无刷电机工作电路及料理机的制作方法

本实用新型涉及家用电器技术领域，尤其涉及一种无刷电机工作电路及料理机。

背景技术：

随着人们生活水平的日益提高，市场上出现了许多不同类型的料理机。料理机的功能主要可以包括，但不限于，打豆浆、磨干粉、榨果汁、打肉馅、刨冰、制咖啡、为女性调配美容面膜等等功能。料理机可以包括豆浆机、搅拌机或破壁机等。不同种类的功能丰富了人们的生活。

料理机通过电机驱动旋转刀组件旋转来对食材进行搅打或破碎等。无刷电机由于不具有碳刷，因此，相较于有刷电机来说，无刷电机的使用寿命会更长。无刷电机被应用于直流无刷破壁机中。无刷电机由无刷电机工作电路来控制。现有的无刷电机工作电路根据杯盖的开合状态通常采用软件逻辑来启动和关闭无刷电机，然而，采用软件逻辑控制存在一定的安全风险。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够硬件控制无刷电机且成本较低的无刷电机工作电路及料理机。

本实用新型的一个方面提供一种无刷电机工作电路，应用于料理机中。所述无刷电机工作电路包括用于驱动无刷电机的电机驱动电路、第一整流电路、储能元件、第一控制器、杯盖检测电路及隔离开关电路。所述第一整流电路连接到电源，用于给所述无刷电机供电。所述储能元件连接在所述第一整流电路与所述电机驱动电路之间。所述第一控制器用于生成电机驱动信号来控制所述电机驱动电路，所述第一控制器具有用于使得所述电机驱动信号使能或除能的电机驱动信号使能端。所述杯盖检测电路输出用于检测料理机的杯盖开合的杯盖状态信号，所述杯盖状态信号具有杯盖打开信号和杯盖闭合信号。所述隔离开关电路连接于所述杯盖检测电路与所述第一控制器之间。其中，在所述隔离开关电路接收到所述杯盖打开信号时，所述隔离开关电路使得所述第一控制器的所述电机驱动信号使能端除能以使所述无刷电机无法工作；在所述隔离开关电路接收到所述杯盖闭合信号时，所述隔离开关电路使得所述第一控制器的所述电机驱动信号使能端使能。

进一步地，所述无刷电机工作电路还包括防浪涌电路。所述防浪涌电路连接于所述电源与所述第一整流电路之间，其中，所述防浪涌电路包括并联连接的继电器和第一电阻。防浪涌电路能够避免浪涌对回路中其他设备的损害，可以起到对无刷电机的储能元件的上电充电保护作用。

进一步地，所述隔离开关电路包括第一光耦隔离电路，所述第一光耦隔离电路的输入级连接所述杯盖检测电路，所述第一光耦隔离电路的输出级连接到所述第一控制器的所述电机驱动信号使能端。第一光耦隔离电路对输入、输出的电信号有良好的隔离作用，从而提高电路的安全性。

进一步地，所述第一光耦隔离电路包括发光二极管及光敏三极管，所述发光二极管的正极连接第一直流供电端，负极通过第二电阻连接到所述杯盖检测电路，所述光敏三极管的集电极连接第二直流供电端，发射极通过第三电阻连接到地，并且，所述发射极连接到所述第一控制器的所述电机驱动信号使能端。第二电阻为限流电阻，第三电阻为下拉电阻。

进一步地，所述发光二极管的负极还通过第一电容连接到地。第一电容起到滤波的作用。

进一步地，在所述第三电阻的两端并联有第二电容。第二电容起到滤波的作用。

进一步地，所述无刷电机工作电路还包括第二控制器及第二光耦隔离电路，所述第二光耦隔离电路连接于所述第一控制器和所述第二控制器之间。第二光耦隔离电路可以对第一控制器和第二控制器起到电源隔离，并且，采用两个控制器，从而能够提高各自控制器的处理能力。

进一步地，所述第二控制器连接到所述杯盖检测电路，用于接收所述杯盖检测电路输出的所述杯盖状态信号。从而，可以起到对无刷电机的双重保护控制。

进一步地，所述无刷电机工作电路还包括连接到所述电源的第二整流电路及连接于所述第二整流电路与所述第一控制器之间的开关电源电路。其中，所述第二整流电路用于给所述开关电源电路供电。从而，当整机上电和掉电时，无刷电机的供电电路和开关电源电路互不影响，储能元件不会对开关电源电路部分造成影响。

本实用新型的另一个方面提供一种料理机，其包括内部设置有无刷电机的主机、可拆卸地安装于所述主机上的杯体组件、可拆卸地安装于所述杯体组件上的杯盖、以及如上所述的用于控制所述无刷电机的无刷电机控制电路。

本实用新型的无刷电机工作电路及具有该无刷电机工作电路的料理机可以对电机驱动信号起到硬开关的作用，从而可以避免通过软件逻辑处理后才能启动和关闭电机所带来的安全风险。

本实用新型的无刷电机工作电路及具有该无刷电机工作电路的料理机可以提高控制芯片的使用寿命。

本实用新型的无刷电机工作电路及具有该无刷电机工作电路的料理机安全可靠、成本低。

附图说明

图1为一种无刷电机工作电路的电路示意图；

图2为另一种无刷电机工作电路的电路示意图；

图3为又一种无刷电机工作电路的电路示意图；

图4为本实用新型一个实施例的料理机的立体示意图；

图5为本实用新型一个实施例的无刷电机工作电路的电路示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本实用新型相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置的例子。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。除非另作定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

需要说明的是，为了更好地体现本实用新型的创新之处，在本实用新型的附图及其说明书中仅仅示出及说明与本实用新型的创作点密切相关的结构特征，而对于其他不太相关的结构特征或其他现有的结构特征则进行了省略或略述。然而，这并不意味着本实用新型的无刷电机工作电路及料理机一定不包括这些其他结构特征，本实用新型的无刷电机工作电路及料理机中仍可能包括那些对于实现料理机的基本功能所必要的其他结构特征。

图1揭示了一种应用于直流无刷破壁机的无刷电机工作电路100的电路示意图。如图1所示，无刷电机工作电路100包括杯盖检测电路110。在该无刷电机工作电路100中，当直流无刷破壁机的杯盖开合时，先通过按键板控制芯片mcu2检测杯盖状态信号cap，根据杯盖状态信号cap通过uart(universalasynchronousreceiver/transmitter，通用异步收发传输器)串口134的uart指令传输给电源板电机驱动芯片mcu1，电源板电机驱动芯片mcu1根据指令控制电机驱动电路103的信号状态，从而控制无刷电机m开停。

然而，按键板控制芯片mcu2检测杯盖状态信号cap，需要通过按键板控制芯片mcu2软件逻辑实现，存在一定风险。而且，按键板控制芯片mcu2将指令传达给电源板电机驱动芯片mcu1，需通过uart串口134通信，uart串口134通信一样需要软件逻辑的实现，并且通信易被电源杂波干扰，造成通信异常，此时若需要无刷电机m停机时而未及时停机，将会造成一定风险。

图2揭示了另一种直流无刷破壁机的无刷电机工作电路200的电路示意图。如图2所示，无刷电机工作电路200包括杯盖检测电路210。在该无刷电机工作电路200中，根据按键板控制芯片mcu2检测到的杯盖状态信号cap输出控制信号vc，控制信号vc直接硬件控制电源板电机驱动芯片mcu1的电源使能，从而将按键板控制芯片mcu2检测到的杯盖状态信号cap直接用于控制无刷电机m的开和停。当直流无刷破壁机的杯盖闭合时，电机驱动芯片mcu1的电源使能；当杯盖打开时，电机驱动芯片mcu1的电源除能，从而可保证无刷电机m不会启动，有效避免了图1所示的无刷电机工作电路100需要复杂的软件评估所带来的风险。但是，图2的无刷电机工作电路200的控制方法对电机驱动芯片mcu1容易造成一定的损伤，频繁操作会降低电机驱动芯片mcu1的使用寿命。

图3揭示了又一种直流无刷破壁机的无刷电机工作电路300的电路示意图。如图3所示，无刷电机工作电路300包括杯盖检测电路310。在该无刷电机工作电路300中，将按键板控制芯片mcu2检测到的杯盖状态信号cap直接控制连接在无刷电机m总线上的继电器rly3，从而用来控制无刷电机m总线的开和关。当直流无刷破壁机的杯盖闭合时,无刷电机m的总线打开；当杯盖打开时,无刷电机m的总线关闭，从而可保证无刷电机m不会启动，同样避免了图1所示的无刷电机工作电路100所需复杂的软件评估所带来的风险。但是，图3的无刷电机工作电路300的控制方法需要采用继电器rly3。然而，由于继电器的成本较高，因此会导致整个产品的成本提高，并且增加印刷电路板(pcb)的占用空间。

有鉴于此，本实用新型提供了一种改进的无刷电机工作电路。

图4揭示了本实用新型一个实施例的料理机10的立体示意图。如图4所示，本实用新型一个实施例的料理机10包括主机11和杯体组件12。料理机10可以是搅拌机、破壁机、豆浆机或榨汁机等。

在一个实施例中，主机11为机座形式。主机11可以提供电能，控制和驱动料理机10工作，且可以与用户交互。主机11包括主机外壳111、主控板(未图示)及安装于主机外壳111上的触摸面板112。主机外壳111内可收容有无刷电机m(如图5所示)。主机11的顶部可以设置有主机耦合器(未图示)。

杯体组件12可拆卸地安装于主机11上，必要时，两者可以相脱离。杯体组件12内可盛放食材，可在杯体组件12内对食材进行搅打、加热和/或抽真空等。杯体组件12内可组装有旋转刀组件(未图示)，旋转刀组件与无刷电机m的转轴连接，无刷电机m可以驱动旋转刀组件转动。旋转刀组件可以设置为搅拌刀组件、破壁刀组件或榨汁轮组件等。

杯体组件12包括设置于一侧的杯把手121。在一个实施例中，杯体组件12包括组装于杯体组件12底部的加热组件(未图示)，例如设置有发热管的发热盘或电磁发热盘等，可以用来加热食材。旋转刀组件可以组装于发热盘。发热盘上可组装有温度传感器，例如ntc(negativetemperaturecoefficient，负热敏电阻)，用来感知杯体组件12内的食材温度。在一个实施例中，杯体组件12的顶部设置有杯体耦合器(未图示)，杯体耦合器可以凸设于杯把手121的顶面。杯体组件12的底部设置有杯座耦合器(未图示)，杯体耦合器与杯座耦合器电性连接，例如，杯体耦合器和杯座耦合器可以通过导线或金属传导件电性连接。并且，杯座耦合器可与主机耦合器电插接。

料理机10还包括杯盖13，杯盖13可盖合于杯体组件12上。在料理机10工作时，可以将杯盖13盖合于杯体组件12上，用于对杯体组件12的杯口进行密封。在料理机10工作结束后，可以将杯盖13从杯体组件12上取下。在一些实施例中，在料理机10的料理过程中，可以打开杯盖13来添加食材。杯盖13包括杯盖把手131。杯盖13盖合于杯体组件12上时，杯盖把手131与杯把手121对接，杯盖13盖到位。在一个实施例中，杯盖13可以旋入杯体组件12上，旋转到位，则杯盖13盖合于杯体组件12上。

在一个实施例中，杯盖13设置有杯盖耦合器(未图示)，杯盖耦合器可以组装于杯盖把手131内。当杯盖13盖合于杯体组件12上时，杯盖13上的杯盖耦合器可以与杯体组件12上的杯体耦合器电插接。

在一个实施例中，料理机10还可以包括组装于杯盖13上的排气盖14，杯体组件12内的蒸汽可以从杯盖13和排气盖14之间的间隙排出。

料理机10包括用于控制无刷电机m的无刷电机工作电路400。无刷电机工作电路400的至少一部分可以设置于主机11内的主控板上。图5揭示了本实用新型一个实施例的无刷电机工作电路400的电路示意图。如图5所示，本实用新型一个实施例的无刷电机工作电路400包括杯盖检测电路410、隔离开关电路420、第一整流电路401、储能元件402、用于驱动无刷电机m的电机驱动电路403及第一控制器404。

杯盖检测电路410可以输出杯盖状态信号cap，杯盖状态信号cap用于检测料理机10的杯盖13开合，其中，杯盖状态信号cap具有杯盖打开信号和杯盖闭合信号。在一个实施例中，杯盖检测电路410可以包括串联连接在第一直流供电端vdd与地gnd2之间的电阻r4、电阻r5及杯盖开关k1。电阻r4和电阻r5的连接点引出杯盖状态信号cap。杯盖开关k1的一对触点可以分离地设置在杯体组件12的杯体耦合器上，杯盖开关k1的触发件可以设置于杯盖13的杯盖耦合器上。因此，在杯盖13盖合于杯体组件1222上时，杯盖开关k1的触发件可以使杯盖开关k1的一对触点电性连接，杯盖开关k1闭合，杯盖检测电路410输出为低电平的杯盖闭合信号。在杯盖13打开时，杯盖检测电路410输出为高电平的杯盖打开信号。

在一个实施例中，杯盖检测电路410还可以包括并联在电阻r5与杯盖开关k1两端的滤波电容c3。

第一整流电路401连接到电源的火线l和零线n，用于将交流强电整流为直流电，给无刷电机m供电。

储能元件402连接在第一整流电路401与电机驱动电路403之间。储能元件402例如可以为电解电容。储能元件402可以起到滤波作用，用于稳定供给无刷电机m的电源电压，保证无刷电机m两端的电源电压更加平稳。

第一控制器404例如可以为单片机(mcu，micro-controllerunit)等。第一控制器404可以生成电机驱动信号，例如pwm驱动信号来控制电机驱动电路403，第一控制器404具有用于使得电机驱动信号使能或除能的电机驱动信号使能端motoren。

隔离开关电路420连接于杯盖检测电路410与第一控制器404之间。隔离开关电路420可以接收杯盖检测电路410输出的杯盖状态信号cap。当隔离开关电路420接收到杯盖打开信号时，隔离开关电路420可以使得第一控制器404的电机驱动信号使能端motoren除能，从而，第一控制器404的电机驱动信号除能，无刷电机m无法工作。当隔离开关电路420接收到杯盖闭合信号时，隔离开关电路420可以使得第一控制器404的电机驱动信号使能端motoren使能，从而，第一控制器404的电机驱动信号使能，无刷电机m可以工作。

在本实用新型的电机驱动工作电路400中，杯盖检测电路410输出的杯盖状态信号cap可以直接通过隔离开关电路420使能或除能第一控制器404的电机驱动信号。隔离开关电路420可以对电机驱动信号起到硬开关的作用。

在一些实施例中，本实用新型的无刷电机工作电路400还包括防浪涌电路431。防浪涌电路431连接于电源与第一整流电路401之间。防浪涌电路431能够在突然产生尖峰电流或者电压时在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害，可以起到对无刷电机m的储能元件403的上电充电保护作用。防浪涌电路431包括并联连接的继电器rly和第一电阻r1。第一电阻r1起到限流的作用。继电器rly为旁路继电器。

在一些实施例中，隔离开关电路420包括第一光耦隔离电路u1，第一光耦隔离电路u1的输入级连接杯盖检测电路410，第一光耦隔离电路u1的输出级连接到第一控制器404的电机驱动信号使能端motoren。第一光耦隔离电路u1对输入、输出的电信号有良好的隔离作用，从而提高电路的安全性。

第一光耦隔离电路u1包括发光二极管d及光敏三极管q，发光二极管d的正极连接第一直流供电端vdd，负极通过第二电阻r2连接到杯盖检测电路410，光敏三极管q的集电极连接第二直流供电端vcc，发射极通过第三电阻r3连接到地gnd1，并且，发射极连接到第一控制器404的电机驱动信号使能端motoren。第二电阻r2为限流电阻，第三电阻r3为下拉电阻。

在一个实施例中，发光二极管d的负极还通过第一电容c1连接到地gnd2，第一电容c1可以起到滤波的作用。在另一个实施例中，在第三电阻r3的两端并联有第二电容c2，第二电容c2可以起到滤波的作用。

隔离开关电路420的输入端接杯盖状态信号cap，输出端连接到第一控制器404的电机驱动信号使能端motoren。当杯盖13由闭合到打开时，杯盖状态信号cap由低电平变换到高电平，第一控制器404的电机驱动信号使能端motoren由高电平跳变到低电平，从而使第一控制器404内部关闭电机驱动信号，即关闭无刷电机m。当杯盖13由打开到闭合时，杯盖状态信号cap由高电平变换到低电平，第一控制器404的电机驱动信号使能端motoren由低电平跳变到高电平，从而使能第一控制器404的无刷电机驱动信号，即可以开启无刷电机m。

在一些实施例中，本实用新型的无刷电机工作电路400还包括电磁兼容电路(emc)432。电磁兼容电路432连接在电源与第一整流电路401之间。在一个实施例中，电磁兼容电路432连接在电源与防浪涌电路431之间。电磁兼容电路432可以减小电网对料理机10的干扰以及料理机10对电网的干扰等。

在一些实施例中，本实用新型的无刷电机工作电路400还包括第二控制器433及第二光耦隔离电路434。第二控制器433例如可以为单片机(mcu，micro-controllerunit)等。第二光耦隔离电路434连接于第一控制器404和第二控制器433之间，第二光耦隔离电路434可以对第一控制器404和第二控制器433起到电源隔离。

在本实用新型的无刷电机工作电路400中，第一控制器404为电源板驱动电机控制芯片，用于控制无刷电机m，而第二控制器433为按键板控制芯片，用于控制触摸面板显示，将电机控制与面板显示分别通过两个独立的控制器来各自控制，从而提高控制器的处理能力。

在一些实施例中，第二控制器433连接到杯盖检测电路410，用于接收杯盖检测电路410输出的杯盖状态信号cap。并且，第二控制器433可以通过第二光耦隔离电路434通信告知第一控制器404，来启动或关闭无刷电机m，从而可以起到对无刷电机m的双重保护控制。

在一些实施例中，本实用新型的无刷电机工作电路400还包括第二整流电路435及开关电源电路436。第二整流电路435连接到电源的火线l和零线n，例如连接到电磁兼容电路432，用于将交流强电整流为直流电，给开关电源电路436供电。开关电源电路436连接于第二整流电路435与第一控制器404之间。

在本实用新型的无刷电机工作电路400中，无刷电机m的供电电路和开关电源电路436分别采用第一整流电路401和第二整流电路435隔离开来，因此，当整机上电和掉电时，无刷电机m的供电电路和开关电源电路436互不影响，储能元件402不会对开关电源电路436部分造成影响。

本实用新型的无刷电机工作电路400解决了图1所示的无刷电机工作电路100需要通过软件逻辑处理后才能启动和关闭电机所带来的风险。

本实用新型的无刷电机工作电路400解决了图2所示的无刷电机工作电路200可能造成的芯片寿命减少的风险。

本实用新型的无刷电机工作电路400解决了图3所示的无刷电机工作电路300中继电器成本较高、浪费pcb使用空间等问题。

本实用新型的无刷电机工作电路400利用较低成本，确保电器不会误启动而损害到用户，保证用户使用安全。

本实用新型的料理机10具有与本实用新型的电机驱动工作电路400大体相似的有益技术效果，故，在此不再赘述。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。