制电路的第二输出端耦接继电器中线圈的第二端。

10.一种多士炉，其特征在于，所述多士炉包括：加热元件和如权利要求1-7任一所述的断电控制电路。

11.如权利要求10所述的多士炉，其特征在于，所述第一开关为双极开关，所述双极开关的第一极开关分别耦接输入电压的火线和第二开关的第一端，所述第二开关的第二端耦接加热元件的第一端，所述双极开关的第二极开关分别耦接地和输入电压的零线。

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