一种状态监控电路以及变频微波炉

技术领域

本发明涉及变频微波炉领域，特别是涉及一种状态监控电路以及变频微波炉。

背景技术

随着智能家居的发展，微波炉进入很多人们的家中。而微波炉工作在非正常状态下时，不能给用户提醒或警告，用户无法获取微波炉此时的工作状态，若在黑盒子工作情况下，风险高，体验差；微波炉保护停机之后，不清楚微波炉电源的哪一个模块或是元件导致故障发生，微波炉的跟踪维护性能差，因此，需要对微波炉的具体工作状态以及故障情况进行监控，传统的监控电路数据传输量较小，而微波炉的工作状况较多，而使得传统的监控电路无法对微波炉的状态进行可靠监测。

发明内容

本发明实施例一个旨在提供一种状态监控电路以及变频微波炉，其能够对变频微波炉的状态进行可靠监测。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

在第一方面，本发明实施例提供一种状态监控电路，应用于变频微波炉，状态监控电路包括：第一控制器、第二控制器、第一光耦以及第二光耦；

所述第一控制器的输入端电性连接所述第一光耦的光电三极管的发射极，所述第一光耦的光电三极管的集电极电性连接第一直流电源，所述第一光耦的光电二极管的阳极电性连接所述第二控制器的输出端，所述第一光耦的光电二极管的阴极接地，所述第二控制器用于经所述第一光耦向所述第一控制器传输控制信号；

所述第一控制器的输出端电性连接所述第二光耦的光电二极管的阴极，所述第二光耦的光电二极管的阳极电性连接第二直流电源,所述第二光耦的光电三极管的集电极电性连接所述第二控制器的输入端和第三直流电源，所述第二光耦的光电三极管的发射极接地，所述第一控制器用于经所述第一光耦向所述第二控制器传输状态信号，所述状态信号表征所述变频微波炉的工作状态。

在一些实施例中，所述状态监控电路还包括滤波电路，所述滤波电路分别与所述第一控制器的输入端和所述第一光耦的光电三极管的发射极电性连接，用于对所述控制信号滤波。

在一些实施例中，所述状态监控电路还包括第一限流电路，所述第一限流电路的第一端与所述第一光耦的光电二极管的阳极电性连接，所述第一限流电路的第二端与所述第一光耦的光电二极管的阴极电性连接，所述第一限流电路的第三端与所述第二控制器的输出端电性连接，用于对所述第二控制器的输出电流进行限流。

在一些实施例中，所述状态监控电路还包括第二限流电路，所述第二限流电路分别与所述第一控制器的输出端和所述第二光耦的光电二极管的阴极电性连接，用于对所述第一控制器的输出电流进行限流。

在一些实施例中，所述滤波电路包括电容和第一电阻，所述第一电阻的一端分别与所述第一控制器的输入端和所述电容的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述第一光耦的光电三极管的发射极连接，所述电容的另一端接地。

在一些实施例中，所述第一限流电路包括第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的一端分别与所述第一光耦的光电二极管的的阳极和所述第三电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第一光耦的光电二极管的的阴极和地连接，所述第三电阻的另一端与所述第二控制器的输出端连接。

在一些实施例中，所述第二限流电路包括第四电阻，所述第四电阻分别与所述第一控制器的输出端和所述所述第二光耦的光电二极管的的阴极连接。

在一些实施例中，所述状态监控电路还包括第一上拉电阻和第二上拉电阻，所述第一上拉电阻的一端分别与所述第二直流电源和所述第二光耦的光电二极管的的阳极连接，所述第一上拉电阻的另一端分别与所述第四电阻和所述第二光耦的光电二极管的的阴极连接，所述第二上拉电阻的一端与所述第三直流电源连接，所述第二上拉电阻的另一端分别与所述第二控制器的输入端和所述第二光耦的光电三极管的的集电极极连接。

在第二方面，本发明实施例提供一种一种变频微波炉，所述变频微波炉包括：

磁控管；

变频电源，用于向变频微波炉提供电源以及传输信号；以及

如上所述的状态监控电路，所述状态监控电路与所述变频电源电连接，用于监控所述变频微波炉的工作状态。

在一些实施例中，所述状态监控电路还包括下拉电阻，所述下拉电阻的一端分别与所述第一电阻和所述第一光耦的光电三极管的发射极连接，所述下拉电阻的另一端接地。

在本发明各个实施例中，该状态监控电路包括第一控制器、第二控制器、第一光耦以及第二光耦，第二控制器用于经第一光耦向第一控制器传输控制信号，若第二控制器向第一控制器传输高电平控制信号，则第一控制器接收到高电平信号，若第二控制器向第一控制器传输低电平信号，则第一控制器接收到低电平信号，实现串口通信；而第一控制器用于向第二控制器传输状态信号，该状态信号表征变频微波炉的工作状态，若第一控制器向第二控制器传输高电平控制信号，则第二控制器接收到高电平信号，若第一控制器向第二控制器传输低电平信号，则第二控制器接收到低电平信号，实现串口通信。因此，第一控制器和第二控制器之间实现串口通信，进而能够传输更多变频微波炉的控制信号和状态数据，以对变频微波炉的工作状态进行可靠监测，方便对产品故障的跟踪和维护。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例提供一种变频微波炉的电路结构示意图；

图2是本发明实施例提供一种状态监控电路的电路结构示意图；

图3是本发明另一实施例提供一种状态监控电路的电路结构示意图。

图4是本发明实施例提供一种状态监控电路的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，图1是本发明实施例提供一种变频微波炉10的电路结构示意图。如图1所示，该微波电路10包括：变频电源11、磁控管12、工作腔体13、保护单元14以及状态监控电路15，变频电源11与磁控管12连接，状态监控电路15与变频电源11连接，用于监控变频微波炉10的工作状态。

请再参阅图1，变频电源11包括整流滤波单元111、功率变换单元112、高压变压器113、倍压整流单元114及第一控制器115。整流滤波单元111的输入端用于接入外部电源，该外部电源是变频电源，整流滤波单元111的输出端与功率变换单元112的输入端连接，功率变换单元112的输出端与高压变压器113的原边绕组连接，高压变压器113的副边绕组与倍压整流单元114的输入端连接，倍压整流单元114的输出端与磁控管12连接，第一控制器115与功率变换单元112连接。

变频电源11能够驱动磁控管12工作，为磁控管12提供所需的电压与电流。其中，整流滤波单元111用于接入外部变频电源，并且对外部变频电源进行整流与滤波处理，输出直流电压。

状态监控电路15包括第二控制器151(图中未示出)，第二控制器151与变频电源连接。第二控制器151向变频电源发送目标功率信息，使变频电源11中的功率变换单元112转换为所需的脉冲宽度调制信号(Pulse Width Modulation,PWM)或者脉冲频率调制信号(Pulse Frequency Modulation,PFM)或者两者的混合波，按照额定功率进行工作。第一控制器115还可以采集磁控管12的温度、变频微波炉10的工作状态信号以及各类控制信息，并将上述信息传送至第二控制器151，第二控制器151根据上述信息分析变频微波炉10的工作状态，再根据变频微波炉10的工作状态，调节变频电源11的输出功率，达到灵活调节系统功率并监控变频电源11运行状况或者变频微波炉10工作状况的目的。

在一些实施例中，第一控制器115和第二控制器151均可以属于状态监控电路15的一部分组成，而在另外一些实施例中，第一控制器115可以属于状态监控电路15的组成，第二控制器151可以属于变频微波炉10的控制系统的一部分组成。

高压变压器113的输出经过倍压整流单元114处理后，由倍压整流单元114输出平滑的直流高压供给磁控管12的阳极，与此同时，其还提供一路灯丝电压供给磁控管12的灯丝。

磁控管12能够将变频电源11提供的电能转换成相应的微波，对放置在工作腔体13内的负载131进行加热，例如：当微波设备为微波炉时，工作腔体13放置待微热的食物。

保护单元14能够带走变频电源11与磁控管12工作时产生的热量，例如：当变频电源11或磁控管12温度较高时，可以驱动保护单元中14中的风扇，使得整个微波电路10的通风量增大，降低其温度，从而使变频电源11、磁控管12以及一些内部器件能够可靠稳定的工作。

在一些实施例中，整流滤波单元111、功率变换单元112、高压变压器113及倍压整流单元114可以概括为变频电源11，亦即，整流滤波单元111、功率变换单元112、高压变压器113及倍压整流单元114所具备的功能可以以变频电源11的形式进行实现。本领域技术人员应当明白：作为驱动磁控管12的变频电源11，除了上述所阐述的各个电学单元(例如：整流滤波单元111、功率变换单元112、高压变压器113及倍压整流单元114)之外，其还可以根据业务需求自行在变频电源11中添加其它电学单元，以进一步实现其它应用需求。

基于上述所示的变频微波炉10，变频电源11需要接收目标功率信息等控制信号，再根据该控制信号驱动磁控管12工作，同时变频电源11需要将磁控管12或变频微波炉10其他部分的工作状态，反馈给状态监控电路15，以监控变频微波炉10的工作状况，当发生产品故障或者其他事故时，可以及时做出相应处理。变频微波炉10的工作状态包含多种工作状态信息，也包含多种故障状态信息，因此，变频电源11和状态监控电路15之间需要大量的数据传输，才能达到可靠监控变频微波炉10的目的。

请参阅图2，图2是本发明实施例提供一种状态监控电路结构示意图，如图2所示，该状态监控电路15应用于变频微波炉10，该状态监控电路15包括第一控制器115、第二控制器151、第一光耦152以及第二光耦153，其中，第一控制器115的输入端电性连接第一光耦152的光电三极管的发射极，第一光耦152的光电三极管的集电极电性连接第一直流电源16，第一光耦152的光电二极管的阳极电性连接第二控制器151的输出端，第一光耦152的光电二极管的阴极接地，第一控制器115的输出端电性连接第二光耦153的光电二极管的阴极，第二光耦153的光电二极管的阳极电性连接第二直流电源17，第二光耦153的光电三极管的集电极电性连接第二控制器151的输入端和第三直流电源18，第二光耦153的光电三极管的发射极接地。

第二控制器151用于经第一光耦152向第一控制器115传输控制信号，若第二控制器151输出的控制信号为高电平信号，该高电平信号作用于第一光耦152的光电二极管的阳极，使得第一光耦152的光电二极管导通，进而使得第一光耦152的光电三级管导通，因此，第一光耦152的光电三极管的发射极与集电极电位相同，而第一直流电源16作用于第一光耦152的光电三极管的集电极，则第一光耦152的光电三极管的发射极电位为高电平，即第一控制器115的输入端接收到高电平信号；若第二控制器151输出的控制信号为低电平信号，该低电平信号使得第一光耦152的光电二极管截止，进而使得第一光耦152的光电三极管截止，第一控制器115接收到低电平信号，因此，第一控制器115和第二控制器151实现串口通信。

第二控制器151经第一光耦152向第一控制器115传输的控制信号可以表征多种控制命令，例如：功率设定、磁控管12温度设定、NTC温度设定、开机指令、关机指令、工作模式、校正码、监控数据选择、动态数据校验、数据校验、保留数据等控制信号，或者，微波炉的设定工作模式，如工厂模式或客户模式等工作模式，工厂模式适用于生产自测，客户模式下，工厂模式失效。

第一控制器115用于经第二光耦153向第二控制器151传输状态信号，该状态信号表征变频微波炉10的工作状态。若第一控制器115输出的状态信号为高电平信号，该高电平信号作用于第二光耦153的光电二极管的阴极，第二直流电源17作用于第二光耦153的光电二极管的阳极，该高电平信号和第二直流电源17共同使得第二光耦153的光电二极管截止，进而使得第二光耦153的光电三级管截止，因此，第三直流电源18作用于第二控制器151的输入端，第二控制器151接收到高电平信号；若第一控制器115输出的状态信号为低电平信号，该低电平信号作用于第二光耦153的光电二极管的阴极，第二直流电源17作用于第二光耦153的光电二极管的阳极，该低电平信号和第二直流电源17共同使得第二光耦153的光电二极管导通，进而使得第二光耦153的光电三极管导通，因此，第二光耦153的光电三极管的集电极为低电平信号，即第二控制器151的输入端接收到低电平信号，因此，第一控制器115和第二控制器151实现串口通信。

第一控制器115经第二光耦153向第二控制器151传输的状态信号可以为多种类型的状态反馈信号，例如：表征变频微波炉10处于运行中或者暂停中，或者，表征变频微波炉10的输入电压、输入功率、输出电流(磁控管12阳极电流)、输出电压、电源板温度、磁控管12温度、空烧信号、故障码、动态数据校验、数据校验、保留数据。若该状态信号为表征微波炉发生故障的故障信号，则具体可以为输入欠压、输入过压、输入过流、NTC过温、灯丝开路、输入过流快速保护、高压谐振故障/开关管短路、浪涌故障、通信接收故障、辅助电源故障、谷底故障、高压输出故障、油位检测故障、驱动一故障、驱动二故障、比较器+故障、比较器-故障；、通信发送故障、软件非屏蔽中断异常、微处理器过温、磁控管12过温以及磁控管12阳极未接等故障。

因此，第二控制器151可以向第一控制器115发送变频微波炉10的各种控制信号，以控制变频微波炉10按照该控制信号进行工作，第一控制器115可以向第二控制器151发送变频微波炉10的各种工作状态的反馈信号，以对变频微波炉10的各种工作状态进行监控，并且，第一控制器115和第二控制器151之间可以实现串口通信，能够传输更多变频微波炉10的的控制信号和状态数据，以对变频微波炉10的工作状态进行可靠监测，方便对产品故障的跟踪和维护。

在一些实施例中，第一直流电源16、第二直流电源17以及第三直流电源18均可以为交流电源经过整流、滤波以及降压等步骤之后获得的，也可以为另外的直流电源直接提供，如电池、蓄电池等。第一直流电源16、第二直流电源17以及第三直流电源18的具体数值可以根据需要而设置，在本实施例中，第一直流电源16和第二直流电源17均为5V电压。

在一些实施例中，第一控制器115和第二控制器151均可以为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISCMachine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。还有，第一控制器115和第二控制器151还可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。第一控制器115和第二控制器151也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP和/或任何其它这种配置。

请参阅图3，图3是本发明实施例提供一种状态监控电路的电路结构示意图，如图3所示，该状态监控电路15还包括滤波电路154，该滤波电路154分别与第一控制器115的输入端和第一光耦152的光电三极管的发射极电性连接，用于对作用于第一控制器115输入端的控制信号进行滤波。

在一些实施例中，该状态监控电路15还包括第一限流电路155，第一限流电路155的第一端与第一光耦152的光电二极管的阳极电性连接，第一限流电路155的第二端与第一光耦152的光电二极管的阴极电性连接，第一限流电路155的第三端与第二控制器151的输出端电性连接，第一限流电路155用于对第二控制器151的输出电流进行限流，防止第二控制器151的输出电流因波动或突变而对第一光耦152造成损害。

在一些实施例中，该状态监控电路15还包括第二限流电路156，第二限流电路156分别与第一控制器115的输出端和第二光耦153的光电二极管的阴极电性连接，第二限流电路156用于对第一控制器115的输出电流进行限流，同样地，其可以防止第一控制器115的输出电流因波动或突变而对第二光耦153造成损害。

请参阅图4，图4是本发明实施例提供一种状态监控电路的电路结构示意图，如图4所示，第一控制器115包括第一控制芯片U1，第二控制器151包括第二控制芯片U2(图中未示出)，第二控制芯片U2可以通过接口CON1与第一控制芯片U1进行通信。第一控制芯片U1的14引脚为其输入端，13引脚为其输出端，接口CON1的3引脚为第二控制芯片U2的输出端，接口CON1的1引脚为第二控制芯片U2的输入端，接口CON1的2引脚为第二控制芯片U2的接地端。

滤波电路154包括电容C1和第一电阻R1，第一电阻R1的一端分别与第一控制芯片U1的14引脚和电容C1的一端连接，第一电阻R1的另一端与第一光耦152的光电三极管的发射极连接，电容C1的另一端接地。该阻容滤波电路154可以对信号进行滤波。

第一限流电路155包括第二电阻R2和第三电阻R3，第二电阻R2的一端分别与分别与第一光耦152的光电二极管的阳极和第三电阻R3的一端连接，第二电阻R2的另一端分别与第一光耦152的光电二极管的阴极和地连接，第三电阻R3的另一端与接口CON1的3引脚连接。具体地，第二电阻R2用于对第二控制芯片U2的输出电流进行分流，第三电阻R3用于对第二控制芯片U2的输出电流进行限流，以达到保护第一光耦152的目的。

第二限流电路156包括第四电阻R4，第四电阻R4分别与第一控制芯片U1的13引脚和第二光耦153的光电二极管的阴极连接，第四电阻R4能够对第一控制芯片U1的输出电流进行限流，以达到保护第二光耦153的目的。

该状态监控电路15还包括第一上拉电阻R5和第二上拉电阻R6，第一上拉电阻R5的一端分别与第二直流电源17和第二光耦153的光电二极管的阳极连接，第一上拉电阻R5的另一端分别与第四电阻R4和第二光耦153的光电二极管的阴极连接，第二上拉电阻R6的一端与第三直流电源18连接，第二上拉电阻R6的另一端分别与接口CON1的1引脚和第二光耦153的光电三极管的集电极连接。

在一些实施例中，该状态监控电路15还包括下拉电阻R7，下拉电阻R7的一端分别与第一电阻R1和第一光耦152的光电三极管的发射极连接，下拉电阻R7的另一端接地。

请继续参阅图4，结合图4，该状态监控电路15的工作原理可以描述如下：

当变频微波炉10上电后，第二控制芯片U2可以由接口CON1的3引脚经过第一光耦152向第一控制芯片U1发送控制信号，具体地，若第二控制芯片U2输出的控制信号为高电平信号，该高电平信号经过第二电阻R2的分流以及第三电阻R3的限流以后，作用于第一光耦152的光电二极管的阳极，使得第一光耦152的光电二极管导通，进而使得第一光耦152的光电三级管导通，因此，第一光耦152的光电三极管的发射极与集电极电位相同，而第一直流电源16作用于第一光耦152的光电三极管的集电极，则第一光耦152的光电三极管的发射极电位为高电平，在本实施例中，第一直流电源16电压为5V，该高电平信号再经过第一电阻R1和电容C1的滤波以后，作用于第一控制芯片U1的14引脚，即第一控制器115的输入端接收到高电平信号；若第二控制芯片U2由接口CON1的3引脚输出的控制信号为低电平信号，该低电平信号使得第一光耦152的光电二极管截止，进而使得第一光耦152的光电三极管截止，第一控制器115接收到低电平信号，因此，第二控制芯片U2输出高电平信号，则第一控制芯片U1接收到高电平信号，第二控制芯片U2输出低电平信号，则第一控制芯片U1接收到低电平信号，两者实现串口通信；

第一控制芯片U1将获取到的表征变频微波炉10的工作状态信号经由第二光耦153向第二控制芯片U2传输，具体地，若第一控制芯片U1的13引脚输出的状态信号为高电平信号，该高电平信号经过第四电阻R4的限流以后，作用于第二光耦153的光电二极管的阴极，第二直流电源17作用于第二光耦153的光电二极管的阳极，在本实施例中，该第二直流电源17电压为5V，该高电平信号和第二直流电源17共同使得第二光耦153的光电二极管截止，进而使得第二光耦153的光电三级管截止，因此，第三直流电源18作用于接口CON1的1引脚，接口CON1的1引脚接收到高电平信号，即第二控制芯片U2接收到高电平信号，在本实施例中，第三直流电源18的电压为VC；若第一控制芯片U1输出的状态信号为低电平信号，该低电平信号作用于第二光耦153的光电二极管的阴极，第二直流电源17作用于第二光耦153的光电二极管的阳极，该低电平信号和第二直流电源17共同使得第二光耦153的光电二极管导通，进而使得第二光耦153的光电三极管导通，因此，第二光耦153的光电三极管的集电极相当于接地，电位为低电位，接口CON1的1引脚接收到低电平信号，即第二控制芯片U2的输入端接收到低电平信号，因此，第一控制芯片U1输出高电平信号，则第二控制芯片U2接收到高电平信号，第一控制芯片U1输出低电平信号，则第二控制芯片U2接收到低电平信号，两者实现串口通信。

综上所述，第二控制器151可以向第一控制器115发送变频微波炉10的各种控制信号，以控制变频微波炉10按照该控制信号进行工作，第一控制器115可以向第二控制器151发送变频微波炉10的各种工作状态的反馈信号，以对变频微波炉10的各种工作状态进行监控，并且，第一控制器115和第二控制器151之间可以实现串口通信，能够传输更多变频微波炉10的的控制信号和状态数据，以对变频微波炉10的工作状态进行可靠监测，方便对产品故障的跟踪和维护。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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各实施例技术方案的范围。