一种具有过零检测功能的食品加工机的制作方法

本实用新型涉及食品加工技术，尤指一种具有过零检测功能的食品加工机。

背景技术：

过零信号和电网电压的检测是很多家电产品所必须使用的电控技术。在相关技术中，使用单独的电路进行过零检测。面条机的过零检测电路中需要用到三个电阻、光电耦合器和两个二极管，在豆浆机中使用图1所示的电路实现过零检测，在面包机中使用图2所示的电路实现过零检测。

面条机的过零检测电路和图1中的电路器件比较多，成本偏高，器件连接比较复杂，占用电路板的面积也比较多。图2的电路有所简化，但是成本仍相对较高。在图2中，当二极管D1导通时，连接单片机的Zero端电压高于5V，比如单片机的Zero端电压是5.7V；当二极管D2导通时，连接单片机的Zero端电压低于0V，比如单片机的Zero端电压是-0.7V。但是5.7V和-0.7V不在单片机的工作范围内，会影响单片机系统的稳定，如AD采集和单片机寿命等。另外图1和图2的电路都仅能实现过零检测，无法实现其他功能。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种具有过零检测功能的食品加工机，能够使得用于过零检测的电路更加简单。

本实用新型采用如下技术方案：

一种具有过零检测功能的食品加工机，包括检测电路和主控芯片，所述检测电路包括第一限流分压模块、单向导通模块和第二限流分压模块；

所述第一限流分压模块和所述单向导通模块串联，形成包括输入端和输出端的串联电路，所述串联电路的输入端与交流电源的第一端相连，其中，所述串联电路当输入端的电压高于输出端的电压时导通；

所述第二限流分压模块的一端连接到所述串联电路的输出端，所述第二限流分压模块的另一端连接到交流电源的第二端；

所述主控芯片与所述串联电路的输出端相连。

可选地，所述检测电路还包括：滤波模块；

所述滤波模块，并联到所述第二限流分压模块的两端。

可选地，所述滤波模块包括滤波电容。

可选地，所述第一限流分压模块的一端作为所述串联电路的输入端，所述第一限流分压模块的另一端与所述单向导通模块的输入端相连，所述单向导通模块的输出端作为所述串联电路的输出端；或者

所述单向导通模块的输入端作为所述串联电路的输入端，所述单向导通模块的输出端与所述第一限流分压模块的一端相连，所述第一限流分压模块的另一端作为所述串联电路的输出端；或者

所述第一限流分压模块包括串联的多个限流分压电阻，所述多个限流分压电阻与所述单向导通模块串联，并且所述单向导通模块设在所述多个限流分压电阻中的任两个限流分压电阻之间。

可选地，所述第一限流分压模块包括串联的第一限流分压电阻和第二限流分压电阻，所述第二限流分压模块包括第三限流分压电阻。

可选地，所述第一限流分压电阻是阻值R1满足50KΩ≤R1≤1.5MΩ的电阻；

所述第二限流分压电阻是阻值R2满足50KΩ≤R2≤1.5MΩ的电阻；

所述第三限流分压电阻是阻值R3满足510Ω≤R3≤200KΩ的电阻。

可选地，所述第一限流分压电阻、所述第二限流分压电阻和所述第三限流分压电阻是阻值满足U峰×R3/(R1+R2+R3)≤(VCC-X)的电阻；

其中，U峰表示交流电源的电压峰值，VCC表示所述主控芯片的系统电压，X为预先设置的值且0≤X≤5V。

可选地，所述主控芯片是系统电压为5V的主控芯片，0.5V≤X≤4V；或者

所述主控芯片是系统电压为3V的主控芯片，0.3V≤X≤2.5V。

可选地，所述第三限流分压电阻为可调电阻。

可选地，所述单向导通模块包括二极管。

本实用新型的有益效果包括：

1、本实用新型方案将第一限流分压模块和所述单向导通模块串联，形成串联电路，串联电路的输出端通过第二限流分压模块连接到交流电源，主控芯片与串联电路的输出端相连。当交流电源处于正向电压时，电流依次经过第一限流分压模块、单向导通模块和第二限流分压模块，主控芯片采集串联电路的输出端电压为正玄波电压；当交流电源处于负向电压时，电流流向被单向导通模块截止，此时主控芯片采集串联电路的输出端电压为0。因此主控芯片采集串联电路的输出端电压呈现出正玄波和0V的周期性变化。主控芯片利用串联电路的输出端电压可以进行过零检测、计时和判断食品加工机是否掉电。在该实用新型实施例方案中，第一限流分压模块、单向导通模块和第二限流分压模块的器件简单，不需要占用电路板过大的面积，成本低廉，而且由于第二限流分压模块的作用，可以避免主控芯片采集的串联电路的输出端电压超出主控芯片的系统电压范围。

2、本实用新型方案通过滤波模块对食品加工机的电路进行滤波处理，减少了干扰信号对电路干扰，保证了主控芯片检测结果的准确性。

3、本实用新型方案中，如果第一限流分压电阻和第二限流分压电阻的电阻过小，那么会出现第一限流分压电阻和第二限流分压电阻的功率比较大的情况，导致这两个限流分压电阻耗电比较大；如果第一限流分压电阻和第二限流分压电阻的电阻过大，那么主控芯片上的电压就比较小，主控芯片的信号弱，主控芯片采集到的电压信号就比较弱，会导致检测结果不准确。因此第一限流分压电阻和第二限流分压电阻的阻值需要在一个合理范围内，不仅避免第一限流分压电阻和第二限流分压电阻的功率过大，还避免主控芯片采集的信号过弱，保证检测结果的准确性。另外，第三限流分压电阻的阻值在一个合理范围内，由于第三限流分压电阻的分压作用，可以避免主控芯片采集的串联电路的输出端电压超出主控芯片的系统电压范围。

4、本实用新型方案选择可调电阻作为第三限流分压电阻为可调电阻，由于第一限流分压电阻和第二限流分压电阻的精度会有差异，通过调整第三限流分压电阻的阻值，从而提高检测精度。

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、权利要求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和图2分别是相关技术中的两种食品加工机的检测电路的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一提供的食品加工机的电路结构示意图；

图4为本实用新型实施例一提供的主控芯片采集的电压波形图；

图5为使用本实用新型实施例一提供的食品加工机进行掉电检测的流程示意图；

图6为使用本实用新型实施例一提供的食品加工机进行计时的流程示意图；

图7为本实用新型实施例一提供的食品加工机进行过零检测的流程示意图；

图8为本实用新型实施例二提供的食品加工机的电路结构示意图；

图9至图11为本实用新型实施例二提供的食品加工机的三种实施方式的电路结构示意图。

图中所标各部件名称如下：

1检测电路，11第一限流分压模块，12单向导通模块，13第二限流分压模块，14滤波模块。

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。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例一

一种具有过零检测功能的食品加工机，如图3所示，食品加工机可以包括检测电路1和主控芯片MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)，检测电路1包括第一限流分压模块11、单向导通模块12和第二限流分压模块13。

第一限流分压模块11和单向导通模块12串联，形成包括输入端和输出端的串联电路，串联电路的输入端与交流电源的第一端(即图3中的ACL)相连，其中，串联电路当输入端的电压高于输出端的电压时导通。

第二限流分压模块13的一端连接到串联电路的输出端，第二限流分压模块13的另一端连接到交流电源的第二端(即图3中的ACN)。

主控芯片MCU与上述串联电路的输出端相连。

本实用新型实施例方案中，将第一限流分压模块11和单向导通模块12串联，形成串联电路，串联电路的输出端通过第二限流分压模块13连接到交流电源，主控芯片MCU与串联电路的输出端(即M端)相连。当交流电源处于正向电压时，电流依次经过第一限流分压模块11、单向导通模块12和第二限流分压模块13，主控芯片MCU采集串联电路的输出端电压为正玄波电压；当交流电源处于负向电压时，电流流向被单向导通模块12截止，此时主控芯片MCU采集串联电路的输出端电压为0。因此主控芯片MCU采集串联电路的输出端电压波形(即图5所示的波形图)呈现出正玄波和0V的周期性变化。主控芯片MCU利用串联电路的输出端电压可以进行过零检测、计时和检测食品加工机是否掉电。在该实用新型实施例方案中，第一限流分压模块11、单向导通模块12和第二限流分压模块13的器件简单，不需要占用电路板过大的面积，成本低廉，而且由于第二限流分压模块13的作用，可以避免主控芯片MCU采集的串联电路的输出端电压超出主控芯片MCU的系统电压范围。

下面详细说明主控芯片如何利用串联电路的输出端电压进行一系列的检测。

一、检测食品加工机是否掉电。

交流电源存在电压情况下，主控芯片从检测电路检测出如图4所示波形的信号，此信号以20ms为周期，设定一个电压值A，0＜A＜U峰，优选地，0.35U峰＜A＜0.65U峰，其中U峰表示交流电源的电压峰值。如果T时间内不能检测出一个大于A值的电压信号则确定食品加工机掉电，其中T可设置在20ms-160ms的范围内，优选地，T设置在30ms-60ms的范围内，T时间越短判定掉电速度越。如图5所示，具体检测是否掉电的步骤包括步骤101至步骤107。

步骤101，食品加工机的电控系统上电，g_u8_PowerOffCnt＝0，g_u16_PowerOffAdValue＝0，g_fg_PowerOff＝0。g_fg_PowerOff＝0表示食品加工机在上电状态。

步骤102，主控芯片从检测电路采集电压值，该采集的电压值是AD值，存入g_u16_PowerOffAdValue。

步骤103，判断g_u16_PowerOffAdValue是否大于或等于A，在判断结果为是时，进入步骤104，在判断结果为否时，进入步骤105。

步骤104，PowerOffCnt＝0。

步骤105，g_u8_PowerOffCnt＝g_u8_PowerOffCnt+1。

步骤106，判断g_u8_PowerOffCnt是否大于或等于T，在判断结果为是时，进入步骤107，在判断结果为否时，返回步骤102。

步骤107，g_fg_PowerOff＝1，g_u8_PowerOffCnt＝1表示食品加工机在断电状态。

二、计时

主控芯片采集到的电压值会存在一个最大电压值(当交流电源为220V时主控芯片采集到的最大电压值2.23V)，主控芯片采集到的电压值大于A后，假定若干周期(1ms-5ms)没有读出比上一周期更高的电压值，可认定为达到最大电压值。如果达到最大电压值的周期固定为20ms，则可认为找到最大值的时刻即为1个20ms的周期。如图6所示，计时的步骤包括步骤201至步骤210。

步骤201，食品加工机的电控系统上电，g_u8_ZeroCnt＝0，g_u16_ZeroValue＝0，ZeroValueMax＝0。

步骤202，主控芯片从检测电路采集电压值，该采集的电压值是AD值，存入g_u16_ZeroValue。

步骤203，判断g_u16_ZeroValue是否大于或等于A，在判断结果为是时，进入步骤204，在判断结果为否时，进入步骤205。

步骤204，判断g_u16_ZeroValue是否大于g_u16_ZeroValueMax，在判断结果为是时，进入步骤206，在判断结果为否时，进入步骤207。

步骤205，g_u16_ZeroValueMax＝g_u16_ZeroValue。

步骤206，g_u16_ZeroValueMax＝g_u16_ZeroValue。

步骤207，判断是否连续2次延时1ms重新从检测电路采集电压值？在判断结果为是时，进入步骤208，在判断结果为否时，延时1ms重新从检测电路采集电压值，并将重新采集的电压值存入g_u16_ZeroValue，并返回步骤204。

步骤208，判断g_u16_ZeroValue是否大于g_u16_ZeroValueMax，在判断结果为是时，进入步骤209，在判断结果为否时，表示经过一次过零，时间为20ms，基于此时刻累加进行过零计时，进入步骤210。

步骤209，g_u16_ZeroValueMax＝g_u16_ZeroValue。

步骤210，g_u8_ZeroCnt＝g_u8_ZeroCnt+1，即累加过零次数，以实现计时。

需要说明的是，g_u16_ZeroValueMax即为U峰，根据电压公式U端＝U峰×第二限流分压模块的阻值/(第一限流分压模块的阻值+第二限流分压模块的阻值)，U端表示主控芯片从检测电路采集到的电压值，可推导出交流电源的电压。比如，第一限流分压模块包括第一限流分压电阻R101和第二限流分压电阻R102，第二限流分压模块包括第三限流分压电阻R103，U端＝U峰×R103的阻值/R总，R总表示第一限流分压电阻R101、第二限流分压电阻R102和第三限流分压电阻R103的阻值总和。

三、过零检测

交流电源由正向转为负向即为过零点，主控芯片从检测电路采集到0V的电压值，则可认为第一次电压变为0或近似为0的时刻即为过零点。如图7所示，过零检测的方法包括步骤301至步骤308。

步骤301，食品加工机的电控系统上电，g_u16_ZeroTest＝0，g_fg_Zero＝0，g_u8_ZeroDelay＝0。

步骤302，主控芯片从检测电路采集电压值，该采集的电压值是AD值，存入g_u16_ZeroTest。

步骤303，判断g_u16_ZeroTest是否小于或等于2，在判断结果为是时，进入步骤304，在判断结果为否时，进入步骤305。

步骤304，g_u8_ZeroDelay＝0，g_fg_Zero＝1；g_u8_ZeroDelay＝112(以125us为单位，112*125us＝14ms)，产生过零点标志。

步骤305，g_fg_Zero＝0，g_u8_ZeroDelay＝0。

步骤306，判断g_u8_ZeroDelay是否等于0，在判断结果为是时，进入步骤307，在判断结果为否时，即g_u8_ZeroDelay大于0，进入步骤308。

步骤307，g_fg_Zero＝0，g_u8_ZeroDelay＝0。

步骤308，g_u8_ZeroDelay＝g_u8_ZeroDelay–1，即递减g_u8_ZeroDelay，g_fg_Zero＝0。

实施例二

本实施例是在实施例一的基础上，如图8所示，检测电路1还包括：滤波模块14。

滤波模块14，并联到第二限流分压模块13的两端。

图9至图11是基于实施例二的三种实施方式。

如图9至图11所示，第一限流分压模块11包括串联的第一限流分压电阻R101和第二限流分压电阻R102，第二限流分压模块13包括第三限流分压电阻R103。

需要说明的是，第一限流分压模块11中的限流分压电阻数量并不限于2个，可以根据电路需求来设计。比如，如果交流电源的电压比较低(比如几十伏)，或者需要减小空间，第一限流分压模块11中可以有一个电阻；如果需要提高食品加工机的生产效率，第一限流分压模块11中可以有多个贴片式电阻，以便于电路板的生产制作。另外，第二限流分压模块13中限流分压电阻数量并不限于1个，也可以是多个，第二限流分压模块13中限流分压电阻数量可以根据电路需求来设计。

在图9中，第一限流分压模块11的一端(即N1端)作为上述串联电路的输入端，第一限流分压模块11的另一端(即N2端)与单向导通模块12的输入端相连，单向导通模块12的输出端作为上述串联电路的输出端。

在图10中，单向导通模块12的输入端作为串联电路的输入端，单向导通模块12的输出端与第一限流分压模块11的一端(即N1端)相连，第一限流分压模块11的另一端(即N2端)作为串联电路的输出端。

在图11中，第一限流分压电阻R101和第二限流分压电阻R102串联，单向导通模块12设在该第一限流分压电阻R101和第二限流分压电阻R102之间。

可选地，第一限流分压电阻R101是阻值R1满足50KΩ≤R1≤1.5MΩ的电阻；第二限流分压电阻R102是阻值R2满足50KΩ≤R2≤1.5MΩ的电阻；第三限流分压电阻R103是阻值R3满足510Ω≤R3≤200KΩ的电阻。

本实用新型实施例方案中，如果第一限流分压电阻R101和第二限流分压电阻R102的电阻过小，那么会出现第一限流分压电阻R101和第二限流分压电阻R102的功率比较大的情况，导致这两个限流分压电阻耗电比较大；如果第一限流分压电阻R101和第二限流分压电阻R102的电阻过大，那么主控芯片上的电压就比较小，主控芯片的信号弱，主控芯片采集的信号比较弱，导致检测结果不准确。因此第一限流分压电阻R101和第二限流分压电阻R102的阻值需要在一个合理范围内，不仅避免第一限流分压电阻R101和第二限流分压电阻R102的功率过大，还避免主控芯片采集的信号过弱，保证检测结果的准确性。另外，第三限流分压电阻R103的阻值在一个合理范围内，由于第三限流分压电阻R103的分压作用，可以避免主控芯片采集的串联电路的输出端电压超出主控芯片的系统电压范围。

第一限流分压电阻R101、第二限流分压电阻R102和第三限流分压电阻R103是阻值满足U峰×R3/(R1+R2+R3)≤(VCC-X)的电阻；其中，U峰表示交流电源的电压峰值，VCC表示主控芯片的系统电压，X为预先设置的值且0≤X≤5V。

主控芯片MCU是系统电压为5V的主控芯片，0.5V≤X≤4V；或者主控芯片是系统电压为3V的主控芯片，0.3V≤X≤2.5V。

第三限流分压电阻R103为可调电阻。

本实用新型实施例方案中，选择可调电阻作为第三限流分压电阻R103为可调电阻，由于第一限流分压电阻R101和第二限流分压电阻R102的精度会有差异，比如第一限流分压电阻R101的实际阻值与标识的阻值有一定差异，通过调整第三限流分压电阻R103的阻值，从而提高检测精度。

如图9至图11所示，滤波模块14包括滤波电容C201。

如图9至图11所示，单向导通模块12包括二极管D201。

图9至图11所示的实施例方案中，检测电路非常简单，只有3个电阻、1个二极管、1个电容。成本低廉，合计价格不过5分钱。器件少，无负压、超压，可靠性高。布板简单，不占用电路基板过多面积。适用范围广，各种食品加工机(包括面条机、料理机、豆浆机、榨汁机和面包机)皆可用。

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的范围为准。