CN102644951A

CN102644951A - 烧烤管的控制装置及方法

Info

Publication number: CN102644951A
Application number: CN2011100424895A
Authority: CN
Inventors: 齐静明; 余婷婷; 冉蓉
Original assignee: LG Electronics Tianjin Appliances Co Ltd
Current assignee: LG Electronics Tianjin Appliances Co Ltd
Priority date: 2011-02-22
Filing date: 2011-02-22
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2031-02-22
Also published as: CN102644951B

Abstract

本发明公开了一种烧烤管功率控制方法，包括以下步骤：S1.将待加热食物的总加热时间分为多个加热时间段，且在由先至后的所述多个加热时间段内，以依次降低的目标电压对烧烤管两端的输入电压进行电压调制；S2.在所述烧烤管以电压调制后得到的工作电压对所述待加热食物进行加热的过程中，监控所述待加热食物的当前温度，且在所述当前温度达到预设的目标温度时使所述烧烤管关断。本发明还相应公开一种烧烤管功率控制装置。本发明实施例提供的烧烤管功率控制装置及方法可以实现分阶段对烧烤管的工作功率进行准确的电压调制，从而满足食物不同加热阶段的需要，不仅能够防止食物烤生或烤焦，而且能够节约能源。

Description

烧烤管的控制装置及方法

技术领域

本发明涉及烧烤管控制技术，尤其涉及一种烧烤管的控制装置及方法。

背景技术

一般来讲，微波炉是利用电能通过磁控管产生超短波，并将超短波照射在食物等被加热物上的一种装置。然而在消费者需求的带动下，目前的微波炉中除了磁控管外，还设置了加热器、烧烤管等加热源，以提供更丰富的料理功能。带烧烤功能的微波炉通常是在烹调室的顶部设置烧烤管，同时配合烹调室内部设置的烧烤架，来向食物提供充足热量。

出于加热不同食物以及适于食物不同加热阶段的需要，对上述烧烤管还提出了功率控制的需求。目前常见的烧烤管控制大多通过串电阻调压的方式或者通过控制烧烤管通断时间的方式来改变烧烤管的功率。然而，这两种方式都存在一定的缺点：对于串电阻调压，虽然能改变烧烤管两端的电压，但电阻上消耗了一定的电能，不仅不利于节能，而且电阻发热易损坏，电路也不稳定；对于后一种方式，只通过控制烤管的通断，实质上并没有改变加在烤管两端的电压值，从而无法真正改变烧烤管的光辐射波长及工作效率，因此不利于控制食物的烧烤程度，容易发生类似烤焦的情况。并且，对于食物由生至熟的不同加热阶段，需要的温度也不一样，上述普通的控制方式也无法实现分阶段加热的温度控制。

发明内容

本发明的实施例旨在提供一种烧烤管的控制装置及方法，以解决本领域普通控制方式存在的上述问题。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种功率控制装置，包括：

脉宽调制单元，连接至烧烤管，用于对所述烧烤管两端的输入电压进行电压调制；

加热定时单元，连接在所述烧烤管与所述脉宽调制单元之间，用于将待加热食物的总加热时间分为多个加热时间段，且在由先至后进入的各个加热时间段内，触发所述脉宽调制单元以依次降低的目标电压对所述烧烤管两端的输入电压进行电压调制；

温度监控单元，连接至所述烧烤管，用于在所述烧烤管以电压调制后得到的工作电压对所述待加热食物进行加热的过程中，监控所述待加热食物的当前温度，且在所述当前温度达到预设的目标温度时使所述烧烤管关断。

本发明的实施例还提供一种烧烤管功率控制方法，包括以下步骤：

S1.将待加热食物的总加热时间分为多个加热时间段，且在由先至后的所述多个加热时间段内，以依次降低的目标电压对烧烤管两端的输入电压进行电压调制；

S2.在所述烧烤管以电压调制后得到的工作电压对所述待加热食物进行加热的过程中，监控所述待加热食物的当前温度，且在所述当前温度达到预设的目标温度时使所述烧烤管关断。

由上述技术方案可知，本发明实施例提供的功率控制装置及方法可以实现分阶段对烧烤管的工作功率进行阶梯式的电压调制，从而满足食物不同加热阶段的需要，不仅能够防止食物烤生或烤焦，而且能够节约能源。

附图说明

图1为本发明烧烤管功率控制装置的实施例功能框图；

图2为本发明烧烤管功率控制装置中脉宽调制部分的实施例电路图；

图3为本发明烧烤管功率控制装置中过零检测和中断触发部分的实施例电路图；

图4为本发明烧烤管功率控制方法的实施例一流程图；

图5为本发明烧烤管功率控制方法的实施例二流程图；

图6为图5所示实施例中过零检测、中断触发以及脉宽调制部分的处理流程图；

图7为图5所示实施例中过零检测、中断触发以及脉宽调制部分的波形示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。

图1为本发明烧烤管功率控制装置的实施例功能框图，如图所示，本实施例的烧烤管功率控制装置，包括脉宽调制单元11、加热定时单元12及温度监控单元13。其中，脉宽调制单元11用于对烧烤管10两端的输入电压进行电压调制；加热定时单元12用于将待加热食物的总加热时间分为多个加热时间段，且在由先至后进入的各个加热时间段内，触发脉宽调制单元11以依次降低的目标电压对烧烤管10两端的输入电压进行电压调制；温度监控单元13则用于在烧烤管10以电压调制后得到的工作电压对待加热食物进行加热的过程中，监控待加热食物的当前温度，且在当前温度达到预设的目标温度时使烧烤管10关断。

进一步，在一个实施例中，上述脉宽调制单元11可以包括可控硅111及脉冲调制发生器112。其中可控硅111连接在交流市电电源20与烧烤管10之间，且可控硅111的控制端连接至脉冲调制发生器112的输出端；脉冲调制发生器112则用于产生输出至可控硅111的控制端的脉冲，以控制可控硅111的导通时间。

在一个实施例中，本发明烧烤管功率控制装置的脉宽调制部分电路如图2所示，其中在串联连接的烧烤管Grill与交流市电电源AC220V两端连接有可控硅BCR25R，其用于控制交流市电电源AC220V所输出交流电的导通角。该电路是通过脉冲调制发生器的PWM_input端高低电平的变化，控制可控硅BCR25R的可控端电位高低，来控制可控硅BCR25R的导通时间，进而达到控制交流电导通角的目的，最终能够实现调整0～220V的输出电压。就图2需要说明的是，本实施例中采用脉宽调制的各部件对本领域普通技术人员来说可轻易理解，且图中也给出了优选的参数取值，因此此处不一一赘述。

进一步，在一个实施例中，烧烤管功率控制装置还可以包括中断发生电路14及过零检测电路15。其中，中断发生电路14连接至脉冲调制发生器112的输入端，用于产生输出至脉冲调制发生器112的中断信号，该中断信号用于触发脉冲调制发生器112产生上述脉冲；过零检测电路15则与交流市电电源20及中断发生电路14连接，用于在检测到交流市电电源电压小于预设阈值(在一个实施例中，例如为0.7v)时，触发中断发生电路14产生上述中断信号。通过设置过零检测电路15及中断发生电路14，可以排除交流频率的干扰，使脉冲调制发生器112的脉冲发生频率与交流市电的频率保持同步，能随后者的变化而变化，从而保证电压调制更为稳定、准确。

在一个实施例中，本发明烧烤管功率控制装置的过零检测和中断发生部分的电路如图3所示，其中过零检测电路包括一个双向发光二极管及相应的驱动电路，只有当市电电压幅值小于0.7V时，IC01M不导通，INT0端出现低电平产生中断，其他时间INT0均不发中断。中断输出调制的PWM脉冲，输出至图2所示实施例中PWM_input端。进一步，在由先至后进入的各个加热时间段内，脉冲调制发生器112在收到中断后是以依次增加的脉冲延时触发时间来产生脉冲，以此控制可控硅的导通时间，从而实现调制出依次降低的目标电压的目的。

在一个实施例中，烧烤管功率控制装置还可以包括加热时间确认单元16，其用于根据待加热的食物的总重量、加热时间段的个数、以及各个加热时间段内对食物重量与加热时间之间进行换算的已知经验系数来确定上述实施例中所需的总加热时间。进一步，在一个实施例中，可以根据以下公式(1)来确定总加热时间；

T_sum＝∑(a_n*Weight+b_n)； (1)

其中，T_sum为总加热时间，n的取值范围为[1，m]内的整数，m为加热时间段的个数，a_n、b_n则为各个加热时间段内对食物重量与加热时间之间进行换算的已知经验系数。

本发明的实施例还提出一种烧烤管功率控制方法，如图4所示，在一个实施例，该方法包括以下步骤：

S0.在交流市电电源与烧烤管之间设置可控硅，且可控硅的控制端连接至脉冲调制发生器；脉冲调制发生器通过其输出端产生输出至可控硅的控制端的脉冲，以控制可控硅的导通时间；

在一个实施例中，该步骤还包括设置与交流市电电源连接的过零检测电路以及与脉冲调制发生器的输入端连接的中断发生电路；所述过零检测电路在检测到交流市电电源电压小于预设阈值(在一个实施例中，例如为0.7v)时，触发中断发生电路产生输出至脉冲调制发生器的中断信号，该中断信号则用于触发脉冲调制发生器产生脉冲。

S00.根据待加热的食物的总重量、加热时间段的个数、以及各个加热时间段内对食物重量与加热时间之间进行换算的已知经验系数来确定所述总加热时间；

在一个实施例中，本步骤具体可以根据以下公式(1)来确定总加热时间；

T_sum＝∑(a_n*Weight+b_n)； (1)

S1.将待加热食物的总加热时间分为多个加热时间段，且在由先至后的多个加热时间段内，以依次降低的目标电压对烧烤管两端的输入电压进行电压调制。

在由先至后进入的各个加热时间段内，脉冲调制发生器在收到步骤S0中提及的中断信号后是经过依次增加的脉冲延时触发时间之后才产生所述脉冲，从而实现调制出依次降低的目标电压的目的。

S2.在烧烤管以电压调制后得到的工作电压对待加热食物进行加热的过程中，监控待加热食物的当前温度，如果当前温度达到预设的目标温度则使烧烤管关断。

进一步，在一个实施例中，上述实施例的烧烤管功率控制方法可以通过如图5所示的流程来实现，如图所示，该流程包括以下步骤：

S501、采集所放入食物的总重量；

S502、根据所采集的食物总重量计算加热总时间；

在一个实施例中，通过步骤S501采集到食物总重量后，便可以由该总重量的值Weight以及已知的多组经验系数a_n、b_n来根据上述公式(1)得到加热总时间T_sum。

S503、接通烧烤管，同时初始化脉冲调制发生器的输入端口，并启动加热计时器对待加热食物的加热时间t开始计时；

S504.判断t是否小于总加热时间T_sum的30％，如果是，则设置脉冲延时触发时间为TP₁，否则转步骤S505；

S505.判断t是否小于总加热时间T_sum的50％，如果是，则设置脉冲延时触发时间为TP₂，否则转步骤S506；

S506.判断t是否小于总加热时间T_sum的70％，如果是，则设置脉冲延时触发时间为TP₃，否则设置脉冲延时触发时间时间为TP₄并转步骤S507；

S507.判断t是否达到总加热时间T_sum的100％，如果是，则使所述烧烤机关断；否则一直执行本步骤的判断操作；

由步骤S504～S507可以看出，本实施例中将食物的加热总时间T_sum分成了0～30％、30％～50％、50％～70％以及70％～100％这四个阶段，且这四个阶段中对应的由脉冲调制发生器控制的脉冲延时触发时间TP₁～TP₄依次增大。并且在一个实施例中，TP₁～TP₄依次采用1.14ms、2.37、3.97ms、4.95ms，从而依次对应大约220V、209V、166V、131.5V的目标电压，该目标电压便是烧烤管的工作电压。由此便实现了通过电压调制来分阶段控制调整烧烤管功率的目的，从而能够很好地满足食物不同加热阶段的需求。

继续，在本实施例中，烧烤管以电压调制后得到的工作电压对待加热食物进行加热的过程，也一直伴随着对待加热食物当前所到达温度的监控，如后续步骤所述。

S508.判断当前温度是否小于目标温度减去第一温度调节因子后的差值，如果是则使烧烤管接通，否则转步骤S509；

S509.判断当前温度是否大于目标温度加上第二温度调节因子后的和值，如果是则使烧烤管关断。

当然，也可以根据实际使用情况来改变步骤S508～S509的目标温度判断操作。例如，可以将两个步骤省略为前述实施例步骤S2的判断，即一旦达到或超过预设目标温度时，即使烧烤管关断，从而起到防止食物烤焦的作用。

图5中显示步骤S508和S509是插于步骤S506与S507之间，然而可以理解，步骤S508和S509的温度监控伴随整个加热计时阶段进行的，其对于步骤S504～S507的分阶段加热过程来说实际上不存在先后顺序。进一步，通过步骤S508和S509对食物当前温度的监控，可以进一步保证对食物加热过程的全面控制，能够防止食物出现过生或烤焦的情况。在一个实施例中，上两个步骤提及的第一、第二温度调节因子可以根据具体情况设置，可以不同，也可以相同，例如都为5℃。

进一步，在图5所示实施例流程的步骤S504～S506的脉冲延时触发时间设置过程，可以通过图6所示的流程来表示。如图6所示，其显示的过零检测、中断触发以及电压调制流程包括以下步骤：

S601、过零检测电路对交流市电的输出进行检测，在检测到该输出小于预设阈值时触发中断发生电路；

在一个实施例中，本步骤所述的预设阈值为0.7v。

S602、中断发生电路触发中断，输出高电平至脉冲调制发生器的输入端，触发后者发出脉冲；

S603、启动脉冲延时触发计时器，且该脉冲延时触发计时器以预设的步进时间值累加计时；

S604、判断脉冲延时触发计时器是否达到当前所设置的脉冲延时触发时间，如果是则转入步骤S605，否则回到步骤S603；

结合参考图5所示的流程，例如，如果是在步骤S505中，也即在加热总时间的第二阶段(30％～50％)，脉冲调制发生器受到中断发生电路的中断触发，则此时相应的脉冲延时触发时间就应该是TP₂。图7为与上述第二阶段对应地过零检测、中断触发以及电压调制的波形示意图，如图所示，脉冲调制发生器收到中断信号触发后是经过脉冲延时触发时间TP₂后才产生脉冲，以此来控制可控硅的导通时间，图中输入电压波形的虚线部分即表示可控硅不导通时烧烤管的两端没有加载输入电压，实线部分则表示可控硅导通时烧烤管两端加载有输入电压，以此来实现电压调制。进而可以理解，在由先至后进入的各加热时段内，通过设置依次增加的脉冲延时触发时间，一个电压周期内可控硅的导通时间依次降低，从而实现调制出依次降低的目标电压的目的。如之前步骤S508所述，在一个实施例中，TP₁～TP₄依次采用1.14ms、2.37、3.97ms、4.95ms，从而依次对应大约220V、209V、166V、131.5V的目标电压，该目标电压便是烧烤管的工作电压。

S605、将脉冲调制发生器的输入端置为低电平；

相应地，可控硅的控制端也被置为低电平，从而不再导通，至此便完成一个脉冲的电压调制周期。直到交流电压下一次低于预设阈值而经由过零检测电路、中断发生电路触发脉冲调制发生器产生脉冲时，便开始新的一次电压调制周期。由此便实现了脉冲调制发生器与交流市电频率的同步，使得本实施例的脉宽电压调制排除了市电频率的干扰，从而更加稳定、准确。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims

1.一种功率控制装置，包括：

2.如权利要求1所述的功率控制装置，其中所述脉宽调制单元包括可控硅及脉冲调制发生器；

所述可控硅连接在交流市电电源与烧烤管之间，且所述可控硅的控制端连接至所述脉冲调制发生器的输出端；

所述脉冲调制发生器通过其输出端产生输出至所述可控硅的控制端的脉冲，以控制所述可控硅的导通时间。

3.如权利要求2所述的功率控制装置，其中，还包括中断发生电路及过零检测电路；

所述中断发生电路连接至所述脉冲调制发生器的输入端，用于产生输出至所述脉冲调制发生器的中断信号，所述中断信号用于触发所述脉冲调制发生器产生所述脉冲；且在由先至后进入的各个所述加热时间段内，所述脉冲调制发生器收到所述中断信号后是以依次增加的脉冲延时触发时间产生所述脉冲；

所述过零检测电路连接在所述交流市电电源与所述中断发生电路之间，用于在检测到所述交流市电电源电压小于预设阈值时，触发所述中断发生电路产生所述中断信号。

4.如权利要求1～3任一项所述的功率控制装置，其中，还包括加热时间确认单元，所述加热时间确认单元连接在所述加热定时单元与所述烧烤管之间，用于根据待加热的食物的总重量、加热时间段的个数、以及各个加热时间段内对食物重量与加热时间之间进行换算的已知经验系数来确定所述总加热时间。

5.一种烧烤管功率控制方法，包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的烧烤管功率控制方法，其中，所述步骤S1之前还包括：

S0.在交流市电电源与所述烧烤管之间设置可控硅，且所述可控硅的控制端连接至脉冲调制发生器的输出端；所述脉冲调制发生器通过其输出端产生输出至所述可控硅的控制端的脉冲，以控制所述可控硅的导通时间。

7.如权利要求6所述的烧烤管功率控制方法，其中，所述步骤S0还包括：

设置与所述交流市电电源连接的过零检测电路以及与所述脉冲调制发生器的输入端连接的中断发生电路；

所述过零检测电路在检测到所述交流市电电源电压小于预设阈值时，触发所述中断发生电路产生输出至所述脉冲调制发生器的中断信号，所述中断信号用于触发所述脉冲调制发生器产生所述脉冲；且在由先至后进入的各个所述加热时间段内，所述脉冲调制发生器收到所述中断信号后是以依次增加的脉冲延时触发时间产生所述脉冲。

8.如权利要求7所述的烧烤管功率控制方法，其中，所述步骤S1具体包括：

接通所述烧烤管并初始化所述脉冲调制发生器，启动加热计时器对所述待加热食物的加热时间t开始计时；

判断t是否小于总加热时间T_sum的30％，如果是，则设置所述脉冲延时触发时间为TP₁，否则进入下一步骤；

判断t是否小于总加热时间T_sum的50％，如果是，则设置所述脉冲延时触发时间为TP₂，否则进入下一步骤；

判断t是否小于总加热时间T_sum的70％，如果是，则设置所述脉冲延时触发时间为TP₃，否则设置所述脉冲延时触发时间为TP₄并进入下一步骤；

判断t是否达到总加热时间T_sum的100％，如果是，则使所述烧烤机关断；

其中，TP₁＜TP₂＜TP₃＜TP₄。

9.如权利要求7所述的烧烤管功率控制方法，其中，步骤S2中的所述监控具体包括：

判断所述当前温度是否小于所述目标温度减去第一温度调节因子后的差值，如果是则使所述烧烤管接通，否则进入下一步骤；

判断所述当前温度是否大于所述目标温度加上第二温度调节因子后的和值，如果是则使所述烧烤管关断。

10.如权利要求5～9任一项所述的烧烤管功率控制方法，其中，所述步骤S1之前还包括：

S00.根据待加热的食物的总重量、加热时间段的个数、以及各个加热时间段内对食物重量与加热时间之间进行换算的已知经验系数来确定所述总加热时间。