一种用于食品加工机的信号检测电路及食品加工机的制作方法

1.本实用新型属于家用电器技术领域，具体涉及一种用于食品加工机的信号检测电路及食品加工机。


背景技术：

2.随着人们对生活品质的提高，越来越多的便利性、实用性烹饪器具，走进人们的厨房或办公室或户外等更多的应用场景中来。
3.现有的一些食品加工机中，采用功率mos管作为电机回路的开关。为了精确检测烹饪器具工作时流过电机的工作电流，现有普遍做法是在含电机的检测电路串联一个毫欧级且高精度的大功率采样电阻。此种做法虽然可以实现对电机的电流检测，但是也存在以下缺点：1、大功率采样电阻体积大，从而线路板面积增大成本增加；2、由于大电流在采样电阻两端产生电压，导致电源电压在电机两端的分压降低，导致电机性能下降；3、采样电阻功率越高产热就越大，就需要更大的散热面积以及特殊的散热处理，散热面积的增大就意味着线路板面积的增大，进而大面积的线路板就在一定程度上增加了成本；4、大功率的采样电阻本身的功耗也会导致整个系统的能量有所损耗；5、由于大电流在采样电阻的两端产生大电压，导致电池电压在mos管的漏极和源极两端之间的分压降低，则mos管导通电阻变大，mos管的温升也变大。
4.因此，如何在降低电路成本的前提下又能实现对食品加工机的负载的工作电流的检测功能，是一个待解决的问题。


技术实现要素：

5.为了解决上述现有技术中存在的缺点和不足 ，本实用新型提供一种用于食品加工机的信号检测电路及食品加工机，能够在降低信号检测电路成本的前提下，又实现对食品加工机的负载的工作电流（即所指“信号”）的检测功能。
6.为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种用于食品加工机的信号检测电路，包括电源、负载以及功率开关器件，所述电源通过功率开关器件与负载电连接，其特征在于，所述负载与所述功率开关器件串联，所述用于食品加工机的信号检测电路还包括用于获取所述功率开关器件的压降的电压检测电路，所述电压检测电路包括预先储存有所述功率开关器件电阻的处理器，所述处理器根据所述功率开关器件的电阻以及压降来确定通过所述负载的电流。
7.优选的，所述功率开关器件为第一mos管，所述电压检测电路用于检测第一mos管两端的压降。
8.优选的，所述第一mos管的源极接地，所述处理器通过lad信号端口连接至所述第一mos管的漏极，以获取第一mos管相对于地的压降。
9.优选的，所述功率开关器件为串联的第一mos管和第二mos管，所述电压检测电路仅用于检测其中一个mos管的压降，所述负载、第一mos管和第二mos管串联。
10.优选的，所述负载的一端连接所述电源的正极，所述负载的另一端连接所述第二mos管的漏极，所述第二mos管的源极连接所述第一mos管的漏极，所述第一mos管的源极接地。
11.优选的，所述功率开关器件为串联的至少两个mos管，所述处理器中预先储存有被测压降的mos管的电阻，所述电压检测电路用于检测所述至少两个mos管的压降。
12.优选的，所述功率开关器件为第一mos管，所述电压检测电路还包括由电容c1和电阻r1组成的低通滤波器，所述低通滤波器连接于所述第一mos管的两端。
13.优选的，所述处理器上设有lad信号端口，所述电容c1一端连接到所述lad信号端口上，所述电容c1另一端连接到电源负极，所述电阻r1一端连接到所述第一mos管的漏极，所述电阻r1另一端连接到所述lad信号端口上。
14.优选的，所述负载为用于驱动食品加工机工作的电机或用于检测功率开关器件电阻的高精度功率电阻。
15.本技术用于食品加工机的信号检测电路，具有以下有益效果：
16.1.本技术中，用于食品加工机的信号检测电路中包括用于测量所述功率开关器件的压降的电压检测电路，所述电压检测电路又包括处理器。通过在处理器中预先储存所述功率开关器件的电阻，然后电压检测电路用于获取所述功率开关器件的压降。根据欧姆定律u=ir，在处理器已知所述功率开关器件的电阻以及所述功率开关器件两端的电压，就可以得知流过所述功率开关器件的电流。由于所述负载与所述功率开关器件串联，因此测得了所述功率开关器件的电流，也就得知负载工作时的电流值，即相当于是信号检测电路中的整个回路的电流。本方案很好的实现了对食品加工机的负载的工作电流的检测功能。另外，本技术的这种方案相对于现有的通过串联大功率的采样电阻的信号检测电路来说，取消了大功率的采样电阻，而是采用测量所述功率开关器件两端的压降。本方案由于无需大功率的采样电阻，产热就小，大大减小散热面积，仅需小面积的电路板。由此，取消采样电阻，不仅降低了购买采样电阻的成本，也降低了线路板的成本。并且，由于采样电阻的取消，也会导致所述负载的工作性能也随之提升，这就意味着负载的寿命增强，进一步降低未来更换负载的成本。
17.2.采用第一mos管作为功率开关器件，以使第一mos管的漏极和源极两端的压降变大，则第一mos管的导通电阻变小，在一定程度上改善了第一mos管的温升。另外，mos管相对于大功率的采样电阻还具有噪声低、功耗小、易于集成等优势。在取消大功率采样电阻的前提下，在信号检测电路中仅设置了一个第一mos管作为功率开关器件，电压检测电路用于检测第一mos管两端的压降，该方案仅用一个mos管就可以实现对食品加工机的信号检测的功能，大大降低了成本。
18.3.进一步的，为了简化电压检测电路以及提升检测第一mos管两端的压降的方便性，将第一mos管的源极接地，所述处理器通过lad信号端口连接至所述第一mos管的漏极，以获取第一mos管相对于地的压降。也就是说，处理器仅需通过电压检测电路测得第一mos管的漏极端的压降，就知道第一mos管两端的压降，便于检测，提升检测效率。
19.4.通过在整个信号检测电路中只设置串联的第一mos管和第二mos管，电压检测电路仅用于检测其中一个mos管的压降，这就有利于在其中一个mos管被击穿时，另一个mos管就起到保护作用，负载不会失控。且负载与第一mos管和第二mos管三者一同串联在一个回
路中，就使得处理器获取其中一个mos管的压降并将该压降转化成电流值后，就相当于获取了整个回路的电流，即同时的获取了流经所述负载的电流。具体的，优选负载的一端连接所述电源的正极，负载的另一端连接所述第二mos管的漏极，第二mos管的源极连接第一mos管的漏极，第一mos管的源极接地。也就是说，电压检测电路最简单的就是检测第二mos管两端的压降，然后再通过处理器确定出经过负载的电流。虽然多个mos管串联也能够起到预防负载失控的作用，但是多个mos管就会增加成本。因此双mos管串联的方案既起到预防负载失控的作用，又可以降低成本。
20.5.本技术中，信号功率开关器件还可以是包括串联的至少两个mos管，所述电压检测电路用于检测至少两个mos管两端的压降。也就是说，在mos管为两个时，也可以检测两个mos管两端的总压降；在mos管为两个以上时，可以检测其中两个相连的mos管两端的总压降或多个mos管两端的总压降。只要保证电压检测电路是检测串联的至少两个mos管两端的电压，在获知了每个mos管的内阻的前提下，依然可以实现对食品加工机的信号检测的功能。
21.6.电压检测电路中还包括由电容c1和电阻r1组成的低通滤波器，所述低通滤波器连接于所述第一mos管的两端。具体的，处理器上设有lad信号端口，电容c1一端连接到所述lad信号端口上，电容c1另一端连接到电源负极，电阻r1一端连接到所述第一mos管的漏极，电阻r1另一端连接到所述lad信号端口上，以此形成低通滤波器，有效起到对采样信号的滤波作用。
22.7.将负载设为用于驱动食品加工机工作的电机，以此形成低成本的信号检测电路，检测食品加工机工作过程中电机的工作电流；或者将负载设为用于检测功率开关器件电阻的高精度功率电阻，以此形成的信号检测电路是为了获取功率开关器件的电阻，并把该电阻值预存入处理器中。
23.本实用新型还进一步提供了一种食品加工机，还包括如权利要求1
‑
9中任意一项所述的用于食品加工机的信号检测电路，所述食品加工机为便携式果汁机或电动绞肉机或电动碎菜机等。
24.本实用新型的食品加工机的有益效果：
25.本实用新型的食品加工机通过设置前面任意一项所述的用于食品加工机的信号检测电路，使得食品加工机比如便携式果汁机或电动绞肉机或电动碎菜机等的信号检测电路的成本降低，且可有效防止机器的负载失控的现象出现，大大提高用户使用的安全性。
附图说明
26.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明：
27.图1为本实用新型实施例的用于食品加工机的信号检测电路的结构框图示意图；
28.图2为本实用新型实施例的用于食品加工机的信号检测的电路示意图；
29.图3为本实用新型实施例的用于检测第一mos管的内阻的电路示意图；
30.图4为本实用新型实施例的单个mos管用于食品加工机的信号检测的电路示意图；
31.图5为本实用新型实施例的两个mos管用于食品加工机的信号检测的电路示意图。
32.图中部件名称对应的标号如下：
33.1、处理器；2、功率开关器件；21、第一mos管；22、第二mos管；3、负载；4、电源；5、电压检测电路。
具体实施方式
34.以下结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步的详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
35.除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的
“ꢀ
第一”、
“ꢀ
第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。
“ꢀ
包括”或者
“ꢀ
包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
“ꢀ
连接”或者
“ꢀ
相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
36.如图1至图5所示，本实用新型提供了一种用于食品加工机的信号检测电路，包括电源4、负载3以及功率开关器件2，所述电源4通过功率开关器件2与负载3电连接。如图1所示，处理器1的一个信号采集端口连接功率开关器件2，所述功率开关器件2的另一端连接负载3的一端，所述负载3的另一端连接电源4，所述功率开关器件2、负载3、电源4串联构成一个回路。由此，测量出功率开关器件2的电流，就可得知整个回路的电流值。可以理解的，所述负载可以是电机或电阻，或其他消耗功率的器件，比如指示灯。
37.需要说明的是，本实用新型中所指的信号检测电路是用来检测食品加工机的工作电流，也可以理解为是流经负载的电流。
38.进一步的，如图2至图5所示，所述用于食品加工机的信号检测电路还包括用于测量所述功率开关器件的压降的电压检测电路5，所述电压检测电路5包括预先储存有所述功率开关器件2电阻的处理器1，所述负载3与所述功率开关器件2串联，所述处理器1根据所述功率开关器件2的电阻以及压降来确定通过所述负载3的电流。根据欧姆定律u=ir，在处理器1已知所述功率开关器件2的电阻以及所述功率开关器件2两端的电压，就可以得知流过所述功率开关器件2的电流。由于所述负载3与所述功率开关器件2串联，因此测得了所述功率开关器件2的电流，也就得知负载3工作时的电流值，即相当于是得知信号检测电路中的整个回路的电流。本方案很好的实现了对食品加工机的负载的工作电流的检测功能。
39.另外，本技术的这种方案相对于现有的通过串联大功率的采样电阻的信号检测电路来说，取消了大功率的采样电阻，而是采用测量所述功率开关器件2两端的压降。本方案由于无需大功率的采样电阻，产热就小，大大减小散热面积，仅需小面积的电路板。由此，取消采样电阻，不仅降低了购买采样电阻的成本，也降低了线路板的成本。由于采样电阻的取消，一方面采样电阻本身的功耗消失，降低系统的能量损耗；另一方面，负载3两端的分压变大，也导致负载3的工作性能也随之提升。这就意味着负载3的寿命增强，进一步降低未来更换负载3的成本。由上可知，本实用新型的技术方案既降低了成本，又实现了对食品加工机的负载3的工作电流的检测。
40.进一步的，如图1至图5所示，在处理器1上设置有lad信号端口（即a/d信号端口），lad信号端口与所述电压检测电路5的输出端连接，以使处理器1方便的获取功率开关器件2两端的压降，并把该压降值输出通过lad信号端口传输至处理器内的a/d采样电路中，得出流经功率开关器件2的电流值，即整个信号检测电路中的电流值。可以理解的a/d采样电路也可以设置在处理器1的外端，所述含有a/d采样电路的单片机与所述处理器1电连接。也就
是说，所述电压检测电路包含有a/d采样电路的单片机以及与所述单片机电连接的处理器1。
41.在一些实施例中，功率开关器件2一端与负载3连接，另一端接地，且功率开关器件2与负载3串联，以使电压检测电路5只用于检测所述功率开关器件2相对于地的电压。这种方案由于接地一端的电压为零，只需测出功率开关器件2另一端的电压值即可，简化了整个信号检测电路、大大提高了信号检测效率。
42.在一些实施例中，如图2至图5所示，功率开关器件2为mos管，可以是单mos管或串联的双mos管或串联的多个mos管。但采用前述的信号检测电路来实现对食品加工机的信号采集的关键在于对mos管的导通电阻的准确测量。
43.进一步的，如图3所示为本实用新型实施例的用于检测第一mos管21q1的内阻的电路示意图。此电路图用于精准测量第一mos管的导通电阻，且在该校准工装上，电源4为直流电源，负载3为高精度的功率电阻。假设直流电源输出的电压为v
o
，高精度的功率电阻阻值为r，第一mos管21的导通电阻为rmos1，第二mos管22的导通电阻为rmos2。则回路电流i为
44.ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（1）
45.式（1）中，r值远大于rmos1和rmos2。故式（1）可以改写为下式：
46.ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（2）
47.电压vo值和r值为固定值，所以电流i为固定值。
48.处理器1中设有经过lad端口的ad采样电路可以得出电流i在第一mos管上21的压降v
q1
，根据欧姆定律u=ir可以得出：
49.ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（3）
50.即为第一mos管21的导通电阻r
q1
，将r
q1
的值存入处理器1中。通过不停检测第一mos管21上的压降就可以计算出整个信号检测电路中的电流，从而实现对食品加工机的电流检测。
51.在一些实施例中，在处理器已通过前述电路预存了第一mos管21的导通电阻r
q1
的基础上，就可以通过如图2和图4所示的本实用新型实施例的用于食品加工机的信号检测的电路示意图，来测得第一mos管21上的压降，处理器通过信号转化计算出第一mos管21的电流值，即整个信号检测电路中的电流，从而实现对食品加工机的电流检测。
52.进一步的，采用第一mos管21作为功率开关器件，以使第一mos管21的漏极和源极两端的压降变大，则第一mos管21的导通电阻变小，在一定程度上改善了第一mos管21的温升。另外，mos管相对于大功率的采样电阻还具有噪声低、功耗小、易于集成等优势。在取消大功率采样电阻的前提下，在信号检测电路中仅设置了一个第一mos管21作为功率开关器件2，电压检测电路5用于检测第一mos管21两端的压降，该方案仅用一个mos管就可以实现对食品加工机的信号检测的功能，大大降低了成本。可以理解的，只要在保证了有前述方案所述的第一mos管21的基础上，不管有没有其他的mos管，都可以实现对食品加工机的信号检测的功能。
53.具体的，如图4所示，在整个回路中只串联了一个第一mos管21。为了简化电压检测
电路5以及提升检测第一mos管21两端的压降的方便性，将第一mos管21的源极接地，所述处理器1通过lad信号端口连接至所述第一mos管21的漏极，以获取第一mos管21相对于地的压降。也就是说，处理器1仅需通过电压检测电路5测得第一mos管的漏极端的压降，就知道第一mos管21两端的压降，便于检测，提升检测效率。
54.该方案同样可以实现对食品加工机的信号检测的功能，且相对于双mos管串联的方案成本更低。但是，需要注意的是，采用此种信号采集电路的方案时，需要保证食品加工机工作时，第一mos管21不会被击穿。否则就会出现负载3失控的现象，这就会对用户的人身安全产生危险性。
55.在一些实施例中，通过在整个信号检测电路中只设置串联的第一mos管21和第二mos管22，电压检测电路5仅用于检测其中一个mos管的压降。这就有利于在其中一个mos管被击穿时，另一个mos管就起到保护作用，负载3不会失控。且负载3与第一mos管21和第二mos管22三者一同串联在一个回路中，就使得处理器1获取其中一个mos管的压降并将该压降转化成电流值后，就相当于获取了整个回路的电流，即同时的获取了流经所述负载3的电流。
56.优选负载3的一端连接所述电源的正极，负载的另一端连接所述第二mos管22的漏极，第二mos管22的源极连接第一mos管21的漏极，第一mos管21的源极接地。也就是说，电压检测电路5最简单的就是检测第二mos管22两端的压降，然后再通过处理器1确定出经过负载的电流。虽然多个mos管串联也能够起到预防负载失控的作用，但是多个mos管就会增加成本。因此双mos管串联的方案既起到预防负载失控的作用，又可以降低成本。
57.具体的，如图2所示，所述负载3为电机，电源为电池。其中，电机正极连接到电池正极，电机负极连接到第二mos管22的漏极；第二mos管22的栅极与单片机输出信号motorn2相连，第二mos管22的源极与第一mos管21的漏极相连；第一mos管21的栅极与单片机输出信号motorn1相连，第一mos管21的源极与电池负极相连。需要说明的是，电压检测电路5检测的是第二mos管22相对于地的压降。
58.可以理解的，在图2中，也可以将第一mos管21和第二mos管22的位置互换（附图中未示出），则电压检测电路5用于检测第二mos管22两端的压降；或者在图2中，将电压检测电路5上移，用于检测第二mos管22两端的压降（附图中未示出），但是处理器1还得先检测出第二mos管22相对于地的电压，再检测出第一mos管21相对于地的电压，两者相减得出第二mos管22两端的电压。
59.在一些实施例中，如图2、图4和图5所示，采用mos管作为功率开关器件2，且所述mos管至少为一个，以使mos管的漏极和源极两端的压降变大，则mos管的导通电阻变小，在一定程度上改善了mos管的温升。在mos管个数大于一个时，设置电压检测电路5至少检测其中一个mos管的压降，给整个电压检测电路5带来了多种测试的可能性，便于检测。也就是说，电压检测电路5既可以检测其中一个mos管的电压，也可以根据实际需求检测两个或多个mos管的总压降，来实现食品加工机的电流检测。另外，mos管相对于大功率的采样电阻还具有噪声低、功耗小、易于集成等优势。
60.进一步的，在mos管的数量大于等于两个时，mos管之间为串联，mos管与所述负载之间也为串联，也就是说，mos管先串联在一起，然后负载再串联在端部的mos管的一端。这种mos管串联的结构，有利于防止其中一个mos管被击穿时，整个信号检测电路直通，从而导
致负载3失控的现象出现，大大提升了食品加工机的安全性。
61.在一些实施例中，信号功率开关器件2还可以是包括串联的至少两个mos管，所述电压检测电路5用于检测至少两个mos管两端的压降。也就是说，在mos管为两个时，可以检测两个mos管两端的总压降；在mos管为两个以上时，可以检测其中两个相串连的mos管两端的总压降或多个mos管两端的总压降。只要保证电压检测电路5是检测串联的至少两个mos管两端的电压，在获知了每个mos管的电阻的前提下，依然可以实现对食品加工机的信号检测的功能。
62.具体的，如图5所示，电路中串联有第一mos管21和第二mos管22，所述电压检测电路5用于检测第一mos管21的漏极相对于地的压降，实际也就是第一mos管21和第二mos管22两端的电压。该方案，也可以实现对食品加工机的信号检测的功能。
63.在一些实施例中，如图2至图5所示，功率开关器件2为mos管，电压检测电路5中设置由电容c1和电阻r1组成的低通滤波器，所述低通滤波器连接于所述第一mos管的两端，低通滤波器可有效起到对采样信号的滤波作用。所述低通滤波器的作用在于，容许低于截止频率的信号通过，高于截止频率的信号则不能通过。具体的，所述电容c1端连接到设有lad信号端口的处理器1上，另一端连接到电源4的负极，所述电阻r1一端连接到所述mos管的漏极，另一端连接到设有lad信号端口的处理器1上，所述处理器的与源极之间连接有串联的电容c1和电阻r1，所述mos管的栅极连接所述处理器1的输出信号。
64.在一些实施例中，如图2至图5所示，将负载3设为用于驱动食品加工机工作的电机，功率开关器件2设置为mos管，电机的一端连接电源4的正极，电机的另一端连接所述mos管的漏极，以此形成低成本的信号检测电路，检测食品加工机工作过程中电机的工作电流。这样可以取消大功率的采样电阻，又能形成本实用新型所述的低成本的信号检测电路。或者，如图3所示，将负载3设为用于检测功率开关器件2的电阻的高精度功率电阻，以此形成的信号检测电路是为了获取功率开关器件2的电阻，并把该电阻值预存入处理器1中。
65.进一步的，本实用新型还进一步提供了一种食品加工机，还包括如前所述的任一实施例中所述的用于食品加工机的信号检测电路。可以理解的，所述食品加工机为便携式果汁机或电动绞肉机或电动碎菜机等。本实用新型的用于食品加工机的信号检测电路使得食品加工机的信号检测电路的成本降低，且可有效防止机器的负载失控的现象出现，大大提高用户使用的安全性。
66.本领域的技术人员应该明白，虽然本实用新型实施例所揭露的实施方式如上，但的内容仅为便于理解本实用新型实施例而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型实施例。任何本实用新型实施例所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型实施例所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型实施例的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书及其等同物所界定的范围为准。