家用智能豆漿機控制電路的製作方法

2023-05-19 02:56:56 1

專利名稱：家用智能豆漿機控制電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種家用智能豆漿機控制電路。
背景技術：
傳統的全自動豆槳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漿易造成 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無級可調的家用智能豆 漿機控制電路，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。
本實用新型的技術方案是 一種家用智能豆漿機控制電路，包括經一電 源降壓處理單元連接電源的單片機處理單元，及連接該該單片機處理單元的 光電隔離可控矽加熱驅動單元、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智能豆漿機控制電路中，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槳燒焦現象。
本實用新型中所述單片機處理單元上還連接有光電隔離可控矽電機驅 動單元，該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智能豆漿機控制電路中，電源降壓處理單元包括 由電源變壓器低壓端連接全波橋式整流器組成的整流電路，及連接該整流電 路的三端穩壓器和若干濾波電容。該電源降壓處理單元提供穩定輸出的直流 電壓供給單片機處理單元。
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
本實用新型家用智能豆漿機控制電路，通過釆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1所示，本實用新型家用智能豆漿機控制電路包括經 一電源降壓處理單元3連接電源的單片機處理單元5,及連接該該單片機處 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，本實施例中所述電源降壓處理單元3由電源變壓 器T1、 二極體D1 D5、電容C1 C3和C7、三端穩壓器U1組成。二極體 D1 D4連接成全波橋式整流器與電源變壓器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， 另一輸出端接入三端穩壓器Ul的接地端；同時所述電容C1、 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C7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 Cl和C2濾波、三端穩壓器Ul穩壓、電容C7和C3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 上由晶體XT1和電容CIO、 Cll組成的外接晶振電路。
本實施例中所述電源過零信號檢測單元4由電阻R3、 R4、 R5，電容 C6和三極體Q1組成。電阻R5 —端接單片機U4的髙電平I/O 口，該髙電 平I/O 口輸出+5V電壓；而電阻R5的另一端與三極體Ql的集電極連接後 一起接入單片機U4的I/O 口 6。電阻R4和電容C6並聯在三極體Ql的基 極和發射極之間，而電阻R3 —端連接三極體Ql的基極，另一端與電源降 壓處理單元3中的二極體D5輸入端連接。
該電源過零信號檢測單元4從電源降壓處理單元3的前級取出脈動的直 流信號，經過電阻R3、 R4分壓，電容C6濾去髙頻，再經三極體Q1和電 阻R5反向得到交流電的過零脈衝信號。電源降壓處理單元3中的二極體D5 在這裡起到對電容C1、 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R0 (已等 效為發熱電阻)、功率可控矽TR1、光電耦合晶片U2、電阻Rl、電阻R7 和電阻Rll共同構成單片機U4的一個I/O 口 8經電阻Rll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， 而發光二極體的正極在本實施例中接單片機U4的髙電平I/O 口，該髙電平 I/O 口輸出+5V電壓。
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R7、 Rl連接功率可控矽TR1的第一主電極，另一極則接功率可控 矽TR1的第二主電極；而電阻R7和電阻R1的共接端則接入功率可控矽TR1 的控制極。同時所述功率可控矽TR1的兩個主電極與發熱元件R0 —同串聯 在交流電源供電迴路中。
當單片機U4的I/O 口 8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R0供電迴路而開始加熱。通過調整單片機U4的I/O 口 8 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Ml、功率可控 矽TR2、光電耦合晶片U3，電阻R2、 R8、 R9、 R12和電容C8共同構成； 單片機U4的一個I/O 口 9經電阻R12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在 本實施例中接單片機U4的高電平I/O 口，該髙電平I/O 口輸出+5V電壓。
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R8、 R2連接功率可控矽TR2的第一主電極，另一極則接功率可控 矽TR2的第二主電極；而電阻R8和電阻R2的共接端則接入功率可控矽TR2 的控制極。同時該功率可控矽TR2的兩個主電極與電機Ml —同串聯在交 流電源供電迴路中。而電容C8和電阻R9串聯後一起並聯在功率可控矽TR2 的兩個主電極上。
當單片機U4的I/O 口 9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 9 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C12組成，所述電阻R13的一端接單片機U4的一個髙電平I/O 口，該高 電平I/O 口輸出+5V電壓，而電阻R13的另一端經電容C12接地；電阻R13 和電容C12的共接端則經電阻R15接入單片機U4的另一 I/O 口 11;而所 述防溢電極連接在電容C12兩端。正常情況下，也就是當防溢電極未接觸到 液體時，該防溢傳感器呈現髙電平；當防溢電極接觸到液體時，相當於在 C12的兩端接入一個較小的電阻，通過電阻R13與其分壓得到一個低電平， 通過I/O 口 11輸入單片機U4，並由單片機U4識別，推動單片機U4輸出 信號控制功率可控矽TR1的導通角來減小發熱元件R0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)、電容C13、電阻R16 及熱敏電阻(圖中未畫出)組成；電阻R16 —端接單片機U4的一個髙電平 1/0口，該高電平I/O 口輸出+5V電壓，電阻R16的另一端依次串聯熱敏電 阻和電容C13後接地；而熱敏電阻與電容C13的共接端接入單片機U4的一 個I/0口12，所述防幹燒電極連接在電容C13的兩端。
迸行防幹燒檢測時將單片機U4的I/O 口 12設定為輸入狀態，當防幹 燒電極未接觸到液體時，該防幹燒傳感器呈現髙電平；當防幹燒電極接觸到 液體時，相當於在電容C13的兩端接入一個較小的電阻，通過電阻R16、熱 敏電阻與其分壓得到一個較低的電壓，通過IZO 口 12輸入單片機U4，並對 該電壓進行A/D轉換識別，當電壓值大於4V以上時就可以判定豆漿機已經 進入幹燒狀態了，並以此推動單片機U4輸出信號切斷髮熱元件R0供電電 路，起到防幹燒的目的。
所述溫度傳感器由電阻R17、電容C14、C15、電阻R16及熱敏電阻(該 熱敏電阻也即上述防幹燒傳感器中採用的熱敏電阻)所組成，電阻R16的一 端接單片機U4的高電平I/O 口，該高電平I/O輸出+5V電壓；電阻R16的
8另一端同時分兩路， 一路經熱敏電阻接入單片機U4的一個I/O 口 12，另一 路經電阻R17接入單片機U4的另一個I/O 口 13，同時所述電阻R17的兩 端分別經電容C14和電容C15接地。進行溫度檢測時將單片機U4的I/O 口 12設定為輸出狀態，並強制輸出0V電壓；通過電阻R16與熱敏電阻分壓得 到較低電壓經單片機U4的I/O 口 13輸入，並對該電壓進行A/D轉換設別， 根據熱敏電阻的溫度一電阻特性可以判定某一時刻的水的溫度。本實施例中 防幹燒傳感器和溫度傳感器共用一個單片機U4的I/O 口 12,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。
本實施例家用智能豆漿機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，電源降壓處理單元 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 8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R0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 8輸出髙電平 使發熱元件R0停止加熱。同時單片機U4的I/O 口 9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的外接晶振電路計時，當電機Ml工作到額定時間後單片機U4的 I/O 口 9輸出高電平，將電機Ml的供電電路切斷，同時單片機U4的I/O 口 8再次輸出低電平控制發熱元件R0通電對豆漿進行加熱。通過外接晶振 電路計時，當豆漿煮沸達到額定時間後，單片機U4的I/O 口 9發出髙電平， 切斷髮熱元件RO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R0輸出功率，而非完 全切斷髮熱元件R0供電電路，待溢出停止後繼續提髙發熱元件R0功率加 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R0供電電路。
權利要求1.一種家用智能豆漿機控制電路，其特徵在於包括經一電源降壓處理單元(3)連接電源的單片機處理單元(5)，及連接該該單片機處理單元(5)的光電隔離可控矽加熱驅動單元(1)、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所述的家用智能豆漿機控制電路，其特徵在於 所述單片機處理單元(5)包括單片機U4;而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 (8)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 R0。
3. 根據權利要求2所述的家用智能豆漿機控制電路，其特徵在於單片 機處理單元(5)上還連接有光電隔離可控矽電機驅動單元(2),該光電隔 離可控矽電機驅動單元(2)包括輸入端連接單片機U4 —個I/O 口 (9)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。
4. 根據權利要求2所述的家用智能豆漿機控制電路，其特徵在於所述 電源降壓處理單元(3)包括由電源變壓器Tl低壓端連接全波橋式整流器組 成的整流電路，及連接該整流電路的三端穩壓器U1和若干濾波電容。
5. 根據權利要求2所述的家用智能豆漿機控制電路，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。
6. 根據權利要求5所述的家用智能豆漿機控制電路，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C12組成，所述電阻 R13的一端接單片機U4的一個商電平I/O 口，另一端經電容C12接地；而 電阻R13和電容C12的共接端則經電阻R15接入單片機U4的另一 I/O 口(11);所述防溢電極連接在電容C12兩端。
7. 根據權利要求5所述的家用智能豆漿機控制電路，其特徵在於所述 防幹燒傳感器由防幹燒電極、電容C13、電阻R16和熱敏電阻所組成；電阻 R16 —端接單片機U4的一個高電平I/O 口，另一端依次串聯熱敏電阻和電 容C13後接地；而熱敏電阻和電容C13的共接端接入單片機U4的一個I/O口 (12),所述防幹燒電極連接在電容C13的兩端。
8.根據權利要求7所述的家用智能豆漿機控制電路，其特徵在於所述 溫度傳感器由熱敏電阻、電阻R16、電阻R17、電容C14和電容C15所組 成，電阻R16的一端接單片機U4的高電平I/0 口，另一端分兩路， 一路經 熱敏電阻接入單片機U4的一個I/O 口 (12),且該I/O 口 (12)與防幹燒傳 感器共用；另一路則經電阻R17接入單片機U4的另一個I/O 口 (13);同 時所述電阻R17的兩端分別經電容C14和電容C15接地。
專利摘要本實用新型公開了一種家用智能豆漿機控制電路，包括經一電源降壓處理單元連接電源的單片機處理單元，及連接該該單片機處理單元的光電隔離可控矽加熱驅動單元、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G05B19/042GK201293934SQ200820137829
公開日2009年8月19日 申請日期2008年10月24日 優先權日2008年10月24日
發明者倪祖根 申請人:金萊克電氣股份有限公司