一种测温元件及温控电路的制作方法

本实用新型涉及但不仅限于厨房家电领域，更具体地，涉及一种测温元件及温控电路。

背景技术：

测温元件是一种用于检测温度并进行温度保护的感温控头，大多用于食品加工机中，尤其是采用磁力加热的ih饭煲中。测温元件的感温帽内置有测温传感器和温控器，测温传感器用于检测温度，比如检测食品加工机的腔体温度。温控器用于温度保护，比如可在食品加工机的腔体温度达到设定值时，温控器自动断，以实现温度保护。

图1为现有方案中测温元件的结构示意图，图2为现有方案中测温元件的连接示意图，如图1和图2所示，测温元件可由内置在感温帽1的测温传感器和温控器构成。温控器和测温传感器接插的位置不同，如图2中温控器f1接插在温控线路板的a、b之间的位置，测温传感器rt接插在温控线路板的c、d之间的位置。由于温控器和测温传感器接插的位置不同，温控器和测温传感器需要各两条引线和各一个接插端子，即测温元件的温控器和测温传感器共需四条引线和两个接插端子。如图1中测温元件需设置两个接插端子：温控器接插端子l1和ntc接插端子l2，增加了成本。其中，图2中l0为接地线接插端子，e为感温帽的支架，j为线盘，测温元件一般设置线盘j中。

技术实现要素：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种测温元件，包括感温帽、设置在感温帽内的测温传感器和温控器，所述测温传感器的第一引脚形成第一连接端子，所述测温传感器的第二引脚与所述温控器的一端引脚连接形成第二连接端子，所述温控器的另一端引脚形成第三连接端子，第一连接端子、第二连接端子和第三连接端子组装在一起形成接插端子。

在一示例中，所述温控器包括熔断体，所述测温传感器包括负温度系数热敏电阻器。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种温控电路，包括如第一方面任一实施例所述的测温元件，所述温控电路还包括：主控芯片，所述测温元件的第一连接端子与所述主控芯片的a/d采样端连接，所述测温元件的第二连接端子连接至所述主控芯片的工作电压引脚，所述测温元件的第三连接端子连接至直流供电线路。

在一示例中，所述温控电路还包括：用于将直流供电线路的直流电压转换为主控芯片工作电压的电压转换电路，所述测温元件的第三连接端子连接至直流供电线路，所述测温元件的第二连接端子通过所述电压转换电路连接至所述主控芯片的工作电压引脚。

在一示例中，所述温控电路还包括：用于校准所述直流电压的电压校准电路，所述电压校准电路的输入端与所述测温元件的第二连接端子连接，所述电压校准电路的输出端与所述主控芯片的a/d采样端连接。

在一示例中，所述电压校准电路包括串联的第四电阻r4以及振荡电路，所述振荡电路与所述主控芯片的a/d采样端连接；所述振荡电路包括并联的第一振荡支路和第二振荡支路，第一振荡支路包括第六电阻r6，第二振荡支路包括串联的第五电阻r5和第二电容c2，第五电阻r5连接第二电容c2的一端接地。

在一示例中，所述温控电路还包括：串联的分压电路和滤波电路，所述分压电路与所述测温元件的第一连接端子连接，所述分压电路与所述主控芯片的a/d采样端连接；

所述分压电路包括串联的第一电阻r1和第二电阻r2，所述滤波电路包括并联在第二电阻r2两端的第三电阻r3和第一电容c1，第二电阻r2连接第一电容c1的一端接地。

在一示例中，所述温控电路还包括：用于将直流供电线路的直流电压转换为预设电压的电压转换电路，所述测温元件的第三连接端子通过所述电压转换电路连接至直流供电线路，所述测温元件的第二连接端子连接至所述主控芯片的工作电压引脚。

在一示例中，所述温控电路还包括：并联的第二电阻r2和滤波电路，所述滤波电路包括串联的第三电阻r3和第一电容c1，第三电阻r3和第一电容c1的串联连接端与所述主控芯片的a/d采样端连接，第二电阻r2连接第一电容c1的一端接地。

在一示例中，所述直流供电线路包括9v、12v或18v的直流电，所述主控芯片的工作电压包括直流5v。

本实用新型至少一个实施例提供的测温元件及温控电路，与现有技术相比，具有以下有益效果：测温传感器和温控器相连，使得测温元件可以只采用1个接插端子和三根线连接，可以省掉一根引线和一个接插端子，降低了成本，简化了安装，以及可使得生产更方便。

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、温控电路采用测温传感器和温控器相连的测温元件，可以省掉一根引线和一个接插端子，降低了成本，简化了安装，可使得生产更方便。另外，改变温控器的连接位置，把温控器的连接位置由原先连接强电改为连接直流供电线路，提高了电磁兼容的性能。

2、改变温控器的连接位置，把温控器连接位置由强电改为直流供电线路的弱电，流经温控器的电流减小，自发热会更小，可靠性更高。

3、温控器的一端可直接连接至直流供电线路，温控器的另一端通过电压转换电路连接至主控芯片的工作电压引脚，通过电压转换电路可将温控器连接的直流供电线路的直流电压(比如18vdc的弱电)转换为主控芯片所需的工作电压(比如5vdc)，可使用温控器连接的弱电进行供电。

4、在温控器直接连接至直流供电线路时，可在温控器和主控芯片的a/d采样端之间设置电压校准电路，以对直流供电线路的直流电压进行校准，确保测温传感器所在的测温电路得到的a/d值的准确性，解决ac-dc输出的电压精度不高的问题。

5、温控器可直接连接在精度相对较高的5vdc输出端，确保测温传感器所在的测温电路得到的a/d值的准确性，另外，由于直流5v输出的精度相对较高，无需用于校准弱电电压的电压校准电路，节约成本。

6、在测温传感器与主控芯片的a/d采样端之间设置一个电阻，可确保主控芯片的a/d采样端转换得到的数据的准确性。

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为现有方案中测温元件的结构示意图；

图2为现有方案中测温元件的连接示意图；

图3为本实用新型实施例提供的测温元件的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的感温帽的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的测温传感器与温控器的电路连接示意图；

图6为本实用新型实施例提供的温控电路的结构框图；

图7为本实用新型一示例实施例提供的温控电路的电路原理图；

图8为本实用新型一示例实施例提供的温控电路的电路原理图；

图9为本实用新型一示例实施例提供的温控电路的电路原理图。

附图标记说明：

1-感温帽；2-测温传感器；3-温控器；61-测温元件；62-主控芯片；l1-温控器接插端子；l2-ntc接插端子；l0，n1-接地线接插端子；j-线盘；e-感温帽的支架；n-接插端子。

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。

实施例一

本实用新型实施例提供一种测温元件，图3为本实用新型实施例提供的测温元件的结构示意图，图4为本实用新型实施例提供的感温帽的结构示意图，图5为本实用新型实施例提供的测温传感器与温控器的电路连接示意图，如图3、图4和图5所示，测温元件可以包括：感温帽1、设置在感温帽内的测温传感器2和温控器3，测温传感器的第一引脚形成第一连接端子c，测温传感器的第二引脚与温控器的一端引脚连接形成第二连接端子b，温控器的另一端引脚形成第三连接端子a，第一连接端子c、第二连接端子b和第三连接端子a组装在一起形成接插端子n。

本实施例中，将测温传感器和温控器相连，形成三个连接端子，只需三根线连接即可，且三个连接端子组装在一起形成一个接插端子，使得测温元件可以只采用1个接插端子和三根线连接。相较于现有方案中测温传感器和温控器分别连接在温控线路板的不同位置，需要四根线和两个接插端子，可以省掉一根引线和一个接插端子，降低了成本，并简化了安装。

另外，测温传感器和温控器相连，三个连接端子组装在一起形成一个接插端子，使得测温传感器和温控器接插的位置相同，比如测温传感器和温控器可以接插在温控线路板的同一位置处。相较于现有方案中测温传感器和温控器接插的位置不同，生产更方便。

在一示例中，温控器可以包括熔断体，测温传感器可以包括负温度系数热敏电阻器(negativetemperaturecoefficient，简称ntc)。本实施例中，感温帽中可内置熔断体和ntc，ntc用于检测温度，熔断体用于过电流保护，以实现温度保护和过电流保护。熔断体和ntc相连形成三个连接端子，三个连接端子可组装在一起形成一个接插端子，使得测温元件可以只采用1个接插端子和三根线连接。

其中，图3中n1为接地线接插端子，e为感温帽的支架，支架e可以为塑胶支架，感温帽1可以为铝帽。

本实用新型实施例提供的测温元件，测温传感器和温控器相连，使得测温元件可以只采用1个接插端子和三根线连接，可以省掉一根引线和一个接插端子，降低了成本，简化了安装，以及可使得生产更方便。

本实用新型实施例还提供一种温控电路，图6为本实用新型实施例提供的温控电路的结构框图，图7为本实用新型一示例实施例提供的温控电路的电路原理图，如图6和图7所示，温控电路可以包括如第一方面任一实施例的测温元件61，温控电路还可以包括：主控芯片62，测温元件的第一连接端子与主控芯片的a/d采样端连接，测温元件的第二连接端子连接至主控芯片的工作电压引脚，测温元件的第三连接端子连接至直流供电线路。

本实施例中，可将上述实施例中测温元件中的接插端子接插在温控线路板上，与温控线路板上的主控芯片连接，以实现温度检测和温度控制。

本实施例中，温控电路可适用于采用磁力进行加热的食品加工机，比如可以包括但不仅限于ih饭煲。然而，在实际应用中，测温元件放置于线盘j中间，测温传感器和温控器连接线以及接地线经过线盘连接到主控芯片上，在磁力加热过程中，线盘中线圈产生的磁场对导线影响，导致整机传导和辐射变差。

本实施例中，可改变温控器的连接位置，把温控器的连接位置由原先连接强电改为连接直流供电线路，由于电源经过了交流-直流(ac-dc)的转化，线盘工作时产生的磁场对电网的影响降低，对电磁兼容有一定的改善，提高了电磁兼容的性能。

在一示例中，直流供电线路可以包括9v、12v或18v的直流电，其可以称为弱电。主控芯片的工作电压可以包括直流5v。本实施例以及下述实施例以直流供电线路的直流电压为18v，主控芯片的工作电压为5v为例进行阐述，直流供电线路的直流电压为9v或12v的实现原理与之类似，本实施例不再一一赘述。

本实施例中，直流供电线路可以称为弱电，直流供电线路的直流电压可以称为弱电电压。由于温控器本身有内阻，在生产加工时，温控器两端引脚与导线铆接点也存在一定的接触电阻，由物理公式p＝i²r可知，功率p与电流i的平方成正比，电流越大，温控器自发热就越严重，r表示电阻。本实施例中，改变温控器的连接位置，把温控器连接位置由强电改为直流供电线路(弱电)，通过温控器(比如熔断体)的熔断对弱电电路和强电电路急性保护，流经温控器的电流减小，自发热会更小，可靠性更高。因此可以采用小电流的温控器，降低了温控器的自发热问题，降低了成本，提高了温控器工作的可靠性。

在一示例中，主控芯片可以包括单片机(microcontrollerunit，简称mcu)。

本实用新型实施例提供的温控电路，采用测温传感器和温控器相连的测温元件，可以省掉一根引线和一个接插端子，降低了成本，简化了安装，可使得生产更方便。另外，改变温控器的连接位置，把温控器的连接位置由原先连接强电改为连接直流供电线路，提高了电磁兼容的性能。

在本实用新型一示例实施例中，如图7所示，温控电路还可以包括：用于将直流供电线路的直流电压转换为主控芯片工作电压的电压转换电路u2，测温元件的第三连接端子a连接至直流供电线路，测温元件的第二连接端子b通过电压转换电路u2连接至主控芯片的工作电压引脚。

本实施例中，可在测温元件的第二连接端子b与主控芯片的工作电压引脚之间设置电压转换电路u2，温控器的一端可直接连接至直流供电线路(比如18vdc的弱电)，温控器的另一端通过电压转换电路u2连接至主控芯片的工作电压引脚，通过电压转换电路可将温控器连接的直流供电线路的直流电压(比如18vdc)转换为主控芯片所需的工作电压(比如5vdc)，以给主控芯片供电，可使用温控器连接的弱电进行供电。

其中，电压转换电路的具体结构和实现原理与现有技术相同，本实施例在此不进行限定和赘述。

在本实用新型一示例实施例中，图8为本实用新型一示例实施例提供的温控电路的电路原理图，如图8所示，温控电路还可以包括：用于校准直流电压的电压校准电路，电压校准电路的输入端与测温元件的第二连接端子b连接，电压校准电路的输出端与主控芯片的a/d采样端连接。

由于ac-dc输出的电压精度不高，而且存在外部负载变化而变化情况。本实施例中，可设置电压校准电路，用于校准直流供电线路的直流电压(比如18dc的弱电)，以对测温传感器所在的测温电路的弱电电压进行校准，从而对测温传感器所在的测温电路得到的测温数据a/d值进行一次校准，确保测温传感器所在的测温电路得到的a/d值的准确性。

本实施例中，在温控器直接连接至直流供电线路时，可在温控器和主控芯片的a/d采样端之间设置电压校准电路，以对直流供电线路的直流电压(弱电电压)进行校准，确保测温传感器所在的测温电路得到的a/d值的准确性，解决ac-dc输出的电压精度不高的问题。

在一示例中，如图8所示，电压校准电路可以包括串联的第四电阻r4以及振荡电路，振荡电路与主控芯片的a/d采样端连接；振荡电路可以包括并联的第一振荡支路和第二振荡支路，第一振荡支路可以包括第六电阻r6，第二振荡支路可以包括串联的第五电阻r5和第二电容c2，第五电阻r5连接第二电容c2的一端接地。

本实施例中，可通过电阻r4、r5、r6以及电容c2组成电压校准电路，以对弱电电压18vdc进行校准。其中，电阻r4、r5、r6以及电容c2组成电压校准电路的实现原理与现有技术相同，本实施例在此不进行限定和赘述。

在本实用新型一示例实施例中，如图7和图8所示，温控电路还可以包括：串联的分压电路和滤波电路，分压电路与测温元件的第一连接端子c连接，分压电路与主控芯片的a/d采样端连接；分压电路可以包括串联的第一电阻r1和第二电阻r2，滤波电路可以包括并联在第二电阻r2两端的第三电阻r3和第一电容c1，第二电阻r2连接第一电容c1的一端接地。

本实施例中，温控器f1、测温传感器rt、r1和r2构成分压电路与r3和c1构成的滤波回路可以组成测温电路，由于测温传感器rt的参考电压18v超过了主控芯片的供电电压5v，本实施例通过增加一个分压电阻r1，即在测温传感器与主控芯片的a/d采样端之间设置一个电阻，使得在测温传感器rt短路的情况下，r1和r2对18v进行分压，使得r2上的分压低于5v，以确保mcu的a/d采样端转换得到的数据的准确性。

本实施例中，在测温传感器与主控芯片的a/d采样端之间设置一个电阻，可确保主控芯片的a/d采样端转换得到的数据的准确性。

本实施例中，当磁力加热异常导致高温时，温控器f1熔断，mcu停止工作，mcu停止输出，绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartransistor，igbt)关闭。也即，由于18v端口igbt的驱动供电被切断，确保了igbt的关闭，加热停止。其中，如图7和图8所示，主控芯片可通过功率开关管q1、q2和q3实现igbt的关闭，功率开关管q1、q2和q3可以为三极管或mos管等，其具体实现原理与现有技术相同，本实施例在此不进行限定和赘述。

实施例二

本实施例提供了一种测温元件及温控电路，其与实施例一的主要不同之处在于，温控器的连接位置不同。相较于实施例一种温控器直接连接至直流供电线路，本实施例中，温控器通过电压转换电路连接至直流供电线路。

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温控电路的电路原理图，如图9所示，温控电路还可以包括：用于将直流供电线路的直流电压转换为预设电压的电压转换电路u2，测温元件的第三连接端子a通过电压转换电路u2连接至直流供电线路，测温元件的第二连接端子b连接至主控芯片的工作电压引脚。

在实际应用中，由于ac-dc输出的电压精度不高，而且存在外部负载变化而变化情况，而直流5v输出的精度相对较高。

本实施例中，温控器的一端可直接连接至5vdc，温控器的另一端可通过电压转换电路u2连接至直流供电线路，电压转换电路u2可将直流供电线路的直流电压(比如18vdc的弱电)转换为5vdc。

另外，本实施例中，温控器和温度传感器连接的第二连接端子b直接连接5vdc，由于直流5v输出的精度相对较高，即无需用于校准直流供电线路直流电压(弱电电压)的电压校准电路，即可确保测温传感器所在的测温电路得到的a/d值的准确性。也即，本实施例中，温控器放置于5v输出端，可以省掉图8中直流供电线路直流电压(比如18vdc)的电压校准电路。

本实施例中，温控器可直接连接在精度相对较高的5vdc输出端，确保测温传感器所在的测温电路得到的a/d值的准确性，另外，由于直流5v输出的精度相对较高，无需用于校准直流供电线路电压的电压校准电路，节约成本。

在本实用新型一示例实施例中，如图9所示，温控电路还可以包括：并联的第二电阻r2和滤波电路，滤波电路可以包括串联的第三电阻r3和第一电容c1，第三电阻r3和第一电容c1的串联连接端与主控芯片的a/d采样端连接，第二电阻r2连接第一电容c1的一端接地。

本实施例中，温控器f1、测温传感器rt、r2与r3和c1构成的滤波回路可以组成测温电路，由于测温传感器rt的参考电压5v为主控芯片的供电电压，测温传感器rt短路的情况下，r2上的分压可以低于5v，而无需增加一个分压电阻(如图7和图8中的)r1，可以确保mcu的a/d转换得到的数据的准确性。

本实施例中，在igbt驱动回路正常的情况下，如果温控器熔断，可以起到保护作用，但是如果igbt驱动回路故障，会导致igbt不能断开，导致igbt被短路。

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。