CN1050435C - 微波炉的电路及微波炉中继电器的驱动装置及其方法 - Google Patents

Abstract

微波炉的电路和微波炉中继电器的驱动方法，通过在继电器驱动初始时刻施加高继电器驱动电压来减小继电器部件之间的操作时间偏移，并且如果继电器开关的触点闭合即通过阻尼电阻将高继电器驱动电压降低到正常的继电器驱动电压，从而实施固定交叉。因此，在继电器操作期间冲击电流被降到最小，因而防止了继电器开关触点凝固和由于振动产生噪声。

Description

微波炉的电路及微波炉中继电器的驱动装置及其方法

本发明涉及微波炉的电路，特别是通过实施一种固定交叉(fix crossing)措施使继电器部件之间的操作时间偏移最小来防止继电器操作期间产生冲击电流的微波炉的电路及其继电器驱动方法。

如图1所示，常规微波炉的电路包括向系统供电的电源100，从电源100接收电能并对系统进行总体控制操作的微计算机200，通过使用者的按键操纵选择微波炉功能的按键输入部分300，根据所选择的功能显示被选择的功能和微计算机200操作状态的显示器400，根据微计算机200的控制信号驱动磁控管和加热器的继电器驱动器500，检测门的状态并将检测结果输出到微计算机200的门检测器600，以及外围电路700，该外围电路700具有根据微计算机200的控制信号产生蜂鸣音的蜂鸣器电路和向微计算机200提供时钟信号的振荡器。

继电器驱动器500包括一个PNP晶体管13，该晶体管的基极经电阻12连到微计算机200的输出端口A2，其发射极经门检测器600和门开关10连到电源端口V2，并且其发射极还经偏置电阻11连到基极，用于根据微计算机200输出的控制信号操作，和一个继电器20，该继电器的一端接地、另一端连到PNP晶体管13的集电极，用于根据PNP晶体管13的操作状态对其进行驱动。

具有一个与反向电压保护二极管14并联的继电器线圈15和一个由继电器线圈15驱动的继电器开关16的继电器20接通或关断施加到磁控管的电能。

下面将参考附图描述具有上述配置的电路的操作。

首先，如图1所示，在门开关10闭合的状态下，如果使用者通过按键输入部分(简称键入部分)300选择微波炉的预定烹调功能，微计算机200识别该选择，将与所选的烹调功能相对应的信息显示在显示器400上，并将一个低电平控制信号输出到输出端口A2，为烹调功能设定PNP晶体管13的导通时间。

于是，输入到电源端口V2的电压经门开关10和PNP晶体管13流向继电器20，以使电压V2施加到继电器线圈15。由电压V2导致继电器开关16的触点闭合，以使AC电能流过，从而振荡磁控管执行所选的烹调功能。

此后，如果到了所设定的烹调功能的结束时间，微计算机200通过输出端口A2输出一个高电平控制信号使PNP晶体管13截止，从而停止继电器20的工作和磁控管的振荡以结束烹调功能。

然而，如果PNP晶体管13被微计算机200输出的如图2A所示的控制信号导通，继电器开关16的触点被施加在继电器线圈15的电压V2和如图2B所示的流经继电器开关16的AC电压v和电流i闭合。

此时，如果继电器开关16的触点在点a被闭合，流过触点的电压v变为最大，电流i(冲击电流)变为最小。如果继电器开关16的触点在继电器操作时间偏移期限内的点b闭合，则电压变为最小，而电流i(冲击电流)变为最大。

如果冲击电流最大，继电器开关16的触点会被冲击电流吸附在一起。而且，在继电器操作期间，由于冲击电流造成的振动会产生噪声。

因此，本发明的目的是提供用于微波炉的电路和微波炉继电器驱动方法，通过在初始继电器驱动时间施加高继电器驱动电压使继电器部件之间的操作时间偏移最小，并通过借助一个阻尼电阻使电压降低到正常的继电器驱动电压来防止产生冲击电流。

为达到上述目的，提供一种用于微波炉的电路，具有一个电源，用于向系统提供电能；一个微计算机，用于从电源接收电能以对系统进行总体控制操作；一个门检测器，用于检测门的状态；一个键入部分，用于通过使用者的按键操纵选择微波炉的功能；和显示器，用于显示所选择的功能及该功能下的微计算机的操作状态，该电路包括：一个继电器驱动部分，用于根据微计算机的控制信号，通过针对在初始继电器驱动时间的预定时间内施加高继电器驱动电压来减小继电器部件之间的操作时间偏移，并将高继电器驱动电压降低到正常的继电器驱动电压。

为达到上述目的，还提供一种用于驱动微波炉的继电器的方法，包括步骤：通过控制一个PNP晶体管和一个NPN晶体管以向继电器施加高驱动电压来连接继电器的触点；如果预定时间过去控制PNP晶体管和NPN晶体管以减弱施加到继电器的高驱动电压，并保持正常的继电器驱动电压来执行烹调功能；如果到达烹调结束时间，控制PNP晶体管和NPN晶体管使继电器断开，以停止烹调功能。

通过参考附图详细描述的优选实施例将使本发明的上述目的和优点变得更加显而易见，其中：

图1是现有微波炉的一个电路的示意图；

图2是用于驱动图1中的继电器的各个部件的波形图；

图3是根据本发明第一实施例的微波炉的继电器驱动电路的示意图；

图4是用于驱动图3中的继电器的各个部件的波形图；

图5示出在正常电压和高电压时继电器部件之间的操作时间偏移；

图6是用于驱动图3中的继电器的流程图；

图7是根据本发明第二实施例的微波炉的一个电路；和

图8是用于驱动图7中的继电器的流程图。

如图3所示，根据本发明第一实施例的微波炉的电路包括一个电源100，用于向系统提供电能；一个微计算机200，用于从电源100接收电能并对系统进行总体控制操作；一个键入部分300，用于通过使用者的按键操纵选择微波炉的功能；一个显示器400，用于显示所选的功能该功能下的微计算机200的操作状态；一个门检测器600，用于检测门的状态并将检测结果输出到微计算机200；一个外围电路700，该外围电路700具有用于根据微计算机200的控制信号产生蜂鸣音的蜂鸣器电路和向微计算机200提供时钟信号的振荡器；和一个通过微计算机200的控制来工作的继电器驱动器800，用于驱动磁控管(未示出)和加热器。

继电器驱动器800包括一个PNP晶体管13，该晶体管的基极经电阻12连到微计算机200的输出端口A2，其发射极经门检测器600和门开关10连到电源端口V2，并经偏置电阻11连到其基极，用于根据微计算机200输出的控制信号工作；一个NPN晶体管17，该晶体管的基极经电阻19连到微计算机200的输出端口A3，其发射极经接地端和偏置电阻18连到基极，用于根据微计算机200输出的控制信号工作；一个继电器20连到PNP晶体管13和NPN晶体管17的集电极，用于根据PNP晶体管13和NPN晶体管17的工作状态被驱动；和一个连到PNP晶体管13的发射极和集电极的阻尼电阻21，用于将流入继电器20的高电压降低到正常电压。

具有一个与反向电压保护二极管14并联的继电器线圈15和一个由继电器线圈15驱动的继电器开关16的继电器20接通或关断施加到磁控管的电能。此处，那些与现有系统中相应部件相同的部件用相同的参考数字来表示。

下面将参考图3至6描述根据本发明的具有上述配置的微波炉的电路的工作。

首先，如果使用者将食物放置的微波炉中并关上门，门开关10的触点闭合，以使电源端V2输出的高电压流过门开关10，门检测器600检测该高电压并输出到微计算机200的输入端口A1。

此后，如图3所示，如果使用者通过键入部分300选择微波炉的预定烹调功能，微计算机200识别用户的选择，使与所选功能对应的信息显示在显示器400上并经输出端口A2和A3输出一控制信号以控制继电器驱动器800，继电器驱动器800允许磁控管振荡来执行烹调功能。

换言之，如果使用者通过键入部分300选择预定烹调功能并操纵按键，微计算机200识别所输入的键并确定所输入的键是否是一个启动键(步骤31和32)。

此时，如果所输入的键不是启动键，则进行与该键对应的操作(步骤33)。如果所输入的键是启动键，如图4所示，一个低电平控制信号经输出端口A2输出到PNP晶体管13，一个高电平控制信号经输出端口A3输出到NPN晶体管17，然后开始计时(步骤34和35)。

接下来，PNP晶体管13和NPN晶体管17都导通，以使输入到电源端口V2的电压经PNP晶体管13流向继电器20，然后使高电压V2施加到继电器线圈15(此时，高电压V2的范围是15至20V)。

因此，流经继电器线圈15的高电压使继电器开关16的触点闭合并使AC电能流过继电器开关16，从而振荡磁控管以执行所选的预定烹调功能。

此时，如图5所示，如果将正常的继电器驱动电压，例如12V施加到继电器线圈15，继电器部件之间的操作时间偏移大于2毫秒(msec)，如果向其施加高继电器驱动电压，操作时间偏移则低于1msec。

因此，如图4B所示，当高继电器驱动电压V2流经继电器线圈15时，继电器部件之间的操作时间偏移降低到X±1msec内。因此，当继电器开关16的触点闭合时，流经继电器开关16的冲击电流变得最小。

此后，微计算机200计时，如果过去超过20msec的时间，高电平控制信号输出到输出端口A2和A3使PNP晶体管13截止而使NPN晶体管17导通。

因此，连在PNP晶体管13的发射极和集电极之间的阻尼电阻21使施加到继电器线圈15的高继电器驱动电压(15V-20V)降低，保持正常的继电器驱动电压12V，以使继电器开关16的触点保持闭合，从而使烹调功能继续进行预定时间。

然后，微计算机200验证是否到达烹调结束时间(步骤38)。如果未到达，则验证是否输入停止键(步骤39)。如果未输入停止键，重复步骤37继续执行烹调功能。

另一方面，如果到达烹调结束时间或输入停止键，高或低电平控制信号经输出端口A2或A3输出，分别使PNP晶体管13和NPN晶体管17截止，从而断开继电器开关16并停止磁控管的振荡最终结束烹调功能(步骤39和40)。

图7示出根据本发明第二实施例的微波炉的继电器驱动器，其中继电器驱动器900通常将PNP晶体管和NPN晶体管的基极通过一个电阻19连到输出端口A3，即从图3所示的继电器驱动器800取消输出端口A2。PNP晶体管13的集电极通过电阻22和电容器23接地。电阻22和电容器23的触点连到继电器20和阻尼电阻21。与现有系统中对应部件相同的那些部件用相同的参考数字表示。

下面将参考图7和8描述本发明第二实施例的操作。

首先，如图7所示，如果使用者通过键入部分300选择预定烹调功能并操纵按键，微计算机200识别所输入的键并确定所输入的键是否是一个启动键(步骤41和42)。

此时，如果所输入的键不是启动键，则进行与该键对应的操作(步骤43)。如果输入的键是一个启动键，则经输出端口A3输出一个低电平控制信号，然后开始计时(步骤44和45)。

因此，PNP晶体管13导通，而NPN晶体管17截止以使输入到电源端口V2的高电压(15V-20V)通过PNP晶体管13和电阻22向电容器23充电。

此后，微计算机200计时。如果过去20msec，高电平控制信号输出到输出端口A3，使PNP晶体管13截止而NPN晶体管17导通(步骤46和47)。

因此，充入电容器23的高继电器驱动电压(15V-20V)向继电器线圈放电以使继电器开关16的触点闭合，从而振荡磁控管以执行烹调功能。

然后，在电容器23放电的高继电器驱动电压(15V-20V)被阻尼电阻21降低使正常的继电器驱动电压保持在12V，以使继电器开关16的触点保持闭合。

换言之，高继电器驱动电压(15V-20V)最初被施加到继电器20以减小继电器部件之间的操作时间偏移。如果继电器开关16的触点闭合，通过阻尼电阻21降低该电压以保持正常的继电器驱动电压(12V)，从而实施固定交叉。

然后，微计算机200检查是否到达烹调结束时间(步骤48)。如果未到达，检查是否输入停止键(步骤49)。如果未输入停止键，重复步骤47继续执行烹调功能。

另一方面，如果到达烹调结束时间或输入停止键，经输出端口A3输出低电平控制信号以停止继电器20的工作，从而停止磁控管的振荡以最终结束烹调功能。

如上所述，根据本发明，通过在初始继电器驱动时刻施加高继电器驱动电压来减小继电器部件之间的操作时间偏移，并且如果继电器开关的触点闭合通过阻尼电阻将高继电器驱动电压降低到正常的继电器驱动电压，从而实施固定交叉方案。因此，在继电器操作期间冲击电流被降到最小，因而防止了继电器开关触点凝固和由于振动产生噪声。

Claims (3)

1.一种用于微波炉的电路，具有一个电源，用于向系统提供电能；一个微计算机，用于从所述电源接收电能以对系统进行总体控制操作；一个门检测器，用于检测门的状态；一个键入部分，用于通过使用者的按键操纵选择所述微波炉的功能；和显示器，用于显示所选取的功能和所述微计算机根据该功能的操作状态，其特征在于：

用于减小继电器部件之间操作时间偏移的继电器驱动部分，包括一个PNP晶体管和一个NPN晶体管，它们的基极分别经电阻连到所述微计算机的输出端口，用于根据所述微计算机输出的控制信号进行工作；

一个连到所述PNP晶体管和NPN晶体管的集电极的继电器，用于根据所述PNP晶体管和NPN晶体管的工作状态被驱动；

一个与所述PNP晶体管并联的阻尼电阻，用于将施加到所述继电器的高电压降低到正常电压。

2.根据权利要求1所述的用于微波炉的电路，还包括一个电容器，其与所述PNP晶体管的集电极和继电器相连，用于以高电压充电/放电。

3.一种用于微波炉的继电器驱动方法，包括步骤：

设置一继电器开关，其与一PNP晶体管和一NPN晶体管耦连，并具有触点；

通过控制所述PNP晶体管和所述NPN晶体管向所述继电器施加高驱动电压来连接所述继电器开关的触点；

如果预定时间过去，控制所述PNP晶体管和NPN晶体管减弱施加到所述继电器的高驱动电压，并保持正常的继电器驱动电压来执行烹调功能；和

如果到达烹调结束时间，控制所述PNP晶体管和NPN晶体管使所述继电器断开，以停止烹调功能。

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