專利名稱：電磁加熱設(shè)備的強(qiáng)弱電隔離控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及電磁加熱設(shè)備的強(qiáng)弱電隔離控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在需要用到強(qiáng)電的設(shè)備設(shè)施中，比如使用強(qiáng)電進(jìn)行加熱或者照明的設(shè)備，為了能夠保證操作者的安全，其控制系統(tǒng)中與操作者最相關(guān)部分一般采用弱電控制。尤其是在目前電器越來越普及的情況，保護(hù)使用者的安全顯得尤為重要。對于現(xiàn)有技術(shù)采用電磁進(jìn)行加熱的產(chǎn)品，進(jìn)行再強(qiáng)電和弱電之間進(jìn)行隔離尤其較難實(shí)現(xiàn)。一般情況下，強(qiáng)電設(shè)備中一般包括兩部分電路，其中一部分電路為具有強(qiáng)電部分各種功能的電路，另一部分為具有弱電部分各種功能的電路；現(xiàn)有技術(shù)中可以將上述兩部分電路分別集成在兩個(gè)電路板上，然后通過相應(yīng)的接口連接這兩個(gè)電路板，以便兩者之間能夠進(jìn)行信號傳輸。在實(shí)現(xiàn)和使用上述電磁加熱設(shè)備的強(qiáng)弱電隔離控制系統(tǒng)的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題強(qiáng)電和弱電之間沒有較好的隔離方式，難以保證使用者的安全，并且強(qiáng)電電路板和弱電電路板之間進(jìn)行信號傳輸?shù)乃俾瘦^慢，影響控制的響應(yīng)速度，誤碼率也相對較高，容易出現(xiàn)錯(cuò)誤控制。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種安全的電磁加熱設(shè)備的強(qiáng)弱電隔離控制系統(tǒng)，能夠提高傳輸速率，降低誤碼率。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種電磁加熱設(shè)備的強(qiáng)弱電隔離控制系統(tǒng)，包括電磁加熱線圈、強(qiáng)電功能電路和弱電功能電路，所述弱電功能電路對所述強(qiáng)電功能電路進(jìn)行控制，所述強(qiáng)電功能電路和弱電功能電路之間通過I2C串行總線進(jìn)行信號傳輸，所述I2C串行總線的時(shí)鐘線上串聯(lián)有單向信號傳輸?shù)墓怦罡綦x電路，所述I2C串行總線的數(shù)據(jù)線上串聯(lián)有雙向信號傳輸?shù)墓怦罡綦x電路。本實(shí)用新型中具體方案可以采用所述雙向信號傳輸?shù)墓怦罡綦x電路包括第一光耦合器和第二光耦合器；所述第一光耦合器的輸入端連接在所述數(shù)據(jù)線上強(qiáng)電功能電路的一端，輸出端連接在所述數(shù)據(jù)線上弱電功能電路的一端；所述第二光耦合器的輸入端連接在所述數(shù)據(jù)線上弱電功能電路的一端，輸出端連接在所述數(shù)據(jù)線上強(qiáng)電功能電路的一端。所述第一光耦合器包括封裝在一起的第一發(fā)光二極管和第一光敏三極管，且第一發(fā)光二極管的負(fù)極為輸入端，第一光敏三極管的集電極為輸出端；所述第二光耦合器包括封裝在一起的第二發(fā)光二極管和第二光敏三極管，且第二發(fā)光二極管的負(fù)極為輸入端，第二光敏三極管的集電極為輸出端；所述第一發(fā)光二極管正極和第二光敏三極管的集電極分別通過上拉電阻連接到電源，所述第一發(fā)光二極管正極和第二光敏三極管的集電極之間連接有第三二極管，并且所述第一發(fā)光二極管正極連接所述第三二極管的正極；所述第二發(fā)光二極管正極和第一光敏三極管的集電極分別通過上拉電阻連接到隔離電源，所述第二發(fā)光二極管正極和第一光敏三極管的集電極之間連接有第四二極管， 并且第二發(fā)光二極管正極連接所述第四二極管的正極。所述第一光耦合器的輸出端連接第一二極管的負(fù)極，并通過所述第一二極管的正極連接到數(shù)據(jù)線上弱電功能電路的一端；所述第二光耦合器的輸出端連接第二二極管的負(fù)極，并通過所述第二二極管的正極連接到數(shù)據(jù)線上強(qiáng)電功能電路的一端。所述單向信號傳輸?shù)墓怦罡綦x電路包括第三光耦合器，所述第三光耦合器的輸入端連接在所述時(shí)鐘線上弱電功能電路的一端，輸出端連接在所述時(shí)鐘線上強(qiáng)電功能電路的一端。所述第三光耦合器包括封裝在一起的第三發(fā)光二極管和第三光敏三極管，所述輸入端為第三發(fā)光二極管的負(fù)極，并且所述第三發(fā)光二極管正極通過上拉電阻連接到隔離電源；所述輸出端為第三光敏三極管的集電極，并且所述第三光敏三極管的集電極通過上拉電阻連接到電源，發(fā)射極接地。所述強(qiáng)電功能電路集成在強(qiáng)電功能電路板上，所述弱電功能電路集成在弱電功能電路板上；所述強(qiáng)電功能電路板和弱電功能電路板之間通過功能接口連接，所述I2C串行總線連接在所述強(qiáng)電功能電路板和弱電功能電路板之間的功能接口上。所述強(qiáng)電功能電路為電磁感應(yīng)加熱鍋中的強(qiáng)電功能電路，所述弱電功能電路為電磁感應(yīng)加熱鍋中的弱電功能電路。本實(shí)用新型提供的電磁加熱設(shè)備的強(qiáng)弱電隔離控制系統(tǒng)，由于在強(qiáng)電功能電路和弱電功能電路采用了 I2C總線進(jìn)行信號傳輸，并且在I2C總線上串聯(lián)了光耦隔離電路，可以保護(hù)用戶在操作弱電功能電路時(shí)不易受到強(qiáng)電傷害，提高了控制系統(tǒng)的安全性；而采用 I2C總線進(jìn)行信號傳輸后，相比較現(xiàn)有的信號傳輸方式而言，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的方案可以提高傳輸速率、降低誤碼率。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中電磁加熱設(shè)備的強(qiáng)弱電隔離控制系統(tǒng)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中一種光耦隔離電路詳細(xì)線路圖。附圖標(biāo)記11功率采樣電路13冷卻風(fēng)扇控制電路22溫度水位檢測電路
12功率控制電路 21人機(jī)操作電路 23電源電路[0028]30光耦隔離電路31單向信號傳輸?shù)墓怦罡綦x電路32雙向信號傳輸?shù)墓怦罡綦x電路
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。本實(shí)用新型提供一種電磁加熱設(shè)備的強(qiáng)弱電隔離控制系統(tǒng)，主要用在各種需要采用弱電進(jìn)行控制的強(qiáng)電設(shè)備中，例如電熱水器、電熱鍋等需要人工控制的電加熱器具，故而需要在這些強(qiáng)電設(shè)備的強(qiáng)電功能電路和弱電功能電路之間進(jìn)行隔離，以保護(hù)操作者的安全。一般情況下，可以將強(qiáng)電功能電路集成在強(qiáng)電功能電路板上，將弱電功能電路集成在弱電功能電路板上，但并不限于這種集成方式。下面以電熱鍋為例進(jìn)行說明，如圖1所示，電熱鍋的控制系統(tǒng)包括集成強(qiáng)電功能電路的單片機(jī)A、集成弱電功能電路的單片機(jī)B，并且單片機(jī)A上連接有功率采樣電路11、功率控制電路12和冷卻風(fēng)扇控制電路13，在單片機(jī)B上連接有人機(jī)操作電路21、溫度水位檢測電路22、電源電路23 ；本實(shí)用新型實(shí)施例中單片機(jī)A和單片機(jī)B之間采用I2C協(xié)議進(jìn)行信號傳輸，并通過I2C總線進(jìn)行連接；為了保證用戶的使用安全，在單片機(jī)A和單片機(jī)B之間設(shè)置了隔離電路。上述兩個(gè)單片機(jī)之間設(shè)有用于單片機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的光耦隔離電路30。使用雙單片機(jī)對弱電的人機(jī)操作部分和強(qiáng)電高壓的功率控制部分分別控制，兩部分之間的各種操作和設(shè)定參數(shù)的交換，用光耦隔離電路的進(jìn)行通訊，保證用戶安全。如圖2所示，單片機(jī)A(強(qiáng)電功能電路)和單片機(jī)B (弱電功能電路)之間通過I2C 串行總線進(jìn)行信號傳輸，并且I2C串行總線的時(shí)鐘線上串聯(lián)有單向信號傳輸?shù)墓怦罡綦x電路31，單片機(jī)B上的時(shí)鐘信號通過該時(shí)鐘線單向傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)A，所述I2C串行總線的數(shù)據(jù)線上串聯(lián)有雙向信號傳輸?shù)墓怦罡綦x電路32，單片機(jī)A和單片機(jī)B之間可以進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)傳輸。由于在強(qiáng)電功能電路和弱電功能電路采用了 I2C總線進(jìn)行信號傳輸，并且在I2C 總線上串聯(lián)了光耦隔離電路，可以保護(hù)用戶在操作弱電功能電路時(shí)不易受到強(qiáng)電傷害，提高了控制系統(tǒng)的安全性；而采用I2C總線進(jìn)行信號傳輸后，相比較現(xiàn)有的信號傳輸方式而言，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的方案可以提高信號傳輸速率、降低誤碼率。本實(shí)用新型實(shí)施例中雙向信號傳輸?shù)墓怦罡綦x電路如圖2所示，該光耦隔離電路 32包括第一光耦合器Ul和第二光耦合器U2，通過兩個(gè)光耦合器完成雙向信號傳輸，其中第一光耦合器Ul的輸入端連接在所述數(shù)據(jù)線上強(qiáng)電功能電路(單片機(jī)A)的一端，輸出端連接在所述數(shù)據(jù)線上弱電功能電路(單片機(jī)B)的一端，如果有信號從強(qiáng)電功能電路傳輸?shù)饺蹼姽δ茈娐?，則可以通過所述第一光耦合器Ul進(jìn)行信號傳輸，并且第一光耦合器Ul可以起到強(qiáng)電隔離的作用，保護(hù)使用者的安全。另外，第二光耦合器U2的輸入端連接在所述數(shù)據(jù)線上弱電功能電路的一端，輸出端連接在所述數(shù)據(jù)線上強(qiáng)電功能電路的一端，如果有信號從弱電功能電路傳輸?shù)綇?qiáng)電功能電路，則可以通過所述第二光耦合器U2進(jìn)行信號傳輸。如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例中的第一光耦合器Ul包括封裝在一起的第一發(fā)光二極管和第一光敏三極管且第一發(fā)光二極管的負(fù)極為輸入端，第一光敏三極管的集電極為輸出端；第二光耦合器U2包括封裝在一起的第二發(fā)光二極管和第二光敏三極管，且第二發(fā)光二極管的負(fù)極為輸入端，第二光敏三極管的集電極為輸出端。為了能夠點(diǎn)亮上述發(fā)光二極管，本實(shí)用新型實(shí)施例將第一發(fā)光二極管正極和第二光敏三極管的集電極分別通過上拉電阻Rl和R2連接到電源VDD，只要在第一發(fā)光二極管的負(fù)極輸入低電平，則可以通過該電源為第一發(fā)光二極管提供電流，使得其發(fā)光，從而實(shí)現(xiàn)信號傳輸。為了保證低電平信號傳輸?shù)捷敵龆撕?，不?huì)影響第二光耦合器工作而造成信號混亂，本實(shí)施例在第一發(fā)光二極管正極和第二光敏三極管的集電極之間連接有第三二極管 D3，所述第一發(fā)光二極管正極連接所述第三二極管D3的正極，使得第二光耦合器U2的發(fā)光二極管不會(huì)在此情況下發(fā)光。當(dāng)然，在點(diǎn)亮第二發(fā)光二極管時(shí)，采用了上述相對稱的結(jié)構(gòu)，如圖2所示，將第二發(fā)光二極管正極和第一光敏三極管的集電極分別通過上拉電阻R3和R4連接到隔離電源 VCC,通過該隔離電源VCC為第一發(fā)光二極管提供電流，使得其發(fā)光，從而實(shí)現(xiàn)信號傳輸。在第二發(fā)光二極管正極和第一光敏三極管的集電極之間連接有第四二極管D4，并且第二發(fā)光二極管正極連接所述第四二極管D4的正極，以便信號傳輸?shù)捷敵龆酥蟛粫?huì)影響第一光耦合器工作而造成信號混亂。由于上述第一光耦合器和第二光耦合器需要連接到同一端子，為了保證信號能夠正常輸入到光耦合器，本實(shí)用新型實(shí)施例將第一光耦合器的輸出端連接第一二極管Dl的負(fù)極，并通過所述第一二極管Dl的正極連接到數(shù)據(jù)線上弱電功能電路的一端；同時(shí)還將第二光耦合器的輸出端連接第二二極管D2的負(fù)極，并通過所述第二二極管D2的正極連接到數(shù)據(jù)線上強(qiáng)電功能電路的一端。本實(shí)用新型實(shí)施例中單向信號傳輸?shù)墓怦罡綦x電路31包括第三光耦合器U3，所述第三光耦合器U3的輸入端連接在所述時(shí)鐘線上弱電功能電路的一端，輸出端連接在所述時(shí)鐘線上強(qiáng)電功能電路的一端。通過第三光耦合器U3實(shí)現(xiàn)單向信號傳輸，并實(shí)現(xiàn)強(qiáng)電隔離，保證用戶的使用安全。本實(shí)施例中的第三光耦合器U3包括封裝在一起的第三發(fā)光二極管和第三光敏三極管，所述輸入端為第三發(fā)光二極管的負(fù)極，并且所述第三發(fā)光二極管正極通過上拉電阻 R5連接到隔離電源VCC;所述輸出端為第三光敏三極管的集電極，并且所述第三光敏三極管的集電極通過上拉電阻R6連接到電源VDD，發(fā)射極接地。上述單向信號傳輸?shù)墓怦罡綦x電路可以使得時(shí)鐘信號只能從弱電功能電路傳輸?shù)綇?qiáng)電功能電路，在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，可以將單向信號傳輸?shù)墓怦罡綦x電路的接線方向變換一下，使得時(shí)鐘信號只能從強(qiáng)電功能電路傳輸?shù)饺蹼姽δ茈娐贰１緦?shí)用新型實(shí)施例除了運(yùn)用于上述電熱鍋以外，還可以運(yùn)用于各種強(qiáng)電設(shè)備中， 尤其是運(yùn)用于電磁感應(yīng)加熱的設(shè)備中，如電磁感應(yīng)加熱電熱鍋、熱水器等，所以，對應(yīng)的強(qiáng)電功能電路為電磁感應(yīng)加熱鍋中的強(qiáng)電功能電路，弱電功能電路為電磁感應(yīng)加熱鍋中的弱電功能電路。上述提供的光耦隔離電路僅僅是一種實(shí)現(xiàn)方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)光耦合器的原理設(shè)計(jì)出相應(yīng)的變形電路。以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限
7于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種電磁加熱設(shè)備的強(qiáng)弱電隔離控制系統(tǒng)，包括電磁加熱線圈、強(qiáng)電功能電路和弱電功能電路，所述弱電功能電路對所述強(qiáng)電功能電路進(jìn)行控制；其特征在于，所述強(qiáng)電功能電路和弱電功能電路之間通過I2C串行總線進(jìn)行信號傳輸，所述I2C串行總線的時(shí)鐘線上串聯(lián)有單向信號傳輸?shù)墓怦罡綦x電路，所述I2C串行總線的數(shù)據(jù)線上串聯(lián)有雙向信號傳輸?shù)墓怦罡綦x電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁加熱設(shè)備的強(qiáng)弱電隔離控制系統(tǒng)，其特征在于，所述雙向信號傳輸?shù)墓怦罡綦x電路包括第一光耦合器和第二光耦合器；所述第一光耦合器的輸入端連接在所述數(shù)據(jù)線上強(qiáng)電功能電路的一端，輸出端連接在所述數(shù)據(jù)線上弱電功能電路的一端；所述第二光耦合器的輸入端連接在所述數(shù)據(jù)線上弱電功能電路的一端，輸出端連接在所述數(shù)據(jù)線上強(qiáng)電功能電路的一端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁加熱設(shè)備的強(qiáng)弱電隔離控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一光耦合器包括封裝在一起的第一發(fā)光二極管和第一光敏三極管，且第一發(fā)光二極管的負(fù)極為輸入端，第一光敏三極管的集電極為輸出端；所述第二光耦合器包括封裝在一起的第二發(fā)光二極管和第二光敏三極管，且第二發(fā)光二極管的負(fù)極為輸入端，第二光敏三極管的集電極為輸出端；所述第一發(fā)光二極管正極和第二光敏三極管的集電極分別通過上拉電阻連接到電源， 所述第一發(fā)光二極管正極和第二光敏三極管的集電極之間連接有第三二極管，并且所述第一發(fā)光二極管正極連接所述第三二極管的正極；所述第二發(fā)光二極管正極和第一光敏三極管的集電極分別通過上拉電阻連接到隔離電源，所述第二發(fā)光二極管正極和第一光敏三極管的集電極之間連接有第四二極管，并且第二發(fā)光二極管正極連接所述第四二極管的正極。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁加熱設(shè)備的強(qiáng)弱電隔離控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一光耦合器的輸出端連接第一二極管的負(fù)極，并通過所述第一二極管的正極連接到數(shù)據(jù)線上弱電功能電路的一端；所述第二光耦合器的輸出端連接第二二極管的負(fù)極，并通過所述第二二極管的正極連接到數(shù)據(jù)線上強(qiáng)電功能電路的一端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁加熱設(shè)備的強(qiáng)弱電隔離控制系統(tǒng)，其特征在于，所述單向信號傳輸?shù)墓怦罡綦x電路包括第三光耦合器，所述第三光耦合器的輸入端連接在所述時(shí)鐘線上弱電功能電路的一端，輸出端連接在所述時(shí)鐘線上強(qiáng)電功能電路的一端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁加熱設(shè)備的強(qiáng)弱電隔離控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第三光耦合器包括封裝在一起的第三發(fā)光二極管和第三光敏三極管，所述輸入端為第三發(fā)光二極管的負(fù)極，并且所述第三發(fā)光二極管正極通過上拉電阻連接到隔離電源；所述輸出端為第三光敏三極管的集電極，并且所述第三光敏三極管的集電極通過上拉電阻連接到電源，發(fā)射極接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的電磁加熱設(shè)備的強(qiáng)弱電隔離控制系統(tǒng)，其特征在于，所述強(qiáng)電功能電路集成在強(qiáng)電功能電路板上，所述弱電功能電路集成在弱電功能電路板上；所述強(qiáng)電功能電路板和弱電功能電路板之間通過功能接口連接，所述I2C串行總線連接在所述強(qiáng)電功能電路板和弱電功能電路板之間的功能接口上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的電磁加熱設(shè)備的強(qiáng)弱電隔離控制系統(tǒng)，其特征在于，所述強(qiáng)電功能電路為電磁感應(yīng)加熱鍋中的強(qiáng)電功能電路，所述弱電功能電路為電磁感應(yīng)加熱鍋中的弱電功能電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電磁加熱設(shè)備的強(qiáng)弱電隔離控制系統(tǒng)，涉及控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不夠安全、傳輸速率較慢、誤碼率高的技術(shù)問題。本實(shí)用新型電磁加熱設(shè)備的強(qiáng)弱電隔離控制系統(tǒng)，包括電磁加熱線圈、強(qiáng)電功能電路和弱電功能電路，所述弱電功能電路對所述強(qiáng)電功能電路進(jìn)行控制；其特征在于，所述強(qiáng)電功能電路和弱電功能電路之間通過I2C串行總線進(jìn)行信號傳輸，所述I2C串行總線的時(shí)鐘線上串聯(lián)有單向信號傳輸?shù)墓怦罡綦x電路，所述I2C串行總線的數(shù)據(jù)線上串聯(lián)有雙向信號傳輸?shù)墓怦罡綦x電路。本實(shí)用新型實(shí)施例運(yùn)用于各種強(qiáng)電設(shè)備中，尤其是運(yùn)用于電磁感應(yīng)加熱的設(shè)備中，如電磁感應(yīng)加熱電熱鍋、熱水器等。
文檔編號H05B6/06GK202183890SQ20112026551
公開日2012年4月4日 申請日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26日
發(fā)明者余星光, 吳華鋒, 朱澤春 申請人:九陽股份有限公司