电控系统及多头电陶炉的制作方法

本实用新型涉及智能电器技术领域，具体涉及一种电控系统及多头电陶炉。

背景技术：

现有多头电陶炉的电控系统包含电源板和显示板二个部分。主控单元位于显示板上，电源板由开关电源及继电器驱动单元组成。通过显示板的输出信号控制电源板上的继电器驱动电路实现继电器的吸合/关断。现有的继电器驱动方案中，显示板利用连接器件三线控制电源板上的74HC595C，通过ULN2003或三极管，驱动继电器控制线圈。现有多头电陶炉电控系统的电控方案原理框图如图1所示，其电路连接原理图如图2所示。现有多头电陶炉电控系统的电控方案存在以下缺点：主控单元与继电器驱动单元之间采用三线制控制，容错性能有限。当74HC595C管脚出现短接时，会出现炉盘功率由低跳高的现象，这不符合新IEC标准。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种电控系统及多头电陶炉，本实用新型提供的电控系统，能够提高主控单元与继电器驱动单元之间的容错性，避免出现炉盘功率由低跳高现象。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种电控系统，包括：显示板和电源板；所述显示板上设置有主控单元，所述电源板上设置有继电器驱动单元；所述继电器驱动单元用于控制各炉盘继电器的关断；所述显示板上的主控单元用于输出控制信号控制所述电源板上的继电器驱动单元以实现各炉盘继电器的关断；

其中，所述主控单元包括一主控芯片，所述继电器驱动单元包括N个输入端口、N个继电器驱动电路和N个输出端口；其中，一个输入端口对应一个继电器驱动电路以及一个输出端口；每个所述输入端口与对应的继电器驱动电路的输入端连接，每个继电器驱动电路的输出端与对应的所述输出端口连接；其中，所述N个输入端口分别隔开布置，所述N个输出端口分别与N个炉盘继电器连接，N≥2；

所述主控芯片通过连接器件一对一地与所述N个输入端口连接，并通过所述连接器件一对一地向所述N个输入端口输入方波控制信号实现与所述N个输出端口分别连接的各炉盘继电器的关断。

进一步地，所述继电器驱动电路采用三极管双器件串联的方式实现；其中，所述继电器驱动电路包括第一三极管和第二三极管，所述第一三极管的基极和所述第二三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射极接地。

进一步地，所述电控系统中还设置有基准时钟信号，所述基准时钟信号用于作为校准信号以监测所述主控芯片内的系统时钟是否正常运行。

进一步地，所述电控系统还包括按键触摸芯片，所述按键触摸芯片用于输出所述基准时钟信号。

进一步地，所述主控单元用于实时对比所述基准时钟信号和所述系统时钟输出的系统时钟信号是否一致，若不一致，则控制整机关机并停止功率输出。

进一步地，所述基准时钟信号为50HZ的方波信号。

进一步地，所述主控单元采用分时控制的方式控制各炉盘继电器的开启。

进一步地，在各炉盘满足预设加热状态下，所述主控单元在一个时间周期内对各炉盘继电器的开启进行分时控制。

进一步地，N的取值为7。

第二方面，本实用新型还提供了一种多头电陶炉，包括如上面第一方面所述的电控系统。

由上述技术方案可知，本实用新型至少具有如下的有益效果：

1、在本实用新型中，显示板上的主控芯片通过连接器件一对一地控制各炉盘继电器，且N个继电器驱动电路的IO端口分别隔开布置，因此短接相邻引脚不会出现炉盘由低档跳高档。也即本实用新型提高了主控单元与继电器驱动单元之间的容错性，当控制端相邻引脚短接时不会出现炉盘功率由低跳高现象，符合新IEC标准。

2、在本实用新型中，继电器驱动电路采用三极管双器件串联的方式，当单一器件引脚短接不会造成炉盘误启动，提高了安全性并且符合新IEC标准。

3、在本实用新型中，采用双时钟方案，一时钟为系统运行时钟，另一时钟作为基准时钟对系统运行时钟进行实时监控，可以有效提高系统运行稳定与安全。

4、在本实用新型中，通过分时控制方法控制炉盘开启可以有效降低电源线带载压力，降低温升，提升产品安全性。

当然，实施本实用新型的任一方法或产品不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有多头电陶炉电控系统的电控方案的原理框图；

图2是现有多头电陶炉电控系统的电控方案的电路连接原理图；

图3是本实用新型实施例提供的电控系统的原理框图；

图4是本实用新型实施例提供的继电器驱动电路示意图；

图5是现有技术中主控芯片时钟信号原理图；

图6是本实用新型实施例提供的主控芯片时钟方案示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在描述本实用新型实施例提出的电控系统之前先来简单介绍一下现有或相关技术中的多头电陶炉电控系统所采用的控制方案。

现有或相关技术中的多头电陶炉电控系统中，显示板利用连接器件三线控制电源板上的74HC595C，通过ULN2003或三极管，驱动继电器控制线圈。现有多头电陶炉电控系统的电控方案原理框图如图1所示，其电路连接原理图如图2所示。现有多头电陶炉电控系统的电控方案存在以下缺点：主控单元与继电器驱动单元之间采用三线制控制，容错性能有限。当74HC595C管脚出现短接时，会出现炉盘功率由低跳高的现象，这不符合新IEC标准。

本实用新型实施例正是基于以上原因而提出了一种符合新IEC标准的电控系统，本实用新型实施例提供的电控系统，能够提高主控单元与继电器驱动单元之间的容错性，避免当控制端相邻引脚短接时出现炉盘功率由低跳高的现象。本实用新型实施例提供的电控系统适用于电陶炉的控制，尤其适用于多头电陶炉的控制。

下面参照附图来描述本实用新型实施例提供的电控系统。图3为根据本实用新型实施例提供的电控系统的原理框图。如图3所示，该电控系统包括：显示板和电源板；所述显示板上设置有主控单元，所述电源板上设置有继电器驱动单元；所述继电器驱动单元用于控制各炉盘继电器的关断；所述显示板上的主控单元用于输出控制信号控制所述电源板上的继电器驱动单元以实现各炉盘继电器的关断；

其中，所述主控单元包括一主控芯片(图中未示出)，所述继电器驱动单元包括N(图3中以N＝7为例进行介绍)个输入端口、N个继电器驱动电路和N个输出端口；其中，一个输入端口对应一个继电器驱动电路以及一个输出端口；每个所述输入端口与对应的继电器驱动电路的输入端连接，每个继电器驱动电路的输出端与对应的所述输出端口连接；其中，所述N个输入端口分别隔开布置，所述N个输出端口分别与N个炉盘继电器连接，N≥2；

所述主控芯片通过连接器件一对一地与所述N个输入端口连接，并通过所述连接器件一对一地向所述N个输入端口输入方波控制信号实现与所述N个输出端口分别连接的各炉盘继电器的关断。

在本实用新型实施例中，N的取值可以根据多头电陶炉上的实际电陶炉头数进行设置或变更。例如，N可以取2、3、4、5、6、7等值。

由上面描述可知，与之前74HC595C器件的3对8的继电器驱动方式相比，本实用新型实施例提供的电控系统采用显示板主控芯片通过连接器件一对一地控制各炉盘继电器，且继电器控制波形由之前的电平驱动变更为方波信号驱动，此外，继电器驱动电路的IO端口隔开布置，将其他方波及类似方波信号隔开，因此避免了控制端相邻引脚短接测试时，炉盘功率发生跳变的问题。也即本实用新型实施例可以提高主控单元与继电器驱动单元之间的容错性，当控制端相邻引脚短接时不会出现炉盘功率由低跳高的现象，因此符合新IEC标准。

进一步地，在现有的多头电陶炉控制方案中，继电器驱动单元通常采用ULN2003或三极管驱动方式，这种情况下，当相邻管脚出现短接时会造成炉盘的误启动，明显不符合新IEC标准。为解决该问题，在本实施例的一种优选实施方式中，所述继电器驱动电路采用三极管双器件串联的方式实现。如图4所示，所述继电器驱动电路包括第一三极管Q101和第二三极管Q102，所述第一三极管Q101的基极B和所述第二三极管Q102的基极B连接，所述第一三极管Q101的发射极E与所述第二三极管Q102的集电极C连接，所述第二三极管Q102的发射极E接地。

可见，在本优选实施方式中，继电器驱动电路由之前的单个器件变更为双三极管器件串联控制方式(电路图如图4所示)。例如，当三极管C与E极短接时不会出现炉头误启动现象。因此，本优选实施方式中，继电器驱动电路采用双三极管器件串联的控制方式，可以有效防止因管脚短接而出现的炉盘误启动问题。

进一步地，在现有的多头电陶炉控制方案中，主控芯片时钟信号由外部提供，为单一的系统时钟，无另一时钟作为基准时钟对系统运行时钟进行实时监控。现有技术中主控芯片时钟信号原理图如图5所示。当系统时钟放生故障时，会造成整个控制系统故障。为解决该问题，在本实施例的一种优选实施方式中，所述电控系统中还设置有基准时钟信号，所述基准时钟信号用于作为校准信号以监测所述主控芯片内的系统时钟是否正常运行。例如，所述主控单元用于实时对比所述基准时钟信号和所述系统时钟输出的系统时钟信号是否一致，若不一致，则控制整机关机并停止功率输出。可以理解的是，由于系统时钟输出的系统时钟信号为一方波信号，故为实现校准和监测功能，所述基准时钟信号也为一方波信号，例如所述基准时钟信号也为一50HZ的方波信号。

可见，在本优选实施方式中，新增另一路时钟输入信号，作为软件认证程序的时钟监测信号。即本实施例中的电控系统配置双时钟。如图6所示，在原有的系统时钟信号输入的基础上(图6中P00与P01引脚)，利用按键触摸芯片输出50HZ的方波信号作为系统的基准时钟信号(图6中P13引脚)，当主控芯片内的系统时钟发生变快、变慢以及停摆等现象，或当触摸芯片输出的方波信号频率变化等现象，整机系统都将认定是主控芯片的系统时钟异常，此时将整机关机并停止功率输出。可见，本优选实施方式中，采用双时钟方案来提高系统运行稳定性和安全性。

进一步地，在现有的多头电陶炉控制方案中，电源线带载有压力、分叉口温升高，导致电源线的损耗较为严重，且存在安全隐患。为解决该问题，在本实施例的一种优选实施方式中，所述主控单元采用分时控制的方式控制各炉盘继电器的开启。例如，在各炉盘满足预设加热状态下，所述主控单元在一个时间周期内对各炉盘继电器的开启进行分时控制。也就是说，对于多个炉盘继电器，采用分时驱动的模式，即对于驱动时间总和已定的情况下，多个炉盘继电器共同分配总的驱动时间，进行分时驱动各炉盘继电器。采用这种分时驱动的模式，可以有效降低电源线带载压力，降低温升。在具体实现时，可以通过软件控制程序进行分时控制。

可见，在本优选实施方式中，通过分时控制方法控制炉盘开启可以有效降低电源线带载压力，降低温升，提升产品安全性。

需要说明的是，本实施例所给出的多个优选实施方式，在逻辑或结构相互不冲突的前提下，可以自由组合，本实用新型对此不做限定。

基于相同的构思，本实用新型另一实施例提供了一种多头电陶炉，该多头电陶炉包括如上面实施例所述的电控系统。

可以理解的是，由于本实施例提供的多头电陶炉包括上面实施例所述的电控系统，因此本实施例提供的多头电陶炉至少具有如下类似的有益效果：

1、本实施例提供的多头电陶炉，提高了主控单元与继电器驱动单元之间的容错性，当控制端相邻引脚短接时不会出现炉盘功率由低跳高现象，符合新IEC标准。

2、本实施例提供的多头电陶炉，继电器驱动电路采用三极管双器件串联的方式，当单一器件引脚短接不会造成炉盘误启动，提高了安全性并且符合新IEC标准。

3、本实施例提供的多头电陶炉，采用双时钟方案，一时钟为系统运行时钟，另一时钟作为基准时钟对系统运行时钟进行实时监控，可以有效提高系统运行稳定与安全。

4、本实施例提供的多头电陶炉，通过分时控制方法控制炉盘开启可以有效降低电源线带载压力，降低温升，提升产品安全性。

当然，本实施例提供的多头电陶炉不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。