CN102386792B - 功率调节电路、方法及装置、电磁电饭煲 - Google Patents

功率调节电路、方法及装置、电磁电饭煲 Download PDF

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Abstract

本发明旨在提供一种能自动调节功率，达到缩小功率波动的目的，且能保证批量生产时功率一致性要求的功率调节电路、方法及装置、电磁电饭煲，本发明功率调节电路采用的技术方案是：一种功率调节电路，包括：主电路变换模块，将电流信号经过降幅、整流和滤波转换成直流电压；MCU控制电路，接收直流电压，经过处理输出第一脉宽调制信号；脉宽调制电路，根据第一脉宽调制信号改变脉宽调制电路的工作频率，输出第一脉宽调制电压。

Description

功率调节电路、方法及装置、电磁电饭煲
技术领域
本发明涉及到电子电路领域，特别涉及到一种功率调节电路、方法及装置、电磁电饭煲。
背景技术
现有技术中由于元器件的参数很难严格保持一致，在用这些参数不一致的元器件去批量生产时，会出现批量生产出来的产品的参数也不一样，甚至差别相当大的问题。例如在电磁电饭煲的批量生产中，每个电磁电饭煲的额定功率都不一样，在实验中发现最多可相差500W。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种能自动调节功率，达到缩小功率波动的目的，且能保证批量生产时功率一致性要求的功率调节电路、方法及装置、电磁电饭煲。
本发明实施例提供了一种功率调节电路，包括：
主电路变换模块，将电流信号经过降幅、整流和滤波转换成直流电压；
MCU控制电路，接收直流电压，经过处理输出第一脉宽调制信号；
脉宽调制电路，根据第一脉宽调制信号改变脉宽调制电路的工作频率，输出第一脉宽调制电压。
优选地，本技术方案中所述MCU控制电路接收所述脉宽调制电路输出的第一脉宽调制电压，经过处理输出第二脉宽调制信号；
驱动电路，根据第二脉宽调制信号改变驱动电路的工作频率，输出第二脉宽调制电压。
优选地，本技术方案中所述主电路变换模块包括电流互感器、第一电阻、第一二极管和第二电容，所述电流互感器输入端接电流信号，正输出端分别连接所述第一电阻的一端和所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极和所述第二电容的正极相连，所述电流互感器负输出端、所述第一电阻的另一端和所述第二电容的负极接地。
优选地，本技术方案中所述脉宽调制电路包括第五电容、比较器、第九电阻、第十电阻、直流电源、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第三二极管和第八电容，所述比较器的反向输入端与所述粗调模块中的可变电阻器可调引脚连接，同向输入端分别连接所述第五电容的正极和所述第九电阻的一端，输出端连接第十电阻的一端，所述第九电阻的另一端MCU控制电路，第十电阻的另一端分别连接所述第十一电阻的一端、第十二电阻的一端、第十三电阻的一端和第三二极管的阴极，第十一电阻的另一端接直流电源，第十二电阻的另一端分别连接第三二极管的阳极、第八电容的正极和第一脉宽调制电压，所述第五电容的负极、第八电容的负极和第十三电阻的另一端接地。
本发明实施例还提供了一种功率调节装置，包括上述功率调节电路。
本发明实施例还提供了一种电磁电饭煲，包括上述功率调节电路。
本发明实施例还提供了一种功率调节方法，包括以下步骤：
将电流信号经过降幅、整流和滤波转换成直流电压；
接收直流电压，经过处理输出第一脉宽调制信号；
根据第一脉宽调制信号改变工作频率，输出第一脉宽调制电压。
优选地，本技术方案还包括以下步骤：
接收所述脉宽调制电路输出的第一脉宽调制电压，经过处理输出第二脉宽调制信号；
根据第二脉宽调制信号改变的工作频率，输出第二脉宽调制电压，保证额定功率恒定。
本发明实施例还提供了一种功率调节装置，该装置应用了上述功率调节方法。
本发明实施例还提供了一种电磁电饭煲，该电磁电饭煲应用了上述功率调节方法。
通过MCU控制电路对主电路变换模块输出的直流电压的处理输出第一脉宽调制信号，脉宽调制电路响应第一脉宽调制信号改变工作频率，输出第一脉宽调制电压，保证额定功率恒定，达到了自动调节功率的目的，使得该电路可以大批量生产且其功率能够保持一致。
附图说明
图1为本发明第一实施例的结构框图；
图2为本发明第二实施例的结构框图；
图3为本发明第三实施例的结构框图；
图4为本发明第三实施例的电路原理图；
图5为本发明第三实施例MCU输出的PWM信号的波形图；
图6为本发明第三实施例比较器同向输入端、反向输入端和输出端信号的波形图；
图7为本发明第三实施例VPWM信号的波形图；
图8为本发明第三实施例的流程图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
P＝U*I＝U2/R＝I2*R，在本发明实施例中负载一定，通过调节电路的输出电压来实现功率调节。
参照图1，提供一种功率调节电路，包括主电路变换模块1、MCU控制电路2和脉宽调制电路3，所述主电路变换模块1将电流信号经过降幅、整流和滤波转换成直流电压，所述MCU控制电路2中的MCU的A/D引脚接收该直流电压，经过处理输出第一脉宽调制信号，所述脉宽调制电路3根据该第一脉宽调制信号的占空比，调节脉宽调制电流3的工作频率，输出第一脉宽调制电压，进而保证输出的额定功率波动范围缩小。
在具体实施例中，为了使输出的第一脉宽调制电压波动更少，即为进一步保证输出的额定功率波动范围缩小，参照图2，MCU控制电路2接收脉宽调制电路3输出的第一脉宽调制电压，经过处理输出第二脉宽调制信号给驱动电路(图中未示出)，驱动电路根据第二脉宽调制信号的占空比，调节驱动电路的工作频率，输出第二脉宽调制电压，进一步保证输出的额定功率波动范围缩小。
在具体实施例中，首先会对功率进行粗调，确定额定功率，参照图3，该功率调节电路还包括粗调模块4，粗调模块4通过设置可变电阻器对电压进行粗调(即初步调节额定功率)，与MCU控制电路2输出的电压进行比较，共同作用输出第一脉宽调制信号。
参照图4，主电路变换模块1包括输入220VAC、电流互感器L1、第一电阻R1、第一电容C1、第一二极管D1和第二电容C2，电流互感器L1的输入端接220VAC，正输出端分别连接第一电阻R1的一端、第一电容C1的一端和第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极连接第二电容C2的正极，电流互感器L1的负输出端、第一电阻R1的另一端、第一电容C1的另一端和第二电容C2的负极接地。具体工作过程为：输入220VAC中的电流通过电流互感器L1采集出来，加在第一电阻R1上转换成幅值较小交流电压，再经过第一二极管D1半波整流和第二电容C2滤波输出平滑稳定的电压信号U1，此电压信号U1的高低与输入220VAC中的电流大小成正比，也与输出功率成正比。
MCU控制电路2包括MCU、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第三电容C3和第四电容C4，第六电阻R6的一端连接主电路变换模块1中的电压信号U1，另一端分别连接第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端和第三电容C3的一端，第八电阻R8的另一端分别连接第四电容C4的一端和MCU的A/D引脚，第七电阻R7的另一端、第三电容C3的另一端和第四电容C4的另一端接地。电压信号U1经过第六电阻R6、第七电阻R7分压后，再经限流第八电阻R8输入到MCU的A/D引脚，当MCU检测到的电流过高或过低时，MCU改变输出第一脉宽调制信号的占空比，即PWM信号的占空比，参照图5所示MCU输出的PWM信号的波形。
粗调模块4包括15V的直流电源、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、可变电阻器VR和第五电阻R5，15V的直流电源与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端分别与第三电阻R3的一端和第四电阻R4的一端连接，第三电阻R3的另一端接地，第四电阻R4的另一端连接可变电阻器VR的一固定引脚，可变电阻器的另一固定引脚连接第五电阻R5，可变电阻器的可变引脚连接脉宽调制电路3中的比较器U1B的反向输入端，第五电阻R5的另一端连接主电路变换模块1中的电压信号U1。通过调节可变电阻器VR的大小来对电压进行粗调(即初步调节额定功率)，参照图6所示的比较器反向输入端的信号波形。
脉宽调制电路3包括第五电容C5、第九电阻R9、第二二极管D2、第十四电阻R14、比较器U1B、第十电阻R10、15V的直流电源、第六电容C6、第七电容C7、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第三二极管D3、第十三电阻R13、第八电容C8，第五电容C5的正极分别连接比较器U1B的同向输入端、第九电阻R9的一端和第二二极管D2的阳极，第九电阻的另一端连接MCU的PWM输出引脚(即第一脉宽调制信号)，第二二极管D2的阴极连接第十四电阻的一端，比较器U1B的反向输入端连接粗调模块4中可变电阻器VR的可调引脚，比较器U1B的输出端连接第十电阻R10的一端，第十电阻R10的另一端分别连接第十一电阻R11的一端、第十二电阻R12的一端、第十三电阻R13的一端和第三二极管D3的阴极，第十一电阻R11的另一端分别连接15V的直流电源、第六电容C6的一端和第七电容C7的正极，第十二电阻R12的另一端分别连接第三二极管D3的阳极、第八电容C8的正极和输出第一脉宽调制电压VPWM，第五电容C5的负极、第六电容C6的另一端、第七电容C7的负极、第十三电阻R13的另一端和第八电容C8的负极接地。MCU改变输出PWM信号(即第一脉宽调制信号)的占空比，从而改变第五电容C5的充放电时间，既脉宽调制电路3的工作频率，使比较器U1B的同向输入端得到类似第五电容C5充放电的波形，参照图6中的比较器U1B同向输入端的信号波形，此波形再与比较器U1B的反向输入端的直流电压(参照图6中的比较器反向输入端的信号波形)进行比较后输出方波信号S7，参考图6中的比较器的输出信号波形。当输出方波信号S7为高电平时，15V的直流电源通过第十一电阻R11和第十二电阻R12给第八电容C8充电，当输出方波信号S7为低电平时，第八电容C8通过第三二极管D3和第十三电阻R13组成的回路放电，适当匹配第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13和第八电容C8的参数，使第一脉宽调制电压VPWM的波动缩小，趋于平滑稳定，参照图7所示的VPWM信号的波形图。
第一脉宽调制电压VPWM输出到MCU的电压采集电压采集引脚，MCU经过处理并与标准值进行比较，当第一脉宽调制电压VPWM与标准值相等时，达到了缩小输出的额定功率波动范围的目的，及达到了细致调节功率的目的。当第一脉宽调制电压VPWM与标准值不相等时，MCU输出第二脉宽调制信号，驱动电路根据第二脉宽调制信号的占空比，调节驱动电路的工作频率，输出第二脉宽调制电压，从而达到细致调节功率的目的。
上述功率调节电路可以设置在印刷电路板上作为功率调节装置，进行单独使用。
在具体实施例中提供了一种功率调节装置，该装置包括上述功率调节电路，在此对功率调节电路不再赘述。
上述功率调节电路通常会被应用到产品中，例如电磁电饭煲、洗衣机等需要调节功率的产品。
在具体实施例中提供了一种电磁电饭煲，该电磁电饭煲包括上述功率调节电路，在此对功率调节电路不再赘述。
图8是本发明第三实施例的流程图，本发明第三实施例功率调节方法包括以下步骤：
将电流信号经过降幅、整流和滤波转换成直流电压；
接收直流电压，经过处理输出第一脉宽调制信号；
根据第一脉宽调制信号改变工作频率，输出第一脉宽调制电压。
在具体实施例中还包括以下步骤：
接收所述脉宽调制电路输出的第一脉宽调制电压，经过处理输出第二脉宽调制信号；
根据第二脉宽调制信号改变的工作频率，输出第二脉宽调制电压。
在具体实施例中还包括可变电阻器初步调节额定功率的步骤。
主电路变换模块1将输入220VAC中的电流通过电流互感器L1采集出来，加在第一电阻R1上转换成幅值较小交流电压，再经过第一二极管D1半波整流和第二电容C2滤波输出平滑的电压信号U1，此电压信号U1的高低与输入220VAC中的电流大小成正比，也与输出额定功率成正比。
一方面电压信号U1经过粗调模块4中的可变电阻器VR，粗调额定功率。
另一方面电压信号U1经过MCU控制电路中的第六电阻R6、第七电阻R7分压后，再经限流第八电阻R8输入到MCU的A/D引脚。当MCU的A/D引脚检测到的电压过高或过低时，MCU改变输出PWM信号(即第一脉宽调制信号)的占空比，从而改变脉宽调制电路3中的第五电容C5的充放电时间，既脉宽调制电路3的工作频率，使比较器U1B的同向输入端得到类似第五电容C5充放电的波形，此波形再与比较器U1B的反向输入端的直流电压进行比较后输出方波信号S7。当输出方波信号S7为高电平时，15V的直流电源通过第十一电阻R11和第十二电阻R12给第八电容C8充电；当输出方波信号S7为低电平时，第八电容C8通过第三二极管D3和第十三电阻R13组成的回路放电，适当匹配第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13和第八电容C8的参数，使第一脉宽调制电压VPWM的波动缩小，趋于平滑稳定。
第一脉宽调制电压VPWM输出到MCU的电压采集电压采集引脚，MCU经过与标准值进行比较，当第一脉宽调制电压VPWM与标准值相等时，达到了缩小输出的额定功率波动范围的目的，即达到了细致调节功率的目的。当第一脉宽调制电压VPWM与标准值不相等时，MCU输出第二脉宽调制信号，驱动电路根据第二脉宽调制信号的占空比，调节驱动电路的工作频率，输出第二脉宽调制电压，从而达到细致调节功率的目的。
上述功率调节方法可以被应用到功率调节装置中，进行单独使用。
在具体实施例中提供了一种功率调节装置，该装置应用了上述功率调节方法，在此对功率调节方法不再赘述。
上述功率调节方法通常会被应用到产品中，例如电磁电饭煲、洗衣机等需要调节功率的产品。
在具体实施例中提供了一种电磁电饭煲，该电磁电饭煲应用了上述功率调节方法，在此对功率调节方法不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种功率调节电路，其特征在于，包括：
主电路变换模块，将电流信号经过降幅、整流和滤波转换成直流电压；
MCU控制电路，接收直流电压，经过处理输出第一脉宽调制信号；
脉宽调制电路，根据第一脉宽调制信号改变脉宽调制电路的工作频率，输出第一脉宽调制电压；
所述脉宽调制电路包括第五电容、比较器、第九电阻、第十电阻、直流电源、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第三二极管和第八电容，所述比较器的反向输入端与粗调模块中的可变电阻器可调引脚连接，同向输入端分别连接所述第五电容的正极和所述第九电阻的一端，输出端连接第十电阻的一端，所述第九电阻的另一端连接MCU控制电路，第十电阻的另一端分别连接所述第十一电阻的一端、第十二电阻的一端、第十三电阻的一端和第三二极管的阴极，第十一电阻的另一端接直流电源，第十二电阻的另一端分别连接第三二极管的阳极、第八电容的正极和第一脉宽调制电压，所述第五电容的负极、第八电容的负极和第十三电阻的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的功率调节电路，其特征在于，还包括：
所述MCU控制电路接收所述脉宽调制电路输出的第一脉宽调制电压，经过处理输出第二脉宽调制信号；
驱动电路，根据第二脉宽调制信号改变驱动电路的工作频率，输出第二脉宽调制电压。
3.根据权利要求2所述的功率调节电路，其特征在于，所述主电路变换模块包括电流互感器、第一电阻、第一二极管和第二电容，所述电流互感器输入端接电流信号，正输出端分别连接所述第一电阻的一端和所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极和所述第二电容的正极相连，所述电流互感器负输出端、所述第一电阻的另一端和所述第二电容的负极接地。
4.一种功率调节装置，其特征在于，包括权利要求1至3任一项所述的功率调节电路。
5.一种电磁电饭煲，其特征在于，包括权利要求1至3任一项所述的功率调节电路。
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