CN218213328U - 一种开关的检测电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种开关的检测电路及电子设备，检测电路：应用于对开关通断的检测，包括输入端，用于接收表征开关所处工作状态的电平信号；输出端，用于接收判断表征开关所处工作状态的电平信号；限流单元，所述限流单元包括第一限流组件和第二限流组件，用于限制所在电路电流的大小；开关单元，用于接收从输入端传输过来并使其导通或者截止的电平信号；保护单元，用于防止高电压击穿开关单元，并稳定传输给开关单元的电平信号。本实用新型电路简单又可靠，整个电路采用常见的电子元件组成，相对于其它检测电路的电子元件数量，该检测电路的电子元件整体使用数量少，使用成本低。

Description

一种开关的检测电路及电子设备

技术领域

本申请涉及开关电子技术领域，特别涉及一种开关的检测电路及电子设备。

背景技术

随着电子技术的发展，越来越多的电子产品使用开关进行开启及关闭的控制，现有的开关类型包括机械开关、触摸开关、光电开关、微动开关等。其中，开关在家用电器中用于控制电路的通断，是较为常用的。

目前对开关的检测电路主要有两类：一类是需先将高压电经过隔离变压器降压为低压电，然后再检测低压电的信号，另一类是直接从表征开关一端引出信号经过检测电路再到微控制单元的I/O口。

但是，前述的检测电路从理论分析上，就会发现其有一定的先天缺陷。例如专利号为：CN210294479U，其是需先将高压电经过隔离变压器降压为低压电，然后再检测低压电的信号，这种方式使用成本高。另外，由于微控制单元MCU的最大电压为5.5VDC，当检测信号的电压大于该最大电压时，一旦所用的微控制单元MCU的电压值裕量不够，就会损坏微控制单元MCU的I/O口，造成电子板控制失常，整机的功能缺失，这种方式的使用可靠性得不到保证。

实用新型内容

本申请实施例的目的之一，解决用于开关的检测电路使用成本高以及使用不可靠的问题。

本申请提供了一种开关的检测电路，应用于对开关通断的检测，包括：

输入端，用于接收表征开关所处工作状态的电平信号；

输出端，用于接收判断表征开关所处工作状态的电平信号；

限流单元，所述限流单元包括第一限流组件和第二限流组件，用于限制所在电路电流的大小；

开关单元，用于接收从输入端传输过来并使其导通或者截止的电平信号；

保护单元，用于防止高电压击穿开关单元，并稳定传输给开关单元的电平信号；

电源端，用于提供输出端接收的电平信号；

上拉单元，用于将电源端的电平信号传输给输出端；

所述输入端通过第一限流组件、保护单元与开关单元连接，所述开关单元通过上拉单元与电源端连接，所述开关单元通过第二限流组件与输出端连接。

输入端接收到表征开关所处工作状态的电平信号，将该信号进行转换、传输至输出端，控制器根据转换后的信号判断表征开关所处工作状态，又因为转换后的信号为低信号或者电源端的电平信号，所以避免了电平信号过高对微控制单元I/O口的损坏，使用更加可靠。

作为一个可选实施例，所述输入端与表征开关一端连接，所述输入端用于接收表征开关所处工作状态的电平信号，再将该电平信号经过检测电路传递给控制器。

作为一个可选实施例，所述表征开关包括微动开关、PTC开关和温控器开关，即本申请适用于不同的开关类型。

作为一个可选实施例，所述输出端与微控制单元的I/O口连接，用于将检测电路输出的电平信号发送至控制器，控制器能够根据电平信号判断表征开关所处的工作状态。

作为一个可选实施例，所述第一限流组件包括第一电阻和第二电阻，所述第二限流组件包括第五电阻，所述第一电阻与输入端连接，所述第一电阻与所述第二电阻串联，所述开关单元一端连接第五电阻，所述第五电阻与输出端连接。限流单元能够限制其所在电路上的电流大小，起到保护作用，且相对于传统选择一个大功率电阻进行限流，选择多个限流电阻能够实现该功能，还降低了使用成本。

作为一个可选实施例，所述开关单元包括NPN型的三极管，三极管根据其基极接收到的电平信号能够导通或者截止。开关单元的使用状态影响后续传输给输出端的电平信号。

作为一个可选实施例，所述保护单元为二极管，所述二极管的阴极连接所述三极管的基极，所述二极管的阴极还连接偏置电阻和/或电容，所述二极管的阳极、偏置电阻、电容和三极管的发射极分别连接信号地。二极管防止反向电压击穿三极管，偏置电阻提高使用的可靠性，电容提高抗干扰能力。

作为一个可选实施例，所述电源端输入电压为+5V，当三极管截止时，电源端的高电平通过上拉单元和限流单元发送至输出端。

本申请实施例的目的之一，还在于提供一种电子设备，包括滤波电路、电源电路、开关、控制器、驱动电路和电机电路，还包括前述的检测电路。

作为一个可选实施例，所述滤波电路与交流电连接，用于滤除交流电中的杂波。

本申请实施例的有益效果在于：

本实用新型电路简单又可靠，整个电路采用常见的电子元件组成，相对于其它检测电路的电子元件数量，该检测电路的电子元件整体使用数量少，因此使用成本低廉。

检测电路用于对表征开关所处工作状态的电平信号进行转换并传输，控制器根据转换后的信号判断表征开关所处工作状态，解决了传输到微控制单元的电平信号过高导致损坏微控制单元的I/O口进而造成电子板控制失常的缺陷，适用于带表征开关检测功能的各种家用电器机型。

本实用新型通过+12V直流经过检测电路，给与微控制单元低电平信号，又结合交流通路经过检测电路，给与微控制单元方波信号的方式，使得微控制单元根据接收到的信号变化判断表征开关所处的工作状态，且此时给与的最大电压为电源端的+5V，避免了电平信号电压过高对微控制单元I/O口的损坏，使用更加可靠。

附图说明

图1为本申请实施例的电路图；

图2为本申请另一实施例的电路图；

图3为本申请另一实施例的电路图；

图4为家用电器的结构框图。

附图标记：第一电阻-R1，第二电阻-R2，二极管-D1，偏置电阻-R3，电容-C1，三极管-Q1，上拉电阻-R4，第五电阻-R5，微控制单元-MCU；

滤波电路-100，电源电路-110，表征开关-200，检测电路-300，控制器-400，驱动电路-500，电机电路-600。

具体实施方式

此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。

应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。

本申请实施例的目的之一，在于提供一种开关的检测电路，应用于对开关通断的检测。

如图1-图3所示，检测电路包括输入端，用于接收表征开关200所处工作状态的电平信号；作为一个可选实施例，所述输入端与表征开关200一端连接，所述表征开关200包括微动开关、PTC开关和温控器开关，输入端与开关连接，以此将表征开关200断开或者接通的电平信号传输给输入端。

输出端，用于接收判断表征开关200所处工作状态的电平信号；作为一个可选实施例，所述输出端与微控制单元的I/O口连接，用于将检测电路300输出的电平信号发送至控制器400，控制器400能够根据电平信号判断表征开关200所处的工作状态。

限流单元，所述限流单元包括第一限流组件和第二限流组件，用于限制所在电路电流的大小；

作为一可选实施例，所述第一限流组件包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第二限流组件包括第五电阻R5。第一限流电阻的阻值可以根据使用需求进行设置，另外考虑到功耗以及使用成本的问题，将第一限流电阻设置为两个，既能够满足大功耗的使用需求，也能够降低使用成本。

所述第一电阻R1与输入端连接，所述第一电阻R1与所述第二电阻R2串联，所述开关单元一端连接第五电阻R5，所述第五电阻R5与输出端连接。限流单元能够限制其所在电路上的电流大小，起到保护作用，且相对于传统选择一个大功率电阻进行限流，选择多个限流电阻能够实现该功能，还降低了使用成本。

所述三极管Q1的集电极通过第五电阻Q1与输出端连接，输出端用于接收判断表征开关200所处工作状态的电平信号。第五电阻R5将三极管Q1的集电极处的电平信号传输至输出端。

开关单元，用于接收从输入端传输过来并使其导通或者截止的电平信号；所述开关单元包括NPN型的三极管Q1，三极管Q1根据其基极接收到的电平信号能够导通或者截止。

所述三极管Q1的基极与第二电阻R2一端连接，所述三极管Q1的发射极与信号地连接。当三极管Q1的基极输入为高电平时，三极管Q1导通，三极管Q1的集电极将低电平通过第五电阻R5传输到输出端。

保护单元，用于防止高电压击穿开关单元，并稳定传输给开关单元的电平信号。

作为一可选实施例，所述保护单元为二极管D1，所述第二电阻R2一端与所述二极管D1的阴极连接，所述二极管D1的阴极连接所述三极管Q1的基极，所述二极管D1的阳极连接信号地。

二极管D1与三极管Q1的发射极反向并联，是防止有反向的高压加在发射极上的一种保护嵌位，防止发射极高压被击穿。也叫嵌位作用，是为了防止反向电压击穿三极管Q1的发射极。发射极有反向电压时，这个二极管D1导通把这个反向电压嵌位到0.7V左右。

所述二极管D1的阴极还连接偏置电阻R3和/或电容C1，所述二极管D1的阳极、偏置电阻R3、电容C1和三极管Q1的发射极分别连接信号地。三极管Q1的发射极极并联偏置电阻R3的作用是给三极管Q1一个偏置，提高可靠性。三极管Q1的发射极并联电容C1的作用是滤波，提高抗干扰能力,交流旁路电容。

在使用时，电路对于二极管D1、偏置电阻R3和电容C1的设置根据使用需求进行调整，可以采用以下方式：

第一种，如图1所示，二极管D1、偏置电阻R3和电容C1并联设置在检测电路300中；

第二种，如图2所示，二极管D1、偏置电阻R3并联设置在检测电路300中；

第三种，如图3所示，二极管D1、电容C1并联设置在检测电路300中。

电源端，用于提供输出端接收的电平信号；所述电源端输入电压为+5V，当三极管Q1截止时，电源端的高电平通过上拉单元和限流单元发送至输出端。

上拉单元，用于将电源端的电平信号传输给输出端；所述上拉单元包括上拉电阻R4，所述上拉电阻R4一端与电源端连接，其另一端与第五电阻R5及三极管Q1的集电极连接。

当三极管Q1处于截止状态时，上拉电阻R4将三极管Q1的集电极处电压上拉到电源端的电压，再将该电平信号传输至输出端。

所述输入端通过第一限流组件、保护单元与开关单元连接，所述开关单元通过上拉单元与电源端连接，所述开关单元通过第二限流组件与输出端连接。输入端接收到表征开关200所处工作状态的电平信号，将该信号进行转换、传输至输出端，输出端将转换后的信号进行输送。

本申请实施例的工作原理为：

当表征开关200接通时，+12V直流经过第一限流组件，将高电平信号传输至三极管Q1的基极，三极管Q1的基极为高电平，使得三极管Q1导通，从而将信号地处的低电平传输给三极管Q1的集电极，三极管Q1的集电极处为低电平，该电平信号再通过第五电阻R5将低电平信号传送到微控制单元MCU。

也就是说，当表征开关200导通时，输入到微控制单元MCU的I/O口的电平一直为低电平。

当表征开关200断开时，+12V直流不能形成通路，不能驱动三极管Q1导通。此时，交流通路能形成回路。

当交流电处于正半周时，电流从零线N经过电机电路600等电路给检测电路300提供电平信号，该电平信号通过输入端进入检测电路300，再从第一电阻R1、第二电阻R2到三极管Q1的基极，使得三极管Q1的基极的电压高于三极管Q1的导通电压，使得三极管Q1导通。同理使得输入到微控制单元MCU的I/O口的信号为低电平。

当交流电处于负半周时，Vbe为负值，但会通过二极管D1嵌位到-0.7V(不大于Vbeo值5V)，此时三极管Q1的基极的电压低于三极管Q1的导通电压，三极管Q1不能导通。三极管Q1为截止状态，此时三极管Q1的集电极的电平通过上拉电阻R4上拉到电源端的电压+5VDC,再经过第五电阻R5传输，使得微控制单元MCU的I/O口接收到的信号为高电平。

总之，当表征开关200断开时，交流信号经过检测电路300会使输入到微控制单元MCU的I/O口的电平为方波信号(高低相间的)。微控制单元MCU根据接收到的信号变化，判断得到表征开关200的使用状态。

本申请实施例的目的之一，还在于提供一种电子设备。

如图4所示，一种电子设备，包括滤波电路100、电源电路110、开关200、控制器400、驱动电路500、电机电路600，还包括前述的检测电路300，所述微控制单元MCU位于控制器400上。作为一个可选实施例，所述滤波电路100与交流电连接，滤波电路100用于滤除交流电中的杂波。

所述电子设备为家用电器，所述开关200为微动开关。其中，所述家用电器为磨豆机。

交流电经滤波电路100滤波后输入到电源电路110，本实例是开关电源降压，电源电路110将高压电转换为+12V及+5V的直流电，给驱动电路500、检测电路300及控制器400供电。

开关200一端直接接到滤波电路100后端的L线，其另一端接驱动电路500的(继电器的)一端；同时开关200的另一端还接检测电路300的一端，驱动电路500的另一端接电机电路600，驱动电路500的第三端接控制器400；电机电路600的另一端接到滤波电路100的零线处。该部分内容为本领域技术人员知悉的内容，根据本申请实施例即可清楚技术方案的实施方式，因此不再本申请中再次赘述。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种开关的检测电路，应用于对开关通断的检测，其特征在于，包括：

输入端，用于接收表征开关所处工作状态的电平信号；

输出端，用于接收判断表征开关所处工作状态的电平信号；

限流单元，所述限流单元包括第一限流组件和第二限流组件，用于限制所在电路电流的大小；

开关单元，用于接收从输入端传输过来并使其导通或者截止的电平信号；

保护单元，用于防止高电压击穿开关单元，并稳定传输给开关单元的电平信号；

电源端，用于提供输出端接收的电平信号；

上拉单元，用于将电源端的电平信号传输给输出端；

所述输入端通过第一限流组件、保护单元与开关单元连接，所述开关单元通过上拉单元与电源端连接，所述开关单元通过第二限流组件与输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种开关的检测电路，其特征在于，所述输入端与表征开关一端连接，所述输入端用于接收表征开关所处工作状态的电平信号。

3.根据权利要求1所述的一种开关的检测电路，其特征在于，所述表征开关包括微动开关、PTC开关和温控器开关。

4.根据权利要求1所述的一种开关的检测电路，其特征在于，所述输出端与微控制单元的I/O口连接，用于将检测电路输出的电平信号发送至控制器。

5.根据权利要求1所述的一种开关的检测电路，其特征在于，所述第一限流组件包括第一电阻和第二电阻，所述第二限流组件包括第五电阻，所述第一电阻与输入端连接，所述第一电阻与所述第二电阻串联，所述开关单元一端连接第五电阻，所述第五电阻与输出端连接。

6.根据权利要求1所述的一种开关的检测电路，其特征在于，所述开关单元包括NPN型的三极管。

7.根据权利要求6所述的一种开关的检测电路，其特征在于，所述保护单元为二极管，所述二极管的阴极连接所述三极管的基极，所述二极管的阴极还连接偏置电阻和/或电容，所述二极管的阳极、偏置电阻、电容和三极管的发射极分别连接信号地。

8.根据权利要求1所述的一种开关的检测电路，其特征在于，所述电源端输入电压为+5V。

9.一种电子设备，包括滤波电路、电源电路、开关、控制器、驱动电路和电机电路，其特征在于，还包括如权利要求1-8任一项所述的检测电路。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述滤波电路与交流电连接，用于滤除交流电中的杂波。

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