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断电记忆电路及具有断电记忆功能的电器的制作方法

 huasum 2022-12-19 发布于江西
断电记忆电路及具有断电记忆功能的电器的制作方法

本实用新型涉及电能储放技术领域,特别涉及断电记忆电路及具有断电记忆功能的电器。



背景技术:

家用电器类的产品普遍具有控制电路,用户可以通过按键、遥控等方式对家用电器进行程序设定,以使其能够自动工作。以电水壶为例,电控操作部分在壶身或提手的水壶类产品,在用户设定好程序并开始工作后,如果中途要加水或进行其他操作,将壶身与底座分离后,电水壶就会断电,再将壶身放回底座,就需要重新设定工作程序,不利于用户方便快捷地使用,体验感不够完善。

为了解决这一问题,现有的部分产品采用为电器配备纽扣电池的方式来解决断电后程序设定丢失的问题,但纽扣电池需要定期更换,用户使用半年到一年左右就需要更换电池,而用户自行更换纽扣电池费时费力,成本较高,且容易发生危险。



技术实现要素:

(一)实用新型目的

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷,解决家用电器在断电后丢失用户设定程序的问题,同时节省人力物力,本实用新型提供了以下技术方案。

(二)技术方案

作为本实用新型的第一方面,本实用新型公开了一种断电记忆电路,包括:隔离二极管、放电复位电阻和电解电容;

所述隔离二极管的正极与电源电路的输出端连接,负极与所述放电复位电阻的一端、所述电解电容的正极以及主控芯片的VDD端连接,所述放电复位电阻的另一端以及所述电解电容的负极接地。

一种可能的实施方式中,所述电解电容的两端并联有第一电容。

作为本实用新型的第二方面,本实用新型公开了一种具有断电记忆功能的电器,包括:

上述任一技术方案中描述的断电记忆电路;

与所述断电记忆电路的电解电容的正极连接的主控芯片,所述主控芯片连接有耗电元件;

与所述断电记忆电路的隔离二极管正极连接的电源电路。

一种可能的实施方式中,所述电源电路包括:降压驱动芯片。

一种可能的实施方式中,所述耗电元件包括NTC元件。

一种可能的实施方式中,所述电器还包括:与所述主控芯片连接的加热电路。

一种可能的实施方式中,所述加热电路包括:

双向触发二极管,其A1极为火线输入端,A2极连接加热导体;

第十五电阻,其一端与所述双向触发二极管的G控制极连接;

第三三极管,其集电极与所述第十五电阻的另一端连接,发射极接地;

第二十电阻,其一端与所述第三三极管的基极连接,另一端与所述主控芯片连接。

一种可能的实施方式中,所述电器还包括:一端与所述主控芯片连接的过零检测电路。

一种可能的实施方式中,所述过零检测电路包括:

第五电阻,其一端与零线连接;

第一三极管,其基极与所述第五电阻的另一端连接,发射极接地;

第六电阻,其一端与所述第一三极管的基极连接,另一端与所述第一三极管的发射极连接;

第五电容,其一端与所述第一三极管的发射极连接,另一端与所述第一三极管的集电极;

第十七电阻,其一端与所述第一三极管的集电极连接,另一端与所述电源电路以及所述主控芯片连接。

一种可能的实施方式中,所述电器还包括蜂鸣电路,所述蜂鸣电路包括:

蜂鸣器,其一端连接电源;

第十六电阻,其一端与所述蜂鸣器的另一端连接,另一端与所述主控芯片连接。

一种可能的实施方式中,所述电器还包括:指示灯电路和/或数显电路;

所述指示灯电路包括:至少一个指示单元;其中,每个所述指示单元包括:发光二极管和降压电阻,每个所述发光二极管的负极均与所述主控芯片连接,每个所述降压电阻的一端与同一所述指示单元内的所述发光二极管正极连接,另一端与所述主控芯片连接;

所述数显电路包括:与所述主控芯片连接的数显单元。

(三)有益效果

本实用新型提供的断电记忆电路及具有断电记忆功能的电器,能够在电器断电后对用户的程序设定保持一段时间的记忆,使得在电器重新上电后能够继续按照断电前的程序设定进行工作,免去了用户再次进行程序设定,同时无需消耗纽扣电池,节省人力物力。

附图说明

以下参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释和说明本实用新型,而不能理解为对本实用新型的保护范围的限制。

图1是本实用新型提供的断电记忆电路第一实施例的电路图。

图2是本实用新型提供的具有断电记忆功能的电器第二实施例的电源电路、加热电路、过零检测电路及蜂鸣电路的电路图。

图3是本实用新型提供的具有断电记忆功能的电器第三实施例的指示灯电路的电路图。

图4是本实用新型提供的具有断电记忆功能的电器第三实施例的数显电路的电路图。

图5是本实用新型提供的具有断电记忆功能的电器第三实施例的工作原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

需要说明的是:在附图中,自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例,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组合。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

在本文中,“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分,而非表示它们的重要程度及顺序等。

下面参考图1详细描述本实用新型提供的断电记忆电路,即第一实施例。本实施例主要应用于需要在断电后还能记忆程序设定的家用电器等设备上,免去在断电并重新上电后用户对程序进行再次设定。

如图1所示,本实施例提供的断电记忆电路主要包括有:隔离二极管、放电复位电阻和电解电容。电解电容是一种有极电容,其阴极由导电材料、电解质(电解质可以是液体或固体)和其他材料共同组成。

隔离二极管的正极与电源电路的输出端连接,负极与放电复位电阻的一端、电解电容的正极以及主控芯片的VDD端连接,放电复位电阻的另一端以及电解电容的负极接地。

VDD端是主控芯片U2的电源端,主控芯片U2通过VDD端接收电能。

在断电记忆电路所在的电器正常工作时,电源电路正常供电,并将电能通过断电记忆电路输送至主控芯片U2的VDD电源端,同时电解电容EC5存储一定量的电能。

在断电后,电源电路停止供电,隔离二极管D1和放电复位电阻R10使电解电容EC5存储的电能够在断电后仍能维持对主控芯片U2的供电。在此过程中。由于隔离二极管D1和放电复位电阻R10电联,因此能够限制电解电容EC5的放电速度,尽量使电解电容EC5存储的电能供给主控芯片U2使用,同时隔离二极管D1能够对主控芯片U2进行电源隔离,防止电能从断电记忆电路输出到电源电路中。

具体的,隔离二极管D1采用型号为1N4148的小型高速开关二极管,放电复位电阻R10的阻值为150K,电解电容EC5的电容为100uF,额定工作电压为16V,在某个特定耗电量下,能够使得断电记忆电路保持主控芯片的断电记忆时间大于等于60秒。

在一种实施方式中,电解电容的两端并联有第一电容。

第一电容C1的一端与电解电容EC5的负极连接,另一端与电解电容EC5的正极连接,即第一电容C1的另一端同时与主控芯片U2的VDD端连接。具体的,第一电容C1采用值为100nF的电容。

下面参考图1-图2详细描述本实用新型提供的具有断电记忆功能的电器,即第二实施例;本实施例主要应用于需要在断电后还能记忆程序设定的家用电器等设备上,免去在断电并重新上电后用户对程序进行再次设定。

如图1-图2所示,本实施例提供的断电记忆电路主要包括有:

上述第一实施例中描述的断电记忆电路;

与断电记忆电路的电解电容的正极连接的主控芯片,主控芯片连接有耗电元件;

与断电记忆电路的隔离二极管正极连接的电源电路。

在电器正常工作时,电源电路负责供电,并将电能通过断电记忆电路输送至主控芯片U2的VDD电源端,同时电解电容EC5存储一定量的电能。

在断电后,电源电路停止供电,隔离二极管D1和放电复位电阻R10使电解电容EC5存储的电能够在断电后仍能维持对主控芯片U2的供电,让电器在断电一定时间内的重新上电后,电器的主控程序能够存留并继续按照断电前对电器的设定继续执行。在断电之后的过程中,由于隔离二极管D1和放电复位电阻R10 电联,因此能够限制电解电容EC5的放电速度,尽量使电解电容EC5存储的电能供给主控芯片U2使用,同时隔离二极管D1能够对主控芯片U2进行电源隔离,防止电能从断电记忆电路输出到电源电路中。

并且在断电后,主控芯片U2会切断与其连接的放电量较大的元件的供电,防止该放电量较大的元件放电。

具体的,主控芯片U2可以采用型号为BS84B08A-3-20的降压恒压控制驱动芯片。主控芯片的VSS端接地,PB0引脚连接用于开关电器的电路K2,PB1引脚连接用于调节温度的电路K1。

在一种实施方式中,电源电路包括:降压驱动芯片。

通过降压驱动芯片U1将交流电转化为电器额定电压相同的直流电,例如将 AV220V交流电转化为DC5.6V直流电,以实现电源适配。具体的,降压驱动芯片 U1采用LP2801型号的芯片。

电源电路还包括与火线AC_L连接的保险丝FUSE,保险丝FUSE的熔断电流为8A,熔断电压为250V。

电源电路还包括有两端分别与火线AC_L和零线AC_N连接的安规电容CX1 和压敏电阻VDR,安规电容CX1和压敏电阻VDR均设置于降压驱动芯片U1之前。

安规电容是指电容器失效后,不会导致电击,不危及人身安全的安全电容器,主要用于电源滤波器里对共模、差模干扰起滤波作用。

压敏电阻是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非线性特性,当过电压出现在压敏电阻的两极间,压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值,从而实现对后级电路的保护。

具体的,安规电容CX1的电容量为0.47uF,额定电压为275V。压敏电阻VDR 采用型号为10D471K的压敏电阻。

电源电路还包括有两端分别与火线AC_L和零线AC_N连接的电解电容EC5 和电解电容EC2,电解电容EC5和电解电容EC2同样设置于降压驱动芯片U1之前。具体的,电解电容EC5和电解电容EC2的电容量均为2.2uF,额定电压均为400V。

电解电容EC5的正极和电解电容EC2的正极之间连接有电感L1,电解电容 EC5的正极和压敏电阻VDR之间连接有第一电阻R1、第六二极管D6和第二二极管D2。具体的,电感L1的电感量为1mH,第六二极管D6和第二二极管D2均采用型号为1N4007的二极管。

降压驱动芯片U1的第五引脚(D引脚)和第六引脚(NC引脚)与电解电容 EC2的正极连接。D引脚和NC引脚还与第四引脚(FB引脚)通过相串联的电阻 R18、R19连接,电阻R18、电阻R19的值均为2M。FB引脚与第二引脚(BP引脚) 之间通过电解电容EC4连接,电解电容EC4的电容量为4.7uF,其中电解电容 EC4的正极与FB引脚连接。BP引脚还与第八引脚(S引脚)直接连接。BP引脚还连接有电阻R8,电阻R8与特快恢复二极管D5的负极以及特快恢复二极管D3 的负极连接,特快恢复二极管D5的正极和特快恢复二极管D3的正极均接地。降压驱动芯片U1的第一引脚(GND引脚)与电阻R8的与电阻R9连接的一端连接,电阻R9的值为10KF。GND引脚、电阻R8、电阻R9、二极管D5的负极和二极管D3的负极均通过电感L2与火线AC_L连接,电感L2的值为1mH。电阻R21 的两端分别与电感L2和电阻R9连接,电阻R21的值为47KF。电阻R22并联于电阻R21的两端,电阻R22的组织为300K。

电阻R12一端与火线AC_L连接,另一端通过通信口CN1的第一端口与主控芯片U2的PB5引脚连接,电阻R12的值为0R。电阻R12的一端与电阻R22连接,并且电阻R12与电阻R22之间还连接有另一端均接地的电解电容EC3、电容C4 以及电阻R23,电解电容EC3的电容为140uF,额定电压为16V,电容C4的值为 100nF,电阻R23的值为1K。

电源电路通过图2中的通信口CN1的第一端口与图1中的主控芯片U2连接,即R12的另一端与通信口CN1的第一端口连接。其中,通信口CN1的第二端口接地。

在一种实施方式中,耗电元件包括NTC元件。

NTC(Negative Temperature Coefficient)是指随温度上升而电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象和材料。以具有加热功能的电热水壶为例,主控芯片U2会切断与其连接的NTC元件的供电,防止NTC元件在电热水壶断电时放电。

具体的,NTC元件通过上拉电阻R7与主控芯片U2的PD7引脚连接,上拉电阻用于降低NTC供电损耗电流,上拉电阻R7的值为2KJ。

在一种实施方式中,该电器还包括:与主控芯片连接的加热电路。

加热电路用于将电能转换为热能,以起到对外物的加热效果。以电水壶为例,加热电路将电能转换为热能并通过导体传导到壶内的水中,以使水升温,达到加热的目的。

加热电路通过图2中的通信口CN1的第五端口(HEAT端口)与图1中的主控芯片U2连接。

在一种实施方式中,加热电路包括:

双向触发二极管,其A1极为火线输入端,A2极连接加热导体;

第十五电阻,其一端与双向触发二极管的G控制极连接;

第三三极管,其集电极与第十五电阻的另一端连接,发射极接地;

第二十电阻,其一端与第三三极管的基极连接,另一端与主控芯片连接。

双向触发二极管能够用于过压保护,使加热电路免受过压损害。具体的,双向触发二极管可以采用T1215NSP型号的双向二极管。第十五电阻R15采用值为100R的电阻。第三三极管Q3采用S8050型号的小功率NPN型硅管。第二十电阻R20采用值为1KJ的电阻,第二十电阻R20的另一端与主控芯片U2的PB5 引脚连接。

通过主控芯片U2配合双向触发二极管BT1,来控制加热导体的通断。

在一种实施方式中,电器还包括:一端与主控芯片连接的过零检测电路。

过零检测指的是在交流系统中,当波形从正半周向负半周转换时,经过零位时,系统作出的检测。可作开关电路或者频率检测。

过零检测电路通过图2中的通信口CN1的第三端口(ZERO端口)与图1中的主控芯片U2连接。

在一种实施方式中,过零检测电路包括:

第五电阻,其一端与零线连接;

第一三极管,其基极与第五电阻的另一端连接,发射极接地;

第六电阻,其一端与第一三极管的基极连接,另一端与第一三极管的发射极连接;

第五电容,其一端与第一三极管的发射极连接,另一端与第一三极管的集电极;

第十七电阻,其一端与第一三极管的集电极连接,另一端与电源电路以及主控芯片连接。

第五电阻R5的一端、第六电阻R6的一端和第一三极管Q1的基极连接。第六电阻R6的另一端、第一三极管Q1的发射极和第五电容C5的一端连接并接地。第一三极管Q1的集电极、第五电容C5的另一端和第十七电阻R17的一端相连接,第十七电阻R17的值为0R,第十七电阻R17的另一端通过图2中的通信口 CN1的第三端口和主控芯片U2的PB7引脚连接,第十七电阻R17的该另一端还通过第十四电阻R14与火线连接,第十四电阻R14的值为1K。

具体的,第五电阻R5采用值为680K的电阻。还可以在第五电阻R5和零线 AC_N之间串联一第四电阻R4,第四电阻R4也可以采用值为680K的电阻。第一三极管Q1采用型号为S8050的小功率NPN型硅管。

在一种实施方式中,电器还包括蜂鸣电路,蜂鸣电路包括:

蜂鸣器,其一端连接电源;

第十六电阻,其一端与蜂鸣器的另一端连接,另一端与主控芯片连接。

蜂鸣器BUZ用于发出声音,以实现告警、通知等目的。在电热水壶中,可以通过蜂鸣器发出热水已加热完毕等信息。蜂鸣器BUZ的一端接5V直流电源,另一端与第十六电阻R16连接,第十六电阻R16的另一端与图2中的通信口CN1 的第六端口(BUZ端口)连接,通信口CN1的第六端口则与主控芯片U2的PF7 引脚通过电容C3连接,第十六电阻R16的值为100R,电容C3的电容为1uF。

本实施例中的断电记忆电路等部件的具体组成及连接关系均可参照前述第一施例所描述的设置,在此不再一一赘述。

下面参考图1-图5详细描述本实用新型提供的具有断电记忆功能的电器的另一实施例,即第三实施例;本实施例主要应用于需要在断电后还能记忆程序设定的家用电器等设备上,免去在断电并重新上电后用户对程序进行再次设定,同时通过发光、数显等方式告知用户和程序设定相关的信息。

如图1-图5所示,本实施例提供的断电记忆电路主要包括有:

上述第一实施例中描述的断电记忆电路;

与断电记忆电路的电解电容的正极连接的主控芯片,主控芯片连接有耗电元件;

与断电记忆电路的隔离二极管正极连接的电源电路;

指示灯电路和/或数显电路。

其中,指示灯电路包括:至少一个指示单元;其中,每个指示单元包括:发光二极管和降压电阻,每个发光二极管的负极均与主控芯片连接,每个降压电阻的一端与同一指示单元内的发光二极管正极连接,另一端与主控芯片连接;

数显电路包括:与主控芯片连接的数显单元。

电器可以包括指示灯电路,也可以包括数显电路,用于对用户选定的模式或选用的设置进行可视性告知。

如图3所示,每一路指示灯电路中均设有一个降压电阻,每一路指示灯电路的降压电阻R21-R26的值均为100R,并且R21-R26的一端分别与主控芯片U2 的PA2引脚、PB4引脚、PD1引脚、PA4引脚、PB3引脚和PB2引脚。R21-R26的另一端均连接于各自指示灯电路中发光二极管的正极。

各指示灯电路的LED发光二极管均连接于主控芯片U2的PA3引脚。发光二极管用于通过发光来通知用户电器的一些信息。以电水壶为例,电水壶设有六路指示灯电路,没一路均对应于电水壶的一个功能,例如第一路指示灯电路的发光二极管LED1用于在用户设定电水壶泡参茶时发光,以告知用户当前选择的加热档位是泡参茶的档位,以此类推,第二路指示灯电路的发光二极管LED2用于在用户设定电水壶泡花茶时发光,第三路指示灯电路的发光二极管LED3用于在用户设定电水壶烧水时发光,第四路指示灯电路的发光二极管LED4用于在用户设定电水壶炖品时发光,第五路指示灯电路的发光二极管LED5用于在用户设定电水壶做燕窝时发光,第六路指示灯电路的发光二极管LED6用于在用户设定电水壶保温时发光。

各档位对应的加热策略各不相同,例如烧水档和保温档在加热功率及加热时间的设置上会有所不同。各档位的光色页可不完全相同,即各路指示灯电路的LED发光二极管的颜色可不同。

如图4所示,数显电路的数显单元采用型号为SK2831WAA的数显单元,其显示屏上具有三位数字显示。数显单元的E引脚、D引脚、DP引脚、C引脚、G 引脚、B引脚、F引脚、A引脚和COM3引脚分别连接于主控芯片U2的PB2引脚、 PB3引脚、PA4引脚、PA2引脚、PB4引脚、PD1引脚、PA7引脚、PA3引脚和PD0 引脚。数显单元的COM1引脚、COM2引脚和COM3引脚分别连接于主控芯片U2的 PA1引脚、PD6引脚和PD0引脚。

在一种实施方式中,电源电路包括:降压驱动芯片。

在一种实施方式中,耗电元件包括NTC元件。

在一种实施方式中,该电器还包括:与主控芯片连接的加热电路。

在一种实施方式中,加热电路包括:

双向触发二极管,其A1极为火线输入端,A2极连接加热导体;

第十五电阻,其一端与双向触发二极管的G控制极连接;

第三三极管,其集电极与第十五电阻的另一端连接,发射极接地;

第二十电阻,其一端与第三三极管的基极连接,另一端与主控芯片连接。

在一种实施方式中,电器还包括:一端与主控芯片连接的过零检测电路。

在一种实施方式中,过零检测电路包括:

第五电阻,其一端与零线连接;

第一三极管,其基极与第五电阻的另一端连接,发射极接地;

第六电阻,其一端与第一三极管的基极连接,另一端与第一三极管的发射极连接;

第五电容,其一端与第一三极管的发射极连接,另一端与第一三极管的集电极;

第十七电阻,其一端与第一三极管的集电极连接,另一端与电源电路以及主控芯片连接。

在一种实施方式中,电器还包括蜂鸣电路,蜂鸣电路包括:

蜂鸣器,其一端连接电源;

第十六电阻,其一端与蜂鸣器的另一端连接,另一端与主控芯片连接。

如图5所示,本实施例的工作原理为:电水壶通过AC-DC非隔离降压电源得到降压电源,并通过DC可调稳压电源得到5.6V直流电源。当用户拿起电水壶时,电水壶因与底座分离而断电,此时通过电源隔离可调记忆时间电容来保持主控芯片的供电,防止主控芯片因断电而丢失程序设定。当用户在一定时间内将电水壶放回底座上之后,电水壶得电并继续按照设定程序工作。在工作过程中,能够通过主控单片机数码功能显示来通过发光、数显的方式告知用户当前的程序设定内容。

本实施例中的主控芯片、断电记忆电路、电源电路、加热电路、过零检测电路、蜂鸣电路等部件的具体组成及连接关系均可参照前述第二施例所描述的设置,在此不再一一赘述。

以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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