本發(fā)明涉及電路技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種溫度采樣電路、溫度采樣控制方法和家用電器。

背景技術(shù)：

諸多的家用電器，如烹飪、取暖電器產(chǎn)品的工作過程是與溫度是密不可分的，對(duì)于烹飪類家用電器，如電磁爐，因?yàn)椴煌氖澄镉胁煌呐腼儨囟龋瑢?duì)取暖類家用電器，如電熱取暖器，不同的用戶有不同的溫度需求，不同的用戶操作有不同的溫度調(diào)控過程。隨著生活水平的提高，用戶對(duì)家電產(chǎn)品的操作需求增加，要求也相應(yīng)提高，對(duì)于諸如烹飪、取暖等家電產(chǎn)品的溫度靈敏度和精度提出了更高的要求。

目前的加熱類電器產(chǎn)品大多是內(nèi)置阻性的感溫器件去感測溫度，但是這種阻性的感溫器件有自身不可避免的缺陷。例如，對(duì)于電磁爐常用感測鍋具溫度的負(fù)向阻性感溫器件，在溫度超過一定范圍后阻值的變化率就比較小，因而在溫度較高時(shí)感溫的靈敏度就大大降低，感測溫度與實(shí)際溫度差異較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種溫度采樣電路、溫度采樣控制方法和家用電器，該溫度采樣電路在不同的溫度區(qū)間范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)不同的感溫器件，較寬溫度范圍內(nèi)的靈敏度較高，提高響應(yīng)速度和測溫精度。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種溫度采樣電路，包括測溫電路，用以感應(yīng)采樣點(diǎn)的溫度，并轉(zhuǎn)換為電壓，該測溫電路包括感溫器件ⅰ和感溫器件ⅱ，分別用以感應(yīng)不同溫度范圍的溫度值；開關(guān)控制電路，用以控制感溫器件ⅰ和感溫器件ⅱ的接通或斷開；主控電路，用以采集測溫電路的電壓和控制開關(guān)控制電路的接通或斷開。

優(yōu)選地，所述感溫器件ⅰ采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻t1，所述感溫器件ⅱ采用正溫度系數(shù)的熱敏電阻t2；在小于設(shè)定溫度t0范圍內(nèi)，所述t1的阻值成指數(shù)型衰減；在大于設(shè)定溫度t0范圍內(nèi)，所述t2的阻值成指數(shù)型增長；其中，t0的范圍為70-120℃。

優(yōu)選地，所述測溫電路還包括電阻r2、電阻r4、開關(guān)s1和開關(guān)s2；所述熱敏電阻t2一端經(jīng)所述電阻r2接入電源vcc，另一端接地；所述熱敏電阻t1一端經(jīng)所述開關(guān)s1接入電源vcc，另一端經(jīng)所述開關(guān)s2和所述電阻r4接地；所述熱敏電阻t1和所述開關(guān)s2之間與所述電阻r2和所述熱敏電阻t1之間連接，接入主控電路的采樣端tmian-in。

優(yōu)選地，所述測溫電路還包括電阻r3，所述熱敏電阻t2經(jīng)所述電阻r3和所述電阻r4接地。

優(yōu)選地，所述測溫電路還包括：電阻r1，所述測溫電路通過電阻r1接入主控電路的采樣端tmian-in；電容c1，所述主控電路的采樣端tmian-in通過電容c1接地。

優(yōu)選地，所述開關(guān)控制電路包括三極管q1、三極管q2、線圈k1和線圈k2；所述三極管q1和所述三極管q2的基極與所述主控電路的控制端ctrl連接；所述三極管q1的集電極通過所述線圈k1接入電源vdd，所述三極管q2的集電極通過所述線圈k2接入電源vdd；所述三極管q1和所述三極管q2的發(fā)射極接地；所述線圈k1和所述開關(guān)s1耦合，所述線圈k1得電或失電帶動(dòng)開關(guān)s1吸合或打開；所述線圈k2和所述開關(guān)s2耦合，所述線圈k2得電或失電帶動(dòng)開關(guān)s2吸合或打開。

優(yōu)選地，所述開關(guān)控制電路還包括r5，所述三極管q1和所述三極管q2的基極通過r5連接所述主控電路的控制端ctrl。

優(yōu)選地，所述開關(guān)控制電路還包括二極管d1、二極管d2、電容c2和電容c3；所述二極管d1負(fù)極接電源vdd，正極接所述三極管q1的集電極；所述二極管d2負(fù)極接電源vdd，正極接所述三極管q2的集電極；所述電容c2一端連接所述三極管q1的基極，另一端接地；所述電容c3一端連接所述三極管q2的基極，另一端接地。

本發(fā)明還提供一種溫度采樣控制方法，包括：采集采樣點(diǎn)的溫度值；將采集的所述溫度值與設(shè)定溫度值比較；當(dāng)所述溫度值大于所述設(shè)定溫度值時(shí)，使用正溫度系數(shù)的感溫器件感應(yīng)所述采樣點(diǎn)的溫度；當(dāng)所述溫度值小于所述設(shè)定溫度值時(shí)，使用負(fù)溫度系數(shù)的感溫器件感應(yīng)所述采樣點(diǎn)的溫度。

本發(fā)明還提供一種家用電器，該家用電器包含如上所述的溫度采樣電路。

通過上述技術(shù)方案，主控電路控制開關(guān)控制電路接通或斷開，以控制開關(guān)電路選通測溫電路中不同的感溫器件，測溫電路包括感溫器件ⅰ和感溫器件ⅱ，分別用以感應(yīng)不同溫度范圍的溫度值；實(shí)現(xiàn)全溫度范圍的感應(yīng)。感溫器件ⅰ和感溫器件ⅱ分別采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻t1和正溫度系數(shù)的熱敏電阻t2，在不同的溫度范圍內(nèi)，使用不同的感溫器件感應(yīng)溫度。結(jié)合了正、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻t1和t2的阻值隨溫度變化的特性，使在較寬溫度范圍內(nèi)具有較高的采樣靈敏度。

溫度的采集通過采集分壓的方式實(shí)現(xiàn)，當(dāng)開關(guān)s1和開關(guān)s2斷開時(shí)，熱敏電阻t1所在的支路斷開，熱敏電阻t2所在的支路接通，熱敏電阻t2和電阻r2串聯(lián)接入vcc和地之間，熱敏電阻t2的阻值隨溫度變化，進(jìn)而從采樣端tmian-in測量的熱敏電阻t2的分壓隨阻值變化，得到熱敏電阻t2分壓與溫度變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)開關(guān)s1和開關(guān)s2接通時(shí)，開關(guān)s2短接熱敏電阻t2，開關(guān)s1接通熱敏電阻t1所在的支路，此時(shí)，電阻r2和熱敏電阻t1并聯(lián)，接在電源vcc和電阻r4之間，熱敏電阻t1阻值隨溫度變化，熱敏電阻t1和電阻r2并聯(lián)后的分壓比也隨之變化，通過預(yù)先存儲(chǔ)入主控電路的分壓-阻值-溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到溫度值。電路結(jié)構(gòu)簡單，采樣模式切換靈活。

而開關(guān)s1、s2通過開關(guān)控制電路中三極管q1、q2的導(dǎo)通和截止控制，開關(guān)控制電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是本發(fā)明一種實(shí)施方式的溫度采樣電路控制方案圖；

圖2是本發(fā)明一種實(shí)施方式的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻t1阻值隨溫度變化曲線；

圖3是本發(fā)明一種實(shí)施方式的正溫度系數(shù)熱敏電阻t2阻值隨溫度變化曲線；

圖4是本發(fā)明一種實(shí)施方式的溫度采樣電路的結(jié)合正、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻t1、t2的阻值隨溫度變化曲線；

圖5是本發(fā)明一種實(shí)施方式的溫度采樣電路連接圖；

圖6是本發(fā)明另一種實(shí)施方式的溫度采樣電路連接圖；

圖7是本發(fā)明一種實(shí)施方式的溫度采樣電路低溫測量等效電路圖；

圖8是本發(fā)明一種實(shí)施方式的溫度采樣電路高溫測量等效電路圖；

圖9是本發(fā)明一種實(shí)施方式的溫度采樣控制方法流程圖。

附圖標(biāo)記說明

11主控電路21開關(guān)控制電路31測溫電路

41采樣點(diǎn)

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

圖1是本發(fā)明一種實(shí)施方式的溫度采樣電路控制方案圖。如圖1所示，本發(fā)明一種實(shí)施方式的溫度采樣電路，包括測溫電路31，用以感應(yīng)采樣點(diǎn)41的溫度，并轉(zhuǎn)換為電壓，該測溫電路31包括感溫器件ⅰ和感溫器件ⅱ，分別用以感應(yīng)不同溫度范圍的溫度值；開關(guān)控制電路21，用以控制感溫器件ⅰ和感溫器件ⅱ的接通或斷開；主控電路11，用以采集測溫電路31的電壓和控制開關(guān)控制電路21的接通或斷開。

上述方案中，通過主控電路11控制開關(guān)控制電路21接通或斷開，以控制開關(guān)電路選通測溫電路31中不同的感溫器件，測溫電路31包括感溫器件ⅰ和感溫器件ⅱ，分別用以感應(yīng)不同溫度范圍的溫度值；實(shí)現(xiàn)全溫度范圍的感應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式，所述感溫器件ⅰ采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻t1，所述感溫器件ⅱ采用正溫度系數(shù)的熱敏電阻t2；在小于設(shè)定溫度t0范圍內(nèi)，所述t1的阻值成指數(shù)型衰減；在大于設(shè)定溫度t0范圍內(nèi)，所述t2的阻值成指數(shù)型增長；其中，t0的范圍為70-120℃。

圖2是本發(fā)明一種實(shí)施方式的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻t1阻值隨溫度變化曲線。如圖2所示，在采樣點(diǎn)溫度小于設(shè)定溫度t0范圍內(nèi)，所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻t1的阻值隨溫度呈指數(shù)型衰減，且變化率較大，在很小的溫度區(qū)間內(nèi)就可以獲得較大的阻值差異，阻值變化明顯。在小于t0的溫度范圍內(nèi)，該感溫器件ⅰ是隨溫度變化的靈敏度較高的溫度區(qū)間，r0-rn為靈敏度較高的阻值范圍。

圖3是本發(fā)明一種實(shí)施方式的正溫度系數(shù)熱敏電阻t2阻值隨溫度變化曲線。如圖3所示，在溫度大于t0時(shí)，正溫度系數(shù)熱敏電阻t2的阻值隨溫度呈指數(shù)型增長，變化率較大，在很小的溫度區(qū)間內(nèi)就可以獲得較大的阻值差異，最值變化明顯。在大于t0的溫度范圍內(nèi)，該感溫器件ⅱ是隨溫度變化的靈敏度較高的溫度區(qū)間，r0-rn為靈敏度較高的阻值范圍。

圖4是本發(fā)明一種實(shí)施方式的溫度采樣電路的結(jié)合了正、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻t1和t2的阻值隨溫度變化曲線。如圖4所示，本發(fā)明一種實(shí)施方式的測溫電路結(jié)合了兩種不同溫度特性的感溫器件，采用了負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻t1在t1'-t0溫度范圍的阻值變化，采用正溫度系數(shù)熱敏電阻t2在t0-tn溫度范圍的阻值變化。選t0為靈敏度界限，在采集數(shù)據(jù)的同時(shí)實(shí)時(shí)與t0進(jìn)行比較。在溫度低于t0時(shí)，選通負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻t1，應(yīng)用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻t1的阻值隨溫度變化的特性；在溫度高于t0時(shí)，選通正溫度系數(shù)熱敏電阻t2，應(yīng)用正溫度系數(shù)熱敏電阻t2的阻值隨溫度變化的特性。r0-rn為靈敏度較高的阻值范圍。t1'-tn為電器的工作溫度范圍。整個(gè)溫度特性曲線保證了在t1'-tn的溫度范圍內(nèi)都是靈敏度較高的狀態(tài)。

上述方案中，t0的范圍例如可以為80-100℃，為現(xiàn)有熱敏電阻的靈敏度變化較明顯的區(qū)間。作為本發(fā)明一種實(shí)施方式，可設(shè)置t0為90℃，選擇在小于90℃范圍內(nèi)阻值成指數(shù)型衰減的熱敏電阻t1，和在大于90℃范圍內(nèi)阻值成指數(shù)型增長的熱敏電阻t2。

圖5是本發(fā)明一種實(shí)施方式的溫度采樣電路連接圖。如圖5所示，本發(fā)明一種實(shí)施方式的溫度采樣電路中，所述測溫電路31還包括電阻r2、電阻r4、開關(guān)s1和開關(guān)s2；所述熱敏電阻t2一端經(jīng)所述電阻r2接入電源vcc，另一端接地；所述熱敏電阻t1一端經(jīng)所述開關(guān)s1接入電源vcc，另一端經(jīng)所述開關(guān)s2和所述電阻r4接地；所述熱敏電阻t1和所述開關(guān)s2之間與所述電阻r2和所述熱敏電阻t1之間連接，接入主控電路的采樣端tmian-in。

上述方案中，當(dāng)開關(guān)s1和開關(guān)s2斷開時(shí)，熱敏電阻t1所在的支路斷開，熱敏電阻t2所在的支路接通，熱敏電阻t2和電阻r2串聯(lián)接入vcc和地之間，熱敏電阻t2的阻值隨溫度變化，進(jìn)而從采樣端tmian-in測量的熱敏電阻t2的分壓隨阻值變化，得到熱敏電阻t2分壓與溫度變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過預(yù)先存儲(chǔ)入主控電路的分壓-阻值-溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到溫度值。

當(dāng)開關(guān)s1和開關(guān)s2接通時(shí)，開關(guān)s2短接熱敏電阻t2，開關(guān)s1接通熱敏電阻t1所在的支路，此時(shí)，電阻r2和熱敏電阻t1并聯(lián)，接在電源vcc和電阻r4之間，熱敏電阻t1阻值隨溫度變化，熱敏電阻t1和電阻r2并聯(lián)后的分壓比也隨之變化，通過預(yù)先存儲(chǔ)入主控電路的分壓-阻值-溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到溫度值。

根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式，所述開關(guān)控制電路包括三極管q1、三極管q2、線圈k1和線圈k2；所述三極管q1和所述三極管q2的基極與所述主控電路的控制端ctrl連接；所述三極管q1的集電極通過所述線圈k1接入電源vdd，所述三極管q2的集電極通過所述線圈k2接入電源vdd；所述三極管q1和所述三極管q2的發(fā)射極接地；所述線圈k1和所述開關(guān)s1耦合，所述線圈k1得電或失電帶動(dòng)開關(guān)s1吸合或打開；所述線圈k2和所述開關(guān)s2耦合，所述線圈k2得電或失電帶動(dòng)開關(guān)s2吸合或打開。

上述方案中，控制端ctrl與主控電路相連接。當(dāng)溫度低于t0時(shí)，控制端ctrl輸入高電平，通過控制三極管q1和三極管q2的基極導(dǎo)通三極管q1和q2，從而控制線圈k1和線圈k2接通電源vdd，導(dǎo)通的線圈k1和k2帶動(dòng)開關(guān)s1和s2吸合，選通熱敏電阻t1所在的支路，同時(shí)短路熱敏電阻t2所在的支路，實(shí)現(xiàn)由負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻t1感應(yīng)溫度、采集分壓；溫度高于t0時(shí)，控制端ctrl輸入電壓高于vdd或?yàn)?，三極管q1和q2均截止，線圈k1和k2不從電源vdd斷開，開關(guān)s1和開關(guān)s2打開，斷開熱敏電阻t1所在支路，同時(shí)接通熱敏電阻t2所在的支路，實(shí)現(xiàn)由正溫度系數(shù)的熱敏電阻t2感應(yīng)溫度、采集分壓。tmian-in將采集的分壓數(shù)據(jù)輸入到主控模塊中，并由主控模塊將電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為溫度數(shù)據(jù)用于控制相應(yīng)操作過程。

圖6為本發(fā)明另一種實(shí)施方式的溫度采樣電路連接圖。如圖6所示，本發(fā)明一種實(shí)施方式的溫度采樣電路中，所述測溫電路還包括電阻r3，所述熱敏電阻t2經(jīng)所述電阻r3和所述電阻r4接地。

根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式，所述測溫電路還包括：電阻r1，所述測溫電路通過電阻r1接入主控電路的采樣端tmian-in；電容c1，所述主控電路的采樣端tmian-in通過電容c1接地。

圖7是本發(fā)明一種實(shí)施方式的溫度采樣電路低溫測量等效電路圖。如圖7所示，本發(fā)明一種實(shí)施方式的溫度采樣電路低溫，即小于t0溫度范圍內(nèi)的測量等效電路，r1為限流電阻，控制輸入主控電路的電流大?。浑娮鑢2和t1并聯(lián)與r4分壓，負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻t1與r2并聯(lián)后阻值變小，可使r4的分壓效果更明顯，提供電壓-阻值隨溫度的響應(yīng)度；電容c1是濾波電容，濾除毛刺信號(hào)；此時(shí)，主控電路是采集r4電阻的分壓信號(hào)由采樣端tmain-in輸入到主控電路。在溫度小于t0時(shí)，選通負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻t1，隨著溫度升高，熱敏電阻t1的阻值逐漸減小，r4的分壓則逐漸增大。

圖8是本發(fā)明一種實(shí)施方式的溫度采樣電路高溫測量等效電路圖。如圖8所示，本發(fā)明一種實(shí)施方式的溫度采樣電路高溫，即大于t0溫度范圍內(nèi)的測量等效電路，r1為限流電阻，控制輸入主控電路的電流大小；r2為分壓電阻，與t2、r3和r4三個(gè)器件構(gòu)成的體系分壓；t2為正溫度系數(shù)的熱敏電阻，r3、r4與t2串聯(lián)，阻值增大，選通t2時(shí)，可增大分壓效果，提高分壓與溫度變化的響應(yīng)度；c1為濾波電容，濾除毛刺信號(hào)；t2、r3和r4的分壓由主控電路采樣端tmain-in采集并輸入到主控模塊；在溫度高于t0時(shí)，選通正溫度系數(shù)熱敏電阻t2，隨著溫度升高，t2的阻值逐漸增大，采集的分壓逐漸增大。

根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式，所述開關(guān)控制電路還包括r5，所述三極管q1和所述三極管q2的基極通過r5連接所述主控電路的控制端ctrl。

根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式，所述開關(guān)控制電路還包括二極管d1、二極管d2、電容c2和電容c3；所述二極管d1負(fù)極接電源vdd，正極接所述三極管q1的集電極；所述二極管d2負(fù)極接電源vdd，正極接所述三極管q2的集電極；所述電容c2一端連接所述三極管q1的基極，另一端接地；所述電容c3一端連接所述三極管q2的基極，另一端接地。

圖9是本發(fā)明一種實(shí)施方式的溫度采樣控制方法流程圖。如圖9所示，本發(fā)明一種實(shí)施方式的溫度采樣控制方法，包括：在步驟s110中，采集采樣點(diǎn)的溫度值；在步驟s120中，將采集的所述溫度值與設(shè)定溫度值比較；當(dāng)所述溫度值大于所述設(shè)定溫度值時(shí)，在步驟s130中，使用正溫度系數(shù)的感溫器件感應(yīng)所述采樣點(diǎn)的溫度；當(dāng)所述溫度值小于所述設(shè)定溫度值時(shí)，在步驟s140中，使用負(fù)溫度系數(shù)的感溫器件感應(yīng)所述采樣點(diǎn)的溫度。

上述方案中，在溫度小于設(shè)定溫度時(shí)，選擇在此區(qū)間響應(yīng)靈敏的負(fù)溫度系數(shù)的感溫器件，而在溫度大于設(shè)定溫度時(shí)，選擇在此區(qū)間響應(yīng)靈敏的正溫度系數(shù)的感溫器件?？紤]不同的感溫器件在不同的溫度區(qū)間有不同的響應(yīng)特性，選取不同的溫度區(qū)間內(nèi)響應(yīng)靈敏的感溫器件工作，將不同溫度區(qū)間的不同靈敏度的感溫器件結(jié)合獲得全溫度范圍均響應(yīng)靈敏的特性曲線，以獲得寬范圍高靈敏度的溫度采樣控制方法。

本發(fā)明還提供一種家用電器，該家用電器包含如上所述的溫度采樣電路。如上所述的溫度采樣電路可應(yīng)用于如電磁爐、電水壺、電暖器等烹飪、加熱家用電器中，或可用于其他對(duì)溫度靈敏度要求較高的家用電器中。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。例如，可以將分壓電路拓展為原理相似的分壓電路，分壓電阻r2、r3和r4的數(shù)量和電路連接結(jié)構(gòu)可根據(jù)實(shí)際電路進(jìn)行調(diào)節(jié)，開關(guān)s1和s2可更改為除線圈、繼電器以外的其他類型的開關(guān)器件，可以將采集的數(shù)據(jù)應(yīng)用于了解電器工作狀態(tài)或者控制電器工作模式；感溫器件ⅰ和感溫器件ⅱ可以拓展為其他類型的感溫器件或者溫度傳感器。

另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。