CN102681570A - 饮水机控制电路及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种饮水机控制电路，其包括感测电路、加热电路、水温监测电路及电源电路；感测电路用于感测是否存在使用者进入其感测区域，加热电路用于对水进行加热，水温监测电路用于对水温进行监测，电源电路用于向感测电路、水温监测电路及加热电路供电；当有使用者进入所述感测电路的感测区域时，该感测电路控制开启所述加热电路对水进行加热，直至所述水温监测电路监测到水温达到一设定温度后，该水温监测电路才控制关闭所述加热电路。本发明提供的饮水机控制电路通过感测电路控制加热电路的开启和水温监测电路控制加热电路的关闭，使得饮水机只有在感测到使用者后才对水加热且直接将水加热到设定温度。本发明还提供一种饮水机控制方法。

Description

饮水机控制电路及控制方法
技术领域
本发明涉及一种饮水机，特别涉及一种饮水机控制电路和控制方法。
背景技术
饮水机已经成为人们生活中的一种必需的家电，而市面上的饮水机大多数都是采用循环加热的方式，其工作原理在于当使用者开启加热键后，饮水机中的加热元件就开始对水进行加热，当水加热到一第一温度后所述加热元件停止进行加热，当水冷却到一第二温度后所述加热元件再次自动启动进行加热，并且保持循环。
为了解决上述问题，研发人员开发出了一种具有红外感测功能的饮水机，其工作原理在于当饮水机感测到使用者存在时，就启动加热元件对水进行加热；当饮水机感测不到使用者时，就关闭加热元件。而如果饮水机需要较长时间才能将水加热到第一温度时，这就使得使用者必须长时间的处于饮水机的感测范围内，不然饮水机将会停止加热。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种只有感测到使用者后才对水加热且直接将水加热到设定温度的饮水机控制电路和控制方法。
一种饮水机控制电路，其包括一感测电路、一加热电路、一水温监测电路及一电源电路；所述感测电路用于感测是否存在使用者进入其感测区域，所述加热电路用于对水进行加热，所述水温监测电路用于对水温进行监测，所述电源电路用于向所述感测电路、水温监测电路及加热电路供电；当有使用者进入所述感测电路的感测区域时，该感测电路控制开启所述加热电路对水进行加热，直至所述水温监测电路监测到水温达到一设定温度后，该水温监测电路才控制关闭所述加热电路。
一种饮水机控制方法，其包括以下步骤：
感测是否有使用者进入饮水机的感测区域；
当有使用者进入饮水机的感测区域时，饮水机开始并持续对水进行加热；
监测水温是否达到一预设温度；
当水温达到所述预设温度时，停止加热。
本发明提供的饮水机控制电路和方法通过感测电路控制加热电路的开启和水温监测电路控制加热电路的关闭，使得饮水机只有在感测到使用者后才对水加热且直接将水加热到设定温度，从而在节约用电的同时也能保证使用者方便的取得热水。
附图说明
图1是本发明实施方式提供的饮水机控制电路的电路图。
图2是本发明实施方式提供的饮水机控制方法的流程图。
主要元件符号说明
饮水机控制电路 100
感测电路 10
第一运算放大器 A1
感测器 T1
第一电阻 R1
第二电阻 R2
第三电阻 R3
第四电阻 R4
第五电阻 R5
加热电路 20
第一三极管 U1
第六电阻 R6
二极管 D1
继电器 RL1
防干烧元件 WK
加热器 H1
水温监测电路 30
温控电阻 NTC
第二运算放大器 A2
第二三极管 U2
第七电阻 R7
第八电阻 R8
第九电阻 R9
第十电阻 R10
第十一电阻 R11
电源电路 40
交直流转换模块 41
分压模块 42
第一参考电压 V1
第二参考电压 V2
第三参考电压 V3
外部交流电源 Vac
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
如图1所示，为本发明实施方式提供的一种饮水机控制电路100，其包括一感测电路10、一加热电路20、一水温监测电路30及一电源电路40。所述感测电路10用于在感测至有使用者进行其感测区域时控制开启所述加热电路20对进行加热，所述水温监测电路30用于在监测至水温达到一预设温度时控制关闭加热电路20，所述电源电路40用于向所述感测电路10、加热电路20及水温监测电路30提供电能。
所述感测电路10包括一第一运算放大器A1、一感测器T1、一第一电阻R1、一第二电阻R2、一第三电阻R3、一第四电阻R4及一第五电阻R5。所述第一运算放大器A1包括一通过所述第一电阻R1与一第一参考电压V1相连接的第一正向输入端，一通过所述第三电阻R3与一第二参考电压V2相连接的第一负向输入端、一通过所述第二电阻R2与所述第一正向输入端相连接的第一输出端、一连接一第三参考电压V3的电源端及一接地端。所述第四电阻R4与第三电阻R3串联，并连接在第三电阻R3与第一负向输入端之间。所述第一、第二及第三参考电压V1、V2及V3与第一、第二电阻R1、R2的阻值之间的满足关系：（V3-V1）*R1/（R1+R2）+V1>V2。所述感测器T1的一端连接在第三电阻R3与第四电阻R4之间，另一端通过所述第五电阻R5接地。所述感测器T1在感测到有使用者存在时导通，否则截止。本实施方式中，所述感测器T1为红外感测器，其具有一感测区域。
所述加热电路20包括一第一三极管U1、一第六电阻R6、一二极管D1、一继电器RL1、一防干烧元件WK及一加热器H1。所述第一三极管U1包括一与所述第三参考电压V3相连接的第一集电极、一与所述二极管D1的阳极相连接的第一发射极及一通过所述第六电阻R6与所述第一运算放大器A1的第一输出端相连接的第一基极。所述第一三极管U1为NPN型三极管。所述继电器RL1包括一通过所述防干烧元件WK与一外部交流电源Vac相连接的移动端、一与所述加热器H1相连接的固定端、一与所述二极管D1的阴极的电控端及一接地端。所述继电器RL1的电控端输入高电平时所述移动端与固定端相导通。所述外部交流电源Vac包括一火线及一零线，所述防干烧元件WK与火线相连接。所述加热器H1的一端与所述继电器RL1的固定端相连接，另一端与零线相连接。所述防干烧元件WK在饮水机中的水用完后且加热器H1仍然保持加热时自动断开，以防止加热器H1烧毁饮水机。
所述水温监测电路30包括一温控电阻NTC、一第二运算放大器A2、一第二三极管U2、一第七电阻R7、一第八电阻R8、一第九电阻R9、一第十电阻R10及一第十一电阻R11。所述温控电阻NTC的一端通过所述第七电阻R7与所述第二参考电压V2相连接，其另一端接地。所述第二运算放大器A2包括一与所述第一参考电压V1连接的第二正向输入端、一连接在所述温控电阻NTC与第七电阻R7之间的第二负向输入端及一第二输出端。所述第二三极管U2包括一连接在第一电阻R1和第二电阻R2之间的第二集电极、一接地的第二发射极及一通过第十电阻R10与所述第二输出端相连接的第二基极。所述第二三极管U2为NPN型三极管。所述第九电阻R9连接在第二正向输入端与第二输出端之间。所述第十一电阻R11的一端与所述第二三极管U2的第二基极相连接，另一端接地。所述温控电阻NTC用于对水温进行监测，水温越高时温控电阻NTC的阻值越低，水温越低时温控电阻NTC的阻值越高；当水温高于所述设定温度时，所述第二负向输入端的电压低于第一参考电压V1。
所述电源电路40包括一交直流转换模块41及一分压模块42。所述交直流转换模块41用于将外部交流电源Vac的电压转化为直流的第三参考电压V3，所述分压模块42将第三参考电压V3分别转化成第一参考电压V1和第三参考电压V2。
在使用过程中，当一个使用者进入到感测器T1的感测区域后，所述感测器T1导通，所述第一运算放大器A1的第一负向输入端被拉低为0，而由于第一正向输入端的电压高于第一负向输入端，则第一输出端输出一电压与第三参考电压相等的高电平。由于所述第一三极管U1的第一基极为高电平，则所述第一集电极与第一发射极相导通。所述继电器RL1的电控端为高电平，所述移动端与固定端相连通，使得所述加热器H1与所述外部交流电源Vac相接通，从而开始对饮水机中的水进行加热。
在所述加热器H1在对水进行加热的过程中，如果使用者一直处于所述感测器T1的感测区域内，所述继电器RL1将一直处于导通状态，所述加热器H1将保持在加热状态，直至将水加热到所述设定温度。当使用者离开所述感测器T1的感测区域后，所述感测器T1截止，所述第一运算放大器A1的第一负向输入端与第二参考电压V2相连接。由于所述第一运算放大器A1的第一输出端的输出电压与第三参考电压V3相等，使得第一电阻R1和第二电阻R2连接在第三参考电压V3和第一参考电压V1之间。在经第一电阻R1和第二电阻R2分压后，所述第一正向输入端的电压高于第二参考电压V2，所述第一输出端保持输出与第三参考电压V3相等的高电平，所述继电器RL1保持处于导通状态，所述加热器H1处在加热状态。
当饮水机中的水被加热器H1加热到高于所述设定温度时，所述温控电阻NTC的电阻值减小，使所述第二运算放大器A2的第二负向输入端的电压低于第一参考电压V1，则第二输出端输出高电平至第二三极管U2的第二基极。所述第二集电极和第二发射极相导通，从而将第一运算放大器A1的第一输出端的电压拉低为0。所述第一三极管U1截止，所述继电器RL1断开，所述加热器H1停止加热。由于第一运算放大器A1的第一输出端的电压为0，从而使得第一负向输入端的电压高于第一正向输入端的电压，则第一输出端保持输出低电平。当饮水机中的水的温度低于所述设定温度后，所述第二运算放大器A2的第二输出端输出低电平。虽然此时第二三极管U2处于截止状态，但由于第一运算放大器A1的第一输出端输出低电平，使得加热器H1不会再自动进行加热。
如图2所示，本发明还提供一种饮水机控制方法，其包括以下步骤：
S201：感测是否有使用者进入饮水机的感测区域；
S202：当有使用者进入饮水机的感测区域时，饮水机开始并持续对水进行加热；如果该使用者立即从该感测区域离开，保持对水进行加热；
S203：监测水温是否达到一预设温度；
S204：当水温达到所述预设温度时，停止加热；返回S201。
本发明提供的饮水机控制电路和方法通过感测电路控制加热电路的开启和水温监测电路控制加热电路的关闭，使得饮水机只有在感测到使用者后才对水加热且直接将水加热到设定温度，从而在节约用电的同时也能保证使用者方便的取得热水。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种像应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种饮水机控制电路，其包括一感测电路、一加热电路、一水温监测电路及一电源电路；所述感测电路用于感测是否存在使用者进入其感测区域，所述加热电路用于对水进行加热，所述水温监测电路用于对水温进行监测，所述电源电路用于向所述感测电路、水温监测电路及加热电路供电；当有使用者进入所述感测电路的感测区域时，该感测电路控制开启所述加热电路对水进行加热，直至所述水温监测电路监测到水温达到一设定温度后，该水温监测电路才控制关闭所述加热电路。
2.如权利要求1所述的饮水机控制电路，其特征在于：所述感测电路包括一第一运算放大器、一感测器、一第一电阻、一第二电阻及一第三电阻；所述第一运算放大器包括一通过所述第一电阻与一第一参考电压相连接的第一正向输入端，一通过所述第三电阻与一第二参考电压相连接的第一负向输入端、一通过所述第二电阻与所述第一正向输入端相连接的第一输出端、一连接一第三参考电压的电源端及一接地端；所述感测器的一端与所述第一负向输入端相连接，另一端接地。
3.如权利要求2所述的饮水机控制电路，其特征在于：所述感测器在感测到使用者时导通，否则截止。
4.如权利要求3所述的饮水机控制电路，其特征在于：所述第一、第二及第三参考电压与第一、第二电阻的阻值之间满足关系：
（V3-V1）*R1/（R1+R2）+V1>V2
其中，V1为第一参考电压，V2为第二参考电压，V3为第三参考电压，R1为第一电阻的阻值，R2为第二电阻的阻值。
5.如权利要求4所述的饮水机控制电路，其特征在于：所述加热电路包括一第一三极管、一继电器及一加热器；所述第一三极管包括一与所述第三参考电压相连接的第一集电极、一与所述继电器相连接的第一发射极及一与所述第一运算放大器的第一输出端相连接的第一基极；所述继电器包括一与一外部交流电源相连接的移动端、一与所述加热器连接的固定端及一与所述第一三极管的第一发射极相连接的电控端，当所述电控端输入高电平时所述移动端与固定端相导通。
6.如权利要求5所述的饮水机控制电路，其特征在于：所述水温监测电路包括一温控电阻、一第七电阻、一第二运算放大器及一第二三极管；所述温控电阻的一端通过所述第七电阻与所述第二参考电压相连接，其另一端接地；所述第二运算放大器包括一与所述第一参考电压连接的第二正向输入端、一连接在温控电阻与第七电阻之间的第二负向输入端及一第二输出端；所述第二三极管包括一连接在第一电阻和第二电阻之间的第二集电极、一接地的第二发射极及一与所述第二输出端相连接的第二基极。
7.如权利要求6所述的饮水机控制电路，其特征在于：所述第一三极管和第二三极管都为NPN型三极管。
8.如权利要求6所述的饮水机控制电路，其特征在于：所述温控电阻用于对水温进行监测，水温越高时温控电阻的阻值越低，水温越低时温控电阻的阻值越高；当水温高于所述设定温度时，所述第二负向输入端的电压低于第一参考电压。
9.如权利要求7所述的饮水机控制电路，其特征在于：所述电源电路包括一交直流转换模块及一分压模块，所述交直流转换模块用于将外部交流电源的电压转化为直流的第三参考电压，所述分压模块将第三参考电压分别转化成第一参考电压和第二参考电压。
10.一种饮水机控制方法，其包括以下步骤：
感测是否有使用者进入饮水机的感测区域；
当有使用者进入饮水机的感测区域时，饮水机开始并持续对水进行加热；
监测水温是否达到一预设温度；
当水温达到所述预设温度时，停止加热。
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