一种电熨斗的自动断电控制模块 【技术领域】
本发明涉及一种电熨斗的辅助设备， 尤其是涉及一种节能型电熨斗的自动断电控制模块。 背景技术 现有的电熨斗断电控制一般采用电感式传感器与独立的控制芯片组合控制， 或者 采用光电式传感器与独立的控制芯片组合控制， 在实际应用中所需的元器件多， 所占的体 积大， 可靠性相对较差。 而且， 现有的电熨斗断电时间单一， 电熨斗通电加热时间较长， 不利 于节能环保。
中国专利 CN2330685 公开一种电熨斗的自动断电保护装置， 包括一检知控制器， 检知控制器包括一中空封闭的盒体及一光电控制开关， 光电控制开关两侧具有相对应而设 的一光发射元件与一光接收元件 ； 盒体内设有一片状摆垂， 片状摆垂中央底部凹空设有一 槽孔， 上方设有一连杆， 连杆上端与盒体相枢接， 片状摆垂悬垂于光发射元件与光接收元件 之间。 所述光电控制开关是一光耦合器 ； 盒体下方凸设一卡榫， 片状摆垂的摆动方向平行于 由熨斗前端到后端的纵向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有位置状态检测灵敏度高、 可靠性高、 模块体积小、 综合应用成本低、 便于批量生产、 节能明显等优点的电熨斗的自动断电控制模块。
本发明设有上盖板、 金属球、 电路印制板 (PCB 板 )、 控制芯片、 底座和引脚， 其中 PCB 板采用双面印制板， PCB 板上表面设有 3 个电极板， 金属球放置在 3 个电极板上， 相邻 2 个电极板构成一个电容， 控制芯片设在 PCB 板下表面， 引脚设于底座两侧， 所述 3 个电极板 与控制芯片连接 ； 上盖板设于底座上部。
所述电极板可采用铜箔电极板， 当金属球处于相邻电极板上方时， 对应的电极板 所构成的电容增大 ； 电容量的变化通过设于 PCB 板下表面的控制芯片处理， 即可输出不同 信号， 从而判断出物体所处位置状态。
所述 3 个电极板的相邻电极板之间可采用锯齿形边线， 并且相邻电极板中的一个 电极板的一边的凸齿与相邻电极板中的另一个电极板的凹齿啮合， 以增大电容的变化量。
所述控制芯片可采用节能型电熨斗控制芯片 ( 例如 XLT125 型控制芯片 ) ； 所述金 属球可采用钢珠等， 所述金属球可设 1 ～ 2 颗 ； 所述引脚可采用 3 ～ 8 根金属引脚。
本发明由于采用控制芯片， 因此具有处理外部电容量变化、 处理不同自动断电时 间和处理节能通断电等能力 ( 节能通断电指提前断电后间隔一定时间再短时间通电的方 式 )。
本发明可以根据所处位置状态 ( 包括平放、 竖放、 侧放等 ) 输出不同信号或按不同 定时长度及不同定时时段输出不同控制信号， 模块输出信号可以控制外部继电器、 LED 灯、 蜂鸣器、 氖灯等器件。另外， 本发明具有定时准确、 灵敏度高、 体积小、 可靠性高等特点。本发明不仅具有位置状态检测灵敏度高、 可靠性高、 模块体积小、 综合应用成本 低、 便于批量生产、 节能明显等优点， 而且由于自动断电时间缩短， 增加短时间加热功能， 使 电熨斗在保证使用性能的前提下节约了电能， 因此符合节能环保型产品要求。 附图说明
图 1 为本发明实施例的结构组成示意图。
图 2 为本发明实施例的电极板的结构组成示意图。
图 3 为本发明实施例的控制芯片 (XLT125 型 ) 内部电路结构组成框图。 具体实施方式
以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。
参见图 1 和 2， 本发明实施例设有上盖板 1、 金属球 2、 电路印制板 (PCB 板 )3、 控制 芯片 4、 底座 5 和引脚 6， 其中 PCB 板 3 采用双面印制板， PCB 板 3 上表面设有均匀分布的 3 个电极板 7 ～ 9， 金属球 2 放置在 3 个电极板 7 ～ 9 上， 相邻电极板 7 和 8， 以及相邻电极板 8 和 9 分别构成一个电容， 控制芯片 4 设在 PCB 板 3 下表面， 引脚 6 设于底座 5 两侧， 所述 3 个电极板 7 ～ 9 与控制芯片 4 连接 ； 上盖板 1 设于底座 5 上部。 所述 3 个电极板 7 ～ 9 可采用铜箔电极板， 当金属球 2 处于相邻电极板 7 和 8， 或 相邻电极板 8 和 9 上方时， 对应的电极板所构成的电容增大 ； 电容量的变化通过设于 PCB 板 3 下表面的控制芯片 4 处理， 即可输出不同信号， 从而判断出物体所处位置状态。
所述 3 个电极板 7 ～ 9 的相邻电极板之间可采用锯齿形边线， 并且相邻电极板中 的一个电极板的一边的凸齿与相邻电极板中的另一个电极板的凹齿啮合， 以增大电容的变 化量。
所述金属球 2 可采用钢珠或其它金属球等， 所述金属球 2 设 2 颗 ； 所述引脚 6 可采 用 3 ～ 8 根金属引脚， 所述模块通过 3 ～ 8 根金属引脚将外部信号引入或将内部信号输出。
控制芯片通过 COB 方式绑定于 PCB 板下表面。所述模块的定时时钟采用工频 50/60Hz 信号。
所述上盖板 1 与底座 5 通过超声波方式装配， 保证了模块的密封性， 所述上盖板 1 采用如图 2 所示的倾角， 保证了外形美观且兼顾实用。
参见图 3， 所述控制芯片 4 可采用节能型电熨斗控制芯片 ( 例如 XLT125 型控制芯 片 )。
当控制模块上电后或者在平放与竖放之间转换后， OUT 端输出高电平， 发光二极管 LED1、 LED2 输出低电平 ； 模块处于平放状态超过 30s 后， OUT 端输出低电平， LED1、 LED2 输出 1Hz 50％占空比脉冲 ； 模块处于竖放超 5min 后， OUT 输出低电平， LED1 保持电平， LED2 输出 1Hz 50％占空比脉冲 ； 模块处于竖放超 8min 后， OUT 输出 3s 高电平后输出低电平， LED1 保 持电平， LED2 输出 3s 低电平后输出 1Hz 50％占空比脉冲 ； 模块处于竖放超 12min 后， OUT 输 出 3s 高电平后输出低电平， LED1 保持电平， LED2 输出 3s 低电平后输出 1Hz 50％占空比脉 冲； 模块处于竖放超 15min 后， OUT 保持输出低电平， LED1 输出 1Hz 50％占空比脉冲， LED2 保持输出 1Hz 50％占空比脉冲。
当所述控制模块竖放超过 5min 时， 电熨斗自动断电， 缩短了电熨斗的加热时间，
节约了电能， 同时为了不影响电熨斗的正常使用， 在竖放 8min 和 12min 分别加热 3s， 该功能 实现了电熨斗的节能目的。
节能型电熨斗的自动断电控制芯片将可靠性高的电容式传感器与节能自动断电 专用控制芯片组合成一体。
1、 控制芯片引脚功能
1)SIN——计时时钟频率输入端， 工作时可将该端通过高阻值电阻接到交流电网， 此时电网频率即作为芯片的外部输入频率， 内部计时时钟是由此时钟 50(60) 分频后得到 的。电路检测时可从此端输入高频振荡信号， 从而实现电路的快速检测。
2)VDD——电源。
3)OUT——继电器输出控制端。该端口上电时输出高电平， 若竖放持续时间超过 5min， 该端输出低电平， 若竖放持续时间超过 8min， 该端 OUT 输出 3s 高电平后再输出低电 平， 若竖放持续时间超过 12min， 该端输出 3s 高电平再输出低电平， 若竖放持续时间超过 15min， 则该端输出低电平。该端口在平放持续 30s 后输出低电平。
4)LED2—— 该端在上电时为低电平， 节能态 ( 竖放持续 5min 后 ) 基本保持 1Hz 50％占空比脉冲， 第 8min、 第 12min 输出低电平 3s。竖放持续 15min 后保持 1Hz 50％占空 比脉冲输出。该端口在平放持续 30s 后输出 1Hz 50％占空比脉冲。
5)LED1——该端在上电时为低电平， 节能态 ( 竖放持续 5min 后 ) 保持低电平， 竖 放 15min 后输出 1Hz 50％占空比脉冲。该端口在平放持续 30s 后输出 1Hz 50％占空比脉 冲。
6)GND——地线。
2、 控制芯片功能描述
该控制芯片内含电容传感器及定时控制芯片， 该控制芯片上电后， 4 脚 OUT 输出高 电平， 2 脚 LED1 输出低电平， 3 脚 LED2 输出低电平。
该控制芯片平放 / 侧放 ( 模块内部的金属球处于图 1 所示的左侧 ) 持续时间超过 30s， 4 脚 OUT 输出低电平， 2 脚 LED1 输出 1Hz 50％占空比脉冲， 3 脚 LED2 输出 1Hz 50％占 空比脉冲。该控制芯片竖放 ( 模块内部的金属球处于图 1 所示的右侧 ) 持续时间超 5min 后， 4 脚 OUT 输出低电平， 2 脚 LED1 保持低电平， 3 脚 LED2 输出 1Hz 50％占空比脉冲。
该控制芯片竖放持续时间超 8min 后， 4 脚 OUT 输出 3s 高电平后再输出低电平， 2 脚 LED1 保持低电平， 3 脚 LED2 输出 3s 低电平后再输出 1Hz 50％占空比脉冲。
该控制芯片竖放持续时间超 12min 后， 4 脚 OUT 输出 3s 高电平后再输出低电平， 2 脚 LED1 保持低电平， 3 脚 LED2 输出 3s 低电平后再输出 1Hz 50％占空比脉冲。
该控制芯片竖放持续时间超 15min 后， 4 脚 OUT 输出低电平， 2 脚 LED1 输出 1Hz 50％占空比脉冲， 3 脚 LED2 输出 1Hz 50％占空比脉冲。该控制芯片位置状态发生改变时， 各输出引脚电平恢复到上电后状态。输出状态与位置状态关系如表 1 所示。
表1
3、 XLT125 型控制芯片
1) 芯片内部模块 ( 如图 3 所示 )
控制芯片的内部模块包括上电复位电路 41、 RC 振荡电路 42、 电容传感电路 43、 计 时电路 44、 计时逻辑电路 45 和逻辑控制电路 46， 具体说明如下。
a) 上电复位及低电压复位 ：
芯片一上电， 会产生一个大约 4μs 的复位信号， 对整个电路进行复位， 然后进入 正常工作状态 ； 低电压复位指的是当芯片突然掉电以后又马上恢复正常， 这时如果芯片的 VDD 端下降到 1.5V 以下， 则复位电路产生一复位脉冲， 使电路回复到初始状态并重新计时。
b) 内部 RC 振荡 ：
芯片内部 RC 振荡电路的频率约为 130KHz， 作为传感判断电路的控制时钟。
c) 外部电容传感检测电路 ：
2 个外部传感电容的比值不同， 通过内部的积分电路， 得到对应的结果。比如在 电熨斗的应用中， 当 C0 ＞ C1 时， 积分器输出为高电平， 可以表示电熨斗的平放状态 ； 当 C0 ＜ C1 时， 积分器输出为低电平， 可以表示电熨斗的竖放状态。电容传感电路为非接触性的 传感电路， 具有很高的可靠性。
d) 计时电路 ：
内部计时时钟是直接由外部输入频率分频后得到的。 芯片工作时可将频率输入端 通过高阻值电阻接到交流电网， 此时电网频率即作为芯片的外部输入频率， 内部计时时钟 是由此时钟 50( 或 60) 分频后得到的。电路测试时可从此端输入高频振荡信号， 从而实现
电路的快速测试。
计时时间采用码点控制的形式， 总共用到 5 个计时时间， 分别为 30s、 5min、 8min、 12min 和 15min， 最长计时时间可以达到 68min。
e) 控制逻辑 ：
控制输出端 LED1、 LED2、 OUTC 及 OUT 的状态。具体的输出状态如前面模块功能描 述。
2) 芯片引脚功能
芯片引脚功能如表 2 所示。
表2
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11符号 GND LED1 LED2 OUT1 OUT VDD SIN SEL50_60 CA0 SUM CA1功能描述 地 1Hz 脉冲输出控制端 ( 节能态输出低电平 ) 1Hz 脉冲输出控制端 ( 节能态基本输出脉冲 ) 电容传感器输出端 继电器输出控制端 电源 工频信号输入端 50/60Hz 选择端 传感电容输出端 传感器输入端 传感电容输出端