加热与保温电路、装置及系统的制作方法

1.本发明涉及奶粉冲泡技术领域，尤其涉及一种加热与保温电路、装置及系统。


背景技术：

2.生活中，大多数家庭以配方奶粉喂养婴幼儿，而人工冲调奶粉往往存在诸多弊端和不便。科学研究表明，婴儿饮用牛奶的最佳温度在37℃左右，冲泡奶粉的水温要处于45℃至60℃，在此温度区间冲调奶粉既不会破坏牛奶的营养成分又温度适宜。然而深夜进行冲奶时，需要先对冷水进行加热到适宜的温度或者将开水冷却到适宜的温度需要大量的时间，尤其在冬天深夜在等待过程中不仅宝宝挨饿，冲奶的监护人也会受冻。
3.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种加热与保温电路、装置及系统，旨在解决现有技术中难以及时为冲泡奶粉提供温度适宜的水的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提出一种加热与保温电路，所述加热与保温电路包括：主控芯片、温度检测电路、加热电路；
6.其中，所述主控芯片分别与所述温度检测电路以及所述加热电路连接；
7.所述温度检测电路，用于对加热器内的温度进行实时检测，并将检测到的当前温度信息发送至所述主控芯片；
8.所述主控芯片，用于将所述当前温度信息中的电压或电流参数与预设参考电压或电流进行比较，并在所述电压或电流参数小于所述预设参考电压或电流时生成加热信号，并将所述加热信号发送至所述加热电路；
9.所述加热电路，用于在接收到所述加热信号时，对所述加热器内的水进行加热。
10.可选地，所述加热与保温电路还包括：复位电路；
11.其中，所述复位电路与所述主控芯片连接；
12.所述复位电路，用于在所述电压或电流参数满足预设参考电压或电流时生成复位信号，并将所述复位信号发送至所述主控芯片；
13.所述主控芯片，还用于在接收到所述复位信号时，生成截止信号，并将所述截止信号发送至所述加热电路；
14.所述加热电路，还用于在接收到所述截止信号时，停止对所述加热器内的水加热。
15.可选地，所述加热与保温电路还包括：水箱检测电路；
16.其中，所述水箱检测电路与所述主控芯片连接；
17.所述水箱检测电路，用于对水箱内的水量进行检测获取水量信息，并将所述水量信息发送至所述主控芯片；
18.所述主控芯片，还用于在所述水量信息不满足预设条件时生成报警信息，并将所
述报警信息发送至外接报警设备进行报警。
19.可选地，所述加热与保温电路还包括：超温保护电路；
20.其中，所述超温保护电路与所述主控芯片连接；
21.所述超温保护电路，用于在所述电压或电流参数大于预设参考电压或电流时生成断电信号，以使所述加热与保温电路断电。
22.可选地，所述温度检测电路包括：温度检测芯片、第一电阻、第二电阻和第三电阻；
23.其中，所述第一电阻的第一端与第一电源连接，所述第一电阻的第二端与所述温度检测芯片的第一端连接，所述温度检测芯片的第二端分别与所述第二电阻的第一端以及第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述主控芯片连接，所述第二电阻的第二端接地。
24.可选地，所述加热电路包括：第四电阻、第五电阻、第六电阻、双向可控光电耦合器以及双向可控硅；
25.其中，所述第四电阻的第一端所述主控芯片连接，第二端与所述双向可控光电耦合器的第一端连接；
26.所述双向可控光电耦合器的第三端与所述第五电阻的第一端连接，所述双向可控光电耦合器的第四端与所述双向可控硅第一端连接，所述双向可控光电耦合器的第二端接地；
27.所述双向可控硅的第二端与所述第五电阻的第二端以及第六电阻的第二端连接，所述双向可控硅的第三端与外接电源零线连接，所述第六电阻的第一端与外接电源火线连接。
28.可选地，所述复位电路包括：第七电阻、第八电阻、第九电阻以及光电耦合器；
29.其中，所述第七电阻的第一端与第二电源连接，第二端与所述第八电阻的第二端以及所述光电耦合器的第一端连接，所述光电耦合器的第二端与所述第八电阻的第一端与壳体连接，所述光电耦合器的第三端与所述第九电阻的第二端以及主控芯片连接，所述光电耦合器的第四端接地，所述第九电阻的第一端与第一电源连接。
30.可选地，所述水箱检测电路包括：水箱检测芯片、第十电阻、第十一电阻和第一电容；
31.其中，所述水箱检测芯片的第一端与所述第十电阻的第二端以及所述第十一电阻的第一端连接，所述第十电阻的第一端与所述第一电源连接，所述水箱检测芯片的第二端与所述第一电容的第二端接地，所述第十一电阻的第二端与所述第一电容的第一端以及所述主控芯片连接
32.为实现上述目的，本发明还提出一种加热与保温装置，所述加热与保温装置包括上述加热与保温电路。
33.为实现上述目的，本发明还提出一种加热与保温系统，所述加热与保温系统包括上述加热与保温装置。
34.本发明中提供一种加热与保温电路、装置及系统，该加热与保温电路通过温度检测电路对加热器内的温度进行实时检测，并将检测到的当前温度信息发送至主控芯片；主控芯片将当前温度信息中的电压或电流参数与预设参考电压或电流进行比较，并在电压或电流参数小于预设参考电压或电流时生成加热信号，并将加热信号发送至加热电路；加热
电路在接收到加热信号时，对加热器内的水进行加热。本发明通过对加热器内水的当前温度信息进行实时检测，并在当前温度信息的电压或电流参数不满足预设参考电压或电流时对加热器内的水进行加热使其保持在适宜的温度，能够及时的为冲泡奶粉提供温度适宜的水。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
36.图1为本发明加热与保温电路第一实施例的结构示意图；
37.图2为本发明加热与保温电路第二实施例的结构示意图；
38.图3为本发明加热与保温电路第二实施例的电路原理图。
39.附图标号说明：
40.标号名称标号名称10主控芯片20温度检测电路30加热电路40复位电路50水箱检测电路60超温保护电路vcc1～vcc2第一至第二电源oc1双向可控光电耦合器r1～r11第一至第十一电阻oc2光电耦合器u1温度检测芯片u2水箱检测芯片ch壳体l、n火线、零线gnd接地c1第一电容
41.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
42.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
43.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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
44.参照图1，图1为本发明加热与保温电路第一实施例的结构示意图。
45.如图1所示，在本实施例中，所述加热与保温电路包括：主控芯片10、温度检测电路20、加热电路30；其中，所述主控芯片10分别与所述温度检测电路20以及所述加热电路30连接。
46.需要说明的是，主控芯片10是对加热与保温电路进行控制的芯片。主控芯片10可以是单片机芯片也可以是其他具有相同功能的芯片。温度检测电路20是用于对加热器内水的温度进行检测的电路。温度检测电路20中包括温度传感器，加热器内的水均是经过加热处理的低温度的白水。温度检测电路20可以是多个温度检测电路，分别对不同的温度位置
的水温进行检测，例如进水温度检测电路可以对加热器进水口处水的温度进行检测，出水温度检测电路可以对加热器出水口处水的温度进行检测。加热电路30是用于对加热器内的水进行加热的电路。在水温低于适宜温度时，加热电路30会根据加热指令对加热器内的水进行加热。
47.在具体实施中，温度检测电路20可以对加热器内的温度进行实时检测，并将检测到的当前温度信息发送至所述主控芯片10；主控芯片10可以将所述当前温度信息中的电压或电流参数与预设参考电压或电流进行比较，并在所述电压或电流参数小于所述预设参考电压或电流时生成加热信号，并将所述加热信号发送至所述加热电路30；加热电路30可以在接收到所述加热信号时，对所述加热器内的水进行加热。
48.其中，当前温度信息是指加热器内部的水的当前时间下的温度信息。当前温度信息可以由温度检测电路中的温度传感器采集。当前温度信息中的电压或电流参数是指当前温度信息通过电压信号或电流信号的方式进行传输时的电压信息，可以通过电压信息对当前温度信息进行展示。预设参考电压或电流是预先设定用于体现适宜水温的电压或电流。可以通过体现当前温度信息的电压或电流参数与预设参考电压或电流的比较确定加热器内的水温是否适宜直接冲泡奶粉。加热信号时控制加热电路与加热器内的水进行加热的信号。
49.在本实施例中提供了一种加热与保温电路，所述加热与保温电路通过温度检测电路20对加热器内的温度进行实时检测，并将检测到的当前温度信息发送至主控芯片10；主控芯片10将当前温度信息中的电压或电流参数与预设参考电压或电流进行比较，并在电压或电流参数小于预设参考电压或电流时生成加热信号，并将加热信号发送至加热电路30；加热电路30在接收到加热信号时，对加热器内的水进行加热。本实施例通过对加热器内水的当前温度信息进行实时检测，并在当前温度信息的电压或电流参数不满足预设参考电压或电流时对加热器内的水进行加热使其保持在适宜的温度，能够及时的为冲泡奶粉提供温度适宜的水。
50.参照图2，图2为本发明加热与保温电路第二实施例的结构示意图。基于上述加热与保温电路的第一实施例，提出本发明加热与保温电路的第二实施例。
51.在本实施例中，所述加热与保温电路还包括：复位电路40；其中，所述复位电路40与所述主控芯片10连接。
52.需要说明的是，复位电路40是用于在加热器内的水温达到设定温度时通过主控芯片10控制加热电路20停止进行对加热器内的水进行加热的电路。在水温达到冲奶的适宜温度时，此时不需要对加热器内的温度继续进行加热，复位电路40可以产生相应的信号，控制加热电路停止进行加热避免出现水温过高。例如在设定水温为60摄氏度时，复位电路40可以在加热器内的水温达到60摄氏度时，控制加热电路20停止对加热器内的水进行加热。
53.在具体实施中，所述复位电路40可以在所述电压或电流参数满足预设参考电压或电流时生成复位信号，并将所述复位信号发送至所述主控芯片10；所述主控芯片10可以在接收到所述复位信号时生成截止信号，并将所述截止信号发送至所述加热电路30；所述加热电路30可以在接收到所述截止信号时，停止对所述加热器内的水加热。
54.其中，复位信号是由复位电路产生促使主控芯片10产生截止信号的信号。截止信号是用于控制加热电路30停止对加热器内的水进行加热的信号。
55.在本实施例中，所述加热与保温电路还包括：水箱检测电路50；其中，所述水箱检测电路50与所述主控芯片10连接。
56.需要说明的是，水箱检测电路50是用于对水箱内的水量信息进行检测的电路。水箱是一个储水装置，水箱内部通常存储大量的凉白开水，水箱与加热器之间可以通过阀门连接，水箱内的水可以通过阀门流进加热器内进行加热、保温及存储，加热器内可以存储足够几次冲泡奶粉所需要的水量，避免可能存在的泼洒导致水量不足。水箱检测电路50可以是包括液位传感器的电路，液位传感器可以通过对水箱内水的液位高度确定水箱内的水量信息。当水箱内的水量不足时可以提醒监护人对水量进行补充。
57.在具体实施中，所述水箱检测电路50可以实时对水箱内的水量进行检测获取水量信息，当然也可以通过设定一定的时间间隔对水箱内的水量进行检测，并将所述水量信息发送至所述主控芯片10；所述主控芯片10还可以在所述水量信息不满足预设条件时生成报警信息，并将所述报警信息发送至外接报警设备进行报警。
58.其中，水量信息是当前时刻指水箱内水的余量信息。预设条件是指预先设定对水箱内水的余量的条件。报警信息是用于对水箱内水量不足进行报警的信息。报警设备可以通过语音播报或指示灯常亮、闪烁等方式进行报警。
59.在本实施例中，所述加热与保温电路还包括：超温保护电路60；其中，所述超温保护电路60与所述主控芯片10连接。
60.需要说明的是，超温保护电路60是用于在加热电路持续进行加热导致水温超过预先设定的温度时，对加热与保温电路进行断电处理的电路。超温保护电路60可以避免出现对电路损坏的情况。例如在复位信号或截止信号的产生或传输阶段出现故障时，加热电路会持续的对加热器内的水进行加热，不仅不能及时的提供适宜温度的用于冲奶的水，还可能会到这加热与保温电路损坏。
61.在具体实施中，所述超温保护电路60可以在所述电压或电流参数大于预设参考电压或电流时生成断电信号，控制所述加热与保温电路与外接电源之间的连接断开，对整个电路进行保护。
62.参照图3，在本实施例中，所述温度检测电10包括：温度检测芯片u1、第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3；其中，所述第一电阻r1的第一端与第一电源vcc1连接，所述第一电阻r1的第二端与所述温度检测芯片u1的第一端连接，所述温度检测芯片u1的第二端分别与所述第二电阻r2的第一端以及第三电阻r3的第一端连接，所述第三电阻r3的第二端与所述主控芯片10连接，所述第二电阻r2的第二端接地。
63.需要说明的是，温度检测芯片u1可以是用于对水温进行检测的芯片。温度检测芯片u1可以是温度传感器内部的芯片。第一电阻r1为可变电阻，可以通过调节第一电阻r1的阻值确定输入温度检测芯片u1的电压值。第二电阻r2为上拉电阻，第二电阻r2可以确保温度检测芯片的输出端输出一定的电压值信号。
64.在具体实施中，第一电源vcc1可以通过第一电阻r1为所述温度检测芯片u1提供电压，温度检测芯片u1可以对加热器内当前温度信息进行检测，并将检测到的当前温度信息通过电压信号的形式通过第三电阻r3发送至所述主控芯片10。
65.在本实施例中，所述加热电路30包括：第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、双向可控光电耦合器oc1以及双向可控硅d；其中，所述第四电阻r4的第一端所述主控芯片10连
接，第二端与所述双向可控光电耦合器oc1的第一端连接；所述双向可控光电耦合器oc1的第三端与所述第五电阻r5的第一端连接，所述双向可控光电耦合器oc1的第四端与所述双向可控硅d第一端连接，所述双向可控光电耦合器oc1的第二端接地gnd；所述双向可控硅d的第二端与所述第五电阻r5的第二端以及第六电阻r6的第二端连接，所述双向可控硅d的第三端与外接电源零线n连接，所述第六电阻r6的第一端与外接电源火线l连接。
66.需要说明的是，双向可控光电耦合器oc1是用于将主控芯片10输出的电信号进行电信号到光信号再到电信号转化的过程。双向可控光电耦合器oc1可以是型号为moc3021的光电耦合器。双向可控硅d是用于对交流电的零点信号进行检测的元件。双向可控硅d的第二端与外接电源火线l连接，第三端与外接电源零线n连接，在交流电的过零时，此时双向可控硅d内部导通的二极管并不相同，需要确定交流电的零点信号进而确定双向可控硅d的道东方向，实现加热组件接入交流电对加热器内的水进行加热。加热组件可以是加热丝。
67.在具体实施中，主控芯片10可以输出高电平的加热信号或低电平的截止信号通过第四电阻r4输入至双向可控光电耦合器oc1的第一端，控制双向可控光电耦合器oc1内部发光二极管的导通或截止，进而控制双向可控光电耦合器oc1内部的双向可控硅的导通或截止，即第三端和第四端之间的导通或截止。在双向可控光电耦合器oc1的第三端与第四端之间导通时，交流电可以为双向可控硅d的第一端提供交流电信号，进而双向可控硅d可以根据零点信号的确定交流电的导通方向进而为加热器内的水进行加热。
68.在本实施例中，所述复位电路40包括：第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9以及光电耦合器oc2；其中，所述第七电阻r7的第一端与第二电源vcc2连接，第二端与第八电阻r8的第二端以及所述光电耦合器oc2的第一端连接，所述光电耦合器oc2的第二端与所述第八电阻r8的第一端与与壳体ch连接，所述光电耦合器oc2的第三端与所述第九电阻r9的第二端以及主控芯片10连接，所述光电耦合器oc2的第四端接地gnd，所述第九电阻r9的第一端与第一电源vcc1连接。
69.需要说明的是，光电耦合器oc2的第一端通过第七电阻r7与第二电源vcc2连接，在第二电源vcc2停止供电时，第一电源vcc1可以通过第九电阻r9向控制芯片10提供所述复位信号。
70.在具体实施中，在加热电路30处于加热状态时，第二电源vcc2通过第七电阻r7为光电耦合器oc2的第一端提供电压，光电耦合器oc2的第一端与第二端之间导通，进而光电耦合器oc2的第三端与第四端之间也导通，此时第一电源vcc1通过第九电阻r9以及光电耦合器oc2的第三端以及第四端流向接地gnd。当加热器内水的温度达到设定的适宜温度时，第二电源vcc2停止供电，此时光电耦合器oc2的第三端与第四端之间处于截止状态，第一电源vcc1通过第九点电阻r9为所述主控芯片10提供高电平的复位信号。
71.在本实施例中，所述水箱检测电路50包括：水箱检测芯片u2、第十电阻r10、第十一电阻r11和第一电容c1；其中，所述水箱检测芯片u2的第一端与所述第十电阻r10的第二端以及所述第十一电阻r11的第一端连接，所述第十电阻r10的第一端与所述第一电源vcc1连接，所述水箱检测芯片u2的第二端与所述第一电容c1的第二端接地gnd，所述第十一电阻r11的第二端与所述第一电容c1的第一端以及所述主控芯片10连接。
72.需要说明的是，水箱检测芯片u2是用于对水箱内水的余量进行检测的芯片。水箱检测芯片u2可以根据水箱内水的余量调整水箱检测芯片u2内部的阻值，通过对第一电源
vcc1的分压将水箱内的水量信息发送至主控芯片10。
73.在具体实施中，第一电源vcc1通过第十电阻r10之后分为两个并联支路，一条支路通过水箱检测芯片u2流向接地gnd，另一支路通过第十一电阻r11流向主控芯片10。水箱检测芯片u2对水量进行检测后，可以通过改变内阻的方式进行分流，例如设定水箱内水量越多，水箱检测芯片u2的内阻越大，此时通过该支路的电流越小，通过第十一电阻r11的电流越大，通过水量信息与流向主控芯片10的电流大小信息成正比确定水箱内的水量信息，当然，如果设定水箱内水量越多，水箱检测芯片u2的内阻越小，同理，可以通过水量信息与流向主控芯片10的电流大小信息城反比确定水箱内的水量信息。其中，第一电容c1为隔离电容，可以有效的将流向主控芯片10的电流与接地进行隔离。
74.在本实施例中提供了一种加热与保温电路，所述加热与保温电路通过温度检测电路20对加热器内的温度进行实时检测，并将检测到的当前温度信息发送至主控芯片10；主控芯片10将当前温度信息中的电压或电流参数与预设参考电压或电流进行比较，并在电压或电流参数小于预设参考电压或电流时生成加热信号，并将加热信号发送至加热电路30；加热电路30在接收到加热信号时，对加热器内的水进行加热。本实施例通过对加热器内水的当前温度信息进行实时检测，并在当前温度信息的电压或电流参数满足预设参考电压或电流时对加热器内的水停止加热使其保持在适宜的温度，通过超温保护电路60对电路进行保护，并通过水箱检测电路对水箱内的水量进行检测，避免水量不足，能够及时的为冲泡奶粉提供温度适宜的水。
75.为实现上述目的，本发明还提出一种加热与保温装置，所述加热与保温装置包括如上述的加热与保温电路。该加热与保温电路的具体结构参照上述实施例，由于本加热与保温装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
76.为实现上述目的，本发明还提出一种加热与保温系统，所述加热与保温系统包括如上述的加热与保温装置。该加热与保温装置的具体结构参照上述实施例，由于本加热与保温系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。此外，本加热与保温系统还包括红外传感器，在为奶粉冲泡提供适宜温度的水之后，红外温度传感器可以对奶瓶内奶水的温度进行实时检测，并在奶瓶内奶水的温度处于最佳温度时进行提示，以确保宝宝喝的奶水的温度是最健康的温度并且是最安全的温度。
77.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
78.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
79.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现
相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。