CN106136933B - 烹饪器具及用于烹饪器具的电加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烹饪器具及烹饪器具的电加热装置，电加热装置包括：第一电感，其的第一端与电源相连；IGBT管，其的第一端接地；谐振线圈，其的第一端与第一电感的第二端相连，第二端与IGBT管的第二端相连；第一电容，其的第一端与谐振线圈的第一端相连，第二端接地；第二电容和第三电容，第二电容的第一端与谐振线圈的第一端相连，第二电容的第二端与第三电容的第一端相连，第三电容的第二端与谐振线圈的第二端相连；开关组件，其的第一端与第二电容和第三电容之间的第一节点相连，第二端接地；控制器，用于控制IGBT管和开关组件的断开或闭合，从而，通过切换电加热装置的谐振模式，在大功率和连续低功率下均可保证IGBT管电压过零开通，避免IGBT管损坏。

Description

烹饪器具及用于烹饪器具的电加热装置

技术领域

本发明涉及生活电器技术领域，尤其涉及一种烹饪器具及用于烹饪器具的电加热装置。

背景技术

相关的具有单个IGBT管的电加热装置通常采用并联谐振电路。在相关技术中，并联谐振电路的谐振参数一般是在实现大功率运行的前提下设置的。但是，其存在的缺点是，对于在大功率下设置的谐振参数，如果电加热装置连续低功率运行，则难以控制IGBT管电压过零开通，IGBT管将会超前开通，开通瞬间的瞬态电流峰值过大会损坏IGBT管，并且还会导致IGBT管发热严重，从而需要增大散热片或增加风机转速以加强IGBT管的散热。因此，相关技术存在改进的需要。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种烹饪器具的电加热装置，该烹饪器具的电加热装置在大功率和连续低功率下能够控制IGBT管电压过零开通，避免IGBT管损坏。

本发明的另一个目的在于提出一种烹饪器具。

为了实现上述目的，本发明一方面实施例提出的一种烹饪器具的电加热装置，包括：第一电感，所述第一电感的第一端与电源相连；IGBT管，所述IGBT管的第一端接地；谐振线圈，所述谐振线圈的第一端与所述第一电感的第二端相连，所述谐振线圈的第二端与所述IGBT管的第二端相连；第一电容，所述第一电容的第一端与所述谐振线圈的第一端相连，所述第一电容的第二端接地；第二电容和第三电容，所述第二电容的第一端与所述谐振线圈的第一端相连，所述第二电容的第二端与所述第三电容的第一端相连，所述第三电容的第二端与所述谐振线圈的第二端相连，其中，所述第二电容和第三电容之间具有第一节点；开关组件，所述开关组件的第一端与所述第一节点相连，所述开关组件的第二端接地；控制器，所述控制器与所述IGBT管的第三端相连，所述控制器用于控制所述IGBT管和所述开关组件的断开或闭合。

根据本发明实施例提出的用于烹饪器具的电加热装置，第二电容的第一端与谐振线圈的第一端相连，第二电容的第二端与第三电容的第一端相连，第三电容的第二端与谐振线圈的第二端相连，开关组件的第一端与第二电容和第三电容之间的第一节点相连，开关组件的第二端接地，可通过控制器控制IGBT管和开关组件的断开或闭合，从而，通过开关组件可切换电加热装置的谐振模式，并改变谐振电路的谐振参数，这样电加热装置在大功率和连续低功率下均可保证IGBT管电压过零开通，避免IGBT管损坏，并避免IGBT管发热严重，进而无需加强IGBT管的散热。

具体地，所述开关组件可为继电器、IGBT管、MOS管或可控硅管。

根据本发明的一个实施例，当所述电加热装置的运行功率大于第一预设功率时，所述控制器控制所述开关组件闭合；当所述电加热装置的运行功率小于或等于所述第一预设功率时，所述控制器控制所述开关组件断开。

为了实现上述目的，本发明另一方面实施例提出的一种烹饪器具，包括所述的电加热装置。

根据本发明实施例提出的烹饪器具，通过电加热装置可切换谐振模式，并改变谐振电路的谐振参数，这样烹饪器具在大功率和连续低功率下均可保证IGBT管电压过零开通，避免IGBT管损坏，并避免IGBT管发热严重，进而无需加强IGBT管的散热。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的用于烹饪器具的电加热装置的电路原理图，其中开关组件断开；

图2是根据本发明一个实施例的用于烹饪器具的电加热装置的电路原理图，其中开关组件闭合；以及

图3是根据本发明实施例的烹饪器具的方框示意图。

附图标记：

电加热装置100、第一电感L1、IGBT管Q1、谐振线圈L2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、开关组件S1、控制器10、电源20、锅具30、二极管D1和烹饪器具200。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的空调器的烹饪器具及用于烹饪器具的电加热装置。

图1是根据本发明一个实施例的用于烹饪器具的电加热装置的电路原理图。如图1所示，本发明实施例的用于烹饪器具的电加热装置100包括：第一电感L1、IGBT管Q1、谐振线圈L2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、开关组件S1和控制器10。

其中，第一电感L1的第一端与电源20相连；IGBT管Q1的第一端即发射极接地；谐振线圈L2的第一端与第一电感L1的第二端相连，谐振线圈L2的第二端与IGBT管Q1的第二端即集电极相连；第一电容C1的第一端与谐振线圈L2的第一端相连，第一电容C1的第二端接地；第二电容C2的第一端与谐振线圈L2的第一端相连，第二电容C2的第二端与第三电容C3的第一端相连，第三电容C3的第二端与谐振线圈L2的第二端相连，其中，第二电容C2和第三电容C3之间具有第一节点；开关组件S1的第一端与第一节点相连，开关组件S1的第二端接地；控制器10与IGBT管Q1的第三端相连，控制器10用于控制IGBT管Q1和开关组件S1的断开或闭合。

具体地，电加热装置100还可包括驱动器，驱动器分别与IGBT管Q1的控制端即栅极和控制器10相连。这样控制器10可输出PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制信号至驱动器以控制IGBT管Q1的断开或闭合，其中，当控制器10控制IGBT管Q1闭合时，谐振线圈L2得到充电，当控制器10控制IGBT管Q1断开时，谐振线圈L2和谐振电容进行振荡，由此谐振线圈L2周围产生交变磁场，交变磁场的磁力线大部分通过锅具30，并在锅具30的锅底中产生大量涡流，从而产生烹饪所需的热，实现谐振加热。

需要说明的是，电源20可将交流电例如220V市电整流为直流电，第一电感L1和滤波电容构成的滤波电路对整流后的直流电进行滤波，并将滤波后的直流电提供给谐振线圈L2和谐振电容构成的谐振电路，其中，当开关组件S1断开时，第一电容C1为滤波电容，串联的第二电容C2和第三电容C3为谐振电容，当开关组件S1关闭时，并联的第一电容C1和第二电容C2为滤波电容，第三电容C3为谐振电容。

具体而言，如图1的示例，当控制器10控制开关组件S1断开时，第二电容C2和第三电容C3串联之后再与谐振线圈L2并联，电加热装置100以并联谐振方式运行，谐振线圈L2与第二电容C2和第三电容C3构成并联谐振电路；如图2的示例，当控制器10控制开关组件S1闭合时，第三电容C3与谐振线圈L2串联，第一电容C1与第二电容C2并联，电加热装置100以串联谐振方式运行，谐振线圈L2与第三电容C3构成串联谐振电路。

更具体地，在由串联谐振方式切换至并联谐振方式时，第二电容C2与第三电容C3为谐振电容，由于第二电容C2与第三电容C3串联，谐振电容值为第二电容C2与第三电容C3的串联值，谐振电容值变小，谐振过程中存储在谐振电容上的电荷减小，这样在低功率连续运行时IGBT管Q1能很好的被控制在电压过零点开通，从而避免IGBT管Q1损坏。

在由并联谐振方式切换至串联谐振方式时，第三电容C3为谐振电容，在谐振电感L1不变的情况下，谐振电容值增大，谐振电路的频率减小，谐振过程中存储在谐振电容上的电荷增大，这样在大功率运行时IGBT管Q1可很好的被控制在电压过零点开通，从而避免IGBT管Q1损坏。

由此，本发明实施例提出的用于烹饪器具的电加热装置，第二电容的第一端与谐振线圈的第一端相连，第二电容的第二端与第三电容的第一端相连，第三电容的第二端与谐振线圈的第二端相连，开关组件的第一端与第二电容和第三电容之间的第一节点相连，开关组件的第二端接地，可通过控制器控制IGBT管和开关组件的断开或闭合，从而，通过开关组件可切换电加热装置的谐振模式，并改变谐振电路的谐振参数，这样电加热装置在大功率和连续低功率下均可保证IGBT管电压过零开通，避免IGBT管损坏，并避免IGBT管发热严重，进而无需加强IGBT管的散热。

进一步地，根据本发明的一个实施例，如图1和2所示，IGBT管Q1本身还包括：二极管D1，二极管D1反向并联在IGBT管Q1的第一端与第二端之间，即二极管D1的阳极与IGBT管Q1的第一端相连，二极管D1的阴极与IGBT管Q1的第二端相连。

根据本发明的一个具体示例，控制器10可为MCU(Micro Control Unit，微控制器)。

根据本发明的一个具体实施例，开关组件S1可为继电器、IGBT管、MOS管或可控硅管。

根据本发明的一个具体实施例，当电加热装置的运行功率大于第一预设功率时，控制器10控制开关组件S1闭合；当电加热装置的运行功率小于或等于第一预设功率时，控制器10控制开关组件S1断开。

也就是说，控制器10可实时获取电加热装置的运行功率，并根据电加热装置的运行功率控制开关组件S1断开或闭合。具体地，当电加热装置的运行功率大于第一预设功率时，控制器10判断电加热装置100处于高功率运行状态，控制器10控制开关组件S1闭合，以使谐振电容值变大；当电加热装置的运行功率小于或等于第一预设功率时，控制器10判断电加热装置100处于低功率运行状态，控制器10控制开关组件S1断开，以使谐振电容值变小。

根据本发明的一个优选实施例，第一预设功率可为1000W。当电加热装置100以某一个大功率(例如2000W)加热时，控制器10控制开关组件S1闭合，电加热装置100以串联谐振方式进行谐振加热；当电加热装置100以某一个小功率(例如500W)加热时，控制器10控制开关组件S1断开，电加热装置100以并联谐振方式进行谐振加热。

这样，电加热装置在大功率和连续低功率下均可保证IGBT管电压过零开通，避免IGBT管损坏，并避免IGBT管发热严重，无需加强IGBT管的散热。

此外，本发明还提出了一种烹饪器具。

图3是根据本发明实施例的烹饪器具的方框示意图。如图3所示，烹饪器具200包括上述实施例的电加热装置100。

根据本发明实施例提出的烹饪器具，通过电加热装置可切换谐振模式，并改变谐振电路的谐振参数，这样烹饪器具在大功率和连续低功率下均可保证IGBT管电压过零开通，避免IGBT管损坏，并避免IGBT管发热严重，进而无需加强IGBT管的散热。

其中，烹饪器具200可为电磁炉、电磁电饭煲或电磁压力锅等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种用于烹饪器具的电加热装置，其特征在于，包括：

第一电感，所述第一电感的第一端与电源相连；

IGBT管，所述IGBT管的第一端接地；

谐振线圈，所述谐振线圈的第一端与所述第一电感的第二端相连，所述谐振线圈的第二端与所述IGBT管的第二端相连；

第一电容，所述第一电容的第一端与所述谐振线圈的第一端相连，所述第一电容的第二端接地；

第二电容和第三电容，所述第二电容的第一端与所述谐振线圈的第一端相连，所述第二电容的第二端与所述第三电容的第一端相连，所述第三电容的第二端与所述谐振线圈的第二端相连，其中，所述第二电容和第三电容之间具有第一节点；

开关组件，所述开关组件的第一端与所述第一节点相连，所述开关组件的第二端接地；以及

控制器，所述控制器与所述IGBT管的第三端相连，所述控制器用于控制所述IGBT管和所述开关组件的断开或闭合。

2.如权利要求1所述的用于烹饪器具的电加热装置，其特征在于，所述开关组件为继电器、IGBT管、MOS管或可控硅管。

3.如权利要求1所述的用于烹饪器具的电加热装置，其特征在于，其中，

当所述电加热装置的运行功率大于第一预设功率时，所述控制器控制所述开关组件闭合；

当所述电加热装置的运行功率小于或等于所述第一预设功率时，所述控制器控制所述开关组件断开。

4.一种烹饪器具，其特征在于，包括如权利要求1-3任一项所述的电加热装置。