CN100470138C

CN100470138C - 电磁炉电脑控制器

Info

Publication number: CN100470138C
Application number: CNB021344175A
Authority: CN
Inventors: 黎东发; 曾爱良; 严玮
Original assignee: Guangzhou Kinte Industrial Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Kinte Industrial Co Ltd
Priority date: 2002-07-23
Filing date: 2002-07-23
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2022-07-23
Also published as: CN1470805A

Abstract

本发明公开了一种电磁炉电脑控制器，特别是一种具有恒功率控制的电磁炉电脑控制器，该控制器由硬件和软件两部份组成，具有恒功率控制的特点，保护易损坏的大功率管，控制器硬件电路分三件线路板安装，第一件是功率板，第二件是控制板，第三件是按键板，用接插座将它们连接。功率板装有驱动电路、换能器、电压取样、电流取样等电路：控制板装有微电脑控制器、锅底温度检测电路、大功率管表面温度检测，声音提示等电路；按键板装有按键输入电路，显示电路。本发明功能完善，抗干扰强。

Description

电磁炉电脑控制器

技术领域：

本发明涉及一种电磁炉电脑控制器，特别是一种具有恒功率控制的电磁炉电脑控制器，属电子技术领域。

背景技术：

经过检索、查新找到三种已申报专利的电磁炉控制器的相关文件：

1、《电磁炉控制器》专利号为CN22117290Y，该控制器的微处理器内程序可控制断电自动还原及控制加热，包括间歇性能电加热保温；

2、《带频率自动跟踪的电磁炉》专利号为CN2181780Y，文献中提到控制器根据反馈的信号，不断地调整负载线圈的工作频率，直到反馈信号产生最大值，使负载线圈工作在最高效率状态；

3、《一种带自动煮食程序控制芯片的智慧型电磁炉》专利号为CN1215821A，提到由于在电磁炉内部电路中增加了自动煮食程序控制芯片，向中央控制电路发出指令，从而实现自动定温、自动加热、自动煮食功能。

从现有国内外产品及上述三种专利技术看，尚未有对电磁炉大功率管进行保护的产品，而电磁炉的大功率管往往容易损坏，影响电磁炉的使用寿命。

发明内容：

本发明提供一种采用单片机来控制保护大功率管，恒功率运行的电磁炉电脑控制器。

本发明包括硬件及软件两部份，硬件部份包括微电脑控制器、锅底温度检测电路、大功率管表面温度检测电路、按键输入电路、复位电路、时钟电路、冷却风扇控制电路、声音提示电路、显示电路、输出开关电路、输出功率控制电路、PWM电路、驱动电路换能器、整流取样电路、电流反馈电路。

上述电路分装在三件线路板上，第一件是功率板，第二件是控制板，第三析是按键板，用接插座将它们连接。

功率板安装有驱动电路、换能器、整流滤波电路、电压取样电路、同步电路、高压取样电路、电流取样电路、驱动电源电路；控制板安装有微电脑控制器、锅底温度检测电路、大功率管表面温度检测电路、复位电中路、时钟电路、冷却风扇控制电路、声音提示电路、输出开关电路、输出功率控制电路、PWM电路、瞬变脉冲保护电路、反压控制电路、电流反馈电路、电源电路；按键板安装有按键输入电路、显示电路。三件板之间用插接座连接，功率板中如图2的驱动电路由电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R21、电阻R22、电阻R24，三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5组成，输出到大功率管基极输入端，电阻R22与电阻R21接点接插座LINK1第1脚；

换能器由换能线圈L2，高压电容C，大功率管Q1组成，线圈L2与大功率管集电极串联；

整流滤波电路由保险管F1，压敏电阻RZ1，电容C1、电容C2，硅桥B1，扼流线圈L1组成，硅桥B1输出正端接扼流线圈L1，再串接线圈L2；

电压取样电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3组成，由电阻R1与电阻R2接点B，输出信号到插座LINK1第三脚；

同步电路由电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R10、电阻R11，稳压管Z1组成，电阻R10、电阻R11串连，由电阻R11与稳压管Z1的接点接到LINK1第5脚，电阻R4、电阻R5、电阻R6相串连，由电阻R5与电阻R6的接点A接到LINK1第7脚；

高压取样电路由电阻R7、电阻R8、电阻R9组成，电阻R7、电阻R8、电阻R9相串联，电阻R8与电阻R9接点接插座LINK1第4脚；

电流取样电路由电流互感器B2，电阻R23，电容C4，二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6组成，二极管D3与二极管D5的负端相接再接到插座LINK1第9脚；二极管D4与二极管D6的正极相接再接插座LINK1第8脚；

电阻R19、电阻R20，电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10，二极管D1、二极管D2，三极管Q6，稳压二极管Z2、稳压二极管Z3组成驱动电源电路，三极管Q6的发射极接三极管Q2的集电极，电路输出+17V、-5V，插座CN3是AC220V输入，插座CN1是输出到控制板变压器T。插座CN2是从控制板变压器T输入AC24V，插座LINK1是与控制板接口的连接器，控制板的插座LINK与微电脑IC1的接口S1、S2、C1、C2、K1、C3、C4输出端相接，插座LINK1再与按键板的插座CN6B相接。

控制板中如图3的微电脑控制器为集成电路IC1，锅底温度检测电路由传感器POT，电阻R4，电容C1组成，电阻R4与电容C1并联接点接集成电路IC第18脚。

大功率管表面温度检测电路由传感器IGBT，电阻R3，电容C2组成，电阻R3与C2并联接点接集成电路IC1第1脚。集成电路IC1的第18脚接传感器POT的一端，集成电路IC1的第1脚接传感器IGBT的一端，传感器IGBT的加一端与传感器POT的另一相连再接电源+5V，电阻R3与电容C2另一端并联点与电阻R4与电容C1另一端并联接点相连接地。

复位电路由电阻R5、电阻R6、电阻R8、电阻R58、电阻R59、，电容C6、C23，三极管Q1、Q8组成，三极管Q1的集电极串接电阻R5后接到集成电路IC1第13脚。

时钟电路由电阻R1，电容C3、电容C4，石英晶体XTAL组成，电阻R1与晶体并联后两端分别接集成电路IC1的第11、12脚。

声音提示电路由电阻R2，蜂鸣器BUZZER组成，电阻R2一端接集成电路IC1的第7脚。

输出开关电路由电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44、电阻R31、电阻R41、电阻R47，二极管D2、三极管D3、三极管D13、三极管D14，三极管Q2、三极管Q6，集成电路IC2B组成，集成电路IC2B的负输入端接集成电路IC1第16脚，集成电路IC2B输出端接集成电路IC3A输出端，再接插座LINK1第1脚。

输出功率控制电路由电阻R9、电阻R10、电阻R15，电容C7组成，电阻R10一端接集成电路IC1第10脚。

PWM电路由电阻R13、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29，电容电容C11、电容C12、电容C15、电容C22，二极管D4，集成电路IC3A、集成电路IC3B组成，集成电路IC3A与集成电路IC3B负输入端相接再接到输出开关电路的二极管D3的负极。集成电路IC3B的输出端串电容C16接到同步电路的集成电路IC3C输出端。

瞬变脉冲保护电路由电阻R38、电阻R39、电阻R52、电阻R53、电阻R54，电容C14、电容C21、电容C29，二极管D11、二极管D12、二极管D14，集成电路IC2C、集成电路IC2D组成，集成电路IC2C输出端接集成电路IC2D负输入端，接二极管D12负极接插座LINK1第1脚，集成电路IC2D输出端接二极管D14正极，二极管D14负极接输出开关电路二极管D13负极。

反压控制电路由电阻R61、电阻R14、电阻R37，电容C13，集成电路IC3D组成，集成电路IC3D输出端接电阻R37再接到PWM电路IC3A正输入端。

电流取样电路由电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R57，电容C9、电容C10，电位器VR2，二极管D1组成，电阻R22一端接二极管D1正极，另一端接A点，再接到插座LINKI的第9脚。

电流反馈电路由电阻R16、电阻R17、电阻R30，电容C8，电位器VR1，集成电路IC2A组成，集成电路IC2A输出端接电阻R30再经电阻R34接到反压控制电路的电阻R37与IC3D输出端连接，电阻R11与电阻R12串联，一端接+5V，一端接地，电阻R11与电阻R12接点引出线到插座LINK1第8脚为交流取样电路取基准电压。冷却风扇控制电路由电阻R48、电阻R36、电阻R7，三极管Q4、三极管Q5组成，三极管Q5基极接电阻R48再接到IC1第15脚，电阻五端接三极管Q5的集电极，电阻R36的另一端接三极管Q4的基极。

由变压器TRAN-1，二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10，电阻R50、电阻R51、电阻R35、电阻R7，电容C24、电容C25、电容C26、电容C27、电容C28，三极管Q3，三端稳压器IC4组成电源电路，输出+12V、+5V和冷却风扇电源，控制板中的交流电压取样电路，由电阻R18、电阻R19、电容C19组成，电阻R18与电阻R19串接，其串接点连接到插座LINK1第3脚，再接瞬变脉冲保护电路二极管D11正极，电容C19并联在电阻R18和电阻R19的非串接端，电容C19与电阻R18的连接点连接到集成电路IC1的第20脚，同步电路由集成电路IC3、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电容C16、电容C17、电容C18组成，电阻R23与电容C18并联，并接点连集成电路IC3C的正输入端和插座LINK1第5脚，电阻R23与电容C18另一并接点接地，电阻R24一端接地，另一端接集成电路IC3C的负输入端和插座LINK1第7脚，电阻R25与电容C17串接，串接点接集成电路IC3 C的输出端，电阻R25的另一端接电源V_CC，电容C17另一端接地，电容C16一端接集成电路IC3C的输出端，另一端接集成电路IC3B的输出端，变压器TRAN-1的驱动DRIVECN2是由插座DR1VECN2输出到功率板；

按键板中如图4的按键输入电路由按键ON/OFF、按键FUNC、按键DEC、按键INC，电阻R11组成，按键分别串电阻R7～R10接到集成电路IC1的第10、11、12、13脚，通过按键输入信号到集成电路IC1。

显示电路由发光二极管TIMER、发光二极管HEAT1、发光二极管POWER，数码管LED，三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3，电阻R1、电阻R2、电阻R3组成，数码管LED通过电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10接到集成电路IC的第4、5、6、10、11、12、13脚，插座CN6B接控制板的插座LINK，由IC送出信号控制显示电路，显示工作状态。

附图说明：

图1是本发明电磁炉电脑控制器原理方框图。

图2是本发明功率板原理电路图。

图3是本发明控制板原理电路图。

图4是本发明按键板原理电路图。

图5是本发明软件流程图。

具体实施方式：

一面结合附图及实施例对本发明作进一步说明，本发明参照附图1—4图设计制作，本发分三件线路权即功率板、控制板、按键板按分配的电路安装，再通过接插座将三件电路板连接起来，功率板分配的电路为驱动电路、换能器、整流滤波电路、电压取样电路、同步电路、高压取样电路、电流取样电路、驱动电路。换能器的大功率管Q1选用IGBT，整流滤波电路选用硅桥B1。

控制板分配的电路为微电脑控制器集成电路IC1、锅底温度检测电路、大功率管表面温度检测电路、复位电路、时钟电路、冷却风扇控制电路、声音提电路、输出功率控制电路、PWM电路，瞬变脉冲保护电路、反压控制电路、电流反馈电路、电源电路和冷却风扇电源。集成电路IC1选用DCL301，集成电路IC2A、集成电路IC2B、集成电路IC2C、集成电路IC2D、集成电路IC3A、集成电路IC3B、集成电路IC3C均选用LM339，集成电路IC4选用78L05。

按键板分配的电路为按键输入电路、显示电路，数码管LED选LED888，集成电路IC选74LS164。

本发明软件设计参照图5流程图编制运行。编程的流程为：输入电压信号U→输入电流信号I→计算功率P＝U×I→判断计算功率P大于设定功率P_设定+偏差δ，则减少输出电流，判断计算功率P小于设定功率P_设定+偏差δ，再判断计算功率P小于设定功率P_设定—偏差δ，则增大输出电流。

Claims

1、磁炉电脑控制器，包括硬件及软件两部分，其特征在于：硬件的各电路分装于三件线路板，即功率板、控制板、按键板；功率板安装有驱动电路、换能器、整流滤波电路、电压取样电路、同步电路、高压取样电路、电流取样电路、驱动电源电路；控制板安装有微电脑控制器、锅底温度检测电路、大功率管表面温度检测电路、复位电路、时钟电路、冷却风扇控制电路、声音提示电路、输出开关电路、输出功率控制电路、PWM电路、瞬变脉冲保护电路、反压控制电路、电流反馈电路、控制电路电源和冷却风扇电源，控制板还装有交流电压取样电路、同步电路；按键板装有按键输入电路、显示电路；功率板、控制板、按键板间用接插座连接；功率板中的驱动电路由电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R21、电阻R22、电阻R24，三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5组成，输出到大功率管基极输入端，电阻R22与电阻R21接点接插座LINK1第1脚；换能器由换能线圈L2，高压电容C3，大功率管Q1组成：线圈L2与大功率管集电极串联；整流滤波电路由保险管F1，压敏电阻RZ1，电容C1、电容C2，硅桥B1，扼流线圈L1组成，硅桥B1输出正端接扼流线圈L1，再串接线圈L2；电压取样电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3组成，由电阻R1与电阻R2接点B，输出信号到插座LINK1第3脚；同步电路由电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R10、电阻R11，稳压管Z1组成，电阻R10、电阻R11串连，由电阻R11与稳压管Z1的接点接到插座LINK1第5脚，电阻R4、电阻R5、电阻R6相串连，由电阻R5与电阻R6的接点A接到插座LINK1第7脚；高压取样电路由电阻R7、电阻R8、电阻R9组成，电阻R7、电阻R8、电阻R9相串连，电阻R8与电阻R9接点接插座LINKI第4脚；电流取样电路由电流互感器B2，电阻R23，电容C4，二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6组成，二极管D3与二极管D5的负端相接再接到插座LINK1第9脚，二极管D4与二极管D6的正极相接再接插座LINK1第8脚；电阻R19、电阻R20，电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10，二极管D1、电容D2，三极管Q6，稳压二极管Z2、稳压二极管Z3组成驱动电源电路；三极管Q6的发射极接三极管Q2的集电极，电路输出+17V、—5V，插座CN3是AC220V输入，插座CN1是输出到控制板变压器T，插座CN2是从控制板变压器T输入AC24V，插座LINK1是与控制板接口的连接器；控制板的插座LINK与微电脑IC的接口S1、S2、C1、C2、K1、C3、C4输出端相接，插座LINK再与按键板的插座CN6B相接；控制板中的微电脑控制器为集成电路IC1，锅底温度检测电路由传感器POT，电阻R4，电容C1组成，电阻R4与电容C1并联接点接集成电路IC1第18脚，大功率管表面温度检测电路由传感器IGBT，电阻R3，电容C2组成，电阻R3与电容C2并联接点接集成电路IC1第1脚；集成电路IC1的第18脚接传感器POT的一端，集成电路IC1的第1脚接传感器IGBT的一端，传感器IGBT的另一端与传感器POT的另一端相连再接电源+5V，电阻R3与电容C2另一端并联点与电阻R4与电与电容C1另一端并联接点相连接地。复位电路由电阻R5、电阻R6、电阻R8、电阻R58、电阻R59，电容C6、电容C23，三极管Q1、三极管Q8组成，三极管Q1的集电极串接电阻R5后接到集成电路IC1第13脚；时钟电路由电阻R1，电容C3、电容C4，石英晶体XTAL组成，电阻R1与石英晶体并联后两端分别接集成电路IC1的第11、12脚；声音提示电路由电阻R2，蜂鸣器BUZZER组成，电阻R2一端接集成电路IC1的第7脚；输出开关电路由电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44、电阻R31、电阻R46、电阻R47，二极管D2、二极管D3、二极管D13、二极管D14，三极管Q2、三极管Q6，集成电路IC2B组成，集成电路IC2B的负输入端接集成电路IC1第16脚，集成电路IC2B输出端接集成电路IC3A输出端，再接插座LINK1第1脚；输出功率控制电路由电阻R9、电阻R10、电阻R15，电容C7组成，电阻R10一端接集成电路IC1第10脚；PWM电路由电阻R13、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29，电容C11、电容C12、电容C15、电容C22，二极管D4，集成电路IC3A、集成电路IC3B组成，集成电路IC3A与集成电路IC3B负输入端相接再接到输出开关电路的二极管D3的负极。集成电路IC3B的输出端串电容C16接到同步电路的集成电路IC3C输出端；瞬变脉冲保护电路由电阻R38、电阻R39、电阻R52、电阻R53、电阻R54，电容C14、电容C21、电容C29，二极管D11、二极管D12、二极管D14，集成电路IC2C、集成电路IC2D组成，集成电路IC2C输出端接集成电路IC2D负输入端，再接二极管D12负极，二极管D12正极接插座LINK1第1脚，集成电路IC2D输出端接二极管D14正极，二极管D14负极接输出开关电路二极管D13负极；反压控制电路由电阻R61、电阻R14、电阻R37，电容C13，集成电路IC3D组成，集成电路IC3D输出端接电阻R37再接到PWM电路的集成电路IC3A正输入端；电流取样电路由电阻R20、电阻R21、电阻22、电阻57，电容C9、电容C10，电位器VR2，二极管DI组成，电阻R22一端接二极管D1正极，另一端接A点，再接到插座LINK1的第9脚；电流反馈电路由电阻R16、电阻R17、电阻R30，电容C8，电位器VRI，集成电路IC2A组成，集成电路IC2A输出端接电阻R30再经电阻R34接到反压控制电路的电阻R37与集成电路IC3D输出端连接，电阻R11与电阻R12串联，一端接+5V，一端接地，电阻R11与电阻R12接点引出线到插座LINK1第8脚为交流取样电路取基准电压。冷却风扇控制电路由电阻R48、电阻R36、电阻R7，三极管Q4、三极管Q5组成，三极管Q5基极接电阻R48再接到集成电路IC1第15脚；电阻R36一端接三极管Q5的集电极，电阻R36的另一端接三极管Q4的基极。由变压器TRAN-1，二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10，电阻R50、电阻R51、电阻R35、电阻R7，电容C24、电容C25、电容C26、电容C27、电容C28，三极管Q3，三端稳压器IC4组成电源电路，输出+12V、+5V和冷却风扇电源，控制板中的交流电压取样电路，由电阻R18、电阻R19、电容C19组成，电阻R18与电阻R19串接，其串接点连接到插座LINK1第3脚，再接瞬变脉冲保护电路二极管D11正极，电容C19并联在电阻R18和电阻R19的非串接端，电容C19与电阻R18的连接点连接到集成电路IC1的第20脚，同步电路由集成电路IC3C、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电容C16、电容C17、电容C18组成，电阻R23与电容C18并联，并接点连集成电路IC3C的正输入端和插座LINK1第5脚，电阻R23与电容C18另一并接点接地，电阻R24一端接地，另一端接集成电路IC3C的负输入端和插座LINK1第7脚，电阻R25与电容C17串接，串接点接集成电路IC3C的输出端，电阻R25的另一端接电源VCC，电容C17另一端接地，电容C16一端接集成电路IC3C的输出端，另一端接集成电路IC3B的输出端，变压器TRAN-1的驱动DRIVECN2是由插座DR1VECN2输出到功率板；按键板中的按键输入电路由按键ON/OFF、按键FUNC、按键DEC、按键INC，电阻R11组成，按键依序分别依次串电阻R7～R10，再按顺序依次接到集成电路IC1的第10、11、12、13脚，通过按键输入信号到集成电路IC1；显示电路由发光二极管TIMER、发光二极管WARM、发光二极管HEAT、发光二极管POWER，数码管LED，三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3，电阻R1、电阻R2、电阻R3组成，数码管LED通过电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10依序接到集成电路IC的第4、5、6、10、11、12、13脚，插座CN6B接控制板的插座LINK，由集成电路IC1送出信号控制显示电路，显示工作状态。

2、根据权利要求成过1所述的控制器，其特征在于软件编程的流程为：输入电压信号U→输入电流信号I→计算功率P＝U×I→判断计算功率P大于设定功率P_设定+偏差δ，则减少输出电流，判断计算功率P小于设定功率P_设定-偏差δ，再判断计算功率P小于设定功率P_设定-偏差δ，则增大输出电流。