CN209088589U - 充电高温保护电路和锅具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种充电高温保护电路和锅具。其中，充电高温保护电路包括：充电电路、充电电池、开关器件、比较器电路、第一分压电路、第二分压电路、三极管和NTC；开关器件设置在充电电路与充电电池连接形成的回路上；NTC用于检测充电电池的温度；比较器电路根据第一输入端的输入电压和第二输入端的输入电压，控制开关器件的导通或者关断，以实现当充电电池的温度大于阈值时停止充电。通过硬件电路实现了电池在充电过程中的高温保护，提升了电池在充电过程中的安全性。

Description

充电高温保护电路和锅具

技术领域

本实用新型涉及家用电器技术领域，尤其涉及一种充电高温保护电路和锅具。

背景技术

电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具，由励磁线圈和控制器等部分组成。使用时，锅具放在电磁炉的面板上。线圈盘中通入交变电流，线圈周围便产生交变磁场。交变磁场的磁力线通过锅体，在锅底产生大量涡流，从而产生烹饪所需的热量。

当电磁炉上使用精控锅具时，锅具的控制***通常采用电池供电。电池的电量较低时，需要给电池充电。在电池充电的过程中，需要控制电池的温度。如果电池温度过高，会影响电池寿命或者发生危险。

目前，通常采用微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)的模拟数字(Analog-to-Digital，AD)转换接口采样热敏电阻的电压，用软件程序的方式判定电池的温度。但是，如果软件程序运行过程中出现死机或者软件程序存在缺陷，将导致电池温度过高时还在继续充电，存在安全隐患。

实用新型内容

为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本实用新型提供一种充电高温保护电路和锅具，通过硬件电路实现了电池在充电过程中的高温保护，降低了误判概率，提升了电池在充电过程中的安全性。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种充电高温保护电路，包括：充电电路、充电电池、开关器件、比较器电路、第一分压电路、第二分压电路、三极管和NTC；

所述比较器电路具有第一输入端、第二输入端和输出端；所述第一输入端分别与所述NTC的第一端和所述第一分压电路的分压端连接，所述第二输入端与所述第二分压电路的分压端连接，所述输出端与所述开关器件连接；所述第一分压电路的第一端与所述三极管的发射极连接，所述第一分压电路的第二端接地；所述第二分压电路的第一端与所述三极管的集电极连接，所述第二分压电路的第二端接地；所述NTC的第二端与所述三极管的基极连接；所述三极管的发射极连接第一供电电源；

所述开关器件设置在所述充电电路与所述充电电池连接形成的回路上；

所述NTC，用于检测所述充电电池的温度；

所述比较器电路根据所述第一输入端的输入电压和所述第二输入端的输入电压，控制所述开关器件的导通或者关断，以实现当所述充电电池的温度大于阈值时停止充电；

所述充电电路在所述开关器件导通时为所述充电电池充电。

如上所述的充电高温保护电路，充分考虑了NTC的不同状态。当NTC由于断路或者短路无法检测充电电池的温度时，或者当NTC正常工作检测到充电电池的温度较高时，比较器可以控制开关器件关断，从而使得充电电路无法为充电电池充电。当NTC正常工作检测到充电电池的温度较低时，比较器可以控制开关器件导通，从而使得充电电路为充电电池充电。通过硬件电路实现了电池在充电过程中的高温保护，降低了误判概率，提升了电池在充电过程中的安全性。

在本实用新型的一实施例中，还包括电容；

所述电容连接在所述三极管的基极与所述第一分压电路的第二端之间。

在本实用新型的一实施例中，所述比较器电路为滞回比较器电路。

在本实用新型的一实施例中，所述比较器电路包括第六电阻和比较器；

所述比较器具有正向输入端子、反向输入端子、输出端子、接地端子和电源输入端子；所述输出端子与所述第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端与所述电源输入端子连接第二供电电源。

在本实用新型的一实施例中，所述比较器电路还包括第五电阻和二极管；

所述二极管的负极与所述比较器的输出端子连接，所述二极管的正极与所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端分别与所述比较器的正向输入端子和所述第二分压电路的分压端连接。

在本实用新型的上述实施例中，所述开关器件为MOS管，所述比较器电路的输出端与所述MOS管的栅极连接。

在本实用新型的上述实施例中，所述第一分压电路包括串联的第三电阻和第四电阻。

在本实用新型的上述实施例中，所述第二分压电路包括串联的第一电阻和第二电阻。

在本实用新型的上述实施例中，所述NTC与所述充电电池之间的距离小于预设距离。

为了实现上述目的，本实用新型还提供一种锅具，包括本实用新型任一实施方式提供的充电高温保护电路。

本实用新型的构造以及它的其他实用新型目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的充电高温保护电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的充电高温保护电路的结构示意图。

附图标记说明：

11：充电电路； 12：充电电池；

13：开关器件； 14：比较器电路；

15：第一分压电路； 16：第二分压电路；

17：三极管； 18：NTC；

19：电容；

141：比较器； 142：第六电阻；

143：第五电阻； 144：二极管；

151：第三电阻； 152：第四电阻；

161：第一电阻； 162：第二电阻。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、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清楚、完整地描述，显然，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

图1为本实用新型实施例一提供的充电高温保护电路的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的充电高温保护电路，可以包括：充电电路11、充电电池12、开关器件13、比较器电路14、第一分压电路15、第二分压电路16、三极管17(也标识为S1)和负温度系数热敏电阻(Negative Temperature Coefficient，NTC)18。

比较器电路14具有第一输入端、第二输入端和输出端。第一输入端分别与NTC18的第一端和第一分压电路15的分压端连接，第二输入端与第二分压电路16的分压端连接，输出端与开关器件13连接。第一分压电路15的第一端与三极管17的发射极连接，第一分压电路15的第二端接地。第二分压电路16的第一端与三极管17的集电极连接，第二分压电路16的第二端接地。NTC18的第二端与三极管17的基极连接。三极管17的发射极连接第一供电电源(标识为VCC1)。

开关器件13设置在充电电路11与充电电池12连接形成的回路上。

NTC18，用于检测充电电池12的温度。

比较器电路14根据第一输入端的输入电压和第二输入端的输入电压，控制开关器件13的导通或者关断，以实现当充电电池12的温度大于阈值时停止充电。

充电电路11在开关器件13导通时为充电电池12充电。

本实施例提供的充电高温保护电路，工作原理如下：

充电电路11和充电电池12形成的回路上设置开关器件13。当开关器件13导通时，充电电路11和充电电池12形成的回路为通路，充电电路11为充电电池12充电。当开关器件13关断时，充电电路11和充电电池12形成的回路为断路，充电电路11停止为充电电池12充电。其中，开关器件13的导通与关断，是由比较器电路14控制的。

比较器电路14具有两个输入端和一个输出端。两个输入端可以称为第一输入端和第二输入端。比较器电路14根据两个输入端的输入电压，确定输出端是输出高电平还是低电平。从而，根据比较器电路14的输出电压可以控制开关器件13导通或者关断。

需要说明的是，本实施例对于比较器电路14的输出电压如何控制开关器件13的导通或者关断的具体实现方式不做限定，根据开关器件13的不同可以有所不同，只要实现当充电电池的温度较高时停止对充电电池充电即可。

例如，当比较器电路14输出高电平时，控制开关器件13导通；输出低电平时，控制开关器件13关断。又例如，当比较器电路14输出低电平时，控制开关器件13导通；输出高电平时，控制开关器件13关断。

在本实施例中，NTC18用于检测充电电池12的温度。下面结合NTC的不同状态，对充电高温保护电路进行详细说明。

当NTC18断路时，三极管17的基极断路，导致三极管17截止。比较器电路14的第一输入端的输入电压为第一分压电路15对第一供电电源VCC1的分压电压。比较器电路14的第二输入端的输入电压为0V。此时，比较器电路14控制开关器件13关断，充电电路11无法为充电电池12充电。

在该场景中，由于NTC断路，因此无法检测充电电池的温度。比较器电路控制开关器件关断，充电电路无法为充电电池充电，确保了充电电池的安全性。

当NTC18短路时，三极管17导通。由于NTC18的第一端与第一分压电路15的分压端连接，因此，比较器141的第一输入端的输入电压约为第一供电电源VCC1。比较器电路14的第二输入端的输入电压为第二分压电路16对第一供电电源VCC1的分压电压。此时，比较器电路14控制开关器件13关断，充电电路11无法为充电电池12充电。

在该场景中，由于NTC短路，因此无法检测充电电池的温度。比较器电路控制开关器件关断，充电电路无法为充电电池充电，确保了充电电池的安全性。

当NTC18正常工作时，三极管17导通。比较器电路14的第一输入端的输入电压为第一分压电路15与NTC18并联后对第一供电电源VCC1的分压电压。比较器电路14的第二输入端的输入电压为第二分压电路16对第一供电电源VCC1的分压电压。在充电初期，充电电池12的温度较低，NTC18的阻值较大。此时，比较器电路14控制开关器件13导通，充电电路11为充电电池12充电。随着充电时间的增长，或者充电过程中发生异常情况，导致充电电池12的温度大于温度阈值。此时，NTC18的阻值很小。比较器电路14控制开关器件13关断，充电电路11无法为充电电池12充电。

在该场景中，NTC正常工作，可以检测充电电池的温度。当充电电池的温度较低小于温度阈值时，比较器电路控制开关器件导通，充电电路为充电电池充电。当充电电池的温度较高大于温度阈值时，比较器电路控制开关器件关断，充电电路无法为充电电池充电。确保了充电电池的安全性。

需要说明的是，本实施例对于温度阈值的具体取值不做限定。温度阈值不同，充电高温保护电路中各个元器件的规格不同，根据实际需要进行设置。

可见，本实施例提供的充电高温保护电路，充分考虑了NTC的不同状态。当NTC由于断路或者短路无法检测充电电池的温度时，或者当NTC正常工作检测到充电电池的温度较高时，比较器电路可以控制开关器件关断，从而使得充电电路无法为充电电池充电。当NTC正常工作检测到充电电池的温度较低时，比较器电路可以控制开关器件导通，从而使得充电电路为充电电池充电。本实施例提供的充电高温保护电路，通过硬件电路实现了电池在充电过程中的高温保护。相比于采用MCU通过软件程序的方式提供高温保护，降低了误判概率，提升了电池在充电过程中的安全性。

需要说明的是，本实施例对于充电电路11、比较器电路14、第一分压电路15、第二分压电路16和开关器件13的实现方式不做限定。

可选的，开关器件13可以为金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)，也称为MOS管，比较器电路14的输出端与MOS管的栅极连接。

其中，NTC18用于检测充电电池12的温度。为了提升检测充电电池温度的准确性，NTC18与充电电池12之间的距离小于预设距离。

需要说明的是，本实施例对于预设距离的具体取值不做限定。

可选的，NTC18设置在充电电池12的外表面上。

可选的，本实施例提供的充电高温保护电路，还可以包括电容19。电容19连接在三极管17的基极与第一分压电路15的第二端之间。

具体的，当NTC18断路时，三极管17的基极悬空。通过在三极管17的基极与第一分压电路15的第二端之间连接电容19，可以防止外界的干扰信号使三极管误导通，保持三极管截止状态，确保了比较器电路控制开关器件关断。进一步提升了电池在充电过程中的安全性。

可选的，在本实施例中，比较器电路14可以为滞回比较器电路。

“滞回”的含义包括延迟或者滞后。通过采用滞回比较器电路，当充电电池12的温度在温度阈值附近时，避免了开关器件13繁切的在导通与关断之间切换，进一步提升了充电电池的充电效果。

本实施例提供一种充电高温保护电路，包括：充电电路、充电电池、开关器件、比较器电路、第一分压电路、第二分压电路、三极管和NTC。其中，NTC用于检测充电电池的温度，比较器电路用于控制开关器件的导通或者关断，以实现当充电电池的温度大于阈值时停止充电。本实施例提供的充电高温保护电路，通过硬件电路实现了电池在充电过程中的高温保护，降低了误判概率，提升了电池在充电过程中的安全性。

图2为本实用新型实施例二提供的充电高温保护电路的结构示意图。本实施例在上述实施例一的基础上，提供了充电高温保护电路中比较器电路14、第一分压电路15和第二分压电路16的一种具体实现方式。

如图2所示，本实施例提供的充电高温保护电路，可以包括：

充电电路11、充电电池12、开关器件13、比较器电路14、第一分压电路15、第二分压电路16、三极管17(也标识为S1)、NTC18和电容19。

其中，第一分压电路15包括串联的第三电阻151(也标识为R3)和第四电阻152(也标识为R4)。第三电阻151与第四电阻152连接的一端作为第一分压电路15的分压端。

第二分压电路16包括串联的第一电阻161(也标识为R1)和第二电阻162(也标识为R2)。第一电阻161与第二电阻162连接的一端作为第二分压电路16的分压端。

比较器电路14包括第六电阻142(也标识为R6)和比较器141(也标识为U1)。还包括第五电阻143(也标识为R5)和二极管144(也标识为D1)。

其中，开关器件13为MOS管，也标记为Q1。

比较器141具有正向输入端子、反向输入端子、输出端子、接地端子和电源输入端子。输出端子与MOS管Q1的栅极连接。输出端子还与第六电阻142的一端连接，第六电阻142的另一端与电源输入端子连接第二供电电源(也标记为VCC2)。反向输入端子与NTC18的第一端连接，还与第三电阻151和第四电阻152连接的一端连接。正向输入端子与第一电阻161和第二电阻162连接的一端连接。

比较器141的输出端子还与二极管144的负极连接。二极管144的正极与第五电阻143的一端连接。第五电阻143的另一端与比较器141的正向输入端子连接，还与第一电阻161和第二电阻162连接的一端连接。

第三电阻151的另一端与三极管17的发射极连接，第四电阻152的另一端接地。

第一电阻161的另一端与三极管17的集电极连接，第二电阻162的另一端接地。

NTC18的第二端与三极管17的基极连接。三极管17的发射极连接第一供电电源(标识为VCC1)。

电容19的一端与NTC18的第二端和三极管17的基极均连接。电容19的另一端与第四电阻152连接。

本实施例提供的充电高温保护电路，在结构上，比较器141的反向输入端子作为比较器电路14的第一输入端，比较器141的正向输入端子作为比较器电路14的第二输入端，比较器141的输出端子作为比较器电路14的输出端。

本实施例提供的充电高温保护电路，工作原理如下：

充电电路11和充电电池12形成的回路上设置MOS管Q1。当MOS管Q1导通时，充电电路11和充电电池12形成的回路为通路，充电电路11为充电电池12充电。当MOS管Q1截止时，充电电路11和充电电池12形成的回路为断路，充电电路11停止为充电电池12充电。其中，MOS管Q1的导通与截止，由比较器141的输出电压控制。

下面结合NTC的不同状态，对充电高温保护电路进行详细说明。

当NTC18断路时，三极管17的基极断路，导致三极管17截止。比较器141的反向输入端的输入电压为第一供电电源VCC1在第四电阻152上的分压。比较器141的正向输入端的输入电压为0V。比较器141的正向输入端电压小于反向输入端电压，比较器141输出电压为0V，控制MOS管Q1截止，充电电路11无法为充电电池12充电。其中，通过电容19，防止外界干扰信号导致三极管17误导通，确保三极管17处于截止状态。

当NTC18短路时，三极管17导通。与NTC18并联的第三电阻151被短路。比较器141的反向输入端的输入电压约为第一供电电源VCC1。比较器141的正向输入端的输入电压为第一供电电源VCC1在第二电阻162上的分压。比较器141的正向输入端电压小于反向输入端电压，比较器141输出0V，控制MOS管Q1截止，充电电路11无法为充电电池12充电。

当NTC18正常工作时，三极管17导通。第三电阻151与NTC18并联，再与第四电阻152串联。比较器141的反向输入端的输入电压为第一供电电源VCC1在第四电阻152上的分压。比较器141的正向输入端的输入电压为第一供电电源VCC1在第二电阻162上的分压。在充电初期，充电电池12的温度较低，NTC18的阻值较大。此时，比较器141的正向输入端电压大于反向输入端电压，比较器141开漏输出。VCC2经过第六电阻142导通到MOS管Q1的栅极，MOS管Q1的栅极电压为VCC2，MOS管Q1导通。充电电路11为充电电池12充电。随着充电时间的增长，或者充电过程中发生异常情况，导致充电电池12的温度大于温度阈值。此时，NTC18的阻值很小。比较器141的正向输入端电压小于反向输入端电压，比较器141输出0V，控制MOS管Q1截止，充电电路11无法为充电电池12充电。

其中，比较器141的正向输入端子与输出端子之间连接二极管144和第五电阻143，构成滞回比较器。避免MOS管Q1在同一个温度保护点附近频繁的在导通与截止之间切换。充电电池12在高温保护后只有温度降低一定数值后，才能继续充电。其中，二极管144用于避免比较器141开漏输出高电平时，影响比较器141的正向输入端电平。

本实施例提供一种充电高温保护电路，充分考虑了NTC的不同状态。当NTC由于断路或者短路无法检测充电电池的温度时，或者当NTC正常工作检测到充电电池的温度较高时，比较器可以控制MOS管截止，从而使得充电电路无法为充电电池充电。当NTC正常工作检测到充电电池的温度较低时，比较器可以控制MOS管导通，从而使得充电电路为充电电池充电。本实施例提供的充电高温保护电路，通过硬件电路实现了电池在充电过程中的高温保护，降低了误判概率，提升了电池在充电过程中的安全性。

本实用新型实施例还提供一种锅具，包括本实用新型任一实施方式提供的充电高温保护电路。

需要说明的是，本实施例对于充电高温保护电路在锅具中的设置位置不做限定。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种充电高温保护电路，其特征在于，包括：充电电路(11)、充电电池(12)、开关器件(13)、比较器电路(14)、第一分压电路(15)、第二分压电路(16)、三极管(17)和负温度系数热敏电阻NTC(18)；

所述比较器电路(14)具有第一输入端、第二输入端和输出端；所述第一输入端分别与所述NTC(18)的第一端和所述第一分压电路(15)的分压端连接，所述第二输入端与所述第二分压电路(16)的分压端连接，所述输出端与所述开关器件(13)连接；所述第一分压电路(15)的第一端与所述三极管(17)的发射极连接，所述第一分压电路(15)的第二端接地；所述第二分压电路(16)的第一端与所述三极管(17)的集电极连接，所述第二分压电路(16)的第二端接地；所述NTC(18)的第二端与所述三极管(17)的基极连接；所述三极管(17)的发射极连接第一供电电源；

所述开关器件(13)设置在所述充电电路(11)与所述充电电池(12)连接形成的回路上；

所述NTC(18)，用于检测所述充电电池(12)的温度；

所述比较器电路(14)根据所述第一输入端的输入电压和所述第二输入端的输入电压，控制所述开关器件(13)的导通或者关断，以实现当所述充电电池(12)的温度大于阈值时停止充电；

所述充电电路(11)在所述开关器件(13)导通时为所述充电电池(12)充电。

2.根据权利要求1所述的充电高温保护电路，其特征在于，还包括电容(19)；

所述电容(19)连接在所述三极管(17)的基极与所述第一分压电路(15)的第二端之间。

3.根据权利要求1所述的充电高温保护电路，其特征在于，所述比较器电路(14)为滞回比较器电路。

4.根据权利要求1-3任一项所述的充电高温保护电路，其特征在于，所述比较器电路(14)包括第六电阻(142)和比较器(141)；

所述比较器(141)具有正向输入端子、反向输入端子、输出端子、接地端子和电源输入端子；所述输出端子与所述第六电阻(142)的一端连接，所述第六电阻(142)的另一端与所述电源输入端子连接第二供电电源。

5.根据权利要求4所述的充电高温保护电路，其特征在于，所述比较器电路(14)还包括第五电阻(143)和二极管(144)；

所述二极管(144)的负极与所述比较器(141)的输出端子连接，所述二极管(144)的正极与所述第五电阻(143)的一端连接，所述第五电阻(143)的另一端分别与所述比较器(141)的正向输入端子和所述第二分压电路(16)的分压端连接。

6.根据权利要求1-3任一项所述的充电高温保护电路，其特征在于，所述开关器件(13)为金属氧化物半导体场效应晶体管MOS管，所述比较器电路(14)的输出端与所述MOS管的栅极连接。

7.根据权利要求1-3任一项所述的充电高温保护电路，其特征在于，所述第一分压电路(15)包括串联的第三电阻(151)和第四电阻(152)。

8.根据权利要求1-3任一项所述的充电高温保护电路，其特征在于，所述第二分压电路(16)包括串联的第一电阻(161)和第二电阻(162)。

9.根据权利要求1-3任一项所述的充电高温保护电路，其特征在于，所述NTC(18)与所述充电电池(12)之间的距离小于预设距离。

10.一种锅具，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的充电高温保护电路。