一种应用于电水壶的检测电路、检测方法及电水壶与流程

本发明涉及家用电器技术领域，具体涉及一种应用于电水壶的检测电路、检测方法及电水壶。

背景技术：

随着人们生活水平逐渐提高，消费者对电水壶的需求也越来越高，市面上具有智能烧水、自动进水功能的电水壶也越来越多。现有的电水壶具备温度检测和水位检测功能，但是二者的检测过程完全独立，需要设置单独的检测电路，增加产品的设计成本，并且也不利于电水壶的小型化设计。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种应用于电水壶的检测电路、检测方法及电水壶以克服现有技术中的电水壶的检测电路功能单一，不利于电水壶小型化设计的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种应用于电水壶的检测电路，包括：

第一二极管、第二二极管和控制芯片，其中，

所述第一二极管的正向端和所述第二二极管的正向端通过第一耦合器触点分别与电水壶中设置的水位检测装置和温度检测装置连接；

所述第一二极管的反向端与所述控制芯片的水位信号检测端口连接；

所述第二二极管的反向端与所述控制芯片的温度信号检测端口连接；

所述控制芯片分别与所述温度检测装置的供电电路的控制端和所述水位检测装置的水位驱动电路的控制端连接，用于控制所述温度检测装置或所述水位检测装置工作。

可选地，所述应用于电水壶的检测电路还包括：第三二极管和第四二极管，其中，

所述第三二极管的正向端与所述第一二极管的反向端连接，反向端与外部电源连接；

所述第四二极管的正向端与所述第二二极管的反向端连接，反向端与所述外部电源连接。

可选地，所述应用于电水壶的检测电路还包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容及第三电容，其中，

所述第一电阻的一端与所述第一二极管的正向端连接，另一端与所述耦合器触点连接；

所述第二电阻与所述第一电容并联后一端与所述第一二极管的反向端连接，另一端接地；

所述第三电阻的一端与所述第一二极管的反向端连接，另一端与所述控制芯片的水位信号检测端口连接；

所述第二电容的一端与所述第二二极管的反向端连接，另一端接地；

所述第四电阻的一端分别与所述第五电阻的一端及所述第二电容的一端连接，另一端接地；

所述第五电阻的另一端分别与所述控制芯片的温度信号检测端口及所述第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端接地。

可选地，所述供电电路包括：供电电源和受控开关，所述受控开关的控制端与所述控制芯片的温度控制信号输出端连接，第一端与所述供电电源连接，第二端通过第二耦合器触点与所述温度检测装置的供电端连接，用于根据所述控制芯片发送的温度控制信号启动所述温度检测装置采集温度检测信号。

可选地，所述水位驱动电路的输入端与所述控制芯片的pwm信号输出端连接，输出端与第三耦合器触点连接，用于通过所述第三耦合器触点向壶身内部发送水位检测信号，所述水位检测装置采集所述水位检测信号。

可选地，所述第一耦合器触点设置于耦合器中火线连接点和零线连接点之间。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种应用于电水壶的检测方法，应用于第一方面及其任意一项可选实施方式所述的应用于电水壶的检测电路，所述方法包括：

获取当前检测信号，所述当前检测信号为温度检测信号或水位检测信号；

判断所述当前检测信号是否满足预设检测信号条件；

当所述当前检测信号满足预设采样信号条件时，控制所述电水壶停止工作。

可选地，所述判断所述当前检测信号是否满足预设检测信号条件，包括：

按照预设采样周期对所述当前检测信号进行采样，得到采样信号序列；

获取所述采样信号序列中多个不同采样时间点对应的第一采样信号值；

对至少相邻的两个第一采样信号值作差，得到至少一个第一差值；

判断所述第一差值是否大于预设差值阈值；

当所述第一差值大于所述预设差值阈值时，确定所述当前检测信号是否满足预设检测信号条件。

可选地，所述预设采样周期通过如下公式计算：

b＝1/2f，

其中，b表示预设采样周期，f表示电水壶电源的频率。

可选地，当所述当前检测信号满足预设采样信号条件时，所述方法还包括：

生成耦合器进水故障信息，并进行故障报警。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种电水壶，包括；如第一方面及其任意一项可选实施方式所述的应用于电水壶的检测电路。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明实施例提供的应用于电水壶的检测电路，包括：第一二极管、第二二极管和控制芯片，其中，第一二极管的正向端和第二二极管的正向端通过第一耦合器触点分别与电水壶中设置的水位检测装置和温度检测装置连接；第一二极管的反向端与控制芯片的水位信号检测端口连接；第二二极管的反向端与控制芯片的温度信号检测端口连接；控制芯片分别与温度检测装置的供电电路的控制端和水位检测装置的水位驱动电路的控制端连接，用于控制温度检测装置或水位检测装置工作。从而通过将温度检测信号和水位检测信号用一个耦合器触点，减少耦合器环数，整体电路结构简单，在降低设计成本的同时有利于电水壶的小型化设计，通过控制芯片控制水温和水位的分时检测，提高了检测电路的检测效率。

本发明实施例提供的应用于电水壶的检测方法，该方法应用于本发明另一实施例提供的应用于电水壶的检测电路，该检测电路中第一耦合器触点设置于耦合器中火线连接点和零线连接点之间，该检测方法包括：获取当前检测信号，当前检测信号为温度检测信号或水位检测信号；判断当前检测信号是否满足预设检测信号条件；当当前检测信号满足预设采样信号条件时，控制电水壶停止工作。从而通过将第一耦合器触点设置于火线和零线之间，在发生耦合器进水时，火线与第一耦合器触点短接，从而将火线上正弦波特性耦至当前检测信号上，从而可以根据当前检测信号及时检测耦合器是否进水，以及时控制电水壶停止工作，从而避免出现火线和零线被水桥接出现跳闸的风险，有效保护了电水壶的使用安全，并且丰富了检测电路的检测功能，提高了用户的使用体验。

本发明实施例提供的电水壶，包括：应用于本发明另一实施例提供的应用于电水壶的检测电路，从而通过将温度检测信号和水位检测信号用一个耦合器触点，减少耦合器环数，整体电路结构简单，在降低设计成本的同时有利于电水壶的小型化设计，通过控制芯片控制水温和水位的分时检测，提高了检测电路的检测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的检测电路的结构示意图；

图2为本发明实施例中水位驱动电路的结构示意图；

图3为本发明实施例中检测电路的电气连接示意图；

图4为本发明实施例中检测方法的流程图；

图5为本发明实施例中没有发生耦合器进水时检测信号的波形示意图；

图6为本发明实施例中发生耦合器进水时检测信号的波形示意图；

图7为本发明实施例的电水壶的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。

下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

随着人们生活水平逐渐提高，消费者对电水壶的需求也越来越高，市面上具有智能烧水、自动进水功能的电水壶也越来越多。现有的电水壶具备温度检测和水位检测功能，但是二者的检测过程完全独立，需要设置单独的检测电路，增加产品的设计成本，并且也不利于电水壶的小型化设计。

基于上述问题，本发明实施例提供了一种应用于电水壶的检测电路，如图1所示，该应用于电水壶的检测电路，包括：第一二极管d1、第二二极管d2和控制芯片(图1中未示出)，其中，第一二极管d1的正向端和第二二极管d2的正向端通过第一耦合器触点cn1分别与电水壶中设置的水位检测装置(图1中未示出)和温度检测装置(图1中未示出)连接；第一二极管d1的反向端与控制芯片的水位信号检测端口water－ad连接；第二二极管d2的反向端与控制芯片的温度信号检测端口temp－ad连接；控制芯片分别与温度检测装置的供电电路的控制端和水位检测装置的水位驱动电路的控制端连接，用于控制温度检测装置或水位检测装置工作。

具体地，上述的控制芯片可以是电水壶中常用的单片机等处理芯片，只要能够实现本发明实施例所需的控制芯片的功能即可，上述的温度检测装置可以是电水壶中通常设置的感温包或温度传感器等，只要能够实现水温检测即可，上述的水位检测装置可以是电水壶中通常设置的金属探针等，本发明并不以此为限。

通过上述各个组成部分的协同合作，本发明实施例提供的应用于电水壶的检测电路，通过将温度检测信号和水位检测信号用一个耦合器触点，减少耦合器环数，整体电路结构简单，在降低设计成本的同时有利于电水壶的小型化设计，通过控制芯片控制水温和水位的分时检测，提高了检测电路的检测效率。

具体地，在于实施例中，如图1所示，上述的检测电路还包括：第三二极管d3和第四二极管d4，其中，第三二极管d3的正向端与第一二极管d1的反向端连接，反向端与外部电源连接；第四二极管d4的正向端与第二二极管d2的反向端连接，反向端与外部电源连接。从而通过设置第三二极管d3和第四二极管d4连接的外部电源，实现了电压钳位作用，防止外部的浪涌电压通过耦合器直接作用到控制芯片i/o口，而将控制芯片烧毁。需要说明的是，在本发明实施例中以外部电源为5v为例进行的说明，在实际应用中，可以根据控制芯片的耐压情况选择合适的外部电源，本发明并不以此为限。

具体地，在一实施例中，如图1所示，为了提高控制芯片接收检测信号的准确性，去除干扰信号，上述的检测电路还包括：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、第一电容c1、第二电容c2及第三电容c3，其中，第一电阻r1的一端与第一二极管d1的正向端连接，另一端与耦合器触点连接；第二电阻r2与第一电容c1并联后一端与第一二极管d1的反向端连接，另一端接地；第三电阻r3的一端与第一二极管d1的反向端连接，另一端与控制芯片的水位信号检测端口water－ad连接；第二电容c2的一端与第二二极管d2的反向端连接，另一端接地；第四电阻r4的一端分别与第五电阻r5的一端及第二电容c2的一端连接，另一端接地；第五电阻r5的另一端分别与控制芯片的温度信号检测端口temp－ad及第三电容c3的一端连接，第三电容c3的另一端接地。

具体地，在一实施例中，如图1所示，上述的供电电路包括：供电电源和受控开关q1，受控开关q1的控制端与控制芯片的温度控制信号输出端ntc－5v连接，第一端与供电电源连接，第二端通过第二耦合器触点cn2与温度检测装置的供电端连接，用于根据控制芯片发送的温度控制信号启动温度检测装置采集温度检测信号。在本发明实施例中，上述的受控开关q1为三极管，供电电源为。在实际应用中该受控开关和供电电源可以根据电水壶的实际设计需求进行灵活的设置，本发明并不以此为限。

如图1所示，上述的供电电路还包括第六电阻r6，该第六电阻r6的两端分别与受控开关q1的控制端和控制芯片的温度控制信号输出端ntc－5v连接，用于滤除干扰信号。在实际应用中，当控制芯片控制电水壶进行温度检测时，控制芯片的温度控制信号输出端ntc－5v输出低电平信号，受控开关q1导通，使得供电电源为温度检测装置如感温包供电，感温包采集温度信号并将其转换为电压信号发送至控制芯片的温度信号检测端口temp－ad，以实现温度检测功能，使得电水壶处于温度检测模式。而当控制芯片控制电水壶进行水位检测时，控制芯片的温度控制信号输出端ntc－5v输出高电平信号，受控开关q1截止，供电电源停止为温度检测装置供电，使得电水壶处于水位检测模式。

具体地，在一实施例中，如图2所示，上述的水位驱动电路的输入端与控制芯片的pwm信号输出端water－pwm连接，输出端与第三耦合器触点pe连接，用于通过第三耦合器触点pe向壶身内部发送水位检测信号，水位检测装置w采集水位检测信号。当壶身内部的水位低于水位检测装置w时，此时水位检测装置w采集的水位检测信号的电压值较低；当水位高于水位检测装置w时，此时水位检测装置w采集的水位检测信号的电压值较高。需要说明的是，该水位驱动电路为现有技术中水位检测电路中控制水位检测装置进行水位检测的驱动电路，本发明并不以此为限。在实际应用中，当控制芯片控制电水壶进行水位检测时，控制芯片的pwm信号输出端water－pwm输出pwm波，水位检测装置进行水位检测，使得电水壶处于水位检测模式。相应地，当控制芯片控制电水壶进行温度检测时，控制芯片的pwm信号输出端water－pwm停止输出pwm波，使得电水壶处于温度检测模式。

此外，在实际应用中，为了避免在进行温度检测时温度检测信号进入水位信号检测端口water－ad，或者在进行水位检测时水位检测信号进入温度信号检测端口temp－ad，在进行温度检测时，控制芯片将水位信号检测端口water－ad设置为高电平，相应地，在进行水位检测时控制芯片将温度信号检测端口temp－ad设置为高电平，从而保证控制芯片获取准确的检测信号，进而保证检测结果的准确性，以实现电水壶精准的加热或加水控制。

具体地，在一实施例中，如图3所示，温度检测装置t和水位检测装置w共用第一耦合器触点cn1，且第一耦合器触点cn1设置于耦合器中火线连接点acl和零线连接点acn之间。从而在发生耦合器进水时，火线与第一耦合器触点cn1短接，从而将电水壶的市电供电电源的交流电特征即正弦波特征加载至电水壶当前正在检测的温度检测信号或水位检测信号上，从而有利于及时发现耦合器进水故障，防止耦合器进水后将火线和零线进行短接导致用户用电跳闸，并且可以并且根据当前检测信号的波形特点来判断耦合器是否进水，以及时达到保护的作用。

通过上述各个组成部分的协同合作，本发明实施例提供的应用于电水壶的检测电路，通过将温度检测信号和水位检测信号用一个耦合器触点，减少耦合器环数，整体电路结构简单，在降低设计成本的同时有利于电水壶的小型化设计，通过控制芯片控制水温和水位的分时检测，提高了检测电路的检测效率。

本发明实施例还提供了一种应用于电水壶的检测方法，该方法应用于如图1所示的检测电路，且第一耦合器触点设置于耦合器中火线连接点和零线连接点之间，如图4所示，该应用于电水壶的检测方法，具体包括如下步骤：

步骤s101：获取当前检测信号。

其中，当前检测信号为温度检测信号或水位检测信号。没有发生耦合器进水时检测信号的波形如图5所示，发生耦合器进水时检测信号的波形如图6所示。

步骤s102：判断当前检测信号是否满足预设检测信号条件。

其中，该预设检测信号条件为信号波形特征符合正弦波的特征。

步骤s103：当当前检测信号满足预设采样信号条件时，控制电水壶停止工作。

具体地，如果当前检测信号符合正弦波特征，则说明耦合器进水将火线与第一耦合器触点短接，使得交流电的正弦波特征加载至当前检测信号中，通过切断电水壶与其市电连接的继电器，使发热盘停止加热，以避免电水壶损坏及火线零线短接引起的跳闸。

通过执行上述步骤，本发明实施例提供的应用于电水壶的检测方法，通过将第一耦合器触点设置于火线和零线之间，在发生耦合器进水时，火线与第一耦合器触点短接，从而将火线上正弦波特性耦至当前检测信号上，从而可以根据当前检测信号及时检测耦合器是否进水，以及时控制电水壶停止工作，从而避免出现火线和零线被水桥接出现跳闸的风险，有效保护了电水壶的使用安全，并且丰富了检测电路的检测功能，提高了用户的使用体验。

具体地，在于实施例中，上述的步骤s102具体包括如下步骤：

步骤s201：按照预设采样周期对当前检测信号进行采样，得到采样信号序列。

其中，该预设采样周期可以根据实际检测精度要求进行设置，在本发明实施例中，以电水壶供电电源的市电周期为20ms为例，当耦合器进水时正弦波信号耦合至当前检测信号，此时波峰与波谷的时间间隔10ms，电压差值最大，容易被检测到，提高检测耦合器进水检测的及时性和有效性，因此，预设采样周期通过如下公式计算：

b＝1/2f，

其中，b表示预设采样周期，f表示电水壶电源的频率。

步骤s202：获取采样信号序列中多个不同采样时间点对应的第一采样信号值。

其中，以当前检测信号为温度检测信号为例，该第一采样信号值为控制芯片接收到的当前温度值对应的电压值。

步骤s203：对至少相邻的两个第一采样信号值作差，得到至少一个第一差值。

具体地，如图5所示，如果耦合器没有发生进水，温度检测信号为固定幅值的电压信号，对其进行采样后，相邻的采样信号基本保持不变，如图6所示，当耦合器进水后，温度检测信号呈正弦波的波形，对其进行采样后相邻两个采样信号之间会出现较大的差值，因此，可以通过相邻采样值得差值来判断耦合器是否发生进水。

步骤s204：判断第一差值是否大于预设差值阈值。

步骤s205：当第一差值大于预设差值阈值时，确定当前检测信号是否满足预设检测信号条件，即耦合器出现进水。

具体地，在一实施例中，上述的检测方法具体还包括：

步骤s104：生成耦合器进水故障信息，并进行故障报警。实现了及时提示用户耦合器进水问题，避免用户反复启动电水壶造成电水壶损坏或跳闸的风险。

下面将结合具体应用示例，对本发明实施例提供的检测方法进行详细的说明。

当检测水位信号时，关断感温包的供电电源，且使控制芯片上温度信号检测端口设置输出高电平。此时，控制芯片输出pwm波启动水位驱动电路，水位信号检测端口设置为ad检测功能，此时对水位信号进行采样；当检测温度信号时，关断水位驱动电路，且令水位信号检测端口设置输出高电平。此时，控制芯片控制接通感温包供电电源，温度信号检测端口设置为ad检测功能，此时对温度信号进行采样，控制芯片对水位和温度交替分时检测。

然后设置采样周期b，其中采样周期b与市电的频率f的关系为b＝1/2f。在分时检测过程中，一个分时检测周期可设置为b＊n(n＝4，5，6…)，其中，水位信号检测的时间为b＊n1(n1＝1，2，3，4…)，温度信号检测的时间为b＊n2(n＝3，4，5…)，n1+n2＝n。

在进行温度检测时，对感温包进行采样，得到不同时间的采样信号值an－1，an，an+1…(n＝1，2，3…)，通过判断以下条件：an－1＞an，an+1＞an，且an－1－an＞m，an+1－an＞m(m为上述预设差值阈值)，

若上一步骤中连续满足x次上述判断条件时(x为预先设定的次数)，则判断为耦合器进水，此时切断继电器，发热盘停止加热，整机同步报故障。当不满足上述判断条件时，延迟1ms开启采样的时间，然后重新进行采样并判断条件，直至当延迟的时间d＝b/2时，如果仍然不满足判断条件，则说明耦合器没有进水，电水壶可以继续正常运行。

本发明实施例提供的耦合器进水检测方法，可以防止耦合器进水后将火线和零线进行短接导致用户用电跳闸。将水位信号和感温包信号共用一个耦合器触点，减少耦合器尺寸，通过分时检测完成水位和感温包的检测功能，并且根据检测信号的波形特点来判断耦合器是否进水，进而达到保护的作用。

通过执行上述步骤，本发明实施例提供的应用于电水壶的检测方法，通过将第一耦合器触点设置于火线和零线之间，在发生耦合器进水时，火线与第一耦合器触点短接，从而将火线上正弦波特性耦至当前检测信号上，从而可以根据当前检测信号及时检测耦合器是否进水，以及时控制电水壶停止工作，从而避免出现火线和零线被水桥接出现跳闸的风险，有效保护了电水壶的使用安全，并且丰富了检测电路的检测功能，提高了用户的使用体验。

本发明实施例还提供了一种电水壶，如图7所示，该电水壶包括本发明另一实施例提供的应用于电水壶的检测电路101。

本发明实施例提供的电水壶，通过将温度检测信号和水位检测信号用一个耦合器触点，减少耦合器环数，整体电路结构简单，在降低设计成本的同时有利于电水壶的小型化设计，通过控制芯片控制水温和水位的分时检测，提高了检测电路的检测效率。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。