檢測開關狀態的裝置及方法
【專利摘要】本發明涉及電子技術領域，公開了一種檢測開關狀態的裝置及方法，該裝置包括：第二線圈，該第二線圈與被檢測的開關并聯；振蕩電路，該振蕩電路中的第一線圈與所述第二線圈之間能夠產生互感效應；振蕩電路參數檢測電路，用于檢測所述振蕩電路的振蕩電路參數；以及判斷模塊，用于依據檢測到的振蕩電路參數來獲取所述振蕩電路的振蕩電路參數變化，并依據所述振蕩電路參數變化來確定所述被檢測的開關的狀態。本發明不會對開關的布置位置造成限制，從而有利于電子產品的結構設計和結構優化。
【專利說明】
檢測開關狀態的裝置及方法
技術領域
[0001]本發明涉及電子技術領域，具體地，涉及一種檢測開關狀態的裝置及方法。
【背景技術】
[0002]開關是一種常用的電控器件，其被廣泛地應用在各種電子產品中，例如消費類電子產品。
[0003]目前，對開關狀態(例如導通、關斷等)進行檢測的方法一般都要求必須先將開關通過導線與主機進行電連接，然后才能實現對開關狀態的檢測。
[0004]然而，這種檢測方法會對開關在電子產品上的布置位置造成限制，從而不利于電子產品的結構設計和結構優化。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種檢測開關狀態的裝置及方法，其不會對開關的布置位置造成限制，從而有利于采用該開關的電子產品的結構設計和結構優化。
[0006]為了實現上述目的，本發明提供一種檢測開關狀態的裝置，該裝置包括:第二線圈，該第二線圈與被檢測的開關并聯;振蕩電路，該振蕩電路中的第一線圈與所述第二線圈之間能夠產生互感效應;振蕩電路參數檢測電路，用于檢測所述振蕩電路的振蕩電路參數；以及判斷模塊，用于依據檢測到的振蕩電路參數來獲取所述振蕩電路的振蕩電路參數變化，并依據所述振蕩電路參數變化來確定所述被檢測的開關的狀態。
[0007]本發明還提供一種采用上述裝置來檢測開關狀態的方法，該方法包括:由所述振蕩電路參數檢測電路檢測所述振蕩電路的振蕩電路參數；由所述判斷模塊依據檢測到的振蕩電路參數來獲取所述振蕩電路的振蕩電路參數變化；以及由所述判斷模塊依據所述振蕩電路參數變化來確定所述被檢測的開關的狀態。
[0008]通過上述技術方案，由于根據本發明的技術是利用線圈之間的互感效應來檢測開關的狀態，這實際上是一種無線檢測方式，因此其不會對開關的放置位置造成限制，從而有利于電子產品的結構設計和結構優化，進而有利于減小電子產品的成本。
[0009]本發明的其它特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0010]附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中:
[0011]圖1是根據本發明一種實施方式的檢測開關狀態的裝置的示意圖；
[0012]圖2是根據本發明又一實施方式的檢測開關狀態的裝置的示意圖；
[0013]圖3是根據本發明的檢測開關狀態的裝置中的振蕩電路的又一示例；
[0014]圖4和圖5分別示出了根據本發明的檢測開關狀態的裝置中的第一線圈和第二線圈的相對位置示例圖；
[0015]圖6是根據本發明又一實施方式的檢測開關狀態的裝置的示意圖；
[0016]圖7是根據本發明的檢測開關狀態的裝置中的振蕩電路參數檢測電路的示例電路圖；以及
[0017]圖8是根據本發明一種實施方式的檢測開關狀態的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0019]本發明提供一種檢測開關狀態的裝置，如圖1所示，該裝置可以包括第二線圈20、振蕩電路30、振蕩電路參數檢測電路40和判斷模塊50。其中，第二線圈20與被檢測的開關10并聯;振蕩電路30中的第一線圈301與所述第二線圈20之間能夠產生互感效應;振蕩電路參數檢測電路40用于檢測所述振蕩電路30的振蕩電路參數；以及判斷模塊50用于依據檢測到的振蕩電路參數來獲取所述振蕩電路30的振蕩電路參數變化，并依據所述振蕩電路參數變化來確定所述被檢測的開關1的狀態。
[0020]圖1所示的檢測開關狀態的裝置的工作原理如下:當被檢測的開關10斷開時，第二線圈20與振蕩電路30中的第一線圈301之間不會產生互感效應，因此第二線圈20不會對振蕩電路30的參數產生影響；當被檢測的開關10閉合時，在振蕩電路30諧振時，第一線圈301和第二線圈20之間會產生互感效應，因此第二線圈20中會產生感應電流，使得第二線圈20對第一線圈301的狀態產生了影響，主要表現為影響了第一線圈301的電感量，也即會使第一線圈301的電感量變小。而第一線圈301的電感量的變化，進而又會影響到振蕩電路30的很多參數:(I)會影響到振蕩電路30的諧振頻率；(2)在振蕩電路30被施加了固定頻率的激勵的情況下，會影響到振蕩電路30的功率。因此，通過檢測振蕩電路30的這些參數變化，就能夠獲得被檢測的開關10的狀態，例如被檢測的開關10當前是斷開還是閉合狀態。總而言之，在采用圖2所示的裝置來檢測開關10的狀態時，可以通過檢測振蕩電路30的以下至少一個參數的變化來得到被檢測開關10的狀態:所述第一線圈301的電感量、所述振蕩電路30的振蕩頻率(因為振蕩頻率的變化也反映了第一線圈301的電感量的變化)和振蕩電路30被施加了固定頻率的激勵的情況下所述振蕩電路30的功率(因為功率的變化反映了第一線圈301的電感量的變化)。
[0021]另外，本領域技術人員應當理解的是，雖然圖1中以LC并聯諧振電路為例示出了振蕩電路30，但是本發明并不對振蕩電路30的具體電路結構進行限制，也即包含能夠與第二線圈20產生互感效應的線圈的任何振蕩電路結構都能夠滿足本發明的要求。例如，振蕩電路30可以是如圖2中所示的LC串聯諧振電路，振蕩電路30還可以是如圖3所示的西勒諧振電路。
[0022]在根據本發明的一個優選實施方式中，所述第一線圈301和所述第二線圈20的相對位置可以被布置成使所述第一線圈301中產生的電磁場能夠穿過所述第二線圈20的覆蓋范圍，以使得所述第一線圈301和所述第二線圈20的電磁場能夠相互耦合。優選地，所述第一線圈301與所述第二線圈20之間的間距可以為數毫米至數厘米，例如可以為0-200cm，更優選地為O-lOOcm，以便在被檢測的開關10閉合時，在第一線圈301與第二線圈20之間能夠產生明顯的互感效應以更準確地檢測開關10的狀態，例如斷開或閉合。優選地，在檢測開關10的狀態期間，隨著開關10的斷開與閉合變化，第一線圈301的電感量可以位于O-1OOmh范圍內。
[0023]圖4示出了第一線圈301和第二線圈20的一個相對位置示例圖，其中，所述第一線圈301和所述第二線圈20均為柱狀線圈，其中一個柱狀線圈被放置在另一柱狀線圈內，例如圖4中示出了第一線圈301被放置在第二線圈20內，實際上，還可以是將第二線圈20放置在第一線圈301內。當然為了能夠更好地檢測開關10的狀態，第一線圈301和第二線圈20優選被同軸放置，以便在開關10閉合時，在第一線圈301與第二線圈20之間能夠產生明顯的互感效應，從而準確地檢測開關1的狀態，例如斷開或閉合。
[0024]圖5示出了第一線圈301和第二線圈20的另一相對位置示例圖，其中，所述第一線圈301和所述第二線圈20均為平面線圈且被相對放置。當然為了能夠更好地檢測開關10的狀態，第一線圈301和第二線圈20優選被同軸放置，以便在開關10閉合時，在第一線圈301與第二線圈20之間能夠產生明顯的互感效應，從而準確地檢測開關10的狀態，例如斷開或閉入口 ο
[0025]本領域技術人員應當理解的是，圖4和圖5僅是示例性地示出了第一線圈301與第二線圈20的相對位置。本申請不對第一線圈301與第二線圈20的布置方式進行限制，只要在開關10閉合時，第一線圈301中產生的電磁場能夠穿過第二線圈20的覆蓋范圍以使得第一線圈301和第二線圈20的電磁場能夠相互耦合即可，也即只要第一線圈301與第二線圈20的布置使得第二線圈20在開關10閉合時能夠影響振蕩電路30的參數即能滿足本申請的要求。
[0026]在根據本發明的又一優選實施方式中，如圖6所示，該裝置還可以包括與所述第二線圈20并聯的電阻60，以便在第二線圈20靠近第一線圈301時，第一線圈301能感應到第二線圈20的靠近。當將根據本發明的檢測開關狀態的裝置應用于電壓力鍋中時，若將開關10、第二線圈20和電阻60布置在電壓力鍋的鍋蓋上，將第一線圈301布置在電壓力鍋的鍋體上，則由于在第二線圈20靠近第一線圈301時，第一線圈301能感應到第二線圈20的靠近，因此電壓力鍋還能夠實現檢測鍋蓋是否被蓋上的功能。
[0027]另外，本發明不對振蕩電路參數檢測電路40的具體結構進行限制，只要其能夠對振蕩電路30的有關參數(例如，頻率、功率、第一線圈301的電感量中的一者或多者)進行檢測即可。圖7示出了一種示例性的振蕩電路參數檢測電路40的電路圖，其實際上是一種整形電路，該整形電路通過輸出端子outl向判斷模塊50輸出與振蕩電路30的振蕩頻率有關的信號，這樣判斷模塊50就可以基于振蕩電路30的振蕩頻率變化來確定被檢測的開關10是斷開還是閉合。當圖7所示的振蕩電路參數檢測電路40與圖3所示的振蕩電路結合使用時，可以將該振蕩電路參數檢測電路40的輸入端子in與圖3所示的振蕩電路的輸出端子out電連接。
[0028]另外，本發明也不對判斷模塊50的具體結構進行限制，只要其能夠依據振蕩電路參數檢測電路40的檢測結果來確定被檢測的開關10是斷開還是閉合即可。例如，判斷模塊50可以是單片機、FPGA、PLC等等。
[0029]根據本發明的檢測開關狀態的裝置能夠應用于需要對開關的狀態進行檢測的各種電子產品中，例如電壓力鍋。當根據本發明的檢測開關狀態的裝置被應用于電壓力鍋中時，由于根據本發明的裝置是利用無線的方式來檢測開關10的狀態，因此開關10在電壓力鍋中的布置位置不受導線布置的限制，這有利于電壓力鍋的結構設計和結構優化，進而有利于減小電壓力鍋的成本。
[0030]本發明還提供一種檢測開關狀態的方法，該方法采用上面描述的根據本發明的檢測開關狀態的裝置來實現，如圖8所示，該方法可以包括以下步驟:
[0031]步驟S1、由所述振蕩電路參數檢測電路40檢測所述振蕩電路30的振蕩電路參數；
[0032]S2、由所述判斷模塊50依據檢測到的振蕩電路參數來獲取所述振蕩電路30的振蕩電路參數變化;以及
[0033]S3、由所述判斷模塊50依據所述振蕩電路參數變化來確定所述被檢測的開關10的狀態。
[0034]由于當被檢測的開關10斷開時，第二線圈20與振蕩電路30中的第一線圈301之間不會產生互感效應，因此第二線圈20不會對振蕩電路30的參數產生影響，而當被檢測的開關10閉合時，在振蕩電路30諧振時，第一線圈301和第二線圈20之間會產生互感效應，因此第二線圈20中會產生感應電流，使得第二線圈20對第一線圈301的狀態產生了影響，因此，在本申請中，可以利用第二線圈20對第一線圈301的狀態的影響來確定被檢測的開關10的狀態，例如斷開或閉合。第二線圈20對第一線圈301的影響主要表現為影響了第一線圈301的電感量，也即當在第一線圈301與第二線圈20之間存在互感效應時，會使第一線圈301的電感量變小。而第一線圈301的電感量的變化，進而又會影響到振蕩電路30的很多參數:(I)會影響到振蕩電路30的諧振頻率；(2)在振蕩電路30被施加了固定頻率的激勵的情況下，會影響到振蕩電路30的功率。因此，通過檢測振蕩電路30的這些參數變化，就能夠獲得被檢測的開關10的狀態，例如被檢測的開關10當前是斷開還是閉合狀態。總而言之，在檢測開關10的狀態時，可以通過檢測振蕩電路30的以下至少一個參數的變化來得到被檢測的開關10的狀態:所述第一線圈301的電感量、所述振蕩電路30的振蕩頻率(因為振蕩頻率的變化也反映了第一線圈301的電感量的變化)和振蕩電路30被施加了固定頻率的激勵的情況下所述振蕩電路30的功率(因為功率的變化反映了第一線圈301的電感量的變化)。
[0035]以下以振蕩電路參數檢測電路40檢測振蕩電路30的振蕩頻率為例來舉例說明。首先，振蕩電路參數檢測電路40對振蕩電路30的振蕩頻率進行檢測，并將檢測結果發送給判斷模塊50，例如，振蕩電路參數檢測電路40可以向判斷模塊50發送與振蕩電路30的振蕩頻率有關的方波信號。然后，判斷模塊50依據振蕩電路參數檢測電路40發送的檢測結果來確定被檢測的開關1的斷開還是閉合，例如，若振蕩電路參數檢測電路40發送的方波信號的頻率從第一頻率值減小至第二頻率值，則說明第二線圈20對第一線圈301的狀態產生了影響，因此被檢測的開關10被閉合了，若振蕩電路參數檢測電路40發送的方波信號的頻率從第二頻率值增加至第一頻率值，則說明第二線圈20對第一線圈301的狀態的影響被消除了，因此被檢測的開關10被斷開了。這樣就能夠通過簡單的無線方式來檢測開關是斷開還是閉入口 ο
[0036]以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。
[0037]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0038]此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。
【主權項】
1.一種檢測開關狀態的裝置，該裝置包括: 第二線圈，該第二線圈與被檢測的開關并聯； 振蕩電路，該振蕩電路中的第一線圈與所述第二線圈之間能夠產生互感效應； 振蕩電路參數檢測電路，用于檢測所述振蕩電路的振蕩電路參數；以及 判斷模塊，用于依據檢測到的振蕩電路參數來獲取所述振蕩電路的振蕩電路參數變化，并依據所述振蕩電路參數變化來確定所述被檢測的開關的狀態。2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述第一線圈和所述第二線圈的相對位置被布置成使所述第一線圈中產生的電磁場能夠穿過所述第二線圈的覆蓋范圍，以使得所述第一線圈和所述第二線圈的電磁場能夠相互耦合。3.根據權利要求2所述的裝置，其中，所述第一線圈和所述第二線圈均為柱狀線圈，且其中一個柱狀線圈被放置在另一柱狀線圈內。4.根據權利要求2所述的裝置，其中，所述第一線圈和所述第二線圈均為平面線圈且被相對放置。5.根據權利要求3或4所述的裝置，其中，所述第一線圈和所述第二線圈同軸。6.根據權利要求3或4所述的裝置，其中，所述第一線圈與所述第二線圈之間的間距為O-1OOcm07.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述振蕩電路參數包括以下至少一者:所述第一線圈的電感量、所述振蕩電路的振蕩頻率和所述振蕩電路的功率。8.根據權利要求1至4和7中任一權利要求所述的裝置，該裝置還包括與所述第二線圈并聯的電阻。9.一種采用權利要求1至8中任一權利要求所述的裝置來檢測開關狀態的方法，該方法包括: 由所述振蕩電路參數檢測電路檢測所述振蕩電路的振蕩電路參數； 由所述判斷模塊依據檢測到的振蕩電路參數來獲取所述振蕩電路的振蕩電路參數變化；以及 由所述判斷模塊依據所述振蕩電路參數變化來確定所述被檢測的開關的狀態。10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述振蕩電路參數包括以下至少一者:所述第一線圈的電感量、所述振蕩電路的振蕩頻率和所述振蕩電路的功率。
【文檔編號】G01R31/327GK105866675SQ201610393481
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月6日
【發明人】張帆, 王云峰, 任蓬勃, 梁三林
【申請人】佛山市順德區美的電熱電器制造有限公司