CN106162963A - 烹饪器具及用于烹饪器具的电加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种烹饪器具及烹饪器具的电加热装置，电加热装置包括：交互界面；第一电感，其第一端与电源相连；IGBT管，其第一端接地；谐振线圈，其第一端与第一电感的第二端相连，其第二端与IGBT管的第二端相连；第一电容，其第一端与谐振线圈的第一端相连，其第二端接地；多个谐振电容支路，每个谐振电容支路的第一端与谐振线圈的第二端相连，每个谐振电容支路的第二端接地，每个谐振电容支路包括相互串联的谐振电容和开关；控制电路，用于根据用户的指令控制IGBT管和谐振电容支路中的开关的断开或闭合。由此，通过选择不同的谐振电容，可调整谐振参数，从而拓宽了连续加热的功率范围，保证IGBT管在最佳状态下工作，有效提高可靠性，改善用户的烹饪体验。

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

相关的电加热装置大多采用LC谐振电路进行谐振加热。然而，谐振电路具有选频特性，只有当开关管的工作频率与谐振电路的谐振频率一致时，加热装置的运行功率最大、工作状态最佳，而开关管的工作频率偏离谐振频率越大，加热装置的运行功率越小、工作状态越差、IGBT管容易损坏。由此，相关技术存在的问题是加热装置只能在较窄发热预设功率范围内实现连续加热，从而无法满足用户的需求。假设预设功率范围为1000W-1800W，那么对于低于1000W的低功率烹饪需求，只能通过间歇加热方式实现加热，但是，间歇加热方式的烹饪效果差，无法满足用户需求。

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可保证IGBT管在不同功率范围均工作于最佳状态。

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：交互界面，用于接收用户的指令；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；多个谐振电容支路，每个所述谐振电容支路的第一端与所述谐振线圈的第二端相连，每个所述谐振电容支路的第二端接地，每个所述谐振电容支路包括相互串联的谐振电容和开关；控制电路，所述控制电路用于根据所述用户的指令控制所述IGBT管和所述谐振电容支路中的开关的断开或闭合。

根据本发明实施例提出的用于烹饪器具的电加热装置，设置多个谐振电容支路，每个谐振电容支路的第一端与谐振线圈的第二端相连，每个谐振电容支路的第二端接地，每个谐振电容支路包括相互串联的谐振电容和开关，控制电路根据用户的指令控制IGBT管和谐振电容支路中的开关的断开或闭合。由此，通过选择不同的谐振电容，可调整谐振参数，从而拓宽了连续加热的功率范围，并且在不同加热功率范围选择不同的谐振参数，保证IGBT管在最佳状态下工作，有效提高可靠性，改善用户的烹饪体验。

具体地，所述开关可为继电器、IGBT管、MOS管或可控硅管。

根据本发明的一个具体实施例，所述多个谐振电容支路包括第一谐振电容支路至第三谐振电容支路，其中，当所述用户的指令为高功率加热指令时，所述控制电路控制所述第一谐振电容支路中的开关闭合，所述第二谐振电容支路和第三谐振电容支路中的开关断开；当所述用户的指令为中功率加热指令时，所述控制电路控制所述第二谐振电容支路中的开关闭合，并控制所述第一谐振电容支路和第三谐振电容支路中的开关断开；当所述用户的指令为低功率加热指令时，所述控制电路控制所述第三谐振电容支路中的开关闭合，并控制所述第一谐振电容支路和第二谐振电容支路中的开关断开。

其中，所述第一谐振电容支路中的电容值大于所述第二谐振电容支路中的电容值，且所述第二谐振电容支路中的电容值大于所述第三谐振电容支路中的电容值。

根据本发明的另一个实施例，所述多个谐振电容支路包括第五谐振电容支路至第六谐振电容支路，其中，当所述用户的指令为高功率加热指令时，所述控制电路控制所述第五谐振电容支路中的开关闭合，并控制所述第六谐振电容支路中的开关断开；当所述用户的指令为低功率加热指令时，所述控制电路控制所述第六谐振电容支路中的开关闭合，并控制所述第五谐振电容支路中的开关断开。

其中，所述第五谐振电容支路中的电容值大于所述第六谐振电容支路中电容值。

进一步地，根据本发明的一个实施例，所述的用于烹饪器具的电加热装置还包括：用于驱动所述IGBT管断开或闭合的驱动电路，所述驱动电路连接在所述IGBT管与所述控制电路之间。

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，通过电加热装置可选择不同的谐振电容，调整谐振参数，从而拓宽了连续加热的功率范围，并且在不同加热功率范围选择不同的谐振参数，保证IGBT管在最佳状态下工作，有效提高可靠性，改善用户的烹饪体验。

附图说明

图1是根据本发明实施例的用于烹饪器具的电加热装置的示意图；

图2是根据本发明一个具体实施例的用于烹饪器具的电加热装置的电路原理图；

图3是根据本发明另一个具体实施例的用于烹饪器具的电加热装置的电路原理图；以及

图4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、交互界面10、第一电感L1、IGBT管Q1、谐振线圈L2、第一电容C1、多个谐振电容支路20、控制电路30、电源40、驱动电路50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。

如图1-图3所示，本发明施例的用于烹饪器具的电加热装置100包括：交互界面10、第一电感L1、IGBT管Q1、谐振线圈L2、第一电容C1、多个谐振电容支路20和控制电路30。

其中，交互界面10用于接收用户的指令；第一电感L1的第一端与电源40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。需要说明的是，电源40可将交流电例如220V市电整流为直流电，并将整流后的直流电提供给电加热装置100，电加热装置100中的第一电感L1和第一电容C1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以进行谐振加热。

每个谐振电容支路的第一端与谐振线圈L2的第二端相连，每个谐振电容支路的第二端接地，每个谐振电容支路包括相互串联的谐振电容和开关；控制电路20分别与交互界面10、IGBT管Q1和谐振电容支路中的开关相连，控制电路30用于根据用户的指令控制IGBT管Q1和谐振电容支路中的开关的断开或闭合。

具体地，电加热装置100还可包括用于驱动IGBT管Q1断开或闭合的驱动电路50，驱动电路50连接在IGBT管Q1与控制电路30之间，即言控制电路30可通过驱动电路50与IGBT管Q1的控制端即栅极相连。这样控制电路30可输出PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制信号至驱动电路50以通过驱动电路50控制IGBT管Q1的断开或闭合，IGBT管Q1的一个闭合和一个断开构成一个周期的谐振。并且，控制电路30还可分别输出多路开关控制信号至多个谐振电容支路20中的开关以驱动开关断开或闭合。

更具体地，当控制电路30控制任一个开关闭合时，与闭合的开关串联的谐振电容将与谐振线圈L2构成串联谐振电路。在串联谐振过程中，当控制电路30控制IGBT管Q1闭合时，谐振线圈L2得到充电；当控制电路20控制IGBT管Q1断开时，谐振线圈L2和与闭合的开关串联的谐振电容进行振荡，谐振线圈L2周围产生交变磁场，进而对锅具加热。这样，与闭合的开关串联的谐振电容决定谐振电路的谐振参数，从而选择合适的谐振电容可使IGBT管Q1在最佳状态工作。

如上所述，根据本发明的实施例，控制电路30可通过交互界面10实时获取电烹饪器的加热频率，并根据加热功率控制IGBT管Q1以相应的工作频率工作，同时还根据加热频率控制至少一个开关断开或闭合，以选择合适的电容值，进而使电加热装置100中谐振电路的谐振频率与开关管Q1的工作频率一致，从而使IGBT管Q1在更宽的功率范围内具有较好工作状态，拓展连续加热的功率范围。

由此，通过选择不同的谐振电容，可调整谐振参数，从而拓宽了连续加热的功率范围，并且在不同加热功率范围选择不同的谐振参数，保证IGBT管在最佳状态下工作，有效提高可靠性，改善用户的烹饪体验。

根据本发明的一个具体示例，控制电路30可为MCU(Micro Control Unit，微控制电路)。

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

根据本发明的一个具体实施例，如图2所示，多个谐振电容支路20包括第一谐振电容支路201至第三谐振电容支路203，其中，当用户的指令为高功率加热指令时，控制电路30控制第一谐振电容支路201中的开关K1闭合，第二谐振电容支路202和第三谐振电容支路203中的开关K2和K3断开；当用户的指令为中功率加热指令时，控制电路30控制第二谐振电容支路202中的开关K2闭合，并控制第一谐振电容支路201和第三谐振电容支路203中的开关K1和K3断开；当用户的指令为低功率加热指令时，控制电路控制第三谐振电容支路203中的开关K3闭合，并控制第一谐振电容支路201和第二谐振电容支路202中的开关K1和K2断开。具体地，如图2所示，开关K1与谐振电容C2串联，开关K2与谐振电容C3串联，开关K3与谐振电容C4串联。

其中，第一谐振电容支路201中的电容值大于第二谐振电容支路202中的电容值，且第二谐振电容支路202中的电容值大于第三谐振电容支路203中的电容值，即谐振电容的容值关系为：C2>C3>C4。

具体而言，在电加热装置100工作过程中，用户可根据烹饪需求选择加热功率，例如在煲汤或煎蛋时选择低功率，在爆炒或者烧水时选择高功率，控制电路30通过交互界面10实时获取用户的指令，并根据用户的指令控制开关K1断开或闭合。

表1

	K1	K2	K3
				高功率档位	1	0	0
中功率档位	0	1	0
				低功率档位	0	0	1

更具体地，控制电路30接收到交互界面10发送的功率档位指令之后进行判断，如果为高功率加热指令，控制电路30分别输出三路开关控制信号至开关K1、开关K2和开关K3，以控制开关K1闭合，并控制开关K2和开关K3断开，开关控制信号输出如表1中高功率档位所示(“1”代表高电平，“0”代表低电平)，此时，谐振电容C2与谐振电感L2组成串联谐振电路，电加热装置100可连续输出高功率。

进一步地，控制电路30接收到交互界面10发送的功率档位指令之后进行判断，如果为中功率加热指令，控制电路30分别输出三路开关控制信号至开关K1、开关K2和开关K3，以控制开关K2闭合，并控制开关K1和开关K3断开，开关控制信号输出如表1中中功率档位所示(“1”代表高电平，“0”代表低电平)，此时，谐振电容C3与谐振电感L2组成串联谐振电路，电加热装置100可连续输出中功率。

更进一步地，控制电路30接收到交互界面10发送的功率档位指令之后进行判断，如果为中功率加热指令，控制电路30分别输出三路开关控制信号至开关K1、开关K2和开关K3，以控制开关K3闭合，并控制开关K1和开关K2断开，开关控制信号输出如表1中低功率档位所示(“1”代表高电平，“0”代表低电平)，此时，谐振电容C4与谐振电感L2组成串联谐振电路，电加热装置100可连续输出低功率。

由此，通过控制开关K1、K2和K3的断开与闭合，选择不同的谐振电容C2、C3或C4与谐振线圈L2构成串联谐振电路，由于谐振电容C2、C3和C4的电容值不同，从而不同谐振电容构成的谐振电路的输出功率不同，通过C2、C3和C4的电容值可确定谐振电路输出的高功率、中功率和低功率。

另外，需要说明的是，三个谐振电容支路仅为优选实施例。谐振电容支路的个数可以根据需求设计，例如，可去掉图2中第三谐振电容支路203，即去掉谐振电容C4和开关K3，以组成两路谐振电容可选的谐振电路；同理，也可在图2中增加谐振电容C5和开关K4，以组成四路谐振电路可选的谐振电路。

具体地，如图3的示例，多个谐振电容支路20可包括第五谐振电容支路205至第六谐振电容支路206，其中，当用户的指令为高功率加热指令时，控制电路30控制第五谐振电容支路205中的开关K5闭合，并控制第六谐振电容支路206中的开关K6断开；当用户的指令为低功率加热指令时，控制电路30控制第六谐振电容支路206中的开关K6闭合，并控制第五谐振电容支路205中的开关K5断开。具体地，如图3所示，开关K5与谐振电容C6串联，开关K6与谐振电容C7串联。

其中，第五谐振电容支路205中的电容值大于第六谐振电容支路206中电容值，即电容值关系为C6>C7。

具体而言，控制电路30接收到交互界面10发送的功率档位指令之后进行判断，如果为高功率加热指令，控制电路30分别输出两路开关控制信号至开关K5和开关K6，以控制开关K5闭合，并控制开关K6断开，此时，谐振电容C6与谐振电感L2组成串联谐振电路，电加热装置100可连续输出高功率。

进一步地，控制电路30接收到交互界面10发送的功率档位指令之后进行判断，如果为低功率加热指令，控制电路30分别输出两路开关控制信号至开关K5和开关K6，以控制开关K6闭合，并控制开关K5断开，此时，谐振电容C7与谐振电感L2组成串联谐振电路，电加热装置100可连续输出低功率。

综上所述，根据本发明实施例提出的用于烹饪器具的电加热装置，设置多个谐振电容支路，每个谐振电容支路的第一端与谐振线圈的第二端相连，每个谐振电容支路的第二端接地，每个谐振电容支路包括相互串联的谐振电容和开关，控制电路根据用户的指令控制IGBT管和谐振电容支路中的开关的断开或闭合。由此，通过选择不同的谐振电容，可调整谐振参数，从而拓宽了连续加热的功率范围，并且在不同加热功率范围选择不同的谐振参数，保证IGBT管在最佳状态下工作，有效提高可靠性，改善用户的烹饪体验。

此外，本发明还提出了一种烹饪器具。

图4是根据本发明实施例的烹饪器具的方框示意图。如图4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，通过电加热装置可选择不同的谐振电容，调整谐振参数，从而拓宽了连续加热的功率范围，并且在不同加热功率范围选择不同的谐振参数，保证IGBT管在最佳状态下工作，有效提高可靠性，改善用户的烹饪体验。

其中，根据本发明的一个具体示例，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 (8)

1.一种用于烹饪器具的电加热装置，其特征在于，包括：

交互界面，用于接收用户的指令；

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；

多个谐振电容支路，每个所述谐振电容支路的第一端与所述谐振线圈的第二端相连，每个所述谐振电容支路的第二端接地，每个所述谐振电容支路包括相互串联的谐振电容和开关；以及

控制电路，所述控制电路用于根据所述用户的指令控制所述IGBT管和所述谐振电容支路中的开关的断开或闭合。

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，所述多个谐振电容支路包括第一谐振电容支路至第三谐振电容支路，其中，

当所述用户的指令为高功率加热指令时，所述控制电路控制所述第一谐振电容支路中的开关闭合，所述第二谐振电容支路和第三谐振电容支路中的开关断开；

当所述用户的指令为中功率加热指令时，所述控制电路控制所述第二谐振电容支路中的开关闭合，并控制所述第一谐振电容支路和第三谐振电容支路中的开关断开；

当所述用户的指令为低功率加热指令时，所述控制电路控制所述第三谐振电容支路中的开关闭合，并控制所述第一谐振电容支路和第二谐振电容支路中的开关断开。

4.如权利要求3所述的用于烹饪器具的电加热装置，其特征在于，所述第一谐振电容支路中的电容值大于所述第二谐振电容支路中的电容值，且所述第二谐振电容支路中的电容值大于所述第三谐振电容支路中的电容值。

5.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，所述多个谐振电容支路包括第五谐振电容支路至第六谐振电容支路，其中，

当所述用户的指令为高功率加热指令时，所述控制电路控制所述第五谐振电容支路中的开关闭合，并控制所述第六谐振电容支路中的开关断开；

当所述用户的指令为低功率加热指令时，所述控制电路控制所述第六谐振电容支路中的开关闭合，并控制所述第五谐振电容支路中的开关断开。

6.如权利要求5所述的用于烹饪器具的电加热装置，其特征在于，所述第五谐振电容支路中的电容值大于所述第六谐振电容支路中电容值。

7.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，还包括：

用于驱动所述IGBT管断开或闭合的驱动电路，所述驱动电路连接在所述IGBT管与所述控制电路之间。

8.一种烹饪器具，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的电加热装置。