家用豆漿機模糊控制電路的製作方法

2023-09-16 06:33:35 1

專利名稱：家用豆漿機模糊控制電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種家用豆漿機模糊控制電路。
背景技術：
傳統的全自動豆漿機控制電路主要通過繼電開關控制加熱；加熱功率只 能做到全功率或半功率，在煮漿沸騰階段功率一般會偏大而產生溢出，這時 只能停止加熱等待液面回落後再重新加熱，其後又會再次溢出而停止加熱， 如此循環。這使得煮豆漿時實際處於一種沸騰和不沸騰的交替狀態，不能實 現文火連續熬煮充分分解蛋白質的效果。且發熱元件功率偏大的煮槳易造成 糊管燒焦，對人體有害且不易清洗，標稱功率偏小的則預加熱時間長，造成 整個做漿過程時間長。同時這種方式也會縮短繼電器機械電氣壽命，且對不 同電網的適用性不好，隨著電網電壓的升髙存在發熱功率變大等問題。同樣 的傳統的全自動豆漿機控制電路往往也採用繼電開關驅動電機打漿，由於無 法對電機進行無級調速，故電機速度時快時慢，不僅影響打漿質量，且不利 於電機的啟動和關閉，容易燒壞電機。
發明內容
本實用新型目的是提供一種能夠實現加熱功率和電機功率無級可調的 家用豆漿機模糊控制電路，以便能夠在煮豆漿時用文火連續熬煮，使豆漿保 持沸騰，達到充分分解蛋白質的效果，且不會造成糊發熱元件及豆漿燒焦現 象；同時能夠實現電機的"軟啟動"和"軟關斷"，以延長電機壽命。
本實用新型的技術方案是 一種家用豆漿機模糊控制電路，包括經由直 流穩壓單元連接交流電源的單片機處理單元，及連接該單片機處理單元的光 電隔離可控矽加熱驅動單元、光電隔離可控矽電機驅動單元、電源過零信號 檢測單元及具有防溢出、防幹燒、溫度檢測功能的信號檢測單元。
本實用新型所述的家用豆漿機模糊控制電路中，單片機處理單元包括單 片機；所述光電隔離可控矽加熱驅動單元包括輸入端連接單片機一個1/0 口 的光電耦合晶片，作為負載連接該光電耦合晶片輸出端的功率可控矽及同該 功率可控矽的兩個主電極一同串聯在交流電源供電迴路中的發熱元件。
當單片機上與光電耦合晶片連接的I/O 口輸出電壓為低電平時，光電耦 合晶片內的發光二極體發光，通過光敏雙向觸發管使功率可控矽有效導通，從而接通發熱元件的供電迴路。通過調整單片機的I/O 口輸出低電平的時
間，並與電源過零信號檢測單元得到的交流電過零脈衝信號配合輸出，可實 現功率可控矽在任意導通角上的觸發，也即實現對加熱功率的無級調控，尤
其能夠在煮豆漿時實現文火連續熬煮，使豆漿保持沸騰，達到充分分解蛋白 質的效果，且不會造成糊發熱元件及豆漿燒焦現象。
而所述光電隔離可控矽電機驅動單元包括輸入端連接單片機一個I/O
口的光電耦合晶片，作為負載連接該光電耦合晶片輸出端的功率可控矽及同 該功率可控矽的兩個主電極一同串聯在交流電源供電迴路中的電機。
同光電隔離可控矽加熱驅動單元的工作原理一樣，該光電隔離可控矽電 機驅動單元實現的是對電機轉速的無級調控，不僅有利於提髙打漿質量，且
有利於電機的軟啟動和軟關斷，增強對電機的保護及延長電機的使用壽命。 本實用新型所述的家用豆漿機模糊控制電路中，直流穩壓單元包括由降 壓變壓器低壓端連接全波橋式整流器組成的整流電路，及連接在該整流電路
兩個輸出端間的一個三端穩壓器和若干濾波電容；而所述電源過零信號檢測 單元的輸入端連接在上述整流電路的輸出端，而電源過零信號檢測單元的輸 出端接入單片機的一個I/O 口。
本實用新型中所述單片機處理單元還包括連接在單片機上的外接晶體 和蜂鳴器報警電路，前述直流穩壓單元中的三端穩壓器輸入端引出直流電源 連接該蜂鳴器報警電路，從而為該蜂鳴器報蒈電路供電。
本實用新型中所述的信號檢測單元由防溢傳感器、防幹燒傳感器和溫度 傳感器共同組成。
本實用新型優點是
本實用新型家用豆漿機模糊控制電路，通過採用可控任意角度觸發的光 電隔離可控矽加熱驅動單元，實現了加熱功率的無級可調，尤其是能夠在煮 豆漿時能夠實現文火連續熬煮，使豆漿保持沸騰，達到充分分解蛋白質的效 果，且不會造成糊發熱元件及豆漿燒焦現象。
同時本實用新型進一步通過可控任意角度觸發的光電隔離可控矽電機 驅動單元實現了對電機轉速的無級調控，不僅有利於提髙打漿質量，且有利 於電機的"軟啟動"和"軟關斷"，實現對電機的保護以延長電機壽命。


以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述 圖1為本實用新型的方框圖； 圖2為本實用新型的電原理圖。
具體實施方式
實施例首先如圖l所示，本實用新型家用豆槳機模糊控制電路包括經 由直流穩壓單元3連接交流電源的單片機處理單元5，及連接該單片機處理 單元5的光電隔離可控矽加熱驅動單元1、光電隔離可控矽電機驅動單元2、 電源過零信號檢測單元4及具有防溢出、防幹燒、溫度檢測功能的信號檢測 單元6。
進一步結合圖2所示，本實施例中所述直流穩壓單元3由降壓變壓器 Tl、 二極體D1 D5、電容C2、 C3和C10和三端穩壓器Ul組成。二極體 D1 D4連接成全波橋式整流器與降壓變壓器Tl的低壓端共同組成整流電 路，該整流電路的一個輸出端經二極體D5接入三端穩壓器Ul的輸入端， 且該二極體D5的負極同三端穩壓器Ul的輸入端連接；而整流電路的另一 輸出端接入三端穩壓器Ul的接地端；同時所述電容C2連接在三端穩壓器 Ul的輸入端和接地端之間，而電容C3和電容C10均連接在三端穩壓器Ul 的輸出端和接地端之間。交流電源輸入的220V市電，經變壓器Tl和二極 管D1 D4整流、電容C2濾波、三端穩壓器Ul穩壓、電容C3和C10濾波， 從而提供穩定輸出的+5V電壓供給單片機處理單元5。
本實施例中所述單片機處理單元5包括單片機U4，及連接在單片機U4 上的外接晶體XT1和蜂鳴器報瞀電路；其中所述蜂鳴器報警電路由蜂鳴器 Yl、電阻Rll、電阻R12和NPN三極體Ql組成；單片機U4的一個I/O 口 10通過電阻Rll連接到NPN三極體Ql的基極，該NPN三極體Ql的發射 極接地，而集電極連接蜂鳴器Yl的負極；同時前述直流穩壓單元3中的三 端穩壓器Ul輸入端引出直流電源VDD通過電阻R12連接該蜂鳴器Yl的正 極，從而為蜂鳴器報警電路供電。並且本實施例中當單片機U4的I/O 口 10 輸出髙電平時蜂鳴器發聲。
本實施例中所述電源過零信號檢測單元4由電阻R3、 R8和電容C5組 成電阻R3 —端與直流穩壓單元3中的二極體D5正極連接，另一端經電 阻R8接地，電容C5並聯在電阻R8兩端；而電阻R3和電阻R8的共接端一齊接入單片機U4的一個I/O 口 19。該電源過零信號檢測單元4從直流穩 壓單元3的前級取出脈動的直流信號，經過電阻R3、 R8分壓，電容C5濾 去髙頻從而得到交流電的過零脈衝信號。直流穩壓單元3中的二極體D5在 這裡起到對電容C2濾波的隔離作用。
本實施例中所述光電隔離可控矽加熱驅動單元1由發熱元件Hl (已等 效為發熱電阻)、功率可控矽TR1、光電耦合晶片U2、電阻R5和電阻R9 共同構成；單片機U4的一個I/O 口 12經電阻R9連接光電耦合晶片U2的 輸入端，該輸入端也即光電耦合晶片U2內的發光二極體負極，而發光二極 管的正極接+5V電壓。
所述功率可控矽TR1的兩個主電極與發熱元件H1 —同串聯在交流電源 供電迴路中。而所述光電耦合晶片U2的輸出端為其內部光敏雙向觸發管的 兩極，其中一極經電阻R5連接功率可控矽TR1的第二主電極，另一極則接 功率可控矽TR1的控制極。
當單片機U4的I/O 口 12的輸出電壓為低電平時，光電耦合晶片U2內 的發光二極體發光，通過光敏雙向觸發管使功率可控矽TR1有效導通，從 而接通發熱元件Hl供電迴路而開始加熱。通過調整單片機U4的I/O 口 12 輸出低電平的時間，並與電源過零信號檢測單元4得到的交流電過零脈衝信 號配合輸出，可實現功率可控矽TR1在任意導通角上的觸發，也即實現對 加熱功率的無級調控，尤其能夠在煮豆漿時實現文火連續熬煮，使豆漿保持 沸騰，達到充分分解蛋白質的效果，且不會造成糊發熱元件及豆漿燒焦現象。
本實施例中所述光電隔離可控矽電機驅動單元2由電機M1、功率可控 矽TR2、光電耦合晶片U3，電阻R6、 R7、 R10和電容C4共同構成；單片 機U4的一個I/O 口 11經電阻R10連接光電耦合晶片U3的輸入端，該輸入 端也即光電耦合晶片U3內的發光二極體負極，而發光二極體的正極接+5V 電壓。
所述功率可控矽TR2的兩個主電極與電機Ml —同串聯在交流電源供 電迴路中。而光電耦合晶片U3的輸出端為其內部光敏雙向觸發管的兩極， 其中一極經電阻R6連接功率可控矽TR2的第二主電極，另一極則接功率可 控矽TR2的控制極。同時所述功率可控矽TR2的第一主電極經電阻R7串 聯電容C4後連接其第二主電極。當單片機U4的I/O 口 11的輸出電壓為低電平時，光電耦合晶片U3內 的發光二極體發光，通過光敏雙向觸發管使功率可控矽TR2有效導通，從 而接通電機Ml供電迴路而使電機Ml轉動。通過調整單片機U4的I/O 口 11輸出低電平的時間，並與電源過零信號檢測單元4得到的交流電過零脈 衝信號配合輸出，可實現功率可控矽TR2在任意導通角上的觸發，也即實 現對電機轉速的無級調控，不僅有利於提髙打漿質量，且有利於電機M1的 "軟啟動"和"軟關斷"，實現對電機Ml的保護以延長電機壽命。
本實施例中所述信號檢測單元6由防溢傳感器、防幹燒傳感器和溫度傳 感器共同組成。
所述防溢傳感器由防溢電極(圖中未畫出)、電阻R13、電阻R15和電 容C9組成；其中所述防溢電極連接在接插件J2的接口 2上，並通過該接口 2分別連接電阻R15、電阻R13和電容C9的一端；而電阻R15的另一端接 +5V電壓，電阻R13的另一端連接單片機U4的一個I/O 口 6，電容C9的 另一端接地。正常情況下，也就是當防溢電極未接觸到液體時，該防溢傳感 器電路呈現高電平；當防溢電極接觸到液體時，相當於在接插件J2的接口 2與地之間，也即電容C9的兩端接入了一個較小的電阻，並與電阻R15分 壓後，通過I/O 口 6輸入單片機U4，並對該電壓進行A/D轉換識別，單片 機U4輸出信號控制功率可控矽TR1的導通角來減小發熱元件Hl的輸出功 率，起到防溢的目的。
所述防幹燒傳感器由防幹燒電極(圖中未畫出)和電阻R20組成；其 中所述防幹燒電極連接在接插件J2的接口 3上，並通過該接口 3分別連接 電阻R20的一端和單片機U4的一個I/0 口 5,所述電阻R20的另一端接+5V 電壓。
同時所述溫度傳感器由熱敏電阻(圖中未畫出)、電阻R14、電阻R19 和電容C8所組成；其中所述熱敏電阻的一端連接在接插件J2的接口 3,該 接口 3同時接入單片機U4的I/O 口 5，該I/O 口與上述防幹燒傳感器共用； 而所述熱敏電阻的另一端連接接插件J2的接口 4，並通過該接口 4分別連 接電阻R19、電阻R14和電容C8的一端；所述電阻R19的另一端接+5V電 壓，電阻R14的另一端連接單片機U4的一個I/O 口 7,而電容C8的另一 端接地。在進行防幹燒檢測時將單片機U4的I/O 口 5設定為輸入狀態，當防幹 燒電極接觸到液體時，相當於在接口 3和地之間接入一個較小的電阻，並與 電阻R20分壓得到一個較低的電壓，通過I/O 口 5輸入單片機U4,並對該 電壓進行A/D轉換識別。當防幹燒電極未接觸到液體時，接口 3和地之間電 阻陡增，使得通過I/0 口 5輸入單片機U4的電壓增大，當該電壓值大於一 定值時就可以判定豆漿機已經進入幹燒狀態了，此時即可推動單片機U4輸 出信號切斷髮熱元件Hl的供電電路，起到防幹燒的目的。
進行溫度檢測時將單片機U4的I/O 口 5設定為輸出狀態，並強制輸出 0V電壓；通過電阻R19與熱敏電阻分壓得到較低電壓經單片機U4的I/O 口 7輸入，並對該電壓進行A/D轉換識別，根據熱敏電阻的溫度—電阻特性 可以判定某一時刻的水的溫度。
本實用新型中所述防幹燒傳感器和溫度傳感器共用一個單片機U4的 I/O 口 5,目的是為了減少了引出線，以便簡化採用本實用新型的家用智能 豆漿機的實體結構設計。
本實施例家用豆漿機模糊控制電路安裝在家用智能豆漿機上，完成對豆 漿製備流程的控制，其控制過程如下接通交流電源後，直流穩壓單元3向 單片機U4供電，溫度傳感器對水溫進行測量，若低於標準要求溫度，則給 單片機U4—個信號，並由單片機U4的I/O 口 12輸出一低電平通過光電耦 合晶片U2來驅動功率可控矽TR1開啟，接通發熱元件Hl的交流電源供電 迴路。當溫度加熱達到標準要求時，單片機U4的I/O 口 12輸出髙電平使發 熱元件Hl停止加熱。同時單片機U4的I/O 口 11輸出低電平，通過光電耦 合晶片U3驅動功率可控矽TR2開啟，接通電機M1開始打漿。通過單片機 U4的外接晶體XT1計時，當電機Ml工作到額定時間後單片機U4的I/O 口 11輸出髙電平，將電機Ml的供電電路切斷，同時單片機U4的I/O 口 12再次輸出低電平控制發熱元件Hl通電對豆漿進行加熱。通過外接晶體計 時，當豆漿煮沸達到額定時間後，單片機U4的I/O 口 12發出髙電平，切斷 發熱元件H1供電電源。
豆漿在加熱過程中發生溢出時，溢出傳感器輸出信號，推動單片機U4 輸出信號並控制功率可控矽TR1導通角減小發熱元件Hl輸出功率，而非完 全切斷髮熱元件Hl供電電路，待溢出停止後繼續提髙發熱元件Hl功率加
10熱。防幹燒傳感器則在工作過程中始終接通，當檢測到水量低於一定的量時， 則發出信號給單片機U4，使單片機U4切斷髮熱元件H1供電電路。本實用 新型中在豆漿製作完成或豆漿製作出錯時單片機U4的I/0 口 IO輸出髙電平 觸發蜂鳴器Yl發聲進行報警提醒。
權利要求1.一種家用豆漿機模糊控制電路，其特徵在於包括經由直流穩壓單元(3)連接交流電源的單片機處理單元(5)，及連接該單片機處理單元(5)的光電隔離可控矽加熱驅動單元(1)、光電隔離可控矽電機驅動單元(2)、電源過零信號檢測單元(4)及具有防溢出、防幹燒、溫度檢測功能的信號檢測單元(6)。
2. 根據權利要求1所述的家用豆漿機模糊控制電路，其特徵在於 所述單片機處理單元(5)包括單片機(U4);所述光電隔離可控矽加熱驅動單元(1)包括輸入端連接單片機(U4) —個I/O 口 (12)的光電耦 合晶片(U2)，作為負載連接該光電耦合晶片(U2)輸出端的功率可控矽 (TR1)及同該功率可控矽(TR1)的兩個主電極一同串聯在交流電源供電 迴路中的發熱元件(HI);而所述光電隔離可控矽電機驅動單元(2)包括 輸入端連接單片機(U4)另一I/0口 (11)的光電耦合晶片(U3)，作為負 載連接該光電耦合晶片(U3)輸出端的功率可控矽(TR2)及同該功率可控 矽(TR2)的兩個主電極一同串聯在交流電源供電迴路中的電機(Ml)。
3. 根據權利要求2所述的家用豆漿機模糊控制電路，其特徵在於所述 直流穩壓單元(3)包括由降壓變壓器(Tl)低壓端連接全波橋式整流器組 成的整流電路，及連接在該整流電路兩個輸出端間的一個三端穩壓器(Ul) 和若干濾波電容而所述電源過零信號檢測單元(4)的輸入端連接在上述 整流電路的輸出端，而電源過零信號檢測單元(4)的輸出端接入單片機(U4) 的一個I/O 口 ( 19)。
4. 根據權利要求3所述的家用豆漿機模糊控制電路，其特徵在於所述 直流穩壓單元(3)由降壓變壓器(Tl)、 二極體(D1 D5)、電容(C2、 C3、 C10)和三端穩壓器(Ul)組成；其中二極體(D1 D4)連接成全波 橋式整流器與降壓變壓器(Tl)的低壓端共同組成整流電路，該整流電路的 一個輸出端經二極體(D5)接入三端穩壓器(Ul)的輸入端，且該二極體(D5)的負極同三端穩壓器(Ul)的輸入端連接；而整流電路的另一輸出 端接入三端穩壓器(Ul)的接地端；同時所述電容(C2)連接在三端穩壓 器(Ul)的輸入端和接地端之間，而電容(C3)和電容(C10)均連接在三 端穩壓器(Ul)的輸出端和接地端之間；交流電源輸入的220V市電，經變 壓器(Tl)和二極體(D1 D4)整流、電容(C2)濾波、三端穩壓器(Ul)穩壓、電容(C3)和電容(C10)濾波，從而提供穩定輸出的+5V電壓供給 單片機處理單元(5):而所述電源過零信號檢測單元(4)由電阻(R3)、電 阻(R8)和電容(C5)組成電阻(R3) —端與直流穩壓單元(3)中的二 極管(D5)正極連接，另一端經電阻(R8)接地，電容(C5)並聯在電阻 (R8)兩端；而電阻(R3)和電阻(R8)的共接端一齊接入單片機(U4) 的一個I/O 口 ( 19)。
5. 根據權利要求4所述的家用豆漿機模糊控制電路，其特徵在於所述 單片機處理單元(5)還包括連接在單片機(U4)上的外接晶體(XT1)和 蜂鳴器報警電路；所述蜂鳴器報警電路由蜂鳴器(Yl)、電阻(Rll)、電阻(R12)和NPN三極體(Ql)組成；單片機(U4)的一個I/O 口 (10)通 過電阻(R11)連接到NPN三極體(Ql)的基極，該NPN三極體(Ql)的 發射極接地，而集電極連接蜂鳴器(Y1)的負極，同時前述三端穩壓器(Ul) 的輸入端引出直流電源(VDD)通過電阻(R12)連接蜂鳴器(Yl)的正極， 從而為蜂鳴器報警電路供電。
6. 根據權利要求4所述的家用豆漿機模糊控制電路，其特徵在於所述 信號檢測單元(6)由防溢傳感器、防幹燒傳感器和溫度傳感器共同組成。
7. 根據權利要求6所述的家用豆漿機模糊控制電路，其特徵在於所述 防溢傳感器由防溢電極、電阻(R13)、電阻(R15)和電容(C9)組成；其 中所述防溢電極連接在接插件(J2)的接口 (2)上，並通過該接口 (2)分 別連接電阻(R15)、電阻(R13)和電容(C9)的一端；而電阻(R15)的 另一端接+5V電壓，電阻(R13)的另一端連接單片機(U4)的一個I/O 口(6),電容(C9)的另一端接地。
8. 根據權利要求6所述的家用豆漿機模糊控制電路，其特徵在於所述 防幹燒傳感器由防幹燒電極和電阻(R20)組成；其中所述防幹燒電極連接 在接插件(J2)的接口 (3)上，並通過該接口 (3)分別連接電阻(R20) 的一端和單片機(U4)的一個I/O 口 (5)，所述電阻(R20)的另一端接+5V 電壓。
9. 根據權利要求8所述的家用豆漿機模糊控制電路，其特徵在於所述 溫度傳感器由熱敏電阻、電阻(R14)、電阻(R19)和電容(C8)所組成； 其中所述熱敏電阻的一端連接在接插件(J2)的接口 (3),該接口 (3)同時接入單片機U4的I/O 口 (5),該I/O 口 (5)與上述防幹燒傳感器共用； 而所述熱敏電阻的另一端連接接插件(J2)的接口 (4),並通過該接口 (4) 分別連接電阻(R19)、電阻(R14)和電容(C8)的一端；所述電阻(R19) 的另一端接+5V電壓，電阻(R14)的另一端連接單片機(U4)的一個I/0 口 (7),而電容(C8)的另一端接地。
專利摘要本實用新型公開了一種家用豆漿機模糊控制電路，包括經由直流穩壓單元連接交流電源的單片機處理單元，及連接該單片機處理單元的光電隔離可控矽加熱驅動單元、光電隔離可控矽電機驅動單元、電源過零信號檢測單元及具有防溢出、防幹燒、溫度檢測的信號檢測單元。本實用新型通過採用可控任意角度觸發的光電隔離可控矽加熱驅動單元，實現了加熱功率的無級可調，尤其是能夠在煮豆漿時能夠實現文火連續熬煮，使豆漿保持沸騰，達到充分分解蛋白質的效果，且不會造成糊發熱元件及豆漿燒焦現象。
文檔編號G05B19/04GK201311571SQ20082019958
公開日2009年9月16日 申請日期2008年12月11日 優先權日2008年12月11日
發明者倪祖根 申請人:金萊克電氣股份有限公司