加热磁场检测电路及锅具的制作方法

本申请涉及家电技术，尤其涉及一种加热磁场检测电路及锅具。

背景技术：

电磁加热器具通常包括了加热平台和锅具，随着家电物联的发展，锅具实现了与加热平台的通讯，从而能够在烹饪过程中及时将温度、水位等烹饪数据发送给加热平台，以使加热平台能够进行加热控制或者进行数据展示等。

对于这类具备通讯功能的锅具，锅具需要检测当前是否正在加热，即锅具是否处在加热磁场中，通讯模块只在锅具被加热时发送数据，而未加热时则不发送数据。锅具的检测电路通过采集锅具上两点之间的电势，利用比较器确定两点之间的电势差，进而确定锅具是否处在加热磁场中。由于锅具上两点之间的电势差可能比较小，因此，必须使用高灵敏度和低失调电压的比较器才能实现准确检测，若使用低灵敏度和高失调电压的比较器则无法进行准确检测。

技术实现要素：

本申请提供一种加热磁场检测电路及锅具，实现了采用任意灵敏度和失调电压的比较器，通过锅具上任意两个点，准确进行锅具的加热磁场检测。

第一方面，本申请提供一种加热磁场检测电路，应用于锅具，包括：信号提取电路、电压预置电路、比较器、电压缓冲电路和控制电路；

所述信号提取电路的两个输入端连接所述锅具上的任意两个点，所述信号提取电路的两个输出端分别与所述比较器的两个输入端连接；所述信号提取电路将所述任意两个点中第一点的电势信号以及经过分压后的第二点的电势信号输出至所述比较器；

所述电压预置电路的两个输出端与所述信号提取电路的两个输出端、所述比较器的两个输入端分别连接；所述电压预置电路用于向所述比较器的两个输入端输入预置电压；

所述比较器的输出端与所述电压缓冲电路的输入端连接；所述电压缓冲电路的输出端与所述控制电路连接；所述控制电路用于根据所述电压缓冲电路的输出电压，确定所述锅具是否处于加热磁场中。

所述加热磁场检测电路，通过信号提取电路采集锅具上任意两点的电势信号，并对其中一个点的电势信号进行分压处理，使得比较器两个输入端的电势信号差较大，通过对电压缓冲电路对加热磁场信号周期内比较器输出的高电平信号进行累积，使得控制电路根据电压缓冲电路输出的大于预设值的电压信号确定锅具处于加热磁场中，实现了采用从任意灵敏度和失调电压的比较器进行加热磁场进行检测，且对锅具上的两个检测点的位置没有要求，实现了对加热磁场的准确检测。

在一种可行的实现方式中，所述信号提取电路的第一输入端分别与所述锅具上的第一点和所述信号提取电路的第一输出端连接，所述信号提取电路的第一输出端和所述比较器的同相端连接；

所述信号提取电路包括：第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的第一端为所述信号提取电路的第二输入端，所述第一电阻的第二端为所述信号提取电路的第二输出端；

所述第一电阻的第一端与所述锅具上的第二点连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端和所述比较器的反向端分别连接，所述第二电阻的第二端接地。

加热磁场检测电路中信号提取电路通过电阻分压，使得输入至比较器的两个输入端的信号的电势差较大，实现了采用从任意灵敏度和失调电压的比较器，通过锅具上任意的两个点，准确进行加热磁场检测。

在一种可行的实现方式中，所述电压预置电路包括：第一电压预置电路和第二电压预置电路；

所述第一电压预置电路与所述信号提取电路的第一输出端和所述比较器的同相端分别连接；

所述第二电压预置电路与所述信号提取电路的第二输出端和所述比较器的反向端分别连接。

加热磁场检测电路中，通过电压预置电路保证了在无加热磁场时，比较器不能输出高电平，而在有加热磁场时，比较器可以输出高电平或低电平，通过电压缓冲电路，使得一段时间内的磁场信号进行累，进而使得控制电路可以根据电压确定锅具是否处于加热磁场中。

在一种可行的实现方式中，所述第一电压预置电路包括第四电阻，所述第四电阻的第一端接地，所述第四电阻的第二端与所述信号提取电路的第一输出端和所述比较器的同相端分别连接；

所述第二电压预置电路包括第三电阻，所述第三电阻的第一端连接电源，所述第三电阻的第二端与所述信号提取电路的第二输出端和所述比较器的反相端分别连接。

在一种可行的实现方式中，所述电压缓冲电路包括：第三二极管、第六电阻和第一电容；

所述第三二极管的阳极与所述比较器的输出端连接；所述第三二极管的阴极与所述第六电阻的第一端连接；所述第六电阻的第二端与所述控制电路连接；所述第一电容的第一端与所述第三二极管的阴极连接，所述第一电容的第二端接地。

加热磁场检测电路中，通过电压缓冲电路，使得一段时间内的磁场信号进行累积，使第一电容的电压逐渐变大，进而使得控制电路可以根据第一电容的电压确定锅具是否处于加热磁场中，准确进行加热磁场检测。

在一种可行的实现方式中，所述电压缓冲电路还包括：第五电阻；

所述第五电阻的第一端连接电源，所述第五电阻的第二端与所述比较器的输出端连接。

在一种可行的实现方式中，所述加热磁场检测电路还包括：保护电路；

所述保护电路与所述信号提取电路的两个输出端、所述比较器的两个输入端分别连接；所述保护电路用于控制输入至所述比较器的两个输入端的电压小于等于第二预设值。

通过对输入至比较器的两个输入端的电压进行钳位，避免了锅具上的静电等信号使得输入至比较器的电压过高而损坏比较器，提高了器件的安全性。

在一种可行的实现方式中，所述保护电路包括：第一保护电路和第二保护电路；

所述第一保护电路与所述信号提取电路的第一输出端和所述比较器的同相端分别连接；

所述第二保护电路与所述信号提取电路的第二输出端和所述比较器的反向端分别连接。

在一种可行的实现方式中，所述第一保护电路包括第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述信号提取电路的第一输出端和所述比较器的同相端分别连接，所述第一二极管的阴极接地；

所述第二保护电路包括第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述信号提取电路的第二输出端和所述比较器的反向端分别连接，所述第二二极管的阴极接地。

第二方面，本申请提供一种锅具，包括如上述第一方面所述的加热磁场检测电路。

本申请提供一种加热磁场检测电路及锅具，该加热磁场检测电路通过信号提取电路采集锅具上任意两点的电势信号，并对其中一个点的电势信号进行分压处理，使得比较器两个输入端的电势信号差较大，通过对电压缓冲电路对加热磁场信号周期内比较器输出的高电平信号进行累积，使得控制电路根据电压缓冲电路输出的大于预设值的电压信号确定锅具处于加热磁场中，实现了采用从任意灵敏度和失调电压的比较器进行加热磁场进行检测，且对锅具上的两个检测点的位置没有要求，实现了对加热磁场的准确检测。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种加热磁场检测电路的结构示意图；

图2为本申请提供的另一种加热磁场检测电路的结构示意图；

图3为本申请提供的又一种加热磁场检测电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

锅具被电磁加热平台加热时，锅具处于加热磁场中，锅具中靠近锅底的位置磁场强度较大，而远离锅底的位置磁场强度较小，相应的，靠近锅底的位置的两点间的电势差也相对较大，远离锅底的位置的两点见的电势差也较小。而对于同样的磁场强度，锅具上两点之间距离越远，则电势差越大，锅具上两点之间距离越近，则电势差越小。而锅具未被电磁加热平台加热时，锅具未处于加热磁场中，因此，锅具的两点之间不存在电势差。

基于上述原理，锅具中的加热磁场检测电路通过检测锅具上两点之间的电势差来确定锅具是否处于加热磁场中，进而确定锅具中的通讯模块等是否工作。由于锅具上两点之间的电势差可能比较小，例如检测的两点远离锅底的位置，或者检测的两点之间的距离较近，因此，为了保证准确检测，检测电路通常采用高灵敏度和低失调电压的比较器进而信号对比，采用高灵敏度和低失调电压的比较器会导致检测电路成本过高，即导致锅具的成本较高。但是若采用低灵敏度和高失调电压的比较器，当检测的两点远离锅底的位置，或者检测的两点之间的距离较近，则可能由于灵敏度和失调电压的影响导致结果不准确。

若是为了提高采用低灵敏度和高失调电压的比较器时的准确性，则必须采集锅具上靠近锅底上两点之间的电势或者采集距离较远的两点之间的电势，使得这两点之间的电势差较大，但是这种对两个检测点的位置的限制，又会导致锅具的外观设计上存在限制，使得外观设计无法美化。

为此，本申请提供一种加热磁场检测电路，将高共模和低差模的信号转化为高差模的信号，从而对采用的比较器的灵敏度和失调电压没有要求，采用现有的普通比较器即可实现，对于采集的锅具上的两点的位置，即检测电路的安装位置也没有限制，通过将经过比较器比较的磁场信号进行缓冲累积，将检测到的磁场信号变大，从而准确检测出加热磁场。

下面，将通过具体的实施例对本申请提供的加热磁场检测电路进行详细地说明。可以理解的是，下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1为本申请提供的一种加热磁场检测电路的结构示意图。如图1所示，加热磁场检测电路包括：信号提取电路11、电压预置电路12、比较器13、电压缓冲电路14和控制电路15。

信号提取电路11的两个输入端连接锅具上的任意两个点，信号提取电路11的两个输出端分别与比较器13的两个输入端连接；信号提取电路11将任意两个点中第一点的电势信号以及经过分压后的第二点的电势信号输出至比较器13。

电压预置电路12的两个输出端与信号提取电路11的两个输出端、比较器13的两个输入端分别连接；电压预置电路12用于向比较器13的两个输入端输入预置电压。

比较器13的输出端与电压缓冲电路14的输入端连接；电压缓冲电路14的输出端与控制电路15连接；控制电路15用于根据电压缓冲电路14的输出电压，确定锅具是否处于加热磁场中。

本实施例中，信号提取电路11的两个输入端连接锅具上的任意两个点，示例的，该两个输入端可以为两个电极，紧贴设置在锅具上的任意两个位置。该两个点可以是靠近锅底位置的两个点，或者也可以是远离锅底位置的两个点，例如可以在锅具顶部或锅盖上，或者该两个点也可以一个靠近锅底位置一个远离锅底位置，该两个点之间的距离没有限定。信号提取电路11用于将锅具上两个点的电势信号进行处理后输入至比较器13，对于两个点中的第一点，如图1中a点，信号提取电路11直接将输入端采集到的电势信号输出至比较器13的一个输入端；而对于两个点中的第二点，如图1中b点，信号提取电路11将采集到的电势信号进行分压后输出至比较器13的另一输入端，使得比较器13的两个输入端的电势差较大，从而对比较器13的灵敏度和失调电压的要求较低，且对两个点的位置没有要求。

当锅具出于加热磁场中时，加热磁场信号呈正弦波变化，一个周期内磁场信号幅值从零到波峰再到零，当加热磁场的信号幅值较大时，比较器13输出高电平，当加热磁场的信号幅值较小时，比较器13输出低电平。同时，电压预置电路12设置的预置电压使得在无加热磁场时，比较器13不能输出高电平。

电压缓冲电路14对比较器13输出的高电平信号进行缓冲，在控制电路15的一个检测周期内，经过多个加热磁场信号周期的累积，电压缓冲电路14累积的电压大于等于预设值，则控制电路15可以确定锅具出于加热磁场中，若电压缓冲电路14累积的电压始终小于预设值，则控制电路15确定锅具未处于加热磁场中。

本实施例提供的加热磁场检测电路，通过信号提取电路11采集锅具上任意两点的电势信号，并对其中一个点的电势信号进行分压处理，使得比较器13的两个输入端的电势信号差较大，通过对电压缓冲电路14对加热磁场信号周期内比较器13输出的高电平信号进行累积，使得控制电路15根据电压缓冲电路14输出的大于预设值的电压信号确定锅具处于加热磁场中，实现了采用从任意灵敏度和失调电压的比较器13进行加热磁场进行检测，且对锅具上的两个检测点的位置没有要求，实现了对加热磁场的准确检测。

在上述实施例的基础上，对加热磁场检测电路的实现方式进行具体说明。图2为本申请提供的另一种加热磁场检测电路的结构示意图。

如图2所示，在上述实施例的基础上，信号提取电路11的第一输入端分别与锅具上的第一点和信号提取电路11的第一输出端连接，信号提取电路11的第一输出端和比较器13的同相端连接。

信号提取电路11包括：第一电阻r1和第二电阻r2；第一电阻r1的第一端为信号提取电路11的第二输入端，第一电阻r1的第二端为信号提取电路11的第二输出端。

第一电阻r1的第一端与锅具上的第二点连接，第一电阻r1的第二端与第二电阻r2的第一端和比较器13的反向端分别连接，第二电阻r2的第二端接地。

电压预置电路12包括：第一电压预置电路121和第二电压预置电路122。

第一电压预置电路121与信号提取电路11的第一输出端和比较器13的同相端分别连接；第二电压预置电路122与信号提取电路11的第二输出端和比较器13的反向端分别连接。

可选的，第一电压预置电路121包括第四电阻r4，第四电阻r4的第一端接地，第四电阻r4的第二端与信号提取电路11的第一输出端和比较器13的同相端分别连接。

第二电压预置电路122包括第三电阻r3，第三电阻r3的第一端连接电源，并通过第二电阻r2分压，第三电阻r3的第二端与信号提取电路11的第二输出端和比较器13的反相端分别连接。

可选的，电压缓冲电路14包括：第三二极管d3、第六电阻r6和第一电容c1。

第三二极管d3的阳极与比较器13的输出端连接；第三二极管d3的阴极与第六电阻r6的第一端连接；第六电阻r6的第二端与控制电路15连接；第一电容c1的第一端与第三二极管d3的阴极连接，第一电容c1的第二端接地。

可选的，电压缓冲电路14还包括：第五电阻r5；第五电阻r5的第一端连接电源，第五电阻r5的第二端与比较器13的输出端连接。

本实施例中，信号提取电路11的第一输入端与锅具上的第一点，即a点连接，并将a点的电势信号输出至比较器13的同相端连接。信号提取电路11的第一输入端，即第一电阻r1的第一端，与锅具上的第二点，即b点连接。b点的电势信号经过第一电阻r1和第二电阻r2分压后输出至比较器13的反向端。

电磁炉加热锅具，锅具在电磁炉高频加热磁场下等效成电感，因此锅具上磁场信号很高，产生的电势很高，而非锅具上磁场信号就很弱，例如锅具电控系统在电磁炉加热磁场下，其电路上也产生电势，但相比锅具上的电势，电路上的电势很弱。示例的，a点电势是50mv，b点电势是49mv，锅具电控系统的地电平产生电势为0.5mv，a点电势50mv输入到比较器13同向端，b点电势通过第一电阻r1和第二电阻r2分压后，输入到比较器13反向端，第一电阻r1的电阻值远大于第二电阻r2的电阻值，导致第二电阻r2上分压很小，输入到比较器13反向端的电压略大于0.5mv，例如0.8mv，这样，比较器13两个输入端的电势差为49.2mv，电池差较大，从而对比较器13的灵敏度和失调电压没有特殊要求，采用普通比较器13即可实现，并且对a点和b点之间的位置没有要求。

由于第一电压预置电路121向比较器13同相端预置零电压，而第二电压预置电路122在比较器13的反向端预置正电压，此正电压大于比较器13的失调电压，因此，若锅具未出于加热磁场中，比较器13不能输出高电平，只有在处于加热磁场时，比较器13才有可能输出高电平。

由于加热磁场信号是正弦波信号，一个周期内从零到波峰值再到零，当加热磁场信号幅值较大时，a点和b点的电势较高，由于b点电势经过分压后输入至比较器13反向端的信号较小，因此比较器13输出高电平；当加热磁场信号幅值较小时，a点和b点的电势较低，由于比较器13反向端具有预置的正电压，比较器13输出低电平。

比较器13输出高电平时，向电压缓冲电路14中的第一电容c1充电，第一电容c1的电压升高，比较器13输出低电平时，由于第三二极管d3的反向截止作用，第一电容c1不会向比较器13输出端反向放电，控制电路15的采样端口处于高阻态，第一电容c1也不会向控制电路15的采样端口放电，所以第一电容c1的电压保持不变。若锅具未出于加热磁场中，则比较器13无法输出高电平，第一电容c1无法累积电压。在一个检测周期内，第一电容c1经过多个加热磁场信号周期的电压累积，控制电路15采用采样端口检测电压高低，根据电压高低判定是否有加热磁场，若电压值大于等于预设值，则确定锅具处于加热磁场中，若电压值小于预设值，则确定锅具未处于加热磁场中。当控制电路15检测加热磁场结束时，将采样端口切换成输出端口，输出低电平，将第一电容c1累积的电压释放到零伏，在下一次开始检测时，再将采样端口切换成高阻态，重复第一电容c1的电压累积过程。

本实施例提供的加热磁场检测电路中，信号提取电路11通过电阻分压，使得输入至比较器13的两个输入端的信号的电势差较大，同时通过电压预置电路12保证了在无加热磁场时，比较器13不能输出高电平，而在有加热磁场时，比较器13可以输出高电平或低电平，通过电压缓冲电路14，使得一段时间内的磁场信号进行累积，使第一电容c1的电压逐渐变大，进而使得控制电路15可以根据第一电容c1的电压确定锅具是否处于加热磁场中，实现了采用从任意灵敏度和失调电压的比较器13，通过锅具上任意的两个点，准确进行加热磁场检测。

图3为本申请提供的又一种加热磁场检测电路的结构示意图。如图3所示，在上述实施例的基础上，加热磁场检测电路还包括：保护电路16。

保护电路16与信号提取电路11的两个输出端、比较器13的两个输入端分别连接；保护电路16用于控制输入至比较器13的两个输入端的电压小于等于第二预设值。

可选的，保护电路16包括：第一保护电路161和第二保护电路162。

第一保护电路161与信号提取电路11的第一输出端和比较器13的同相端分别连接；第二保护电路162与信号提取电路11的第二输出端和比较器13的反向端分别连接。

可选的，第一保护电路161包括第一二极管d1，第一二极管d1的阳极与信号提取电路11的第一输出端和比较器13的同相端分别连接，第一二极管d1的阴极接地。

第二保护电路162包括第二二极管d2，第二二极管d2的阳极与信号提取电路11的第二输出端和比较器13的反向端分别连接，第二二极管d2的阴极接地。

当比较器13同相端的电压信号大于第一二极管d1的导通电压时，第一二极管d1导通，将输入比较器13同相端的最高电压钳位，使其不大于第一二极管d1的导通电压；同样的，当比较器13反相端的电压信号大于第二二极管d2的导通电压时，第二二极管d2导通，将输入比较器13反向端的最高电压钳位，使其不大于第二二极管d2的导通电压。通过对输入至比较器13的两个输入端的电压进行钳位，避免了锅具上的静电等信号使得输入至比较器13的电压过高而损坏比较器13，提高了器件的安全性。

本申请还提供一种锅具，该锅具包括了上述任一实施例中的加热磁场检测电路，锅具通过该加热磁场检测电路确定锅具是否处于加热磁场中，即确定加热平台是否正在进行加热，进而可以对通信模块等单元进行控制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。