用于电器设备的电保护装置及电器设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电控领域，更具体地，本实用新型涉及一种用于电器设备的电保护装置及包括该电保护装置的电器设备。
【背景技术】
[0002]现有的很多电器设备，尤其是例如空气炸锅、电磁炉等的家用电器设备都包括加热元件和用于确保加热元件的散热或用于使设备内被加热空气加速流动的风扇，风扇由风扇电机驱动。以空气炸锅为例，空气炸锅使用热空气代替传统的热油来加热食物，其原理是利用发热丝来加热高速流动的空气，利用加热的空气在锅内进行回旋以烘烤食物。其主要的功率器件包括作为加热元件的发热丝和使空气流动的由风扇电机驱动的风扇。
[0003]对于这种电器设备在运行中可能出现的风扇电机故障的问题，现有的电器设备的设计一般是单独保护风扇电机。例如，若风扇电机发生过载如堵转，串联在电路上的电气保护器件会动作，切断风扇电机回路，或者检测电路检测到风扇电机电流过大时，由软件或者电子电路进行保护控制，切断风扇电机回路。而对于加热元件则没有相应的控制。
[0004]因此，如果风扇电机故障，加热元件会继续加热工作，其所产生的热量由于没有经由风扇产生的流动空气充分扩散到被加热食物中或没有风扇进行散热，加热元件会在局部空间内产生很高的温度，轻则烧毁软件元件或融化加热元件外层的塑胶，重则会引起火灾等事故。而用于发热保护的热熔断保险丝、温控器一般距离加热元件较远，很难准确全面地检测到局部过热并及时保护。
[0005]总之，在现有的包括加热元件和风扇的电器设备中，控制电路没有保证在加热元件工作时，风扇电机必需也处于工作状态，也没有保证在风扇电机故障时，不仅切断风扇电机，同时切断加热元件，使温度不再上升。所以，存在对于在风扇电机发生故障时能及时自动停止加热元件工作的电器设备的需要。
[0006]因此，需要提供一种用于电器设备的电保护装置及包括该电保护装置的电器设备，以至少部分地解决上面提到的问题。
【实用新型内容】
[0007]为至少部分地解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于电器设备的电保护装置，该电器设备包括加热元件和风扇电机，加热元件连接至加热电源，该电保护装置包括:采样电路，采样电路的输入端连接至风扇电机的电源输入端，将风扇电机的电源输入端处的电流信号转换为电压信号并从采样电路的输出端输出；以及比较电路，其中比较电路的输入端连接至采样电路的输出端，并且比较电路的输出端连接至加热元件；当电压信号大于第一参考电压且小于第二参考电压时，比较电路的输出端输出高阻态或高电平，当电压信号小于等于第一参考电压或大于等于第二参考电压时，比较电路的输出端输出低电平，其中第一参考电压小于第二参考电压。
[0008]因为本实用新型的电保护装置中的采样电路是对风扇电机的电源输入端处的电流进行采样，将该电流对应地转换为电压信号输出，而电机的电源输入端处的电流的大小能够充分反映电机的工作状态，所以本实用新型的电保护装置能够准确地获知风扇电机的工作状态。并且，本实用新型的电保护装置中的比较电路能够根据采样电路的输出(其能够反映风扇电机的工作状态)而输出高阻态或高电平/低电平两种信号(这两种信号对应于风扇电机是否在正常工作)，而由于比较电路的输出端连接至加热元件，使得该两种信号切换加热元件与加热电源的连接状态(连通/断开)，所以该电保护装置可以非常简单地实现对加热元件的保护，在风扇电机发生故障时能及时自动停止加热元件工作。
[0009]优选地，该电保护装置还包括控制电路，比较电路的输出端通过控制电路连接至加热元件，其中控制电路的输入端连接至比较电路的输出端；控制电路的输出端连接至加热元件；并且控制电路在比较电路的输出端输出低电平时切断加热元件与加热电源的连接。该控制电路实现了电保护装置与加热元件之间的连接，将比较电路输出的不同电平转换为加热元件的通电/断电的不同状态，对控制电路的适应性的设计可以使得电保护装置适用于不同功率、不同控制方式的加热元件。
[0010]优选地，比较电路包括参考电压生成部分和比较部分，该参考电压生成部分包括:比较电路电源，其包括比较电路电源正端和比较电路电源负端；多个分压电阻，多个分压电阻串联在比较电路电源正端与比较电路电源负端之间；第一参考电压输出端，其从比较电路电源正端与比较电路电源负端之间的一处引出；第二参考电压输出端，其从比较电路电源正端与比较电路电源负端之间的另一处引出；该比较部分包括:第一比较器，其反相端连接至第一参考电压输出端，其同相端连接至比较电路的输入端；以及第二比较器，其反相端连接至比较电路的输入端，其同相端连接至第二参考电压输出端，且其输出端与第一比较器的输出端相连接，并连接至比较电路的输出端。比较电路的此配置以非常简单的形式实现了将来自采样电路的电压信号转换为用于接通/断开加热元件的两种电平信号。
[0011]优选地，比较部分还包括:第一分压电阻，其连接在比较电路的输入端与第一比较器的同相端之间；第二分压电阻，其连接在第二参考电压输出端与第二比较器的同相端之间；第一反馈电阻，其连接在第一比较器的同相端与第一比较器的输出端之间；以及第二反馈电阻，其连接在第二比较器的同相端与第二比较器的输出端之间。
[0012]优选地，比较部分还包括上拉电阻，其连接在第一比较器和第二比较器的供电端和比较电路的输出端之间。在比较部分包括该上拉电阻的方案中，比较电路可以根据来自采样电路的电压信号输出高电平/低电平；在比较部分不包括该上拉电阻的方案中，比较电路可以根据采样电路的电压信号输出高阻态/低电平，以适用于不同控制方式的加热元件。
[0013]优选地，控制电路可以包括继电器，其中继电器的线圈的一端形成控制电路的输入端或连接至控制电路的输入端；继电器的一组触点与加热元件串联。
[0014]更优选地，控制电路还可以包括三极管，其中三极管的基极形成控制电路的输入端，三极管的发射极连接至地电位；继电器的线圈的一端连接至三极管的集电极。
[0015]在控制电路包括继电器而不包括三极管的方案中，继电器的线圈的一端形成控制电路的输入端，即连接至比较电路的输出端。本领域技术人员可以理解，比较电路的输出端的不同电平可以控制继电器线圈的通电/断电，进而控制与继电器的触点串联的加热元件的通电/断电。在控制电路包括继电器和三极管的方案中，三极管的基极形成控制电路的输入端，即连接至比较电路的输出端。本领域技术人员可以理解，比较电路的输出端的不同电平可以控制三极管的集电极与发射极之间的导通/截止，进而控制继电器线圈的通电/断电，以控制加热元件的通电/断电。
[0016]优选地，风扇电机可以为直流电机；并且采样电路包括采样分压电阻，采样分压电阻串联在风扇电机的电源输入端与为风扇电机供电的电源之间，从而将风扇电机的电源输入端的直流电流转换为采样分压电阻两端的电压信号。
[0017]优选地，风扇电机为单向交流电机或三相交流电机；采样电路包括电流互感器和整流滤波电路，电流互感器的一次绕组串联在风扇电机的电源输入端与为风扇电机供电的电源之间，电流互感器的二次绕组与整流滤波电路连接，整流滤波电路的输出端形成采样电路的输出端。可以理解，电流互感器将风扇电机的电源输入端的较大的交流电流转换为其二次绕组中的较小的交流电流，而整流滤波电路将该较小的交流电流转换为直流电压。
[0018]根据本实用新型的另一个方面，提供了一种电器设备，该电器设备包括上述任一种用于电器设备的电保护装置。该电器设备在其风扇电机发生故障时能及时自动停止其加热元件的工作。
[0019]优选地，该电器设备为空气炸锅或电磁炉。
【附图说明】
[0020]通过参考下文结合附图的详细说明，将容易地获得对本实用新型及其很多优点的更完整