CN102166091A - 多功能调温电炒锅 - Google Patents

Abstract

一种多功能调温电炒锅，以单片机MEGA8L为核心控制元件，采用测温和无级调温技术相结合、锅体和控制器分离技术，实现对电炒锅的加热控制，完成多种模式加热功能。其控制精度高，功能优越，具有过温度保护，是一种安全性高、新颖实用的智能化家电产品。

Description

多功能调温电炒锅

一、技术领域

一种多功能调温电炒锅属于家用电热炊具，可应用于家庭和火锅店。

二、技术背景

现在市面上销售的电炒锅属于无温度测量控制的家用电器产品，可调温电炒锅调温技术也分为可控硅相位控制技术和多档功率调节技术。可控硅相位控制技术有造成供电波形畸变、对周围电子设备产生干扰的缺陷，两档功率调节技术则控温不精确，它们都具有无法测温的缺点。本产品采用测温技术和无级调温技术相结合、锅体和控制器分离的方法克服了这些缺点，利用单片机MEGA8L做核心控制元件实现产品的质量升级。本产品特点：控温精度为1℃，测温范围0℃--230℃，控温范围0℃--180℃；具有过温度保护；功率调节为1％级差，范围为0--100％额定功率；采用单片机做核心控制元件，具有多种模式加热功能。试制产品已经通过试验，控制功能优越，可以与电磁炉相媲美，在控温精度和安全性方面比电磁炉更优，还具备成本优势。

三、发明内容

1、产品结构：一种多功能电炒锅分为锅体和控制器两部分。锅体底部装装设负温度系数热敏电阻，锅体发热管与炒锅铸造在一起，发热管采用单管，1500W-2500W均可。锅体发热管和测温电阻通过引线连接至五极插座公头。控制器由5极插头(母头)、连接电缆和控制盒三部分组成；连接电缆由两根电源线、两根测温信号线和一根接地线组成；控制盒由外壳(铝合金部件、工程塑料部件和支架)、电路板、薄膜开关面板和3极电源插头片组成。控制盒薄膜开关面板设置3位(4位)数码管显示器窗口、二极管加热指示窗口和3位薄膜开关。控制盒的铝合金部件完成可控硅散热功能，防止可控硅烧坏。

2、电路原理：

电源电路：J1、J2接通交流220V电源。R是锅体加热电阻。F1是保险管，F2是自恢复保险管，F1、F2都是过载保护装置。U1是桥堆，将交流220V电源转换为直流3.6V供给单片机及控制电路，R1是限流电阻，C1是储能电解电容，D1、D2串联构成稳压回路。

单片机MEGA8L控制电路：U2是光电耦合器，控制双向可控硅D的导通或关断。单片机通过测温电阻输入信号和三个薄膜开关输入信号控制14脚电平高低，使双向可控硅D导通或关断，实现对锅体电阻R的加热控制，完成各种加热功能；T2做电流放大用，R13做限流用。D3指示电炒锅的加热状态。数码显示器可以显示相关数据。

同步电路：R2、R3和T1配合，让加热指令在电压瞬时值小于10V时发出，保证光电耦合器U2正常工作。

采样电路：Rz是采样限流电阻，Rf是测试锅体温度的测温电阻，单片机23脚是A/D转换通道输入端。

抗干扰电路：L、C3、C2构成A/D采样通道抗干扰电路

程序下载接口：J3、J4是单片机程序下载接口。

音乐提示电路：单片机通过音乐软件控制9脚电压信号的频率，由蜂鸣器BUZ实现音乐声音输出。

3、单片机功能：薄膜开关功能为：设置、调整、加热；按“设置”键，进入参数设置，可以设置的数码管数字闪烁，再按一次“设置”键移位一次；按“调整”键，进入数值调整，每按一次加1；按“加热”键，进入加热功能。

数码管设置方案1：设置3位8段数码管显示器显示加热温度、时间、功率、模式等信息。数码管按2.5秒时间间隔依次循环显示加热模式、功率、时间和温度信息。无小数点显示为功能模式显示，定义：0--是炒菜，1--是烧汤，2--是烧开水，3--是恒温，4--是煮干饭，5--是煮稀饭，6--是炖肉，7--是功率控制。第一位显示小数点为温度显示，第二位显示小数点为时间显示，第三位显示小数点为功率显示。

数码管设置方案2：设置4位8段数码管显示器，第一位显示功能模式，第二位、第三位和第四位显示时间、功率、温度信息。数码管按2.5秒时间间隔依次循环显示加热功率、时间和温度信息。第1位功能模式定义：0是炒菜，1是烧汤，2是烧开水，3是恒温，4是煮干饭，5是煮稀饭，6是炖肉，7是功率控制。第2位显示小数点为温度显示，第3位显示小数点为时间显示，第4位显示小数点为功率显示。

过温度保护功能：单片机采样温度大于230摄氏度时，报警同时停止加热；温度大于180摄氏度且有加热指令时，报警同时停止加热。

按温度和时间控制：按温度设置加热，设定时间到发音乐提示并停止加热。超过保护温度按温度保护功能处理。

按功率控制(单片机无级调温技术)：交流220V电源周期为50Hz，分正负两个半波，故半波时间为10毫秒。当以10毫秒为间隔控制电炒锅的加热电阻即可以完成0-100％额定功率控制，并且级差可以到达1％的精度。按百分数的分数简化，可以让加热电阻在1秒内均匀发热，如：10％加热可以按导通10毫秒再关闭90毫秒，周而复始，这样就可以避免加热不均匀的现象。

各种加热功能模式：炒菜、烧汤、烧开水、煮干饭、煮稀饭、炖肉是温度加时间控制，除输入模式外不需要设置初始数据，程序自动执行相应加热功能。恒温模式需要设置温度和时间参数；控制过程中会自动调整加热功率百分率。功率模式需要设置功率百分率和时间参数，电炒锅按定百分率功率加热。

四、附图说明

图1为电路原理图。

图2为电炒锅结构图。1.锅体2.锅体5极插座(公头)3.锅体支架4.测温电阻5.锅体发热电阻

图3为控制器结构图。6.5极插头(母头)7.电缆8.控制盒9.3极电源插头片10.控制盒支架

图4为控制盒图。9.3极电源插头片10.控制盒支架11.蜂鸣器音孔12.3/4位数码管窗口13.3位薄膜开关14.加热指示二极管D3窗口15.铝合金散热器兼外壳

五、具体实施方式

使用时，控制器3极电源插头片插入电源插座，5极插头(母头)插入电炒锅锅体5极插座(公头)。附图图1中：J1、J2接通电源，U1完成全波整流功能，将交流电变为直流电，F1、F2起短路和过载保护作用；Rf安装在锅体底部可以精确测试锅体温度变化。R1、C1、D1、D2构成串联稳压电路，输出3.7V直流电，供给单片机及其它控制电子元件。单片机MEGA8L通过I/O引脚输出信息至3/4位数码管显示器显示温度、时间等数据；根据S1、S2、S3的输入启动相应功能程序，按S1(设置)键，进入参数设置，可以设置的数码管数字闪烁，再按一次S1(设置)键移位一次，按S2(调整)键，进入数值调整，每按一次加1，按S3(加热)键，进入加热功能；然后通过23脚测试电炒锅温度。按照单片机功能程序，如果需要加热，单片机MEGA8L对14脚施加高电平，T2在电源电压瞬时值达到10V前导通，于是U2耦合动作，双向可控硅D导通，锅体电阻R得电加热；当电源电压过零时，T2截止，D关断，锅体电阻R断电停止加热；如果不需要加热，单片机MEGA8L对14脚施加低电平，T2在电源电压瞬时值达到10V时不导通，此后在同步电路R2、R3、T1作用下，T2基极一直是低电平不会导通，D关断，锅体电阻R断电不加热。由于同步电路的作用，T1在电源电压瞬时值高于10V时总是导通的，T2关断，双向可控硅的导通与关断仅在电源电压瞬时值低于10V时发生转换，从而保证了光电耦合器U2的安全和双向可控硅D的可靠工作。

Claims (6)

1.一种多功能调温电炒锅，采用单片机MEGA8L为核心控制元件，具有炒菜、烧汤、煮饭、炖肉、恒温、功率控制等多种功能。

2.根据权利要求1所示的电炒锅其特征是：控制器和锅体分离技术。控制器采用单片机MEGA8L做核心控制元件，与电炒锅本体分离。控制器通过3极电源插头片取得电源，与锅体通过5极插头、插座连接，完成加热控制功能。

3.根据权利要求1所示的电炒锅其特征是：以单片机MEGA8L为核心的控制电路。通过控制双向可控硅的导通时间实现电炒锅的加热控制。通过3个薄膜开关实现各种功能的切换，通过3位(4位)8段数码管循环显示：加热温度、加热时间、加热功率和加热模式。当加热模式结束或温度保护动作时，发音乐提示。

4.根据权利要求1所示的电炒锅其特征是：热敏电阻测温技术。将负温度系数热敏电阻置于电炒锅锅底，利用MEGA8L的A/D通道测电炒锅温度。当温度超过设定值时停止加热，同时设计过温度保护防止电炒锅意外毁坏。

5.根据权利要求1所示的电炒锅其特征是：单片机无级调温技术(具体表现为单片机程序)。本产品按功率控制采用无级调温技术。我们国家的民用电为交流220V/50Hz，交流电正半波和负半波各占10毫秒，因此当单片机在1秒周期内，以10毫秒为单位控制双向可控硅的导通和关断，就可以实现对发热管的加热控制，达到级差为1％、范围为0--100％额定功率的无级调温，同时温度控制可以达到1℃的精度控制，测温范围为0℃--230℃。

6.根据权利要求1所示的电炒锅其特征是：一种五芯带插头电缆和配套五孔插座。电缆由两根电源线、两根测温信号线、一根接地线和5孔插头(母头)组成；插座(公头)由对应的五个接线柱构成。

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