一种食品加工机的保护电路和印刷电路板的制作方法

本实用新型实施例涉及烹饪设备电路保护技术，尤指一种食品加工机的保护电路和印刷电路板。

背景技术：

目前，大多数电子产品都选用开关电源供电，以节省能源和提高工作效率；同时越来越多的产品也都含有数字电路，以提供更多的应用功能。

1.开关电源电路和数字电路中的时钟电路是目前电子产品中最主要的电磁干扰源，为了减小产品本身对于电网的电磁干扰，我们使用了EMC(ElectroMagnetic Compatibility电磁兼容性)滤波电路，但是当产品断电后，滤波电路的电感、电容中的储存能量将会通过插头释放，造成安全隐患。在相关技术中，如果直接拔下食品加工机的电源插头，滤波电路的电感中残余的能量将会在电源线插头处产生一定的电压，造成安全隐患。

2.通常食品加工机将市电经开关电源降压到9V左右的电压后，经7805稳压到5V供单片机等控制电路使用。但是开关电源输出的电压会随市电的电压波动而有所波动，所以实际输入到7805稳压芯片的电压最高可能会达到12V甚至更高。在这样的电压下工作，如果负载功率比较大，7805芯片的发热会比较严重，从而影响其寿命与工作效率。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种食品加工机的保护电路和印刷电路板，能够实现食品加工机断电后在安全时间内将自身电路中储能元件的电压降低到安全范围内，从而保证用户使用过程中的安全性。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例采用如下技术方案：

一种食品加工机的保护电路，该食品加工机包括：市电输入与电磁兼容模块，用于为食品加工机提供电源并对该电源进行滤波；该保护电路包括：残余电压释放保护电路；

残余电压释放保护电路，设置于市电输入与电磁兼容模块之中，用于消除市电输入与电磁兼容模块产生的残余电压，其中，残余电压释放保护电路包括多个相互串联的第一保护电阻。

可选地，食品加工机还包括：与市电输入与电磁兼容模块相连的开关电源模块，该开关电源模块包括：线性稳压芯片；保护电路还包括：线性稳压芯片保护电路；

线性稳压芯片保护电路，设置于开关电源模块之中，用于保护线性稳压芯片。

可选地，市电输入与电磁兼容模块包括：依次设置的市电电源、保险管、压敏电阻、第一滤波电容、共模电感和第二滤波电容，其中，保险管串联于市电电源的火线端，压敏电阻、第一滤波电容、共模电感和第二滤波电容均并联于市电电源的火线和零线之间；

残余电压释放保护电路，位于第一滤波电容和共模电感之间，并与第一滤波电容和共模电感并联。

可选地，开关电源模块还包括：开关电源；

线性稳压芯片保护电路，设置于开关电源的输出端和线性稳压芯片的输入端之间。

可选地，线性稳压芯片包括7805芯片。

可选地，线性稳压芯片保护电路包括：一个或多个相互并联的第二保护电阻。

可选地，第二保护电阻的功率为负载功率的X倍；其中X大于1。

可选地，食品加工机还包括：可控硅驱动模块、控制模块、信号模块和负载模块；

其中，开关电源模块和可控硅驱动模块分别与市电输入与电磁兼容模块相连，控制模块、信号模块和负载模块分别与开关电源模块相连，可控硅驱动模块、信号模块和负载模块分别与控制模块相连。

一种食品加工机的印刷电路板，包括：市电输入与电磁兼容模块以及与市电输入与电磁兼容模块相连的开关电源模块；开关电源模块包括：线性稳压芯片；该印刷电路板还包括上述的保护电路。

可选地，保护电路包含的多个相互串联的第一保护电阻采用品字形布局，并且每个第一保护电阻的长度方向均与波峰焊方向垂直。

本实用新型实施例的有益效果包括：

1、本实用新型实施例的食品加工机包括：市电输入与电磁兼容模块，用于为食品加工机提供电源并对该电源进行滤波；该保护电路包括：残余电压释放保护电路；残余电压释放保护电路，设置于市电输入与电磁兼容模块之中，用于消除市电输入与电磁兼容模块产生的残余电压，其中，残余电压释放保护电路包括多个相互串联的第一保护电阻。通过该实施例方案，实现了食品加工机断电后在安全时间内将自身电路中储能元件的电压降低到安全范围内，从而保证了用户使用过程中的安全性；并且将多个第一保护电阻串联后，使得每个电阻实际承受的电压均会在其额定范围内，从而提升了第一保护电阻的寿命。

2、本实用新型实施例的食品加工机还包括：与市电输入与电磁兼容模块相连的开关电源模块，该开关电源模块包括：线性稳压芯片；保护电路还包括：线性稳压芯片保护电路；线性稳压芯片保护电路，设置于开关电源模块之中，用于保护线性稳压芯片。通过该实施例方案，降低了稳压芯片的温升，限制了稳压芯片的工作电流，从而实现了对稳压芯片的保护，提升了稳压芯片的可靠性。

3、本实用新型实施例的市电输入与电磁兼容模块包括：依次设置的市电电源、保险管、压敏电阻、第一滤波电容、共模电感和第二滤波电容，其中，保险管串联于市电电源的火线端，压敏电阻、第一滤波电容、共模电感和第二滤波电容均并联于市电电源的火线和零线之间；残余电压释放保护电路，位于第一滤波电容和共模电感之间，并与第一滤波电容和共模电感并联。通过该实施例方案，可以将残余电压释放保护电路设置于靠近电源插头的位置，在拔下电源插头后，可以快速、有效地将市电电源插头两端的电压降低在安全范围之内。

4、本实用新型实施例的开关电源模块还包括：开关电源；线性稳压芯片保护电路，设置于开关电源的输出端和线性稳压芯片的输入端之间。通过该实施例方案，线性稳压芯片保护电路设置于开关电源输出端之后，线性稳压芯片输入端之前，可以有效避免稳压芯片输入电压异常波动对稳压芯片的冲击，保证其不被损坏或降低寿命。

5、本实用新型实施例的线性稳压芯片保护电路包括：一个或多个相互并联的第二保护电阻。通过该实施例方案，将多个第二保护电阻并联后使得电流可以流过多个第二保护电阻，从而负载的功率被多个第二保护电阻所分担，可以有效地解决因负载电流过大而造成第二保护电阻过载损坏的问题。

6、本实用新型实施例的第二保护电阻的功率为负载功率的X倍；其中X大于1。通过该实施例方案，可以在负载电路异常，从而造成电流过大时，避免稳压芯片受到损坏。

7、本实用新型实施例的保护电路包含的多个相互串联的第一保护电阻采用品字形布局，并且每个第一保护电阻的长度方向均与波峰焊方向垂直。通过该实施例方案，可以在保证印刷电路板的空间的利用率的前提下，避免因焊接工艺偏差而造成安全隐患。

附图说明

下面结合附图对本实用新型实施例做进一步的说明：

图1为本实用新型实施例的市电输入与电磁兼容模块中的保护电阻示意图；

图2为本实用新型实施例的市电输入与电磁兼容模块结构示意图；

图3为本实用新型实施例结合图2给出的残余电压释放保护电路详细实施例示意图；

图4为本实用新型实施例的开关电源模块示意图；

图5为本实用新型实施例的线性稳压芯片保护电路的一种详细实施例示意图；

图6为本实用新型实施例的线性稳压芯片保护电路的另一种详细实施例示意图；

图7为本实用新型实施例的食品加工机结构示意图；

图8为当前的食品加工机印刷电路板中多个串联电阻的布局结构示意图；

图9为本实用新型实施例的多个串联的第一保护电阻在食品加工机印刷电路板中的布局结构示意图。

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。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例采用如下技术方案：

实施例一

一种食品加工机的保护电路，如图1所示，该食品加工机包括：市电输入与电磁兼容模块1，用于为食品加工机提供电源并对该电源进行滤波；该保护电路包括：残余电压释放保护电路11；

残余电压释放保护电路11，设置于市电输入与电磁兼容模块1之中，用于消除市电输入与电磁兼容模块1产生的残余电压，其中，残余电压释放保护电路包括多个相互串联的第一保护电阻111。

可选地，如图2所示，市电输入与电磁兼容模块1可以包括：依次设置的市电电源12、保险管13、压敏电阻14、第一滤波电容15、共模电感16和第二滤波电容17，其中，保险管13串联于市电电源12的火线端，压敏电阻14、第一滤波电容15、共模电感16和第二滤波电容17均并联于市电电源12的火线L和零线N之间；

残余电压释放保护电路11，位于第一滤波电容15和共模电感16之间，并与第一滤波电容15和共模电感16并联。

在本实用新型实施例中，食品加工机(如豆浆机)的市电输入与电磁兼容模块1的构成及原理如图2所示，第一滤波电容15和第二滤波电容17并联于市电输入端L与N之间，两个电容中间还有一个共模电感16，它们都是形成残余电压的重要原因。

在本实用新型实施例中，由于残余电压释放保护电路11的主要目的是在拔下电源插头后将市电电源12插头两端的电压降低在安全范围之内，所以本实用新型实施例的耗能电路(即残余电压释放保护电路11)应尽量靠近电源插头，但该耗能电路也应该在保险管13与压敏电阻14的保护范围之内，所以本实施例方案所提供的耗能电路放置于第一滤波电容15和共模电感16之间，并且该耗能电路还可以放置于压敏电阻14和第一滤波电容15之间。如图2所示，可以在方框所在位置设置该残余电压释放保护电路11。

在本实用新型实施例中，如图3所示，给出了一种残余电压释放保护电路11的具体实施例。残余电压释放保护电路11设置于食品加工机的市电电源12与共模电感16之间，电路的一端接到市电电源12的火线L上，另一端接到市电电源12的零线N上。

在本实用新型实施例中，通过在市电输入端与共模电感之间并联一定阻值的第一保护电阻111，实现了在拔下食品加工机的电源插头后，通过该第一保护电阻111消耗电感中的能量，从而在特定的安全时间内将插头两端的电压降低到安全范围内。

在本实用新型实施例中，上述作用的前提是此残余电压释放保护电路11能够承受电感所释放的能量冲击，这一点可以通过下述的实施例方案实现。

可选地，残余电压释放保护电路可以包括一个或多个相互串联的第一保护电阻111。

在本实用新型实施例中，如图3所示，方框内为本实用新型实施例的一种残余电压释放保护电路11的示意图，其中，第一保护电阻111为3个。在其它实施例中，还可以根据具体的应用场景或需求自行定义第一保护电阻111的个数，对于其具体数值不做限制。

在本实用新型实施例中，一般情况下市电电源的输入电压为220V，本残余电压释放保护电路11中的第一保护电阻111可以选择采用1206封装贴片电阻来实现，1206封装贴片电阻的标准耐压值为200V，为了保证第一保护电阻111工作在额定耐压值范围内，在本残余电压释放保护电路11中如果包括2个1206电阻串联组成，则每个电阻可以分得110V的电压。但是市电电源的输入电压的峰值可以达到270V，为保证电阻耐压，可以使用三个1206电阻进行串联来使每个电阻实际所承受的电压更低。因此，本实用新型实施例方案中将多个第一保护电阻111串联后使得每个第一保护电阻111实际承受的电压就会在其额定范围内，从而提升了第一保护电阻111的寿命。

实施例二

该实施例在实施例一的基础上，提供了另一种保护电路，即线性稳压芯片保护电路。

可选地，如图4所示，食品加工机还可以包括：与市电输入与电磁兼容模块1相连的开关电源模块2，该开关电源模块2可以包括：线性稳压芯片21；保护电路还包括：线性稳压芯片保护电路22；

线性稳压芯片保护电路22，设置于开关电源模块2之中，用于保护线性稳压芯片21。

在本实用新型实施例中，开关电源模块2的作用是将交流市电转变为直流电源，如9V和5V直流电源，需要使用降压变压器T1来实现这种功能，由于变压器本质上也是两个共用磁芯的电感，所以在断电的时候也会形成残余电压；在其它模块中的一些电容电感以及回路中的其它储能元件同样会在断电的瞬间也会形成残余电压。该残余电压便可能引起开关电源模块2的输出短的电压波动。

在本实用新型实施例中，通常食品加工机需要使用9V和5V两路直流电源，其中，9V直流电源供继电器与蜂鸣器使用，5V直流电源供单片机使用。因此就需要有一个稳压芯片(或线性稳压芯片)来实现9V到5V电源的转换。然而，由于开关电源模块2输出的电压会随市电电源的电压波动而有所波动，所以实际输入到稳压芯片的电压最高可能会达到12V甚至更高。在这样的电压下工作，如果负载功率比较大，稳压芯片的发热会比较严重，从而影响其寿命与工作效率。

在本实用新型实施例中，在稳压芯片输入端设置线性稳压芯片保护电路22，可以保护稳压芯片避免在其输入电压发生异常波动的情况下受到损害或降低寿命。

可选地，开关电源模块2还包括：开关电源23；

线性稳压芯片保护电路22，设置于开关电源23的输出端和线性稳压芯片21的输入端之间。

可选地，线性稳压芯片包括7805芯片。

在本实用新型实施例中，线性稳压芯片保护电路22串接于7805稳压芯片的输入端用来保护稳压芯片，同时可以实现5V负载端过载保护的功能。

在本实用新型实施例中，通过线性稳压芯片保护电路22，降低了稳压芯片的温升，限制了稳压芯片的工作电流，从而实现了对稳压芯片的安全保护，提升了稳压芯片的可靠性。

可选地，线性稳压芯片保护电路22可以包括：一个或多个相互并联的第二保护电阻221。

在本实用新型实施例中，在食品加工机的设计中，由于一些开关器件和蜂鸣器等电子元件的存在，通常会设置多路电源，其中开关器件和蜂鸣器等供电电压在9-15V左右，而控制芯片、显示电路等其他电路基本都采用5V供电，所以会设置9V-15V的电压转换成5V的稳压电路。如图5所示，本实用新型实施例方案以稳压芯片LM1为7805时为例子进行说明，在7805稳压芯片的输入端可以设置线性稳压芯片保护电路22，该线性稳压芯片保护电路22可以为串联的一个第二保护电阻。

在本实用新型实施例中，由于7805的最佳使用电压为7.5V，如果输入电压过高，则会导致因7805的压降过高而引起7805的温升过高，需要对其输入端的电压进行限制。通过在其输入端串接一定阻值的电阻，即上述的第二保护电阻，当7805输出电流时，在串接的第二保护电阻上可以形成一定的压降，其压降U＝I*R，其中I为7805的输出电流，R为串接的第二保护电阻的阻值。根据输入电压的范围与7805的功率来选择合适的电阻阻值就可使实际输入7805的电压在7.5V左右，从而提升了7805的工作效率，降低了7805的温升，提升了7805的寿命。

在本实用新型实施例中，串接的用于保护7805的电阻还可以是有多个第二保护电阻并联后组成的。如图6所示，例如，串接的电阻可以采用两个第二保护电阻并联组成。需要说明的是，对于并联的第二保护电阻的个数可以根据不同的应用场景和需求进行自定义，对于其具体数值不做限制。

在本实用新型实施例中，当第二保护电阻采用1206封装贴片电阻时，由于1206电阻的功率为1/4W，而7805所接的负载如果超过1/4W时，电阻容易过载，发热严重从而损坏。本实用新型实施例方案将多个(如两个)第二保护电阻并联后，电流可以流过多个电阻，从而负载的功率被多个电阻所分担，所以可以解决因负载电流过大而造成电阻过载损坏的问题。

实施例三

该实施例在实施例二的基础上，对第二保护电阻的选型做了进一步限制。

可选地，第二保护电阻的功率为负载功率的X倍；其中X大于1。

在本实用新型实施例中，可以根据稳压芯片(如7805)输出端所接的负载功率，选用与该敷在功率相匹配的具有合适功率与阻值的第二保护电阻，其匹配的原则可以包括：使第二保护电阻的功率大于该负载功率，但又不能过大，以便当负载过大时候，第二保护电阻能够被损坏，从而起到保护稳压芯片的作用。否则，当负载电路异常，造成电流过大时，将会损坏稳压芯片，造成较大损失，因为稳压芯片的成本要比第二保护电阻的成本高很多。可选地，该X可以包括：1.1-1.3。

实施例四

该实施例在上述任意实施例的基础上，给出了食品加工机的其他模块电路。

可选地，如图7所示，食品加工机还可以包括：可控硅驱动模块3、控制模块4、信号模块5和负载模块6；

其中，开关电源模块2和可控硅驱动模块3分别与市电输入与电磁兼容模块1相连，控制模块4、信号模块5和负载模块6分别与开关电源模块2相连，可控硅驱动模块3、信号模块5和负载模块6分别与控制模块相连。

在本实用新型实施例中，市电输入与电磁兼容模块1可以向开关电源模块2和可控硅驱动模块3输入市电电源，如220V电源。开关电源模块2可以向控制模块4、信号模块5和负载模块6输入不同的直流电源，例如，可以为负载模块6(可以包括电机、加热管、继电器、蜂鸣器等)提供9V电源，可以为控制模块4、信号模块5提供5V电源。

在本实用新型实施例中，控制模块4可以通过可控硅控制信号对可控硅驱动模块3实施控制；信号模块5可以将温度信号、防溢信号等多种信号实时发送给控制模块4；并且控制模块4还可以与外设的显示屏、触摸屏或触摸按键等连接，用于接收触摸屏或触摸按键的输入信息，并通过显示屏进行食品加工机的工作状态或加工信息展示；可控硅驱动模块3还可以与负载模块中的负载相连，用于驱动负载(如电机、加热管等运行)。

实施例五

一种食品加工机的印刷电路板，包括：市电输入与电磁兼容模块以及与市电输入与电磁兼容模块相连的开关电源模块；开关电源模块包括：线性稳压芯片；该印刷电路板还包括上述的保护电路。

可选地，保护电路包含的多个相互串联的第一保护电阻采用品字形布局，并且每个第一保护电阻的长度方向均与波峰焊方向垂直。

在本实用新型实施例中，食品加工机的印刷电路板生产过程中的焊接过程多采用波峰焊工艺。如果将多个(如3个)第一保护电阻竖置，并依此从上到下排列，如图8中左边电阻排列方式所示，则印刷电路板PCB布局空间的利用率会很低。另外，如果将多个(如3个)第一保护电阻竖置，并从左至右依此排列，如图8中右边电阻排列方式所示，在电阻之间的间距过小时，容易造成焊锡粘连，会烧毁电阻使此电路完全失效甚至引起空开跳闸。基于上述原因，可以采用品字形布局，如图9所示，该实施例方案可以在保证空间的利用率的前提下，避免因焊接工艺偏差而造成安全隐患。如图9所示，采用品字形布局的同时，三个电阻的长度方向可以垂直于波峰焊方向，如图中箭头方向所示。

本实用新型实施例的有益效果可以包括：

1、本实用新型实施例的食品加工机包括：市电输入与电磁兼容模块，用于为食品加工机提供电源并对该电源进行滤波；该保护电路包括：残余电压释放保护电路；残余电压释放保护电路，设置于市电输入与电磁兼容模块之中，用于消除市电输入与电磁兼容模块产生的残余电压，其中，残余电压释放保护电路包括多个相互串联的第一保护电阻。通过该实施例方案，实现了食品加工机断电后在安全时间内将自身电路中储能元件的电压降低到安全范围内，从而保证了用户使用过程中的安全性；并且将多个第一保护电阻串联后，使得每个电阻实际承受的电压均会在其额定范围内，从而提升了第一保护电阻的寿命。

2、本实用新型实施例的食品加工机还包括：与市电输入与电磁兼容模块相连的开关电源模块，该开关电源模块包括：线性稳压芯片；保护电路还包括：线性稳压芯片保护电路；线性稳压芯片保护电路，设置于开关电源模块之中，用于保护线性稳压芯片。通过该实施例方案，降低了稳压芯片的温升，限制了稳压芯片的工作电流，从而实现了对稳压芯片的保护，提升了稳压芯片的可靠性。

3、本实用新型实施例的市电输入与电磁兼容模块包括：依次设置的市电电源、保险管、压敏电阻、第一滤波电容、共模电感和第二滤波电容，其中，保险管串联于市电电源的火线端，压敏电阻、第一滤波电容、共模电感和第二滤波电容均并联于市电电源的火线和零线之间；残余电压释放保护电路，位于第一滤波电容和共模电感之间，并与第一滤波电容和共模电感并联。通过该实施例方案，可以将残余电压释放保护电路设置于靠近电源插头的位置，在拔下电源插头后，可以快速、有效地将市电电源插头两端的电压降低在安全范围之内。

4、本实用新型实施例的开关电源模块还包括：开关电源；线性稳压芯片保护电路，设置于开关电源的输出端和线性稳压芯片的输入端之间。通过该实施例方案，线性稳压芯片保护电路设置于开关电源输出端之后，线性稳压芯片输入端之前，可以有效避免稳压芯片输入电压异常波动对稳压芯片的冲击，保证其不被损坏或降低寿命。

5、本实用新型实施例的线性稳压芯片保护电路包括：一个或多个相互并联的第二保护电阻。通过该实施例方案，将多个第二保护电阻并联后使得电流可以流过多个第二保护电阻，从而负载的功率被多个第二保护电阻所分担，可以有效地解决因负载电流过大而造成第二保护电阻过载损坏的问题。

6、本实用新型实施例的第二保护电阻的功率为负载功率的X倍；其中X大于1。通过该实施例方案，可以在负载电路异常，从而造成电流过大时，避免稳压芯片受到损坏。

7、本实用新型实施例的保护电路包含的多个相互串联的第一保护电阻采用品字形布局，并且每个第一保护电阻的长度方向均与波峰焊方向垂直。通过该实施例方案，可以在保证印刷电路板的空间的利用率的前提下，避免因焊接工艺偏差而造成安全隐患。

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。