家用电器的保护控制装置及家用电器的制作方法

文档序号:13125294阅读:126来源:国知局
技术领域本实用新型涉及于家用电器领域,更具体而言,涉及一种家用电器的保护控制装置及家用电器。

背景技术:
随着家用电器多样性的深入,其安全保护性能获得更多的关注,特别是防火安全。在家用电器的设计中,电气间隙和爬电距离等防火要求均需要考虑,但是,在相关技术中,还并没有针对家用电器的主控芯片发生未知的失控时,进行相应的保护,以防止负载持续不受控工作,导致危险的产生。

技术实现要素:
本实用新型实施方式旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型实施方式需要提供一种家用电器的保护控制装置及家用电器。一种家用电器的保护控制装置,包括:控制部及第一负载回路。该控制部包括处理芯片、驱动部及保护控制电路,该处理芯片连接该保护控制电路及该驱动部,该处理芯片用于输出保护控制信号及驱动信号,该保护控制信号具有第一状态及第二状态。该驱动部用于根据该驱动信号驱动该第一负载回路工作,该保护控制电路用于根据第一状态的该保护控制信号控制该第一负载回路开启,及用于根据第二状态的该保护控制信号控制该第一负载回路断开。本实用新型实施方式的家用电器的保护控制装置中,当保护控制信号的状态为第二状态时,保护控制电路能够控制负载回路断开,使负载停止工作,从而保证了负载的安全,解决了因此导致的安全风险。在某些实施方式中,第一状态的该保护控制信号为脉冲信号,第二状态的该保护控制信号为电平持平信号。在某些实施方式中,该保护控制电路包括第一电容、第二电容及开关件,该第二电容连接在该第一电容及该开关件之间。该处理芯片用于利用第一状态的该保护控制信号通过该第一电容对该第二电容充电,当该第二电容的电压大于或等于设定电压时,该开关件控制该第一负载回路开启。该处理芯片用于利用第二状态的该保护控制信号使该第一电容及该第二电容放电,当该第二电容的电压小于该设定电压时,该开关件控制该第一负载回路断开。在某些实施方式中,该第一负载回路包括负载继电器,该保护控制信号具有第三状态。在该处理芯片输出第一状态的该保护控制信号第一设定时间后,该保护控制电路用于控制该第一负载回路开启,并在该第一负载回路开启第二设定时间后,该处理芯片用于输出用于开启该负载继电器的该驱动信号,该驱动部用于根据用于开启该负载继电器的该驱动信号控制该负载继电器开启。该处理芯片用于输出用于断开该负载继电器的该驱动信号,并在输出用于断开该负载继电器的该驱动信号第三设定时间后,输出第三状态的该保护控制信号,该驱动部用于根据用于断开该负载继电器的该驱动信号控制该负载继电器断开。在该处理芯片输出第三状态的该保护控制信号第四设定时间后,该保护控制电路用于控制该第一负载回路断开。在某些实施方式中,该第四设定时间大于该第一设定时间,该第一设定时间大于该第二设定时间及该第三设定时间。在某些实施方式中,该保护控制电路与该第一负载回路所形成的控制点为地端或电源端。在某些实施方式中,该家用电器的保护控制装置包括第二负载回路,该驱动部连接该第二负载回路及该处理芯片,该驱动部用于根据该驱动信号驱动该第二负载回路工作。在某些实施方式中,该保护控制电路包括第三负载回路,该保护控制信号具有第三状态。在该处理芯片输出第一状态的该保护控制信号第一设定时间后,该保护控制电路用于控制该第三负载回路开启。该处理芯片用于输出第三状态的该保护控制信号,在该处理芯片输出第三状态的该保护控制信号第二设定时间后,该保护控制电路用于控制该第三负载回路断开。一种家用电器,包括如上任一实施方式所述的家用电器的保护控制装置。上述家用电器中,当保护控制信号的状态为第二状态时,保护控制电路能够控制负载回路断开,使负载停止工作,从而保证了负载的安全,解决了因此导致的安全风险。本实用新型实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型实施方式的实践了解到。附图说明本实用新型实施方式的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:图1是本实用新型实施方式的家用电器的保护控制装置的模块示意图;图2是本实用新型实施方式的家用电器的保护控制装置的电路示意图;图3是本实用新型实施方式的家用电器的保护控制装置的控制时序图;图4是本实用新型实施方式的家用电器的保护控制装置的保护控制电路的电路示意图;图5是本实用新型实施方式的家用电器的保护控制装置的另一模块示意图;图6是本实用新型实施方式的家用电器的保护控制装置的保护控制电路的另一电路示意图;图7是本实用新型实施方式的家用电器的保护控制装置的另一电路示意图;图8是本实用新型实施方式的家用电器的保护控制装置所形成的负载控制芯片的电路示意图;图9是本实用新型实施方式的家用电器的保护控制装置的应用案例示意图;图10是本实用新型实施方式的家用电器的保护控制装置的另一应用案例示意图。具体实施方式下面详细描述本实用新型的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”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;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通信;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或两个元件的相互作用关系。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在本实用新型中的具体含义。下文的公开提供了许多不同的实施方式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定进行描述。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/或参考字母,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方式和/或设定之间的关系。此外,本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。请参图1,本实用新型实施方式提供的一种家用电器的保护控制装置100,包括控制部102及第一负载回路104。控制部102包括处理芯片106、驱动部108及保护控制电路110,处理芯片106连接保护控制电路110及驱动部108,处理芯片106用于输出保护控制信号及驱动信号,保护控制信号具有第一状态及第二状态。驱动部108用于根据驱动信号驱动第一负载回路104工作,保护控制电路110用于根据第一状态的保护控制信号控制第一负载回路104开启,及用于根据第二状态的保护控制信号控制第一负载回路104断开。因此,上述家用电器的保护控制装置100中,当保护控制信号的状态为第二状态时,保护控制电路110能够控制负载回路104断开,使负载停止工作,从而保证了负载的安全,解决了因此导致的安全风险。具体地,家用电器的保护控制装置100可用于家用电器中,例如涉及到加热的家用电器,如微波炉、烤箱、电压力锅、电饭煲、豆浆机等。当家用电器为微波炉时,处理芯片106还连接有炉门检测电路112及蜂鸣器驱动电路114。微波炉包括加热用的多个负载继电器,例如分别为微波(MICRO)继电器116(即图2中的RLY1)、烧烤(GRILL)继电器118(即图2中的RLY2)、蒸汽继电器120和热风(CONV或CONVECTION)继电器122(即图2中的RLY3)。处理芯片106例如是中央处理器(CPU)。驱动部108可由I/O加三极管驱动构成。例如,在本实用新型的示例中,驱动部108可由驱动芯片实现。请参图2,驱动芯片ULN2003包括输入引脚IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6及IN7,及输出引脚OUT1、OUT2、OUT3、OUT4、OUT5、OUT6及OUT7。输入引脚用于接收处理芯片106的驱动信号,输出引脚用于输出控制对应负载继电器的控制信号。请结合图2,保护控制电路110包括保护输入端SAFE,保护输入端SAFE连接处理芯片106,用于接收处理芯片106输出的保护控制信号。在某些实施方式中,第一负载回路104包括负载继电器。在本实用新型的示例中,负载继电器包括上述加热用的负载继电器,即微波继电器116、烧烤继电器118、蒸汽继电器120和热风继电器122。在某些实施方式,家用电器的保护控制装置100包括第二负载回路124,驱动部108连接第二负载回路124及处理芯片106,驱动部108用于根据驱动信号驱动第二负载回路124工作。具体地,在本实用新型的示例中,第二负载回路124包括炉灯继电器126(即图2中的RLY5)及风扇继电器128(即图2中的RLY6)。炉灯继电器126及风扇继电器128连接驱动部108。也就是说,炉灯继电器126及风扇继电器128由驱动部108单独驱动,不受保护控制电路110控制。在本实用新型的示例中,炉灯继电器126的一端及风扇继电器128的一端可分别连接驱动芯片ULN2003的输出引脚OUT1及OUT6。炉灯继电器126的另一端及风扇继电器128的另一端可连接电源端(+12V)。在某些实施方式中,第一状态的保护控制信号为脉冲信号,第二状态的保护控制信号为电平持平信号。因此,当处理芯片106正常工作时,可输出脉冲信号,保护控制电路110根据脉冲信号控制第一负载回路104开启。当处理芯片106失控时,可输出电平持平信号,保护控制电路110根据电平持平信号控制第一负载回路104断开。电平持平信号可以为低电平持平信号或高电平持平信号。在某些实施方式中,保护控制电路110包括第一电容C15、第二电容E3及开关件,第二电容E3连接在第一电容C15及开关件之间。处理芯片106用于利用第一状态的保护控制信号通过第一电容C15对第二电容E3充电,当第二电容E3的电压大于或等于设定电压时,开关件控制第一负载回路104开启;处理芯片106用于利用第二状态的保护控制信号使第一电容C15及第二电容E3放电,当第二电容E3的电压小于设定电压时,开关件控制第一负载回路104断开。具体地,在本实用新型的示例中,开关件包括三极管Q12及三极管Q14。当处理芯片106输出第一状态的保护控制信号时,如第一状态的保护控制信号为脉冲信号,通过保护输入端SAFE的脉冲信号不断地对第一电容C15进行充电和放电,进而对第二电容E3进行充电和放电。当第二电容E3在放电时,第二电容E3的电压降低至设定阈值时,第一状态的保护控制信号需为第二电容E3充电,这样可以让第二电容E3的电压高于三极管Q12的导通电压,从而驱动三极管Q14导通,使得电源端(+12V)的电可以接入负载继电器(如图2中的继电器RLY1、RLY2及RLY3)的一端,使第一负载回路104开启。设定阈值可由三极管Q12的B极及E极两端的电压和串联在B极的电阻的阻值决定。当处理芯片106出现死机等失控的情况下,处理芯片106输出的保护控制信号变为第二状态,如保护控制信号一直保持高电平或者低电平。这样第一电容C15和第二电容E3一直处于放电状态,当第二电容E3两端的电压低于三极管Q12的导通电压时,则三极管Q12自动截止,进而使三极管Q14截止,即控制第一负载回路104断开,从而保证了负载安全,解决了因此导致的安全风险。在某些实施方式中,保护控制信号具有第三状态。在处理芯片106输出第一状态的保护控制信号第一设定时间后,保护控制电路110用于控制第一负载回路104开启,并第一负载回路104开启第二设定时间后,处理芯片106用于输出用于开启负载继电器的驱动信号,驱动部108用于根据用于开启负载继电器的驱动信号控制负载继电器开启。处理芯片106用于输出用于断开负载继电器的驱动信号,并在输出用于断开负载继电器的驱动信号第三设定时间后,输出第三状态的保护控制信号,驱动部108用于根据用于断开负载继电器的驱动信号控制负载继电器断开。在处理芯片106输出第三状态的保护控制信号第四设定时间后,保护控制电路110用于控制第一负载回路104断开。具体地,处理芯片106可利用图3所示的控制时序图进行相应控制。第三状态的保护控制信号可为处理芯片106正常工作时所发出的控制第一负载回路104断开的控制信号。在本实用新型的示例中,当处理芯片106输出第一状态的保护控制信号经过第一设定时间T1后,保护控制电路110的三极管Q14导通时,第一负载回路104的开关信号置高,控制第一负载回路104开启,也即电源端(+12V)接到负载继电器(如微波继电器RLY1、烧烤继电器RLY2和热风继电器RLY3)的一端。第一设定时间T1的大小跟第一电容C15、电阻R49、第二电容E3和电阻R47的值有关。本示例中,第一电容C15的电容值为1uF,电阻R49的阻值为2K,第二电容E3的电容值为47uF,电阻R47的阻值为10K,通过测试可以知道,第一设定时间T1为80ms左右。实际选取的时候,需要有一定的余量,为了保证经过第一设定时间T1后,第一负载回路104的开关信号必须置高。此时延迟第二设定时间T2后,处理芯片106再输出用于开启负载继电器的驱动信号,如开启微波继电器RLY1、烧烤继电器RLY2和/或热风继电器RLY3的驱动信号。由于微波继电器RLY1要保证在市电电压的波峰或波谷处开启,因此负载继电器的驱动信号一定要在第一负载回路104开启后,再开启。第一设定时间大于第二设定时间,第二设定时间T2一般在10ms以上。当要关闭负载继电器时,则先关闭负载继电器的驱动,此时处理芯片106输出用于断开负载继电器的驱动信号,如断开微波继电器RLY1、烧烤继电器RLY2和/或热风继电器RLY3的驱动信号。驱动部108根据用于断开负载继电器的驱动信号控制负载继电器断开。在延迟第三设定时间T3后,处理芯片106输出第三状态的保护控制信号,即再关闭保护输入端SAFE的驱动信号,使得负载继电器的驱动都是可控的。第一设定时间大于第三设定时间,第三设定时间T3一般在10ms以上。在处理芯片106输出第三状态的保护控制信号,例如处理芯片106将保护控制信号置于低电平状态时,经过第四设定时间T4后,第一负载回路104的开关信号自动关闭,使负载继电器与电源端(+12V)断开,即使第一负载回路104断开。原因是在图2所示的保护控制电路中,当保护控制信号置于低电平状态时,第一电容C15和第二电容E3一直处于放电状态,当第二电容E3两端的电压低于三极管Q12的导通电压时,则三极管Q12截止,进而使三极管Q14截止。第四设定时间T4的大小跟第一电容C15、电阻R49、第二电容E3和电阻R47的值有关。本示例中,第二电容C15的电容值为1uF,电阻R49的阻值为2K,第二电容E3的电容值为47uF,电阻R47的阻值为10K,通过测试可以知道,第四设定时间大于第一设定时间。在某些实施方式中,保护控制电路110与第一负载回路104所形成的控制点为地端或电源端。具体地,在图2所示的示例中,保护控制电路110与第一负载回路104所形成的控制点为电源端(+12V)。在本实用新型所示的另一示例中,请参图4,保护控制电路210与图2所示的保护控制电路110主要不同在于,保护控制电路210用三极管Q5取代两个二极管D1及D2。在保护控制电路210中,第一负载回路104与保护控制电路210所形成的控制点可选在A点(地端),也可以选择在B点(电源端+12V),虚线框线所示的是三极管驱动,此时,可将控制点选在B点,即电源端。需要指出的是,图4中的保护控制电路210的保护输入端标为LAMP。在某些实施方式中,请参图5,保护控制电路310包括第三负载回路304,保护控制信号具有第三状态。在处理芯片106输出第一状态的保护控制信号第一设定时间后,保护控制电路310用于控制第三负载回路304开启。处理芯片106用于输出第三状态的保护控制信号,在处理芯片106输出第三状态的保护控制信号第二设定时间后,保护控制电路310用于控制第三负载回路304断开。具体地,在本实用新型实施方式中,请参图6,第三负载回路304包括负载继电器RLY4,在本示例中,负载继电器RLY4为炉灯继电器,也就是说,炉灯继电器受保护控制电路310控制。相对于图4所示的保护控制电路210,保护控制电路310在A点上面增加了第三负载回路304,可用于控制负载继电器RLY4,如炉灯继电器。因此,本实用新型实施方式的驱动部308中可省去一个驱动炉灯继电器的三极管。在上面某些实施方式中,第二负载回路324也可省略掉对应的继电器回路。需要指出的是,图6中的保护控制电路的保护输入端标为LAMP。第三状态的保护控制信号可为处理芯片106正常工作时所发出的控制第三负载回路304断开的控制信号。当处理芯片106输出第一状态的保护控制信号时,第一状态的保护控制信号不断给电容C12及E3充电和放电,与本实用新型上述某些实施方式相类似,在处理芯片106输出第一状态的保护控制信号第一设定时间后,电容E3的电压高于三极管Q6的导通电压,使保护控制电路310的三极管Q6导通,进而控制负载第三负载回路304开启,即开启负载继电器RLY4。当处理芯片106输出第三状态的保护控制信号,如持续低电平的保护控制信号时,电容C12及E3放电,在经过第二设定时间后,电容E3的电压低于三极管Q6的导通电压,使保护控制电路310的三极管Q6截止,进而控制第三负载回路304断开,即断开负载继电器RLY4。需要指出的是,本实施方式的第二设定时间与上述某些实施方式的第四设定时间相类似。当应用如图6所示的保护控制电路310时,请参图7所示,家用电器的保护控制装置与图2所示的家用电器的保护控制装置100的主要差异是炉门检测电路和保护控制电路。由于炉门检测电路不需要进行+12V与+5V的转换,因此省去一个三极管。同时保护控制电路310采用了图7的方式。进一步地,为了整合蜂鸣器驱动、炉门检测以及保护控制电路,可将本实用新型实施方式的保护控制电路及相关电路制成负载控制芯片。在图8所示的示例中,负载控制芯片内部分为:主负载驱动、非主负载驱动、预留负载驱动、蜂鸣器驱动、炉门检测以及保护控制电路。电源(12V)驱动部分,在三极管C极和电源端(12V)之间均增加反向二极管。三极管可根据实际应用场景进行修改,若需要大电流可使用达林顿管。特别注意的是:保护控制电路与炉门检测部分的三极管需要大电流,因此采用达林顿管。各个部分及其与引脚的关系见图说明。负载控制芯片可以满足大部分家电的负载开发。当处理芯片输出保护控制信号时,例如是用于开启负载回路的保护控制信号时,此时的保护控制信号可为脉冲信号,脉冲信号不断向电容C12及保护控制电路的电容充电和放电,与本实用新型上述某些实施方式相类似,最后使保护控制电路的三极管导通,进而控制对应的负载回路开启。以下提供负载控制芯片的两个应用案例。案一:如图9所示,在负载控制芯片MX2018的BUZZER脚接蜂鸣器,C3脚接炉灯继电器,C1脚接风扇继电器,C5脚接微波继电器,C6脚接烧烤继电器。CAP2脚接电容E3,CAP1脚接电容C12和电阻R47,DOOR脚输出DOOR信号,外接滤波电容C10,Y脚接炉门插座CN1。案2:如图10所示,当负载控制芯片MX2018的资源不够时,如需增加热风(CONV)继电器RLY4,则只需要在C3脚即保护控制电路的输出脚,外接三极管Q9进行控制即可。同时,在驱动口增加一个三极管Q4和二极管D5接入炉门插座CN1即可。本实用新型实施方式提供一种家用电器。家用电器包括如上任一实施方式所述的家用电器的保护控制装置。因此,上述家用电器中,当保护控制信号的状态为第二状态时,保护控制电路能够控制负载回路断开,使负载停止工作,从而保证了负载的安全,解决了因此导致的安全风险。具体地,家用电器可为微波炉、烤箱、电压力锅、电饭煲、豆浆机等家用电器。如此,可使用户更安全地使用常用的家用电器。在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式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方式或示例中。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方式或示例。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方式或示例中以合适的方式结合。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本实用新型的实施方式所属技术领域的技术人员所理解。在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,\计算机可读介质\可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(移动终端),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。应当理解,本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施方式方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,所述程序在执行时,包括方法实施方式的步骤之一或其组合。此外,在本实用新型各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施方式,可以理解的是,上述实施方式是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。
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