CN212409896U - 温度检测电路及家用电器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种温度检测电路及家用电器。温度检测电路包括：采样电路、基准电压电路和控制电路；其中，采样电路与控制电路的采样端口连接；基准电压电路与控制电路的基准电压输入端口连接；采样电路用于将待测温度转化为待测电压信号；基准电压电路用于为控制电路的采样端口提供外部基准电压，外部基准电压小于所述控制电路的内部基准电压；控制电路用于根据外部基准电压和待测电压信号确定待测温度，提高了检测结果的准确性，降低了成本。

Description

温度检测电路及家用电器

技术领域

本申请实施例涉及家电技术领域，尤其涉及一种温度检测电路及家用电器。

背景技术

人们日常使用的家用电器，例如电磁炉、电饭煲、电水壶等，都需要在使用过程中对温度进行检测。家用电器中通常是利用采样电路将温度转换为电信号，从而根据电信号确定温度值。

相关技术中，家用电器的温度检测电路通常是采用运算放大器将采样电路采集到的信号进行放大后，再输入给家用电器的控制器，由控制器根据放大后的电信号来确定温度值。由于运算放大器的失调电流、失调电压等因素的影响，采用运算放大器的温度检测电路的准确性较差，并且运算放大器的成本也较高。

实用新型内容

本申请实施例提供一种温度检测电路及家用电器，提高了温度检测电路的准确性，降低了成本。

第一方面，本申请提供一种温度检测电路，包括：采样电路、基准电压电路和控制电路；

其中，所述采样电路与所述控制电路的采样端口连接；所述基准电压电路与所述控制电路的基准电压输入端口连接；

所述采样电路用于将待测温度转化为待测电压信号；

所述基准电压电路用于为所述控制电路的采样端口提供外部基准电压，所述外部基准电压小于所述控制电路的内部基准电压；

所述控制电路用于根据所述外部基准电压和所述待测电压信号确定所述待测温度。

所述温度检测电路利用控制电路直接获取采样电路的电压信号，同时采用外部基准电压作为采样基准电压，且外部基准电压小于控制电路的内部基准电压，从而不需要使用运算放大器，即可实现准确的温度检测，避免了由运算放大器导致的结果不准确、成本较高等问题，无需进行额外校准，降低了电路复杂度，也降低了控制电路的软件编写难度，并且通过降低外部基准电压还可提高检测精度。

在一种可行的实现方式中，所述采样电路包括热电偶；

所述热电偶的正极与所述控制电路的采样端口连接，所述热电偶的负极接地。

所述温度检测电路，基于热电偶的电压范围提供较低的外部基准电压，不仅能够在较小的外部基准电压的情况下，获得到较高精度的检测结果，也避免了外部基准电压过小而导致无法正常采样。

在一种可行的实现方式中，所述控制电路的采样端口与所述控制电路的一个输入输出端口通过第一电阻连接；

所述控制电路用于控制所述输入输出端口输出高电平，并根据所述采样端口的采样值确定所述采样电路与所述采样端口之间的连接状态，所述连接状态包括连接或断开；

所述控制电路用于在确定所述采样电路与所述采样端口之间的连接状态为连接时，控制所述输入输出端口为输入状态，并根据所述外部基准电压和所述待测电压信号确定所述待测温度。

所述温度检测电路利用控制电路的输入输出端口输出高电平，对采样电路和采样端口之间的连接状态进行检测，避免了开路情况下的温度检测结果错误，同时电路结构简单，不增加电路成本，且控制方法和判断方法简单，软件编写难度较低。

在一种可行的实现方式中，所述第一电阻为所述采样端口内的上拉电阻或所述输入输出端口内的上拉电阻。

采用输入输出端口或采样端口内部的上拉电阻可使温度检测电路的结构更简化，也进一步降低了电路成本。

在一种可行的实现方式中，在所述输入输出端口输出高电平时，所述控制电路用于在所述采样端口的采样值与所述控制电路的内部基准电压的差值小于等于预设值时，确定所述采样电路与所述采样端口之间的连接状态为断开，或者，所述控制电路用于在所述采样端口的采样值与所述控制电路的内部基准电压的差值大于预设值时，确定所述采样电路与所述采样端口之间的连接状态为连接。

在一种可行的实现方式中，所述基准电压电路包括分压电路和/或稳压电路。

在一种可行的实现方式中，所述基准电压电路包括分压电路；所述分压电路包括：第二电阻和第三电阻；

所述第二电阻的第一端与电源连接；所述第二电阻的第二端分别与所述第三电阻的第一端和所述基准电压输入端口连接；所述第三电阻的第二端接地。

所述温度检测电路采用分压电路实现了为控制电路提供所需要的较低的外部基准电压。

在一种可行的实现方式中，所述基准电压电路包括稳压电路；所述稳压电路包括：稳压源和第四电阻；

所述第四电阻的第一端和所述基准电压输入端口分别与所述稳压源的第一端连接，所述稳压源的第二端接地，所述稳压源的第三端与所述第四电阻的第一端连接；所述第四电阻的第二端与电源连接。

所述温度检测电路采用稳压电路保证了基准电压电路提供的外部基准电压的稳定性，提高了检测结果的准确性。

在一种可行的实现方式中，所述基准电压电路包括分压电路和稳压电路；所述分压电路包括：第二电阻和第三电阻；所述稳压电路包括：稳压源和第四电阻；

所述第二电阻的第一端与所述稳压源的第一端连接；所述第二电阻的第二端分别与所述第三电阻的第一端和所述基准电压输入端口连接；所述第三电阻的第二端接地；

所述稳压源的第一端与所述第四电阻的第一端连接，所述稳压源的第二端接地，所述稳压源的第三端与所述第四电阻的第一端连接；所述第四电阻的第二端与电源连接。

所述温度检测电路不仅保证了基准电压电路提供的外部基准电压的稳定性，提高了检测结果的准确性，还能够通过降低外部基准电压，提高检测结果精度。

第二方面，本申请提供一种家用电器，包括：如第一方面中任一项所述的温度检测电路。

本申请提供一种温度检测电路及家用电器，利用控制电路直接获取采样电路的电压信号，同时采用外部基准电压作为采样基准电压，且外部基准电压小于控制电路的内部基准电压，从而不需要使用运算放大器，即可实现准确的温度检测，避免了由运算放大器导致的结果不准确、成本较高的问题。此外，通过降低外部基准电压，还可以提高温度检测精度，进一步提高准确性。通过控制电路的输入输出端口输出高电平，对采样电路和采样端口之间的连接状态进行检测，避免了开路情况下的温度检测结果错误，同时电路结构和控制逻辑简单，不增加电路成本，且软件编写难度较低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为现有技术中的一种温度检测电路的结构示意图；

图2为本申请提供的一种温度检测电路的结构示意图一；

图3为本申请提供的一种温度检测电路的结构示意图二；

图4为本申请提供的一种温度检测电路的结构示意图三；

图5为本申请提供的一种温度检测电路的结构示意图四；

图6为本申请提供的一种温度检测电路的结构示意图五；

图7为本申请提供的一种温度检测电路的结构示意图六。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

家用电器的温度检测电路通常是采用运算放大器将采样电路采集到的信号进行放大后，再输入给家用电器的控制器，由控制器根据放大后的电信号来确定温度值。示例的，图1为现有技术中的一种温度检测电路的结构示意图。如图1所示，热电偶与运算放大器的输入端连接，用于将检测到的温度转化为电压信号输入至运算放大器，控制芯片通过采样运算放大器的输出来确定热电偶检测到的温度。

由于运算放大器存在失调电压，再加上外部电阻的误差，导致上述电路的准确性较差，在实际应用中若要采用这种电路进行温度检测，则还需要对运算放大器进行校准，而对运算放大器进行校准不仅增加了电路的复杂性，也会提高控制芯片的软件编写难度。并且这种采用运算放大器的温度检测电路也增加了电路成本。

为了避免运算放大器带来的上述问题，考虑采用控制芯片直接采样获取热电偶输出的电压信号，然而，由于热电偶受热时产生的电压很低，控制芯片直接采样时得到的温度检测结果精度太低。例如，在温度为4℃时热电偶两端的电压为0.158mV，温度为10℃时热电偶两端的电压为0.4mV左右，而传统的控制芯片采样的基准电压在3V以上，按照控制芯片的采样位12位来计算，其分辨率为3V/4096＝0.73mV,因此假设温度从4℃变为10℃，控制芯片无法分辨，控制芯片采样精度约为20℃左右，这个精度无法满足实际使用的需求。

此外，采用如图1这种温度检测电路时，若采样电路与控制芯片之间开路，控制芯片无法准确判断，也会导致检测结果错误。若需要判断采样电路与控制芯片之间是否开路，还需要在此基础上增加额外的开路检测电路，进一步增加了电路复杂度，并且这种基于运算放大器的温度检测电路的开路检测电路运算复杂，软件编写难度较大。

为此，本申请提供一种温度检测电路，控制电路采用外部基准电压作为采样基准电压，且外部基准电压小于控制电路的内部基准电压，从而使得控制电路可以直接获取采样电路输出的电压信号，并基于采样电路输出的电压信号确定准确的温度。并且由于外部基准电压较低，控制电路基于采样电路输出的电压信号确定温度的精度也较高。此外，本申请的温度检测电路还利用控制电路的输入输出端口来判断采样端口与采样电路之间的连接状态，在不增加电路复杂度和软件编写难度的基础上实现了开路检测。以下结合实施例进行说明。

图2为本申请提供的一种温度检测电路的结构示意图一。如图2所示，温度检测电路包括：采样电路100、基准电压电路200和控制电路300。

其中，采样电路100与控制电路300的采样端口连接；基准电压电路200与控制电路300的基准电压输入端口连接。

采样电路100用于将待测温度转化为待测电压信号。

基准电压电路200用于为控制电路300的采样端口提供外部基准电压，外部基准电压小于控制电路的内部基准电压。

控制电路300用于根据外部基准电压和待测电压信号确定待测温度。

本实施例中，待测温度为待检测物的温度，例如在家用电器中，待测温度为待检测的锅底的温度、待检测的食材温度等，本实施例对此不作限定。采样电路100可以通过感应元件将待测温度转化为待测电压信号，示例的，感应元件为热敏器件，如热电偶、热电阻等，本实施例对采样电路中的感应元件具体类型不作限定。

采样电路100将待测电压信号输入控制电路300的采样端口，控制电路300根据外部基准电压和待测电压信号确定待测温度。控制电路300的采样模块会将外部基准电压等分，从而，外部基准电压越小，则控制电路300的采样精度越高。

示例的，以控制电路300为12位的控制芯片为例，基准电压电路200提供的外部基准电压为0.5V时，500mV/4096＝0.122mV，即采样端口的采样精度为0.122mV，即待测温度变化使得采样电路100输出的待测电压信号变化0.122mV时，控制电路300即可检测出该温度变化。

基准电压电路200提供的外部基准电压为0.1V时，100mV/4096＝0.0244mV，即采样端口的采样精度为0.0244mV。待测温度变化使得采样电路100输出待测电压信号变化0.0244mV时，控制电路300即可检测出该温度变化。对于采样电路100中的感应元件，这样的采样精度可以满足应用需求。

本实施例提供过的温度检测电路，利用控制电路直接获取采样电路的电压信号，同时采用外部基准电压作为采样基准电压，且外部基准电压小于控制电路的内部基准电压，从而不需要使用运算放大器，即可实现准确的温度检测，避免了由运算放大器导致的结果不准确、成本较高等问题，无需进行额外校准，降低了电路复杂度，也降低了控制电路的软件编写难度。并且该温度检测电路通过降低外部基准电压还可提高检测精度。

上述实施例中，采样电路100可以包括热电偶101，如图3所示，热电偶101的正极与控制电路300的采样端口连接，热电偶101的负极接地。热电偶101将待测温度转化为待测电压信号，并输入至控制电路300的采样端口，控制电路300根据外部基准电压和待测电压信号确定待测温度。

采样电路100包括热电偶101时，基准电压电路200提供的外部基准电压不能小于热电偶101产生的最大电压值。示例的，以热电偶101为K型热电偶为例，通过查询K型热电偶温度表可知，K型热电偶最高温度可达1372℃，相应的最大电压值为55mV，因此，基准电压电路200提供的外部基准电压不能小于55mV，示例的，外部基准电压范围可以为0.06V-0.5V，从而使得控制电路300不仅能够在较小的外部基准电压的情况下，获得到较高精度的检测结果，也避免了外部基准电压过小而导致无法正常采样。

在上述实施例的上，为了检测采样电路100与采样端口之间是否开路，本申请还提供一种温度检测电路，示例的如图4所示，控制电路300的采样端口与控制电路300的一个输入输出端口通过第一电阻R1连接。

可选的，第一电阻R1可以为控制电路300的输入输出端口或采样端口外部的电阻，或者，第一电阻R1可以为控制电路300的输入输出端口或采样端口内部的上拉电阻。采用输入输出端口或采样端口内部的上拉电阻可使本实施例的温度检测电路的结构更简化，也进一步降低了电路成本。

控制电路300用于控制输入输出端口输出高电平，并根据采样端口的采样值确定采样电路100与采样端口之间的连接状态，连接状态包括连接或断开；并在确定采样电路100与采样端口之间的连接状态为连接时，控制输入输出端口为输入状态，并根据外部基准电压和待测电压信号确定待测温度。

本实施例中，控制电路300可以在上电时控制输入输出端口输出高电平，且输入输出端口输出的高电平为控制电路的内部基准电压。此时若采样电路100与采样端口之间的连接断开，则控制电路通过第一电阻R1采样到输入输出端口的高电平，即采样值为最大值；若采样电路100与采样端口之间为连接状态，则控制电路300采样到的电压为第一电阻R1与采样电路100并联后的电压值，其必然小于输入输出端口的高电平。从而输入输出端口输出高电平时，控制电路300根据采样端口的采样值即可确定采样电路100与采样端口之间的连接状态。

示例的，在输入输出端口输出高电平时，控制电路300在采样端口的采样值与控制电路300的内部基准电压的差值小于等于预设值时，确定采样电路100与采样端口之间的连接状态为断开，或者，控制电路300用于在采样端口的采样值与控制电路300的内部基准电压的差值大于预设值时，确定采样电路100与采样端口之间的连接状态为连接。预设值的大小可以根据实际情况进行设置。

示例的，控制电路300的内部基准电压为5V，预设值为0.02V，在输入输出端口输出高电平时，若控制电路300在采样端口的采样值为4.99V，那么显然其与内部基准电压的差值小于预设值，从而确定采样电路100与采样端口之间的连接状态为断开；若控制电路300在采样端口的采样值为4.8V，那么显然其与内部基准电压的差值大于预设值，从而确定采样电路100与采样端口之间的连接状态为连接。

示例的，控制电路300的内部基准电压为5V，预设值为0V，在输入输出端口输出高电平时，若控制电路300在采样端口的采样值为5V，那么显然其与内部基准电压的差值等于预设值，从而确定采样电路100与采样端口之间的连接状态为断开；若控制电路300在采样端口的采样值为4.99V，那么显然其与内部基准电压的差值大于预设值，从而确定采样电路100与采样端口之间的连接状态为连接。

控制电路300在确定采样电路100与采样端口之间的连接状态为连接后，控制输入输出端口为输入状态，从而使得第一电阻R1悬空，不影响采样端口通过采样电路100进行温度检测。

本实施例的温度检测电路，利用控制电路的输入输出端口输出高电平，对采样电路和采样端口之间的连接状态进行检测，避免了开路情况下的温度检测结果错误，同时电路结构简单，不增加电路成本，且该温度检测电路的控制方法和判断方法简单，软件编写难度较低。

上述实施例中，基准电压电路200可以采用不同的实现方式以为控制电路300提供外部基准电压。基准电压电路200可以包括分压电路201和/或稳压电路202。

如图5所示，基准电压电路200包括分压电路201；分压电路201包括：第二电阻R2和第三电阻R3。

其中，第二电阻R2的第一端与电源连接；第二电阻R2的第二端分别与第三电阻R3的第一端和基准电压输入端口连接；第三电阻R3的第二端接地。

分压电路201将电源电压进行分压后输入至控制电路300，外部基准电压的大小由电源电压、第二电阻R2和第三电阻R3确定，在实际应用中，可以根据需要的外部基准电压的大小来设置第二电阻R2和第三电阻R3的大小。通过分压电路201，可以实现由基准电压电路200为控制电路300提供所需要的较低的外部基准电压。

如图6所示，基准电压电路200包括稳压电路202；稳压电路202包括：稳压源203和第四电阻R4。

其中，第四电阻R4的第一端和基准电压输入端口分别与稳压源203的第一端连接，稳压源203的第二端接地，稳压源203的第三端与第四电阻R4的第一端连接；第四电阻R4的第二端与电源连接。

示例的，稳压源203可以为TL431可控精密稳压源。示例的，TL431的第一端输出电压2.5V至控制电路300。采用稳压电路202保证了基准电压电路200提供的外部基准电压的稳定性，提高了检测结果的准确性。

如图7所示，基准电压电路200包括分压电路201和稳压电路202；分压电路201包括：第二电阻R2和第三电阻R3；稳压电路202包括：稳压源203和第四电阻R4。

其中，第二电阻R2的第一端与稳压源203的第一端连接；第二电阻R2的第二端分别与第三电阻R3的第一端和基准电压输入端口连接；第三电阻R3的第二端接地；

稳压源203的第一端与第四电阻R4的第一端连接，稳压源203的第二端接地，稳压源203的第三端与第四电阻R4的第一端连接；第四电阻R4的第二端与电源连接。

示例的，稳压源203可以为TL431可控精密稳压源。示例的，TL431的第一端输出电压2.5V至控制电路300。与图6相比，图7的电路中，TL431的第一端输出的电压再次经过分压电路201分压后输入至控制电路300，从而使得外部基准电压达到更低的电压值。从而，不仅保证了基准电压电路200提供的外部基准电压的稳定性，提高了检测结果的准确性，还能够通过降低外部基准电压，提高检测结果精度。

本申请还一种家用电器，该家用电路包括上述任一实施例中的温度检测电路。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

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申请实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请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申请实施例方案的范围。

Claims (10)

1.一种温度检测电路，其特征在于，包括：采样电路(100)、基准电压电路(200)和控制电路(300)；

其中，所述采样电路(100)与所述控制电路(300)的采样端口连接，所述采样电路(100)将待测温度转化为待测电压信号，并将所述待测电压信号输入至所述控制电路(300)；

所述基准电压电路(200)与所述控制电路(300)的基准电压输入端口连接；所述基准电压电路(200)将外部基准电压输入至所述控制电路(300)，所述外部基准电压小于所述控制电路(300)的内部基准电压。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述采样电路(100)包括热电偶(101)；

所述热电偶(101)的正极与所述控制电路(300)的采样端口连接，所述热电偶(101)的负极接地。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制电路(300)的采样端口与所述控制电路(300)的一个输入输出端口通过第一电阻R1连接；

所述控制电路(300)用于控制所述输入输出端口输出高电平，并根据所述采样端口的采样值确定所述采样电路(100)与所述采样端口之间的连接状态，所述连接状态包括连接或断开；

所述控制电路(300)用于在确定所述采样电路(100)与所述采样端口之间的连接状态为连接时，控制所述输入输出端口为输入状态，并根据所述外部基准电压和所述待测电压信号确定所述待测温度。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第一电阻R1为所述采样端口内的上拉电阻或所述输入输出端口内的上拉电阻。

5.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，在所述输入输出端口输出高电平时，所述控制电路(300)用于在所述采样端口的采样值与所述控制电路(300)的内部基准电压的差值小于等于预设值时，确定所述采样电路(100)与所述采样端口之间的连接状态为断开，或者，所述控制电路(300)用于在所述采样端口的采样值与所述控制电路(300)的内部基准电压的差值大于预设值时，确定所述采样电路(100)与所述采样端口之间的连接状态为连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电路，其特征在于，所述基准电压电路(200)包括分压电路(201)和/或稳压电路(202)。

7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述基准电压电路(200)包括分压电路(201)；所述分压电路(201)包括：第二电阻R2和第三电阻R3；

所述第二电阻R2的第一端与电源连接；所述第二电阻R2的第二端分别与所述第三电阻R3的第一端和所述基准电压输入端口连接；所述第三电阻R3的第二端接地。

8.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述基准电压电路(200)包括稳压电路(202)；所述稳压电路(202)包括：稳压源(203)和第四电阻R4；

所述第四电阻R4的第一端和所述基准电压输入端口分别与所述稳压源(203)的第一端连接，所述稳压源(203)的第二端接地，所述稳压源(203)的第三端与所述第四电阻R4的第一端连接；所述第四电阻R4的第二端与电源连接。

9.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述基准电压电路(200)包括分压电路(201)和稳压电路(202)；所述分压电路(201)包括：第二电阻R2和第三电阻R3；所述稳压电路(202)包括：稳压源(203)和第四电阻R4；

所述第二电阻R2的第一端与所述稳压源(203)的第一端连接；所述第二电阻R2的第二端分别与所述第三电阻R3的第一端和所述基准电压输入端口连接；所述第三电阻R3的第二端接地；

所述稳压源(203)的第一端与所述第四电阻R4的第一端连接，所述稳压源(203)的第二端接地，所述稳压源(203)的第三端与所述第四电阻R4的第一端连接；所述第四电阻R4的第二端与电源连接。

10.一种家用电器，其特征在于，包括：如权利要求1-9任一项所述的温度检测电路。

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