一种食品加工机的制作方法

本实用新型涉及但不仅限于厨房家电领域，更具体地，涉及一种食品加工机。

背景技术：

充电式食品加工机，比如充电式果汁机市场前景巨大，需求量也大，同时对性价比及安全性要求较高。

一些技术中，果汁机的电路方案采用电池供电，通过硬件电路实现对电池与芯片及外设的通断电，实现低功耗问题。但是供电时需要专用充电管理芯片实现充电管理，专用充电管理芯片相对普通芯片，成本较高。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种食品加工机，包括：控制单元、充电检测电路、电压检测电路和充电控制电路；

所述控制单元的第一信号端口与所述充电检测电路连通，所述控制单元通过所述充电检测电路获取是否充电；

所述控制单元的第二信号端口与所述充电控制电路连通，所述控制单元的第三信号端口与所述电压检测电路连通，所述电压检测电路和所述充电控制电路均连接至电源，所述控制单元通过所述电压检测电路获取电源电压，以控制所述充电控制电路在不同电源电压下以不同充电模式对电源充电。

在一示例中，所述电源电压小于第一电压阈值，所述控制单元的第二信号端口输出第一预设时长的第一电平，以使所述充电控制电路导通所述第一预设时长，电源以第一预设充电模式充电；

所述电源电压大于或等于第一电压阈值，所述控制单元的第二信号端口输出第二预设时长的第一电平，以使所述充电控制电路导通所述第二预设时长，电源以第二预设充电模式充电；

其中，所述第一电压阈值的取值范围为[2.5v，2.9v]。

在一示例中，所述电源电压大于或等于第一电压阈值且小于第二电压阈值，所述控制单元的第二信号端口输出第二预设时长的第一电平，以使所述充电控制电路导通所述第二预设时长，电源以第二预设充电模式充电；

所述电源电压大于或等于第二电压阈值，所述控制单元的第二信号端口输出第三预设时长的第一电平，以使所述充电控制电路导通所述第三预设时长，电源以第三预设充电模式充电；

其中，所述第二电压阈值的取值范围为[3.9v，4.1v]。

在一示例中，所述第一预设充电模式为预充电模式，所述预充电模式是指充电电流为恒流充电电流的十分之一，或者，充电电流小于或等于0.5c，c表示预设的电池容量；所述第二预设充电模式为恒流充电模式；所述第三预设充电模式为恒压充电模式。

在一示例中，所述充电控制电路连接至电源回路中，所述充电控制电路导通，以使电源充电；

所述电压检测电路并联接至电源，以获取电源电压；

所述充电检测电路的输入端连接至电源，所述充电检测电路的输出端连接至所述控制单元的第一信号端口，以使控制单元获取是否充电。

在一示例中，所述充电控制电路包括：三极管和mos管；

三极管的基极连接至所述控制单元的第二信号端口，三极管的集电极与mos管的栅极连接，mos管的源极和漏极串接在电源回路中，三极管的发射极接地。

在一示例中，所述充电检测电路包括第一电阻，第一电阻的一端连接至电源正极，第一电阻的另一端连接至所述控制单元的第一信号端口；

充电时所述第一电阻上的电压为第一电平，未充电时所述电阻上的电压为第二电平。

在一示例中，所述电压检测电路包括：第二电阻、第三电阻和电容；

第二电阻和电容并联，第二电阻与第三电阻串联，且串联后并联接至电源，第二电阻与第三电阻串联的一端连接至所述控制单元的第三信号端口。

在一示例中，所述食品加工机还包括：充电电流采样电路，所述控制单元的采样端口与所述充电电流采样电路连通，所述控制单元通过所述充电电流采样电路获取充电电流。

在一示例中，所述充电电流采样电路包括第四电阻，第四电阻串接在电源回路中，且第四电阻与电源正极连接的一端与所述控制单元的采样端口连通。

本实用新型至少一个实施例提供的食品加工机，与现有技术相比，具有以下有益效果：控制单元和充电管理电路结合可替换现有的专用充电管理芯片实现充电管理，可降低电控系统成本，减小电路板尺寸，且控制单元加充电检测电路、电压检测电路和充电控制电路可实现电池的不同模式的充电管理，相对专用充电管理芯片更加灵活。

本实用新型实施例的一些实施方式中，还可以达到以下效果：

1、可配合电池特性，基于电源电压实现多段式充电管理，使电池寿命及充电饱和度得到极大保证，充电安全、可控。

2、可配合电池特性，基于电源电压实现三段式充电管理：预充电模式、恒流充电模式和恒压充电模式，使电池寿命及充电饱和度得到极大保证，充电安全、可控。

3、控制单元和充电管理电路结合替换现有的专用充电管理芯片实现充电管理，由于非专用芯片，可在硬件不做调整的情况下，调整mcu充电参数，实现对三元锂、铁锂和镍氢等多种电池的充电，实现多用性充电管理，控制上更加灵活。

4、通过设置充电电流采样电路，控制单元可通过充电电流采样电路实时监测充电电流，便于调整充电电流，实现多种电池的充电管理，以使食品加工机在充电电流及控制上更加灵活。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1为本实用新型一示例实施例提供的可充电食品加工机的结构示意图；

图2为实用新型一示例实施例提供的可充电食品加工机的结构示意图；

图3为本实用新型一示例实施例提供的食品加工机的结构框图；

图4为本实用新型实施例提供的三元锂电池充电曲线逻辑图；

图5为基于本实用新型实施例提供的食品加工机充电管理的流程图；

图6为本实用新型实施例提供的磷酸铁锂电池充电曲线逻辑图；

图7为本实用新型实施例提供的充电管理电路的电路原理图；

图8为基于本实用新型实施例提供的食品加工机充电管理及用户控制逻辑流程图；

图9为本实用新型一示例实施例提供的食品加工机的结构框图；

图10为本实用新型实施例提供的食品加工机的电路原理图。

附图标记说明：

①-榨汁组件；②-主机；③-接渣杯；④-接汁杯；⑤-电机；⑥-电机的输出轴；⑦-电路板；⑧-进料通道；10-充电管理电路；20-断电式位置开关；30-控制单元；40-电机驱动单元；41-充电检测电路；42-电压检测电路；43-充电控制电路。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本实用新型实施例提供的充电管理方案可适用于可充电食品加工机，图1为本实用新型一示例实施例提供的可充电食品加工机的结构示意图，图2为实用新型一示例实施例提供的可充电食品加工机的结构示意图，如图1和图2所示，可充电食品加工机可以包括：榨汁组件①、主机②、接渣杯③、接汁杯④、电机⑤、电路板⑦和进料通道⑧。其中，榨汁组件①可以包括挤压筒和螺杆，电机的输出轴⑥伸入挤压筒，螺杆位于挤压筒内并连接在电机的输出轴上，电机启动后会带动螺杆转动。

本实施例可以应用到果汁机、原汁机、绞肉机、面条机、打蛋器、料理棒、酸奶机、煮蛋器和磨粉机等食品加工机。

图3为本实用新型一示例实施例提供的食品加工机的结构框图，如图3所示，食品加工机可以包括：充电管理电路10和控制单元30，充电管理电路可以包括：充电检测电路41、电压检测电路42和充电控制电路43。

控制单元30的第一信号端口与充电检测电路41连通，控制单元30通过充电检测电路41获取是否充电。

控制单元30的第二信号端口与充电控制电路43连通，控制单元30的第三信号端口与电压检测电路42连通，电压检测电路42和充电控制电路43均连接至电源，控制单元30通过电压检测电路42获取电源电压，以控制充电控制电路43在不同电源电压下以不同充电模式对电源充电。

本实施例中，通过常规控制单元结合充电管理电路可替换现有的专用充电管理芯片，实现充电管理。用控制单元加充电检测电路、电压检测电路和充电控制电路可实现电池的不同模式的充电管理。其中，控制单元与充电检测电路连接，控制单元可通过充电检测电路获知是否充电；控制单元与电压检测电路连接，控制单元可通过电压检测电路获知电源电压，控制单元与充电控制电路连接，控制单元可通过充电控制电路以使在不同电源电压下以不同充电模式对电源充电。其中，控制单元和充电管理电路均设置在电路板上。

在一示例中，控制单元30可以为单片机(microcontrollerunit，简称mcu)。通过mcu和简单的外围电路可替换现有的专用充电管理芯片，实现充电管理，且可降低电控系统成本，减小电路板尺寸，使整机更加小型化。另外，mcu除可对用户使用电机的控制，还可满足要求充电管理，mcu资源最大化应用。

在一示例中，由于非专用芯片，可在硬件不做调整的情况下，调整mcu充电软件参数，实现对三元锂、铁锂和镍氢等多种电池的充电，实现多用性充电管理，控制上更加灵活，同时该mcu可实现对整机用户使用的逻辑控制。

本实用新型实施例提供的食品加工机，控制单元和充电管理电路结合可替换现有的专用充电管理芯片实现充电管理，可降低电控系统成本，减小电路板尺寸，且控制单元加充电检测电路、电压检测电路和充电控制电路可实现电池的不同模式的充电管理，相对专用充电管理芯片更加灵活。

在本实用新型一示例实施例中，电源电压小于第一电压阈值，控制单元的第二信号端口输出第一预设时长的第一电平，以使充电控制电路导通第一预设时长，电源以第一预设充电模式充电；

电源电压大于或等于第一电压阈值，控制单元的第二信号端口输出第二预设时长的第一电平，以使充电控制电路导通第二预设时长，电源以第二预设充电模式充电；

其中，第一电压阈值的取值范围为[2.5v，2.9v]。

本实施例中，基于电源电压实现至少两段式充电管理，在电源电压小于第一电压阈值时，以第一预设充电模式充电；在电源电压大于或等于第一电压阈值时，以第二预设充电模式充电。其中，第一预设充电模式的充电电流小于第二预设充电模式的充电电流。本实施例可配合电池特性，基于电源电压实现多段式充电管理，使电池寿命及充电饱和度得到极大保证，充电安全、可控。

在一示例中，第一预设充电模式可以为预充电模式，预充电模式是指充电电流为恒流充电电流的十分之一，或者，充电电流小于或等于0.5c，c表示预设的电池容量。第二预设充电模式可以为恒流充电模式或恒压充电模式。

在本实用新型一示例实施例中，电源电压小于第一电压阈值，控制单元的第二信号端口输出第一预设时长的第一电平，以使充电控制电路导通第一预设时长，电源以第一预设充电模式充电；

电源电压大于或等于第一电压阈值且小于第二电压阈值，控制单元的第二信号端口输出第二预设时长的第一电平，以使充电控制电路导通第二预设时长，电源以第二预设充电模式充电；

电源电压大于或等于第二电压阈值，控制单元的第二信号端口输出第三预设时长的第一电平，以使充电控制电路导通第三预设时长，电源以第三预设充电模式充电；

其中，第二电压阈值的取值范围为[3.9v，4.1v]。

本实施例中，预充电阶段的充电电流可以根据恒流充电阶段中充电电流而定，比如控制预充电阶段的充电电流为恒流充电电流的十分之一。或者，预充电阶段的充电电流可以根据电池电量而定，比如可以控制预充电阶段的充电电流小于0.5c，一般控制预充电阶段的充电电流范围在0.05c至0.2c，可使电池寿命最大化。

本实施例中，基于电源电压实现三段式充电管理，在电源电压小于第一电压阈值时，以第一预设充电模式充电；在电源电压大于或等于第一电压阈值且小于第二电压阈值时，以第二预设充电模式充电；电源电压大于或等于第二电压阈值时，以第三预设充电模式充电。其中，第一预设充电模式的充电电流小于第二预设充电模式的充电电流。本实施例可配合电池特性，基于电源电压实现三段式充电管理，使电池寿命及充电饱和度得到极大保证，充电安全、可控。

在一示例中，第一预设充电模式可以为预充电模式，预充电模式是指充电电流为恒流充电电流的十分之一，或者，充电电流小于或等于0.5c；第二预设充电模式可以为恒流充电模式；第三预设充电模式可以为恒压充电模式。

其中，电池类型不同，第一电压阈值和第二电压阈值的取值不同。

图4为本实用新型实施例提供的三元锂电池充电曲线逻辑图，如图4所示，基于电源电压对三元锂电池的充电管理具体如下：

预充电阶段：电池电压在2.9v以下时为预充电阶段，预充电阶段的充电电流可以根据恒流充电阶段中充电电流而定，比如控制预充电阶段的充电电流为恒流充电电流的十分之一。或者，预充电阶段的充电电流可以根据电池电量而定，比如可以控制预充电阶段的充电电流小于0.5c，一般控制预充电阶段的充电电流范围在0.05c至0.2c，可使电池寿命最大化。

恒流充电阶段：当电池电压上升到涓流充电阈值2.9v以上时，提高充电电流进行恒流充电，恒流充电的电流在0.2c至1.0c之间。

恒压充电阶段：当电池电压上升到4.2v时，恒流充电结束，开始恒压充电阶段。电流根据电芯的饱和程度，随着充电过程的继续充电电流由最大值慢慢减少，当减小到0.01c时，认为充电终止。

其中，电源为电池时，可将电源电压称为电池电压。c表示预设的电池容量，通常以安培·小时(简称a·h)为单位，1a·h＝3600c。

图5为基于本实用新型实施例提供的食品加工机充电管理的流程图，如图5所示，其具体可以包括：

s501：初始化。

s502：判断是否电池电压＜2.9v。若是，执行s503；否则，执行s504。

s503：预充电控制程序。

s504：判断是否电池电压≥4.1v。若是，执行s506；否则，执行s505。

s505：恒流充电控制程序。

s506：恒压充电控制程序。

s507：判断是否电池电压≥4.2v。若是，执行s508；否则，执行s506。

s508：充电完成。

图6为本实用新型实施例提供的磷酸铁锂电池充电曲线逻辑图，如图6所示，基于电源电压对磷酸铁锂电池的充电管理具体如下：

预充电阶段：电池电压在2v以下时为预充电阶段，预充电阶段的充电电流可以根据恒流充电阶段中充电电流而定，比如控制预充电阶段的充电电流为恒流充电电流的十分之一。或者，预充电阶段的充电电流可以根据电池电量而定，比如可以控制预充电阶段的充电电流小于0.5c，一般控制预充电阶段的充电电流范围在0.05c至0.2c，可使电池寿命最大化。

恒流充电阶段：当电池电压上升到涓流充电阈值2v以上时，提高充电电流进行恒流充电，恒流充电的电流在0.2c至1.0c之间。

恒压充电阶段：当电池电压上升到3.6v时，恒流充电结束，开始恒压充电阶段。电流根据电芯的饱和程度，随着充电过程的继续充电电流由最大值慢慢减少，当减小到0.01c时，认为充电终止。

在本实用新型一示例实施例中，充电控制电路连接至电源回路中，充电控制电路导通，以使电源充电；电压检测电路并联接至电源，以获取电源电压；充电检测电路的输入端连接至电源，充电检测电路的输出端连接至控制单元的第一信号端口，以使控制单元获取是否充电。

本实施例中，充电检测电路可连接至电源，在充电时，充电检测电路可以输出第一电平(比如高电平)，在未充电时，充电检测电路可以输出第二电平(比如低电平)，控制单元可通过第一信号端口上接收到的电平确定食品加工机处于充电状态还是用户使用阶段。

电压检测电路可以并联接至电源，以采集电源电压，控制单元可通过第三信号端口上接收到的电源电压采样值获取电源电压值。

充电控制电路可以连接至电源回路中，控制单元可通过第二信号端口控制充电控制电路的导通或断开，在充电控制电路导通时，电源充电。电源电压不同，控制单元第二信号端口输出的导通信号不同，以使充电控制电路的导通时长不同，充电电流的大小不同，以实现在不同电源电压下以不同充电模式对电源充电。

在一示例中，图7为本实用新型实施例提供的充电管理电路的电路原理图，如图7所示，充电控制电路可以包括：三极管q3和金属氧化物半导体场效应晶体管(metalooxidesemiconductor，简称mos管)q2；三极管q3的基极连接至控制单元的第二信号端口i_pmw，三极管q3的集电极与mos管q2的栅极连接，mos管q2的源极和漏极串接在电源回路中，三极管的发射极接地。

本实施例中，mos管q2和三极管q3可以组成充电功率开关管，若控制单元的i_pmw端口输出为高电平，q3导通，q2管g极为低电平，q2管导通为电池充电；若控制单元的i_pwm端口输出为低电平，q3截止，q2管g极受r6上拉为高电平，q2管截止，停止为电池充电。

其中，在充电时，电源电压不同，i_pmw端口输出高电平的时长不同，q3和q2的导通时长不同，充电电流的大小不同，以实现在不同电源电压下以不同充电模式对电源充电。mcu可通过i_pmw端口输出脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation，简称pwm)信号，通过调整pwm的占空比实现对充电电流的控制。

在一示例中，如图7所示，充电检测电路可以包括第一电阻r4，第一电阻r4的一端连接至电源正极，第一电阻r4的另一端连接至控制单元的第一信号端口；充电时第一电阻r4上的电压为第一电平(高电平)，未充电时电阻r4上的电压为第二电平(低电平)。

本实施例中，外围电阻r4及mcu内部下拉电阻可以组成充电检测电路，当充电时，charge_f输出高电平；当未充电时，charge_f输出低电平。控制单元通过检测charge_f电平，即可判定食品加工机处于充电阶段还是用户使用阶段。图8为基于本实用新型实施例提供的食品加工机充电管理及用户控制逻辑流程图，如图8所示，其具体可以包括：

s801：初始化。

s802：判断是否charge_f＝1。若是，执行s803；否则，执行s804。

s803：充电管理控制。

s804：用户使用控制。

在一示例中，如图7所示，电压检测电路可以包括：第二电阻r3、第三电阻r5和电容c3；第二电阻r3和电容c3并联，第二电阻r3与第三电阻r5串联，且串联后并联接至电源，第二电阻r3与第三电阻r5串联的一端连接至控制单元的第三信号端口。

本实施例中，可控制单元可通过检测电阻r3和r5公共端v_battery上的电压值，以获取电源电压。其中，电阻r5和电阻r3为满足低功耗模式，阻值在5.1mω到10mω，保证待机功耗在1ua以下。电池饱和状态下，r5与r3组成的分压电压需小于mcu内部参考电压，c3为阻抗匹配电容，保证电压采集精度。

在本实用新型一示例实施例中，食品加工机还可以包括：充电电流采样电路，控制单元的采样端口与充电电流采样电路连通，控制单元通过充电电流采样电路获取充电电流。

本实施例中，通过设置充电电流采样电路，控制单元可通过充电电流采样电路实时监测充电电流，便于调整充电电流，实现多种电池的充电管理，以使食品加工机在充电电流及控制上更加灵活。

在一示例中，如图7所示，充电电流采样电路可以包括第四电阻r9，第四电阻r9串接在电源回路中，且第四电阻r9与电源正极连接的一端与控制单元的采样端口连通。

本实施例中，r9为充电电流采样电阻，通过检测采样电阻r9两端的电压i_charg来计算充电电流，实现控制的闭环，mcu可调整pwm的占空比实现对充电电流或电压的控制。其中，考虑电流采样精度、电阻功耗，一般r9规格为10mω～100mω/1％/1206封装。

其中，如图7所示，充电电流采样电路和电压检测电路可以组成电流电压检测单元11。

在本实用新型一示例实施例中，图9为本实用新型一示例实施例提供的食品加工机的结构框图，图10为本实用新型实施例提供的食品加工机的电路原理图，如图9和图10所示，在上述实施例的基础上，食品加工机还可以包括：断电式位置开关20和电机驱动单元40。

本实施例中，断电式位置开关20可以电连接在电源和控制单元30之间，断电式位置开关20闭合，以使控制单元30上电，从而降低控制单元的功耗，实现低功耗问题。如图10所示，断电式位置开关s1一端连接至电源的vcc上，断电式位置开关s1另一端连接至控制单元的电源引脚vdd上，只有当断电式位置开关s1触发时，控制单元才能上电；如果断电式位置开关s1未触发，则控制单元处于断电状态。

本实施例中，控制单元30上电后，可通过电机驱动单元40控制电机的启动或停止。如图10所示，电机驱动单元40可以采用mos管q1，mos管q1串联在电机回路中作为控制电机工作与关断的开关。控制单元的控制端口(引脚6)输出驱动信号motor至q1的栅极，当驱动信号motor为高电平时，q1的漏极和源极导通；当驱动信号motor为低电平时，q1的漏极和源极断开。

在一示例中，如图10所示，可以在电机供电回路中设置采样电阻r13，采样电阻r13用以检测电机回路电流，从而作为检测mos管是否失效的判断依据。可通过控制单元的采样引脚(引脚13)控制mos管q1的断开，以及通过采样信号ad_motor检测采样电阻r13上是否产生压降，实现单一mos管的失效检测，以检测mos管q1的工作状况，排除工作隐患。

在一示例中，如图10所示，食品加工机还可以包括切换开关s2，切换开关s2与控制单元30连通，切换开关s2用于切换控制单元30的运行模式。

本实施例中，切换开关s2的一端可以与控制单元30的外部中断引脚8连通，另一端接地。切换开关s2可以作为控制单元睡眠唤醒的启动/取消按键，同时兼外部中断触发器，用于将控制单元从睡眠模式中唤醒，或用于将控制单元从工作模式切换至待机模式。通过外设的切换开关实现控制单元睡眠模式、待机模式和工作模式等运行模式之间的转化，电路简单可靠，且可降低成本。

其中，切换开关可以为轻触开关，切换开关可以通过不同触发方式触发，实现控制单元多种运行模式的切换。触发方式可以包括单击和双击两种触发方式，单击负责唤醒和结束控制单元，以唤醒和结束电机工作状态，双击启动控制单元，以启动电机工作。或者，触发方式可以包括长触发和短触发两种触发方式，短触发负责唤醒和结束控制单元，以唤醒和结束电机工作状态，长触发启动控制单元，以启动电机工作。

在一示例中，如图10所示，食品加工机还包括红绿指示灯led1，可通过红灯和绿灯的不同组合显示充电状态。

在本实用新型中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、““口”字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。