CN106033229B - 电阻式热盘的功率调节电路和烹饪器具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电阻式热盘的功率调节电路和烹饪器具，其中，电阻式热盘的功率调节电路，包括：电源模块；电阻式热盘模块，包括至少一个电阻式热盘，所述电阻式热盘模块连接至所述电源模块；功率驱动模块，连接至所述电阻式热盘模块，所述功率驱动模块用于控制所述电阻式热盘模块是否进行加热；采样模块，连接至所述电源模块，用于对所述电源模块的供电信号进行采样；微处理器，连接至所述功率驱动模块和所述采样模块，所述微处理器根据所述供电信号控制所述功率驱动模块的工作状态以实时调节所述电阻式热盘模块的功率。通过本发明技术方案，实现了对电阻式热盘的功率的实时准确调节，提升了用户的使用体验。

Description

电阻式热盘的功率调节电路和烹饪器具

技术领域

本发明涉及烹饪器具技术领域，具体而言，涉及一种电阻式热盘的功率调节电路和一种烹饪器具。

背景技术

在相关技术中，设置有电阻式热盘的烹饪器具在工作过程中，通常是通过继电器控制电阻式热盘的工作时间，进而确定电阻式热盘的平均功率的，但是上述控制方式和电路结构存在以下缺点：

(1)通过继电器控制电阻式热盘时，由于继电器是机械控制的，所以其开关过程相对迟缓，不能实现对电阻式热盘的精确控制；

(2)有些继电器在采用驱动电路进行控制时，只能通过调节驱动电路的关断时间来调节继电器的关断过程，进而确定电阻式热盘的平均功率。

因此，如何设计一种可以实时调节电阻式热盘的功率调节电路以实现烹饪器具的加热功率实时可调的效果成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出了一种电阻式热盘的功率调节电路。

本发明的另一个目的在于提出了一种烹饪器具。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例，提出了一种电阻式热盘的功率调节电路，包括：电源模块；电阻式热盘模块，包括至少一个电阻式热盘，所述电阻式热盘模块连接至所述电源模块；功率驱动模块，连接至所述电阻式热盘模块，所述功率驱动模块用于控制所述电阻式热盘模块是否进行加热；采样模块，连接至所述电源模块，所述采样模块用于对所述电源模块的供电信号进行采样；微处理器，连接至所述功率驱动模块和所述采样模块，所述微处理器根据所述供电信号控制所述功率驱动模块的工作状态以实时调节所述电阻式热盘模块的功率。

根据本发明的实施例的电阻式热盘的功率调节电路，通过依次连接电源模块、电阻式热盘模块、功率驱动模块、采样模块和微处理器，实现了微处理器根据采样模块的输出信号控制功率驱动模块的效果，进而实现了对电阻式热盘的功率的实时反馈和实时调节。

具体地，电源模块的供电信号加载于电阻式热盘模块时，功率驱动模块截止状态时电阻式热盘并不进行工作，当微处理器输出高电平脉冲时，功率驱动模块导通状态时电阻式热盘开始工作，电阻式热盘的功率取决于供电信号，因此，通过将供电信号反馈至微处理器，可以根据供电信号确定上一次加热过程的功率作为参考功率，并且进一步根据参考功率和设定的工作模式确定当前加热过程的功率，即实现了对功率的实时反馈和实时调节。

另外，根据本发明上述实施例的电阻式热盘的功率调节电路，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述采样模块包括：分压电阻单元，包括串联连接的第一电阻和第二电阻，所述分压电阻单元连接在所述电源模块和所述地线之间，所述第一电阻和所述第二电阻的公共端作为所述供电信号的输出端连接至所述微处理器。

根据本发明的实施例的电阻式热盘的功率调节电路，通过在采样模块中设置分压电阻单元，对于供电信号为电压时，通过两个电阻的分压处理，获取适用于微处理器的电压采样信号，进而确定下一次加热过程的参考功率，实现了对电阻式热盘的准确调节。

其中，处于电路可靠性考虑，在分压电阻上可以增加电解电容和旁路电容以避免纹波电流等脉冲噪声对采样信号的影响。

根据本发明的一个实施例，所述微处理器还包括：温控模块，包括温度设定单元和温度感测单元，其中，所述温度设定单元用于预设工作温度值，所述温度感测单元用于感测所述至少一个电阻式热盘的实际温度值；功率转换模块，连接至所述温控模块，所述功率转换模块用于根据所述预设工作温度值和所述实际温度值的差值确定电阻式热盘模块的参考功率；功率计算模块，连接至所述采样模块，用于将采样的供电信号计算为补偿功率。

根据本发明的实施例的电阻式热盘的功率调节电路，通过在微处理器中设置温控模块、功率转换模块和功率计算模块，实现了对电阻式热盘的功率的准确调节。

具体地，用户可以通过温度设定单元设定预期的温度值(即预设工作温度值)，温度感测单元实时感测电阻式热盘的实际温度值，由此确定预设工作温度值和实际温度值的差值，并记录不同时刻的温度值差值生成的序列，根据经验值确定温度差值序列中的每个温度值的权重值，进而生成温度差值序列的权重加和值，根据前一次加热过程的功率和权重加和值确定理论功率值，然后根据供电信号确定补偿功率，最后根据理论功率值和补充功率确定电阻式热盘的最终输出功率。

值得指出的是，微处理器在根据上述方法获取最终输出功率后，需要将其转换为带宽调制脉冲的占空比，进而确定电阻式热盘在某个供电信号时的功率。

根据本发明的一个实施例，所述微处理器包括：调制模块，所述调制模块的输入端连接至所述功率转换模块和所述功率计算模块以确定调制带宽脉冲的占空比，所述调制模块的输出端连接至所述功率驱动模块以通过所述调制带宽脉冲控制所述功率驱动模块的功率。

根据本发明的实施例的电阻式热盘的功率调节电路，通过在所述微处理器中设置调制模块，实现了对功率驱动模块的准确调节，其中，功率驱动模块的快速关断和导通决定了可以对电阻式加热盘进行快速的开关控制。

根据本发明的一个实施例，所述功率驱动模块还包括：功率开关单元，包括至少一个晶体管开关，所述至少一个晶体管开关中的任一个晶体管开关连接在一个所述电阻式热盘和地线之间，所述任一个晶体管开关的基极连接至所述微处理器的输出端。

根据本发明的实施例的电阻式热盘的功率调节电路，通过在功率驱动模块中设置晶体管开关，并且连接在微处理器的输出端和电阻式热盘之间，通过微处理器的输出信号控制晶体管开关的导通状态，进而控制电阻式热盘的功率，从而避免了信号的波动造成误操作，进而保证了电路的可靠性。

根据本发明的一个实施例，所述电源模块包括：输入保护电路，包括连接至工频电源的零线和火线，所述零线和所述火线之间连接有压敏电阻。

根据本发明的实施例的电阻式热盘的功率调节电路，通过设置输入保护电路以及在输入保护电路中设置压敏电阻，实现了对工频电源的限压和/或限流处理，进而保证了电路的可靠性。

根据本发明的一个实施例，所述零线和所述火线之间连接有保护电容。

根据本发明的实施例的电阻式热盘的功率调节电路，通过在零线和火线之间设置保护电容，对工频电源起到了交流隔离的效果，进一步地保证了电路的可靠性。

根据本发明的一个实施例，所述电源模块还包括：整流滤波电路，连接在所述输入保护电路和所述电阻式热盘模块之间，是整流滤波模块用于对输入所述电阻式热盘模块进行整流滤波处理。

根据本发明的实施例的电阻式热盘的功率调节电路，通过在电源模块中设置整流滤波电路，便捷地获得了单向直流载荷，进而为电阻式热盘提供了稳定的供电信号。

根据本发明的第二方面的实施例，提出了一种烹饪器具，包括：如上述任一项技术方案所述的电阻式热盘的功率调节电路。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的实施例的电阻式热盘的功率调节电路的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了根据本发明的实施例的电阻式热盘的功率调节电路的结构示意图。

如图1所示，根据本发明的实施例的电阻式热盘的功率调节电路，包括：电源模块1；电阻式热盘模块2，包括至少一个电阻式热盘，所述电阻式热盘模块2连接至所述电源模块1；功率驱动模块3，连接至所述电阻式热盘模块2，所述功率驱动模块3用于控制所述电阻式热盘模块2是否进行加热；采样模块4，连接至所述电源模块1，用于对所述电源模块1的供电信号进行采样；微处理器5，连接至所述功率驱动模块3和所述采样模块4，所述微处理器5根据所述供电信号控制所述功率驱动模块3的工作状态以实时调节所述电阻式热盘模块2的功率。

根据本发明的实施例的电阻式热盘的功率调节电路，通过依次连接电源模块1、电阻式热盘模块2、功率驱动模块3、采样模块4和微处理器5，实现了微处理器5根据采样模块4的输出信号控制功率驱动模块的效果，进而实现了对电阻式热盘的功率的实时反馈和实时调节。

具体地，电源模块1的供电信号加载于电阻式热盘模块2时，功率驱动模块3截止状态时电阻式热盘并不进行工作，当微处理器5输出高电平脉冲时，功率驱动模块3导通状态时电阻式热盘开始工作，电阻式热盘的功率取决于供电信号，因此，通过将供电信号反馈至微处理器5，可以根据供电信号确定上一次加热过程的功率作为参考功率，并且进一步根据参考功率和设定的工作模式确定当前加热过程的功率，即实现了对功率的实时反馈和实时调节。

另外，根据本发明上述实施例的电阻式热盘的功率调节电路，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述采样模块4包括：分压电阻单元，包括串联连接的第一电阻41和第二电阻42，所述分压电阻单元连接在所述电源模块1和所述地线之间，所述第一电阻41和所述第二电阻42的公共端作为所述供电信号的输出端连接至所述微处理器5。

根据本发明的实施例的电阻式热盘的功率调节电路，通过在采样模块4中设置分压电阻单元，对于供电信号为电压时，通过两个电阻的分压处理，获取适用于微处理器5的电压采样信号，进而确定下一次加热过程的参考功率，实现了对电阻式热盘的准确调节。

其中，处于电路可靠性考虑，在分压电阻上可以增加电解电容43和旁路电容44以避免纹波电流等脉冲噪声对采样信号的影响。

根据本发明的一个实施例，所述微处理器5还包括：温控模块(图1中未示出)，包括温度设定单元和温度感测单元，其中，所述温度设定单元用于预设工作温度值，所述温度感测单元用于感测所述至少一个电阻式热盘的实际温度值；功率转换模块，连接至所述温控模块，所述功率转换模块用于根据所述预设工作温度值和所述实际温度值的差值确定电阻式热盘模块2的参考功率；功率计算模块，连接至所述采样模块4，用于将采样的供电信号计算为补偿功率。

根据本发明的实施例的电阻式热盘的功率调节电路，通过在微处理器中设置温控模块、功率转换模块和功率计算模块，实现了对电阻式热盘的功率的准确调节。

具体地，用户可以通过温度设定单元设定预期的温度值(即预设工作温度值)，温度感测单元实时感测电阻式热盘的实际温度值，由此确定预设工作温度值和实际温度值的差值，并记录不同时刻的温度值差值生成的序列，根据经验值确定温度差值序列中的每个温度值的权重值，进而生成温度差值序列的权重加和值，根据前一次加热过程的功率和权重加和值确定理论功率值，然后根据供电信号确定补偿功率，最后根据理论功率值和补充功率确定电阻式热盘的最终输出功率。

值得指出的是，微处理器5在根据上述方法获取最终输出功率后，需要将其转换为带宽调制脉冲的占空比，进而确定电阻式热盘在某个供电信号时的功率。

根据本发明的一个实施例，所述微处理器5包括：调制模块，所述调制模块的输入端连接至所述功率转换模块和所述功率计算模块以确定调制带宽脉冲的占空比，所述调制模块的输出端连接至所述功率驱动模块3以通过所述调制带宽脉冲控制所述功率驱动模块3的功率。

根据本发明的实施例的电阻式热盘的功率调节电路，通过在所述微处理器5中设置调制模块，实现了对功率驱动模块3的准确调节，其中，功率驱动模块3的快速关断和导通决定了可以对电阻式加热盘进行快速的开关控制。

根据本发明的一个实施例，所述功率驱动模块3包括：功率开关单元，包括至少一个晶体管开关31，所述至少一个晶体管开关31中的任一个晶体管开关31连接在一个所述电阻式热盘和地线之间，所述任一个晶体管开关31的基极连接至所述微处理器5的输出端。

根据本发明的实施例的电阻式热盘的功率调节电路，通过在功率驱动模块3中设置晶体管开关31，并且连接在微处理器5的输出端和电阻式热盘之间，通过微处理器5的输出信号控制晶体管开关31的导通状态，进而控制电阻式热盘的功率从而避免了信号的波动造成误操作，进而保证了电路的可靠性。

根据本发明的一个实施例，所述电源模块1包括：输入保护电路，包括连接至工频电源的零线和火线，所述零线和所述火线之间连接有压敏电阻11。

根据本发明的实施例的电阻式热盘的功率调节电路，通过设置输入保护电路以及在输入保护电路中设置压敏电阻11，实现了对工频电源的限压和/或限流处理，进而保证了电路的可靠性。

根据本发明的一个实施例，所述零线和所述火线之间连接有保护电容12。

根据本发明的实施例的电阻式热盘的功率调节电路，通过在零线和火线之间设置保护电容12，对工频电源起到了交流隔离的效果，进一步地保证了电路的可靠性。

根据本发明的一个实施例，所述电源模块1还包括：整流滤波电路，连接在所述输入保护电路和所述电阻式热盘模块之间，是整流滤波模块13用于对输入所述电阻式热盘模块进行整流滤波处理。

根据本发明的实施例的电阻式热盘的功率调节电路，通过在电源模块中设置整流滤波电路13，便捷地获得了单向直流载荷，进而为电阻式热盘提供了稳定的供电信号。

结合图1对根据本发明的烹饪器具的功率的计算过程进行具体说明。

烹饪器具的功率的计算公式为:

U(k)＝U(k-1)+Kp[E(k)-E(k-1)]+KiE(k)+Kd[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)]，

其中，U(K)是指计算出的功率,U(K-1)是指上一次输出功率.E(k)是指当前测量温度值与设定温度值之差，E(k-1)、E(K-2)是指上次和上上一次计算的测量温度与设定温度之差，Kp，Ki，Kd是比例、微分、积分系数，根据经验范围Kp:1.6-5,Ki:3-10,Kd:0.5-3,需要根据不同环境和结构调整。计算出相应功率P_c,因为市电电压值会随不同地区有所变化，这会对热盘功率有一定影响，为了更精确控制温度，再根据当前市电电压V对应功率补偿值P_v，P_v＝(V-220)*8.得出最终输出功率P＝P_c－P_v。

另外，采样模块4对市电电压进行分压处理后，在第一电阻41和第二电阻42之间引出端子连接至微处理器5，此时微处理器5获取的供电信号转化为参考功率P_c，另外，获取用户设定待加热温度T₁，以及温度感测模块测得电阻式炉盘的温度为T₂，得到温度差值为ΔT，未处理5根据ΔT计算出功率理论值P_t，所以，最终确定的功率为：

P＝P_t-P_c，

微处理器5根据计算的P确定带宽调制脉冲的占空比，进而控制电阻式热盘的实时功率。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到相关技术中如何设计一种可以实时调节电阻式热盘的功率调节电路以实现烹饪器具的加热功率实时可调的效果的技术问题，本发明提出了一种电阻式热盘的功率调节电路和一种烹饪器具，通过依次连接电源模块、电阻式热盘模块、功率驱动模块、采样模块和微处理器，实现了微处理器根据采样模块的输出信号控制功率驱动模块的效果，进而实现了对电阻式热盘的功率的实时反馈和实时调节。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电阻式热盘的功率调节电路，其特征在于，包括：

电源模块；

电阻式热盘模块，包括至少一个电阻式热盘，所述电阻式热盘模块连接至所述电源模块；

功率驱动模块，连接至所述电阻式热盘模块，所述功率驱动模块用于控制所述电阻式热盘模块是否进行加热；

采样模块，连接至所述电源模块，所述采样模块用于对所述电源模块的供电信号进行采样；

微处理器，连接至所述功率驱动模块和所述采样模块，所述微处理器根据所述供电信号控制所述功率驱动模块的工作状态以实时调节所述电阻式热盘模块的功率；

所述微处理器包括：

温控模块，包括温度设定单元和温度感测单元，其中，所述温度设定单元用于预设工作温度值，所述温度感测单元用于感测所述至少一个电阻式热盘的实际温度值。

2.根据权利要求1所述的电阻式热盘的功率调节电路，其特征在于，所述采样模块包括：

分压电阻单元，包括串联连接的第一电阻和第二电阻，所述分压电阻单元连接在所述电源模块和地线之间，所述第一电阻和所述第二电阻的公共端作为所述供电信号的输出端连接至所述微处理器。

3.根据权利要求2所述的电阻式热盘的功率调节电路，其特征在于，所述微处理器还包括：

功率转换模块，连接至所述温控模块，所述功率转换模块用于根据所述预设工作温度值和所述实际温度值的差值确定电阻式热盘模块的参考功率；

功率计算模块，连接至所述采样模块，所述功率计算模块用于将采样的所述供电信号计算为补偿功率。

4.根据权利要求3所述的电阻式热盘的功率调节电路，其特征在于，所述微处理器包括：

调制模块，所述调制模块的输入端连接至所述功率转换模块和所述功率计算模块以确定调制带宽脉冲的占空比，所述调制模块的输出端连接至所述功率驱动模块以通过所述调制带宽脉冲控制所述功率驱动模块的功率。

5.根据权利要求4所述的电阻式热盘的功率调节电路，其特征在于，所述功率驱动模块包括：

功率开关单元，包括至少一个晶体管开关，所述至少一个晶体管开关中的任一个晶体管开关连接在一个所述电阻式热盘和地线之间，所述任一个晶体管开关的基极连接至所述微处理器输出端。

6.根据权利要求1所述的电阻式热盘的功率调节电路，其特征在于，所述电源模块包括：

输入保护电路，包括连接至工频电源的零线和火线，所述零线和所述火线之间连接有压敏电阻。

7.根据权利要求6所述的电阻式热盘的功率调节电路，其特征在于，所述零线和所述火线之间连接有保护电容。

8.根据权利要求7所述的电阻式热盘的功率调节电路，其特征在于，所述电源模块还包括：

整流滤波电路，连接在所述输入保护电路和所述电阻式热盘模块之间，所述整流滤波电路用于对输入所述电阻式热盘模块的电流进行整流滤波处理。

9.一种烹饪器具，其特征在于，包括：如权利要求1至8中任一项所述的电阻式热盘的功率调节电路。