專(zhuān)利名稱：一種熱水壺的精確控溫電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱水壺的精確控溫電路。
背景技術(shù)：
電熱水壺以其使用方便、燒開(kāi)即停的特點(diǎn)深受消費(fèi)者的喜愛(ài)，普及率迅速上升，市場(chǎng)巨大。電熱水壺控制方式有兩種蒸汽開(kāi)關(guān)式和電子式。蒸汽開(kāi)關(guān)控制是利用水沸騰后產(chǎn)生的蒸汽加熱雙金屬片開(kāi)關(guān)動(dòng)作斷開(kāi)電源。電子式通過(guò)熱敏電阻探測(cè)壺內(nèi)水溫，再經(jīng)單片機(jī)處理控制加熱體的通斷實(shí)現(xiàn)控溫。蒸汽開(kāi)關(guān)式只能實(shí)現(xiàn)單一的燒開(kāi)功能，電子式則可以實(shí)現(xiàn)燒開(kāi)、加熱到設(shè)定溫度和保溫等功能。電熱水壺為了在短時(shí)間內(nèi)將水加熱到需要溫度，普遍是大功率，小水量設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)快速加熱。這樣的設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)現(xiàn)精確控溫是一個(gè)不易解決的問(wèn)題，因?yàn)闇囟鹊牟杉⑻幚砜偸谴嬖谝欢ǖ臏?，難以實(shí)時(shí)反應(yīng)出壺內(nèi)水體的真實(shí) 溫度，加上控制電路斷開(kāi)后加熱盤(pán)的余熱傳遞到水體會(huì)繼續(xù)升高水溫，都會(huì)導(dǎo)致控溫精度不理想。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種熱水壺的精確控溫電路，在實(shí)際溫度點(diǎn)和設(shè)定溫度點(diǎn)差值不同時(shí)采用兩種控制模式在水溫較低時(shí)啟用繼電器回路全功率加熱，在水溫接近設(shè)定溫度時(shí)啟用可控硅控制回路以小功率加熱，分階段用不同的硬件通斷控制電路和軟件算法，實(shí)現(xiàn)快速加熱和精確控溫。為實(shí)現(xiàn)上述目的，所述熱水壺的精確控溫電路，包括單片機(jī)，以及與所述單片機(jī)通訊連接的發(fā)熱絲和熱敏電阻，熱敏電阻置于熱水壺的壺體內(nèi)，熱敏電阻的溫度數(shù)據(jù)輸入至單片機(jī)的ADO端口 ；其特點(diǎn)是，所述熱水壺的精確控溫電路還包括，過(guò)零檢測(cè)單元，所述過(guò)零檢測(cè)單元包括第二電阻、第三電阻、第一三極管和第一二極管；其中，市電火線端經(jīng)第二電阻連接第一三極管的基極，市電零線端經(jīng)第三電阻連接第一三極管的集電極，所述第一三極管的集電極還連接單片機(jī)的1/01端口，第一三極管的發(fā)射極連接第一二極管的正極，第一二極管的負(fù)極連接第一三極管的基極；以及，功率控制單元，所述功率控制單元包括繼電器控制模塊和可控硅控制模塊；其中，所述繼電器控制模塊包括繼電器、第二二極管、第二三極管、第五電阻和第六電阻，發(fā)熱絲的第一端連接市電火線端，發(fā)熱絲的第二端連接繼電器的觸點(diǎn)，觸點(diǎn)的另一端連接市電零線端；所述繼電器的驅(qū)動(dòng)線圈的一端同時(shí)接低壓直流電和第二二極管的正極，繼電器的驅(qū)動(dòng)線圈的另一端同時(shí)連接第二二極管的負(fù)極和第二三極管的集電極，連接+5直流電的第二三極管的發(fā)射極經(jīng)第六電阻連接單片機(jī)的1/03端口，第二三極管的基極經(jīng)第五電阻連接單片機(jī)的1/03端口 ；并且，所述可控硅控制模塊包括可控硅和第四電阻，其中，所述可控硅并聯(lián)在發(fā)熱絲的第二端與市電零線端之間，且所述可控硅的控制端經(jīng)第四電阻連接單片機(jī)的1/02端口。優(yōu)選的是，所述熱水壺的精確控溫電路還包括用于提供工作電源的電源提供模塊，所述電源提供模塊包括電壓轉(zhuǎn)換單元、第一濾波電容、穩(wěn)壓集成電路、第二濾波電容和放電用的第一電阻；其中，市電火線端和市電零線端分別連接電壓轉(zhuǎn)換單元的輸入端，由所述電壓轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換為低壓+12V直流電，以作為所述繼電器的工作電源；并且，所述第一濾波電容和穩(wěn)壓集成電路順次并聯(lián)于所述電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端和市電零線端之間，所述第二濾波電容和放電電阻分別并聯(lián)于穩(wěn)壓集成電路的輸出端和市電零線端之間，使該低壓+12V直流電經(jīng)第一濾波電容、穩(wěn)壓集成電路、第二濾波電容和放電電阻的作用后轉(zhuǎn)換為+5V直流電。優(yōu)選的是，所述熱敏電阻并聯(lián)在一接插件的輸入端，該接插件的輸出端經(jīng)第八電阻連接單片機(jī)的ADO端口，一第二瓷片電容和一第七電阻分別并聯(lián)于所述接插件的輸出端和地之間。本實(shí)用新型的有益效果在于，a)控溫精確在接近設(shè)定溫度時(shí)采用可控硅控制用小功率加熱，壺內(nèi)水體溫升平 緩、均勻，單片機(jī)可以精確的測(cè)量到并加以控制，實(shí)測(cè)可以做到±0.5°C b)升溫快，控制板發(fā)熱量小在水體溫度較低時(shí)使用繼電器導(dǎo)通加熱，發(fā)熱絲以全功率加熱，迅速加熱水體；繼電器吸合后具有壓降小，自身發(fā)熱量小的特性；c)使用壽命長(zhǎng)每次工作繼電器只需動(dòng)作一次，控溫和保溫階段由無(wú)使用次數(shù)限制的可控硅完成。

圖I示出了本實(shí)用新型所述的熱水壺的精確控溫電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明圖I示出了本實(shí)用新型所述的熱水壺的精確控溫電路的電路圖，如圖I所示，市電火線端ACL分為三路第一路連接到發(fā)熱絲3的第一端31 ;第二路和市電零線端ACN共同進(jìn)入電壓轉(zhuǎn)換單元I轉(zhuǎn)換為供繼電器4使用的低壓+12V直流電，第一濾波ECl起濾波作用，此電源再經(jīng)穩(wěn)壓集成電路7穩(wěn)壓、第二濾波電容EC2濾波產(chǎn)生供單片機(jī)2等電路使用的+5V直流電，第一電阻Rl是放電電阻；第三路經(jīng)第二電阻R2加到第一三極管Ql的基極，由市電火線端ACL輸入的電壓位于正半周時(shí),第一三極管Ql導(dǎo)通,其集電極輸出低電平，由市電火線端ACL輸入的電壓位于負(fù)半周時(shí)，第一三極管Ql截止，其集電極被第三電阻R3拉高，第一三極管Ql的集電極電平高低轉(zhuǎn)換時(shí)就是市電的過(guò)零點(diǎn)，單片機(jī)的1/01端口檢測(cè)到過(guò)零點(diǎn)作為可控娃Tl調(diào)角的延時(shí)基準(zhǔn)點(diǎn)。第一二極管Dl在市電火線端ACL輸入的電壓位于負(fù)半周時(shí)放電用，防止負(fù)壓過(guò)高損壞第一三極管Q1。裝在壺體內(nèi)的熱敏電阻5通過(guò)接插件6與單片機(jī)2控制板連接，熱敏電阻5的一端接+5V直流電，另一端和第七電阻R7串聯(lián)到地，兩者的中點(diǎn)電壓由熱敏電阻5的阻值和第七電阻R7的阻值比例決定，此電壓經(jīng)第二瓷片電容CC2濾波再經(jīng)第八電阻R8連接到單片機(jī)2的ADO端口讀入，由單片機(jī)2完成數(shù)模轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波等處理得出熱敏電阻5的溫度值。單片機(jī)2根據(jù)檢測(cè)的熱敏電阻5溫度再結(jié)合當(dāng)前的工作狀態(tài)來(lái)控制水壺發(fā)熱絲3。具體分為三種狀態(tài)一種情況當(dāng)檢測(cè)到的熱敏電阻5的實(shí)際溫度低于設(shè)定溫度8度以上時(shí)，單片機(jī)2的1/02端口輸出高電平，經(jīng)第四電阻R4關(guān)斷可控硅Tl，單片機(jī)2的1/03端口輸出低電平經(jīng)第五電阻R5讓PNP型第二三極管Q2導(dǎo)通，繼電器4通電吸合，市電零線端ACN經(jīng)繼電器4吸合觸點(diǎn)加到發(fā)熱絲3的第二端32，發(fā)熱絲3以全功率加熱。第二種情況當(dāng)檢測(cè)到的熱敏電阻5的實(shí)際溫度小于設(shè)定溫度+0. 5度且大于設(shè)定溫度-8度時(shí)，這一階段單片機(jī)2的1/03端口輸出高電平關(guān)閉繼電器4，根據(jù)溫度差值的高低、大小和之前加熱的溫升狀況求出當(dāng)前需要加熱功率，單片機(jī)2的1/01端口檢測(cè)到過(guò)零點(diǎn)后在1/02端口延遲輸出低電平經(jīng)第四電阻R4讓可控硅Tl導(dǎo)通，發(fā)熱絲3按設(shè)定小功率加熱。第三種情況當(dāng)檢測(cè)到的熱敏電阻5的實(shí)際溫度高于設(shè)定溫度O. 5度以上或沒(méi)開(kāi)機(jī)時(shí)，單片機(jī)2的1/02端口和1/03端口均輸出連續(xù)的高電平，繼電器4和可控硅Tl均斷開(kāi)，發(fā)熱絲3的第二端32和市電零線端ACN無(wú)法連通，發(fā)熱絲3停止工作。另外，第二二極管D2是為消除繼電器4線圈的反峰電壓用的，第六電阻R6和第一瓷片電容CCl的作用是防止電路受到強(qiáng)干擾時(shí)出現(xiàn)誤動(dòng)作。 綜上所述僅為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例，并非用來(lái)限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。即凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專(zhuān)利范圍的內(nèi)容所作的等效變化及修飾，皆應(yīng)屬于本實(shí)用新型的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求1.一種熱水壺的精確控溫電路，包括單片機(jī)，以及與所述單片機(jī)通訊連接的發(fā)熱絲和熱敏電阻，熱敏電阻置于熱水壺的壺體內(nèi)，熱敏電阻的溫度數(shù)據(jù)輸入至單片機(jī)的ADO端口 ；其特征在于所述熱水壺的精確控溫電路還包括， 過(guò)零檢測(cè)單元，所述過(guò)零檢測(cè)單元包括第二電阻、第三電阻、第一三極管和第一二極管；其中，市電火線端經(jīng)第二電阻連接第一三極管的基極，市電零線端經(jīng)第三電阻連接第一三極管的集電極，所述第一三極管的集電極還連接單片機(jī)的1/01端口，第一三極管的發(fā)射極連接第一二極管的正極，第一二極管的負(fù)極連接第一三極管的基極；以及， 功率控制單元，所述功率控制單元包括繼電器控制模塊和可控硅控制模塊；其中， 所述繼電器控制模塊包括繼電器、第二二極管、第二三極管、第五電阻和第六電阻，發(fā)熱絲的第一端連接市電火線端，發(fā)熱絲的第二端連接繼電器的觸點(diǎn)，觸點(diǎn)的另一端連接市電零線端；所述繼電器的驅(qū)動(dòng)線圈的一端同時(shí)接低壓直流電和第二二極管的正極，繼電器的驅(qū)動(dòng)線圈的另一端同時(shí)連接第二二極管的負(fù)極和第二三極管的集電極，連接+5V直流電的第二三極管的發(fā)射極經(jīng)第六電阻連接單片機(jī)的1/03端口，第二三極管的基極經(jīng)第五電阻連接單片機(jī)的1/03端口 ；并且， 所述可控硅控制模塊包括可控硅和第四電阻，其中，所述可控硅并聯(lián)在發(fā)熱絲的第二端與市電零線端之間，且所述可控硅的控制端經(jīng)第四電阻連接單片機(jī)的1/02端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱水壺的精確控溫電路，其特征在于所述熱水壺的精確控溫電路還包括用于提供工作電源的電源提供模塊，所述電源提供模塊包括電壓轉(zhuǎn)換單元、第一濾波電容、穩(wěn)壓集成電路、第二濾波電容和放電用的第一電阻；其中，市電火線端和市電零線端分別連接電壓轉(zhuǎn)換單元的輸入端，由所述電壓轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換為低壓+12V直流電，以作為所述繼電器的工作電源；并且，所述第一濾波電容和穩(wěn)壓集成電路順次并聯(lián)于所述電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端和市電零線端之間，所述第二濾波電容和放電電阻分別并聯(lián)于穩(wěn)壓集成電路的輸出端和市電零線端之間，使該低壓+12V直流電經(jīng)第一濾波電容、穩(wěn)壓集成電路、第二濾波電容和放電電阻的作用后轉(zhuǎn)換為+5V直流電。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的熱水壺的精確控溫電路，其特征在于所述熱敏電阻并聯(lián)在一接插件的輸入端，該接插件的輸出端經(jīng)第八電阻連接單片機(jī)的ADO端口，一第二瓷片電容和一第七電阻分別并聯(lián)于所述接插件的輸出端和地之間。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種熱水壺的精確控溫電路，其除包括單片機(jī)、發(fā)熱絲和熱敏電阻外，還包括過(guò)零檢測(cè)單元和功率控制單元，該功率控制單元包括繼電器控制模塊和可控硅控制模塊。采用該熱水壺的精確控溫電路，在水體溫度較低時(shí)使用繼電器導(dǎo)通加熱，發(fā)熱絲以全功率加熱，迅速加熱水體；繼電器吸合后具有壓降小，自身發(fā)熱量小的特性，使得熱水壺具有升溫快，控制板發(fā)熱量小的特點(diǎn)。在接近設(shè)定溫度時(shí)采用可控硅控制用小功率加熱，壺內(nèi)水體溫升平緩、均勻，單片機(jī)可精確測(cè)量到并加以控制，實(shí)測(cè)可以做到±0.5℃，控溫精確；另外，熱水壺每次工作繼電器只需動(dòng)作一次，控溫和保溫階段由無(wú)使用次數(shù)限制的可控硅完成，使熱水壺的使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)G05D23/24GK202661906SQ20122028060
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月14日
發(fā)明者夏運(yùn)明, 吳群生, 吳勇坤, 賀白云 申請(qǐng)人:深圳龍多電子科技有限公司