CN106208752A - 功率控制电路、功率控制方法及电压力锅 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种功率控制电路，一种功率控制方法和一种电压力锅，其中，所述功率控制电路，包括：电源模块、功率开关、电感和二极管，其中，所述功率开关的第一端连接至所述电源模块的输出端，所述功率开关的第二端与所述电感的一端、所述二极管的阴极相连，所述电感的另一端接地，所述二极管的阳极连接至负载的一端，以及所述负载的另一端接地。通过本发明的技术方案，可以实现对阻性发热器件的发热功率进行有效地控制，以满足用户不同需求，从而提高用户体验。

Description

功率控制电路、功率控制方法及电压力锅

技术领域

本发明涉及阻性发热器件的发热功率控制技术领域，具体而言，涉及一种功率控制电路，一种功率控制方法和一种电压力锅。

背景技术

电压力锅作为一种智能化的厨具越来越受到消费者的青睐，目前市场上的电压力锅多以阻性发热器件作为热源，而阻性发热器件的发热功率与输入电压的平方成正比，当输入电压升高时，发热器件的功率变大，输入电压降低时，发热器件的功率变小，因此以阻性器件作为热源的产品性能受到输入电压的限制。由于不同区域的电网电压存在差异，相同的产品在不同的地方会表现出不同的性能，而且几乎是产品性能的下降，这会引起产品使用者的不满。

其次，在电压恒定的条件下，若产品的发热功率需要实现大小的变化，只能采用阻性器件通断工作的方式减少单位时间内工作时间以降低产品的平均功率，而实际上产品的加热的最大功率(例如以秒为单位时的功率)是没有发生变化的。

因此，如何实现对阻性发热器件的发热功率进行控制，从而提高用户体验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一种功率控制方案，可以实现对阻性发热器件的发热功率进行有效地控制，以满足用户不同需求，从而提高用户体验。

本发明的另一个目的在于提出一种电压力锅。

为实现上述目的，根据本发明的一个实施例，提出了一种功率控制电路，包括：电源模块、功率开关、电感和二极管，其中，所述功率开关的第一端连接至所述电源模块的输出端，所述功率开关的第二端与所述电感的一端、所述二极管的阴极相连，所述电感的另一端接地，所述二极管的阳极连接至负载的一端，以及所述负载的另一端接地。

根据本发明的实施例的功率控制电路，通过电源模块将实时输入交流电压转换成直流电压，然后通过功率开关控制电路的通断，以当电路处于导通状态时，利用二极管的正向导通特性，使得直流电压直接对上述电感进行充电，并利用电感的固有特性，作用于负载，有效的避免了因输入电压直接作用于负载而造成产品性能不稳定的问题，同时通过控制功率开关的通断时间，以控制对电感充电的时长，从而实现对负载发热功率的控制，进而提高了用户体验。

根据本发明的上述实施例的功率控制电路，还可以具有以下技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述电源模块包括：交流电源和整流桥电路，其中，所述交流电源的一端连接至所述整流桥电路的第一端，所述交流电源的另一端连接至所述整流桥电路的第三端，所述整流桥电路的第二端作为所述电源模块的输出端，所述整流桥电路的第四端接地。

根据本发明的实施例的功率控制电路，通过整流电路的整流作用，将实时的交流电转换成直流电，为后续的控制电路的实现提供前提保障。其中，上述整流电路，优选地，采用整流桥电路。

根据本发明的一个实施例，还包括：开关控制电路，所述开关控制电路包括：电流检测模块和控制芯片，其中，所述电流检测模块的一端连接至所述电源模块的输出端，所述电流检测模块的另一端连接至所述控制芯片的一端，以及所述控制芯片的另一端连接至所述功率开关的控制端。

根据本发明的实施例的功率控制电路，通过电压检测模块检测流经整流电路后的输入电压的大小，并将电压信号传输至控制芯片，控制电路根据接收到的电压信号，控制功率开关的通断时长，以当实时输入电压高时，控制芯片控制功率开关的导通时间加长，给电感中储存较多的能量，当功率开关断开时，电感向负载放电，负载就在高于交流输入电压的情况下工作，发热功率也就变高；当实时输入电压低时，控制芯片控制功率开关的导通时间变短，给电感中储存较少的能量，当功率开关断开时，电感向负载放电，负载就在低于交流输入电压的情况下工作，发热功率也就变低，使得负载的功率不受输入电压的影响，在不同输入电压条件下，负载的功率保持恒定，从而提高整个产品性能的稳定性，同时也可以实现当输入电压恒定时，仅通过控制功率开关导通时长，负载功率的可连续的大小变化，有效地避免了采用阻性器件通断工作的方式来降低产品的平均功率，满足了用户的不同需求，进而提高用户体验。

根据本发明的一个实施例，还包括：滤波电容，所述滤波电容的一端连接至所述电源模块的输出端，所述滤波电容的另一端接地。

根据本发明的实施例的功率控制电路，输入交流电流经整流电路转换成直流电，该直流电信号中仍会存在一些多余的杂波，影响电路的稳定性，通过滤波电路可以将多余的杂波滤除，为后续电路提供稳定的工作电压。其中，滤波电路，优选地，采用滤波电容。

根据本发明的一个实施例，还包括：储能电容，所述储能电容的一端连接至所述二极管的阳极，所述储能电容的另一端接地。

根据本发明的实施例的功率控制电路，通过储能电容与上述电感相结合，使得整个电路的效率更高。

根据本发明的一个实施例，所述功率开关为半导体开关器件。

根据本发明的第二方面的实施例，提出了一种功率控制方法，用于控制上述任一项所述的功率控制电路工作，具体包括：检测所述电源模块的输出电压的大小；根据检测结果控制功率开关的闭合时间和断开时间，以控制所述负载的发热功率。

根据本发明的实施例的功率控制方法，通过电压检测模块检测流经整流电路后的输入电压的大小，并将电压信号传输至控制芯片，控制芯片根据接收到的电压信号，控制功率开关的通断时长，从而实现对负载功率的控制。

根据本发明的一个实施例，根据所述检测结果控制所述功率开关的闭合时间和断开时间，具体包括：根据所述检测结果周期性控制所述功率开关在的闭合时间和断开时间，以控制所述负载的发热功率。

根据本发明的一个实施例，在上述技术方案中，优选地，根据所述检测结果周期性控制所述功率开关在的闭合时间和断开时间，具体包括：当所述输出电压小于预设电压阈值时，控制延长所述功率开关在单个预设时间周期内的闭合时间，增加所述电感的储能量，以控制所述负载的发热功率；当所述输出电压大于预设电压阈值时，控制缩短所述功率开关在单个预设时间周期内的闭合时间，减少所述电感的储能量，以控制所述负载的发热功率。

根据本发明的实施例的功率控制方法，通过周期性控制所述功率开关在的闭合时间和断开时间，以当实时输入电压高时，控制电路控制功率开关的导通时间加长，给电感中储存较多的能量，当功率开关断开时，电感向负载放电，负载就在高于交流输入电压的情况下工作，发热功率也就变高；当实时输入电压低时，控制电路控制功率开关的导通时间变短，给电感中储存较少的能量，当功率开关断开时，电感向负载放电，负载就在低于交流输入电压的情况下工作，发热功率也就变低，使得负载的功率不受输入电压的影响，在不同输入电压条件下，负载的功率保持恒定，从而提高整个产品性能的稳定性，同时也可以实现当输入电压恒定时，仅通过控制功率开关导通时长，负载功率的可连续的大小变化，有效地避免了采用阻性器件通断工作的方式来降低产品的平均功率，满足了用户的不同需求，进而提高用户体验。

根据本发明的第三方面的实施例，还提出了一种电压力锅，包括上述任一项所述的功率控制电路。以此，该电压力锅具有和上述技术方案中任一项所述的功率控制电路相同的技术效果，在此不再赘述。

通过本发明的实施例的功率控制方案，可以通过控制电路中功率开关的通断时长，以实现对负载发热功率的控制，从而挺高了产品的稳定性，进而提高了用户体验。

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一个实施例的功率控制电路的示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的功率控制方法的流程示意图。

其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10交流电源，11整流桥电路，12电压检测模块，13控制芯片，14功率开关，15滤波电容，16电感，17二极管，18储能电容，19负载。

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一个实施例的功率控制电路的示意图。

如图1所示，根据本发明的一个实施例的功率控制电路，包括：电源模块、功率开关14、电感16和二极管17，其中，所述功率开关14的第一端连接至所述电源模块的输出端，所述功率开关14的第二端与所述电感16的一端、所述二极管17的阴极相连，所述电感16的另一端接地，所述二极管17的阳极连接至负载19的一端，以及所述负载的另一端接地。

根据本发明的实施例的功率控制电路，通过电源模块将实时输入交流电压转换成直流电压，然后通过功率开关14控制电路的通断，以当电路处于导通状态时，利用二极管17的正向导通特性，使得直流电压直接对上述电感16进行充电，并利用电感16的固有特性，作用于负载19，有效的避免了因输入电压直接作用于负载19而造成产品性能不稳定的问题，同时通过控制功率开关14的通断时间，以控制对电感16充电的时长，从而实现对负载19发热功率的控制，进而提高了用户体验。

根据本发明的上述实施例的功率控制电路，还可以具有以下技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述电源模块包括：交流电源10和整流桥电路11，其中，所述交流电源10的一端连接至所述整流桥电路11的第一端，所述交流电源10的另一端连接至所述整流桥电路11的第三端，所述整流桥电路11的第二端作为所述电源模块的输出端，所述整流桥电路11的第四端接地。

根据本发明的实施例的功率控制电路，通过整流电路的整流作用，将实时的交流电转换成直流电，为后续的控制电路的实现提供前提保障。其中，上述整流电路，优选地，采用整流桥电路11。

根据本发明的一个实施例，还包括：开关控制电路，所述开关控制电路包括：电流检测模块12和控制芯片13，其中，所述电流检测模块12的一端连接至所述电源模块的输出端，所述电流检测模块12的另一端连接至所述控制芯片13的一端，以及所述控制芯片13的另一端连接至所述功率开关14的控制端。

根据本发明的实施例的功率控制电路，通过电压检测模块12检测流经整流电路后的输入电压的大小，并将电压信号传输至控制芯片13，控制电路根据接收到的电压信号，控制功率开关14的通断时长，以当实时输入电压高时，控制芯片13控制功率开关14的导通时间加长，给电感16中储存较多的能量，当功率开关14断开时，电感16向负载19放电，负载19就在高于交流输入电压的情况下工作，发热功率也就变高；当实时输入电压低时，控制芯片13控制功率开关14的导通时间变短，给电感16中储存较少的能量，当功率开关14断开时，电感16向负载19放电，负载19就在低于交流输入电压的情况下工作，发热功率也就变低，使得负载19的功率不受输入电压的影响，在不同输入电压条件下，负载19的功率保持恒定，从而提高整个产品性能的稳定性，同时也可以实现当输入电压恒定时，仅通过控制功率开关14导通时长，负载19功率的可连续的大小变化，有效地避免了采用阻性器件通断工作的方式来降低产品的平均功率，满足了用户的不同需求，进而提高用户体验。可以理解的是，本发明中通过控制功率开关14导通时长是指利用利用功率开关14的特性失效高频的通断并可以控制单位时间内通断的时间占比，实现负载19(加热器)每1秒的功率控制及功率调节；而现有技术中对负载19(加热器)的通断控制一般利用继电器等开关元件实现，仅能实现一定时间(如1分钟、30秒)内的平均功率控制及调节，不能实现对加热过程的精确控制；本发明可实现对负载19(加热器)的功率的实时控制调节，与现有技术中仅能对平均功率进行调节相比，可以实时地根据不同的烹饪需求对负载功率进行控制。

根据本发明的一个实施例，还包括：滤波电容15，所述滤波电容15的一端连接至所述电源模块的输出端，所述滤波电容15的另一端接地。

根据本发明的实施例的功率控制电路，输入交流电流经整流电路转换成直流电，该直流电信号中仍会存在一些多余的杂波，影响电路的稳定性，通过滤波电路可以将多余的杂波滤除，为后续电路提供稳定的工作电压。其中，滤波电路，优选地，采用滤波电容15。

根据本发明的一个实施例，还包括：储能电容18，所述储能电容18的一端连接至所述二极管17的阳极，所述储能电容18的另一端接地。

根据本发明的实施例的功率控制电路，通过储能电容18与上述电感16相结合，使得整个电路的效率更高。

根据本发明的一个实施例，所述功率开关为半导体开关器件。

图2示出了根据本发明的一个实施例的功率控制方法的流程示意图。

如图2所示，根据本发明的一个实施例的功率控制方法，用于控制上述任一项所述的功率控制电路工作，具体包括：步骤202，检测所述电源模块的输出电压的大小；步骤204，根据检测结果控制功率开关的闭合时间和断开时间，以控制所述负载的发热功率。

根据本发明的实施例的功率控制方法，通过电压检测模块检测流经整流电路后的输入电压的大小，并将电压信号传输至控制芯片，控制芯片根据接收到的电压信号，控制功率开关的通断时长，从而实现对负载功率的控制。

根据本发明的一个实施例，根据所述检测结果控制所述功率开关的闭合时间和断开时间，具体包括：根据所述检测结果周期性控制所述功率开关在的闭合时间和断开时间，以控制所述负载的发热功率。

根据本发明的一个实施例，在上述技术方案中，优选地，根据所述检测结果周期性控制所述功率开关在的闭合时间和断开时间，具体包括：当所述输出电压小于预设电压阈值时，控制延长所述功率开关在单个预设时间周期内的闭合时间，增加所述电感的储能量，以控制所述负载的发热功率；当所述输出电压大于预设电压阈值时，控制缩短所述功率开关在单个预设时间周期内的闭合时间，减少所述电感的储能量，以控制所述负载的发热功率。

根据本发明的实施例的功率控制方法，设发热源负载所需的加热功率为P，半导体开关开通和关断为一个周期T，在这个周期内半导体开关开通的时间为T1。发热源负载的能量全部来自电感L中存储的能量1/2×L×I²，而电流I又与开通时间T1近似为正比关系。因此存在如下关系：

P×T＝1/2×L(K×T1)²

即 $T1=\frac{1}{K}\sqrt{\frac{2\×P\×T}{L}}$

从上式可看出功率P仅与T1有关系，而与输入电压不存在关系。这样就消除了输入电压的变化对功率带来的影响，同时若要调整功率P的大小，可通过调整T1的大小来实现。通过周期性控制所述功率开关在的闭合时间和断开时间，以当实时输入电压高时，控制电路控制功率开关的导通时间加长，给电感中储存较多的能量，当功率开关断开时，电感向负载放电，负载就在高于交流输入电压的情况下工作，发热功率也就变高；当实时输入电压低时，控制电路控制功率开关的导通时间变短，给电感中储存较少的能量，当功率开关断开时，电感向负载放电，负载就在低于交流输入电压的情况下工作，发热功率也就变低，使得负载的功率不受输入电压的影响，在不同输入电压条件下，负载的功率保持恒定，从而提高整个产品性能的稳定性，同时也可以实现当输入电压恒定时，仅通过控制功率开关导通时长，负载功率的可连续的大小变化，有效地避免了采用阻性器件通断工作的方式来降低产品的平均功率，满足了用户的不同需求，进而提高用户体验。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种功率控制方案，可以通过控制功率开关通断时长，实现对发热源负载功率大小的控制，从而提高用户体验。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”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一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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 (10)

1.一种功率控制电路，其特征在于，包括：

电源模块、功率开关、电感和二极管，其中，

所述功率开关的第一端连接至所述电源模块的输出端，所述功率开关的第二端与所述电感的一端、所述二极管的阴极相连，所述电感的另一端接地，所述二极管的阳极连接至负载的一端，以及所述负载的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的功率控制电路，其特征在于，所述电源模块包括：

交流电源和整流桥电路，其中，

所述交流电源的一端连接至所述整流桥电路的第一端，所述交流电源的另一端连接至所述整流桥电路的第三端，所述整流桥电路的第二端作为所述电源模块的输出端，所述整流桥电路的第四端接地。

3.根据权利要求1所述的功率控制电路，其特征在于，还包括：

开关控制电路，所述开关控制电路包括：电压检测模块和控制芯片，其中，

所述电压检测模块的一端连接至所述电源模块的输出端，所述电压检测模块的另一端连接至所述控制芯片的一端，以及所述控制芯片的另一端连接至所述功率开关的控制端。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的功率控制电路，其特征在于，还包括：滤波电容，所述滤波电容的一端连接至所述电源模块的输出端，所述滤波电容的另一端接地。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的功率控制电路，其特征在于，还包括：储能电容，所述储能电容的一端连接至所述二极管的阳极，所述储能电容的另一端接地。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的功率控制电路，其特征在于，所述功率开关为半导体开关器件。

7.一种功率控制方法，其特征在于，用于控制如权利要求1至6中任一项所述的功率控制电路工作，具体包括：

检测所述电源模块的输出电压的大小；

根据检测结果控制功率开关的闭合时间和断开时间，以控制所述负载的发热功率。

8.根据权利要求7所述的功率控制方法，其特征在于，根据所述检测结果控制所述功率开关的闭合时间和断开时间，具体包括：

根据所述检测结果周期性控制所述功率开关在的闭合时间和断开时间，以控制所述负载的发热功率。

9.根据权利要求8所述的功率控制方法，其特征在于，根据所述检测结果周期性控制所述功率开关在的闭合时间和断开时间，具体包括：

当所述输出电压小于预设电压阈值时，控制延长所述功率开关在单个预设时间周期内的闭合时间，增加所述电感的储能量，以控制所述负载的发热功率；

当所述输出电压大于预设电压阈值时，控制缩短所述功率开关在单个预设时间周期内的闭合时间，减少所述电感的储能量，以控制所述负载的发热功率。

10.一种电压力锅，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一项所述的功率控制电路。