CN106547301A

CN106547301A - 一种烹饪设备的残余电压释放方法

Info

Publication number: CN106547301A
Application number: CN201611108232.4A
Authority: CN
Inventors: 王旭宁; 余青辉; 吴涯
Original assignee: Hangzhou Joyoung Household Electrical Appliances Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Hongyang Ounanduo Electrical Appliances Co., Ltd.
Priority date: 2016-12-06
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2036-12-06
Also published as: CN106547301B

Abstract

本发明公开了一种烹饪设备的残余电压释放方法，该方法包括：检测烹饪设备是否掉电；当检测出烹饪设备已掉电时，控制预设的残压释放电路导通；其中预设的残压释放电路为烹饪设备自身的功能电路，该预设的残压释放电路利用残余电压实现相应的功能。通过本发明实施例方案，在不用增加额外放电器件的情况下释放残余电压，减小了待机功耗、降低了整机成本、节省了线路板空间。

Description

一种烹饪设备的残余电压释放方法

技术领域

本发明涉及烹饪设备的电气控制领域，尤其涉及一种烹饪设备的残余电压释放方法。

背景技术

目前国标对家用电器残余电压有明确要求：器具以额定电压供电，在电压峰值断开电源。在断开后的1秒时，用一个不会对测量值产生明显影响的仪器，测量插头各插脚之间的电压，此电压不应超过34V。

当前的烹饪设备(如豆浆机)解决残余电压的方法一般是额外增加放电电阻或其他放电负载，以便在产品断电后将线路板上的电容、电感等储能元件所储存的能量及时释放掉。但该方式存在以下问题：

1、增加额外放电器件，从而增加烹饪设备的待机功耗。

2、随着放电器件放电越快，其待机功耗也会越大，而国标对家用电器待机功耗同样有要求。目前市面上的产品为了降低待机功耗并满足国标残余电压要求，都采取折中处理，但是这种设计本身不合理，尤其是很多产品对电磁干扰EMI有严格要求，而EMI电路基本上都是储能器件，这种折中处理方案更加不可行。

3、额外增加器件不仅成本高，而且安装复杂，线路板尺寸也会相应增大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种烹饪设备的残余电压释放方法，能够在不用增加额外放电器件的情况下释放残余电压，减小待机功耗、降低成本、节省线路板空间。

为了达到上述目的，本发明提出了一种烹饪设备的残余电压释放方法，该方法包括：

检测烹饪设备是否掉电；

当检测出烹饪设备已掉电时，控制预设的残压释放电路导通；其中预设的残压释放电路为烹饪设备自身的功能电路，该预设的残压释放电路利用残余电压实现相应的功能。

可选地，控制预设的残压释放电路导通包括：

根据掉电前的第一电压和掉电后的第二电压计算残余电压的释放时间；

根据计算出的释放时间控制预设的残压释放电路的导通时间。

可选地，检测烹饪设备是否掉电包括：

通过预设的过零检测电路检测烹饪设备输入的交流电源的过零信号，在检测到一个过零信号后，如果在预设的第一时间内未检测到下一个过零信号时，确定烹饪设备已掉电。

可选地，预设的第一时间包括：10T～20T；

其中，T为当前电源频率的半周期时间值。

可选地，根据掉电前的第一电压和掉电后的第二电压计算残余电压的释放时间包括：

根据第一电压和第二电压确定放电曲线对应的第一函数；第一函数为放电过程中残余电压随释放时间变化的关系函数；

根据第一函数计算所需的放电电量Q_放；

根据预设的国标要求确定预设的残压释放电路需要消耗的电量Q_耗与所需的放电电量Q_放需要满足的第一不等式；

根据第一不等式确定释放时间的取值范围；

在释放时间的取值范围内确定出第一释放时间。

可选地，第一函数满足第一关系式；第一关系式为：U(t)＝U_max-at；

其中，U(t)为残余电压；U_max为交流电源的峰值电压的预设倍数，其中预设倍数大于或等于1；a为曲线系数；t为释放时间。

可选地，根据第一电压和第二电压确定放电曲线对应的第一函数包括：

将第一电压和第二电压求差值，并将该差值除以预设的估计时间计算曲线系数a；

计算当前交流电源的峰值电压的第一预设倍数，获取U_max；

将计算出的a和U_max代入第一关系式获取第一函数。

可选地，根据第一函数计算所需的放电电量包括：

将第一函数代入预设的第二关系式计算所需的放电电量；

其中，第二函数包括：C为烹饪设备的整机等效电容。

可选地，第一不等式包括：Q_耗〉Q_放；

其中R为残压释放电路的等效电阻值。。

可选地，在释放时间的取值范围内确定出第一释放时间包括：将取值范围内的最小值确定为第一释放时间。

与现有技术相比，本发明实施例方案具有以下优势：

1、本发明实施例中预设的残压释放电路为烹饪设备自身的功能电路，该预设的残压释放电路利用残余电压实现相应的功能。通过该实施例方案，能够利用烹饪设备本身的功能电路实现残余电压的释放，无需增加新的元器件，降低了生产成本，降低了待机功耗并节省了线路板空间。

2、本发明实施例中的残压释放电路为烹饪设备自身的功能电路，例如，加热管电路、风扇负载电路、电机负载电路以及LED电路等，使得通过烹饪设备自身的功能电路释放残余电压，实现了能源的合理利用。

3、本发明实施例根据掉电前的第一电压和掉电后的第二电压计算残余电压的释放时间；根据计算出的释放时间控制预设的残压释放电路的导通时间。通过该实施例方案，对残压释放电路的放电时间进行了限制，可以保证使用电容储能的掉电记忆烹饪设备不会因为残压释放电路的持续放电而受影响，导致断电记忆失效。

4、本发明实施例方案根据预设的国标要求确定预设的残压释放电路能够消耗的电量Q_耗，以及当前的残余电压需要释放的放电电量Q_放，并根据该Q_耗和Q_放进一步计算释放时间。通过该实施例方案，能够使得烹饪设备掉电后的残余电压在合适的释放时间内完全释放，并且满足国标的要求。

5、本发明实施例方案可以适用于不同的负载电路，并且根据不同的负载特性可以相应地计算出其残余电压的释放时间，从而使得烹饪设备中的任何功能电路均可以作为残压释放电路，并均可以在不同的功能电路下获得合适的释放时间，拓展了残余电压的释放方法。

附图说明

下面对本发明实施例中的附图进行说明，实施例中的附图是用于对本发明的进一步理解，与说明书一起用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限制。

图1为本发明实施例的过零检测电路的结构实施例示意图；

图2为本发明实施例的烹饪设备的残余电压释放方法流程图；

图3为本发明实施例的控制预设的残压释放电路导通的方法流程图；

图4为本发明实施例的计算残余电压的释放时间的方法流程图；

图5为本发明实施例的确定放电曲线对应的第一函数的方法流程图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述，并不能用来限制本发明的保护范围。

为了达到上述目的，本发明实施例提出了一种烹饪设备的残余电压释放方法，如图2所示，该方法包括S101-S102：

S101、检测烹饪设备是否掉电。

在本发明实施例中，为了解决当前的残余电压释放方案中增加额外放电器件带来的待机功耗过大、成本高、安装复杂以及线路板过大等诸多问题，本发明实施例提出了一种利用烹饪设备本身已有的功能电路实现残余电压释放的方案，该方案无需增加新的元器件，降低了生产成本，降低了待机功耗、并节省了线路板空间。

在本发明实施例中，在实施本发明实施例方案之前，需要先检测烹饪设别是否已掉电，以便在掉电后对烹饪设备的储能元件内的残余电压进行释放。这里对于当前烹饪设备的掉电检测，可以通过电压检测电路来实现，也可以通过过零检测电路来实现，对于具体实现方式不做限制。在此采用过零检测电路为例进行说明如何检测烹饪设备是否掉电。

可选地，检测烹饪设备是否掉电包括：

在本发明实施例中，该预设的过零检测电路可以是如图1所示的检测电路。其中包括导通二极管D1，其阳极与交流电源的正极相连，其阴极与分压电阻R1的第一端相连，分压电阻R1的第二端与分压电阻R2的第一端相连，分压电阻R2的第二端接地，电容C1与电阻R2并联，分压电阻R1的第二端和分压电阻R2的第一端与三极管T1的基极相连，三极管T1的发射极接地，三极管T1的集电极通过上拉电阻R3与VCC电源相连，电容C2并联于三极管T1的集电极与发射极之间，三极管T1的集电极还与预设的控制芯片相连。其中该VCC电源是市电经AC-DC转换模块进行整流后再经过一次降压获得的电压。

在本发明实施例中，上述的过零检测电路的具体工作过程如下：当交流电源的正半波输入时，二极管D1导通，交流电源的正半波电压通过二极管D1的阳极输入，经分压电阻R1和R2分压后输入三极管T1的基极，使三极管T1导通，此时由于上拉电阻R3与VCC相连，使得三极管T1的集电极输出低电平，则将预设的ZERO标识位置为低电平，控制芯片将在ZERO标识位采集到低电平。当交流电源的负半波输入时，二极管D1截止，交流电源的负半波电压无法输入过零检测电路，由于电阻R2接地，则三极管T1的基极输入电压为零，使三极管T1截止，此时由于三极管T1的发射极接地，使得三极管T1的集电极输出高电平，则将预设的ZERO标识位置为高电平，控制芯片将在ZERO标识位采集到高电平。

在本发明实施例中，控制芯片可以每采集到一次相互交替的高电平和低电平就记录一次时间点，并将该次检测到的高电平或低电平作为一次过零信号。控制芯片通过记录的各个时间点可以计算出当前时点环境下相邻时间点的时间间隔，该时间间隔即为当前电源频率的半周期时间值T。其中市电为50HZ交流电时，时间值T应为10ms；市电为60HZ交流电时，时间值T应为8.33ms。考虑电路检测误差，本方案允许10％偏差。当烹饪设备上电正常工作时，过零检测电路会持续检测到时间间隔为T的过零信号，当烹饪设备掉电以后，过零检测电路在检测到掉电之前的最后一个过零信号以后，将会无法检测到下一个过零信号。在此可以预先规定一个时间阈值，即上述的第一时间，当该第一时间达到一定时长时便可以判定当前的烹饪设备已经掉电。

可选地，预设的第一时间包括：10T～20T。

在本发明实施例中，当检测到某次过零信号后，持续15T没有检测到下一次过零信号，则可以认为烹饪设备已经掉电。在其它实施例中，还可以根据具体应用场景选择其他数值，在此对于其具体数值不做限制。

可选地，当过零检测电路连续N次检测出相邻两个过零信号之间的时间间隔与当前电源频率的半周期时间值T之间的差值大于或等于预设的偏差阈值时，确定当前市电电源异常或当前烹饪设备故障，发出报警信息；其中，N为正整数。

在本发明实施例中，如果连续N次检测出所检测的时间间隔偏差过大时，例如大于或等于上述的偏差阈值，则认为烹饪设备电路不可靠或市电异常，可以发出报警提示。这里上述的偏差阈值可以为10％，但不限于此。可选地，N的取值范围为5～10。另外上述的报警信息可以包括以下任意一种：语音、铃声、音乐、闪光、振动等。

S102、当检测出烹饪设备已掉电时，控制预设的残压释放电路导通；其中预设的残压释放电路为烹饪设备自身的功能电路，该预设的残压释放电路利用残余电压实现相应的功能。

在本发明实施例中，当通过上述步骤检测出烹饪设备已掉电时，便可以控制烹饪设备内的残压释放电路导通。本发明实施例方案为了避免增加额外的元器件，该残压释放电路采用了烹饪设备本身存在的功能电路。可选地，该残压释放电路可以包括以下一种或多种：发热管电路、电机负载电路、风扇负载电路、发光二极管LED电路等。例如，当该残压释放电路为发热管电路时，控制芯片判定烹饪设备掉电以后，直接通过控制芯片的IO口驱动可控硅导通，从而控制加热管工作，在达到一定的持续时间后关闭可控硅，控制加热管关断，从而利用加热管的加热工作消耗掉残余电压。

本发明实施例方案可以适用于不同的负载电路，并不局限于上述的发热管电路、电机负载电路、风扇负载电路、发光二极管LED电路等，并且根据不同的负载特性(具体是根据不同负载的等效电阻)可以设定其残余电压的释放时间，从而使得烹饪设备中的任何功能电路均可以作为残压释放电路，并均可以在不同的功能电路下获得合适的释放时间。另外，本发明实施例方案也不局限于烹饪设备，任何需要进行残压释放的设备或装置均可以采用本发明实施例方案。

需要说明的是，如果控制芯片的供电电源也是通过市电进行斩波降压以后提供的，则在烹饪设备掉电以后，控制芯片也会同时掉电，因此无法实现后续的过零检测以及预设的残压释放电路的导通等控制工作。因此，本发明实施例方案中的控制芯片可以采用储电电容等具有记忆功能的电源器件，或者通过烹饪设备的部分残压为控制芯片供电，以便在烹饪设备掉电以后，控制芯片可以继续控制相关器件完成本发明实施例方案的残压释放方案。

可选地，如图3所示，控制预设的残压释放电路导通包括S201-S202：

S201、根据掉电前的第一电压和掉电后的第二电压计算残余电压的释放时间。

在本发明实施例中，为了保证使用电容储能的掉电记忆烹饪设备不会因为残压释放电路的持续放电而受影响，导致断电记忆失效。本发明实施例方案对负载放电时间进行了限制，即根据掉电前的第一电压和掉电后的第二电压计算残余电压的释放时间，从而确定出合适的释放时间。在本发明实施例中，该第二电压是根据国标对家用电器残余电压的要求确定的。由于国标对家用电器残余电压的要求为：器具以额定电压供电，在电压峰值断开电源后的1秒，用一个不会对测量值产生明显影响的仪器，测量插头各插脚之间的电压，此电压不应超过34V。因此该第二电压需要满足小于或等于34V。该第一电压为烹饪设备掉电前的电压值，因此，为了保留余量，使得计算出的释放时间内能够保证残压释放电路将残余电压释放完全，该第一电压可以选择当前电源的峰值电压或者该峰值电压的倍数。需要说明的是，当选择峰值电压的倍数时，为了避免计算出的释放时间过长，再次导致电容等储能元件的断电记忆失效，该倍数不能选择的过大。例如，1.1倍、1.2倍。

可选地，如图4所示，根据掉电前的第一电压和掉电后的第二电压计算残余电压的释放时间包括S301-S305：

S301、根据第一电压和第二电压确定放电曲线对应的第一函数；第一函数为放电过程中残余电压随释放时间变化的关系函数。

在本发明实施例中，由于残余电压进行释放时，电压与时间之间必定会满足一定的曲线关系，我们可以先确定出该曲线关系，以便于后续对残余电压释放过程中的释放电量或释放能量进行计算时有计算依据。具体地，确定残余电压的放电曲线的过程即确定该放电曲线对应的第一函数的过程。

在本发明实施例中，根据经验或多次模拟实验可知，该放电曲线可以近似模拟成一条直线，因此第一函数为直线函数。

在本发明实施例中，在确定出第一函数为直线函数以后，便可以确定出直线函数满足的关系式，即上述的第一关系式。因此，确定第一函数的过程就是确定出上述的第一关系式中的U_max和曲线系数a的过程。

可选地，如图5所示，根据第一电压和第二电压确定放电曲线对应的第一函数包括S401-S403：

S401、将第一电压和第二电压求差值，并将该差值除以预设的估计时间计算曲线系数a。

在本发明实施例中，根据经验值或多次模拟实验可以预先估计出残余电压释放过程中大致的释放时间，即上述的估计时间。确定该估计时间以后，将上述的第一电压和第二电压求差值，并将该差值除以预设的估计时间便可以计算曲线系数a。

在本发明实施例中，假设烹饪设备掉电之前的电压为311V，则第一电压为311V，而第二电压可以取34V，因此，曲线系数

S402、计算当前交流电源的峰值电压的第一预设倍数，获取U_max。

在本发明实施例中，在当前电源的峰值电压确定的情况下，U_max也是确定的，这里该U_max可以选择峰值电压的1.2倍。考虑最大电压情况，即

S403、将计算出的a和U_max代入第一关系式获取第一函数。

在本发明实施例中，通过上述步骤计算出第一关系式中的U_max和曲线系数a以后，将U_max和曲线系数a代入第一关系式便可以得到第一函数。需要说明的是，上述的步骤S401和步骤S402是对不同数值的具体计算步骤，因此不区分先后顺序，可以先执行任意一个步骤，也可以同时执行。

具体地，第一函数为：U(t)＝373.3-290.1t。

S302、根据第一函数计算所需的放电电量Q_放。

在本发明实施例中，通过上述步骤获取放电曲线对应的第一函数以后，便可以根据该第一函数计算出烹饪设备掉电后，在残余电压释放过程中具体的放电电量。

可选地，根据第一函数计算所需的放电电量包括：

将第一函数代入预设的第二关系式计算所需的放电电量；

其中，第二函数包括：C为烹饪设备的整机等效电容。

在本发明实施例中，将第一函数U(t)＝373.3-290.1t代入上述的第二函数便可以计算出所需的放电电量。

具体地，

在本发明实施例中，由于国标要求放电时间为1秒，则可以取t＝1，代入上式可得：Q_放＝228.25×C。

S303、根据预设的国标要求确定预设的残压释放电路需要消耗的电量Q_耗与所需的放电电量Q_放需要满足的第一不等式。

在本发明实施例中，通过上述步骤获取所需的放电电量以后，还需要进一步计算出预设的残压释放电路需要消耗的电量Q_耗。可选地，R为残压释放电路的等效电阻值。这里的U可以取交流电的电压峰值和安全电压34V的平均值，

在本发明实施例中，这里以残压释放电路为发热管电路时的情况为例进行说明。在烹饪设备中，加热管的额定电流、额定电压均是已知的，根据R＝U/I，可计算出加热管电阻R_HEAT，则加热管耗电量该t_耗即本发明实施例方案中的释放时间t。同理，这里的U可以取交流电的电压峰值和安全电压34V的平均值，因此，

在本发明实施例中，获得了根据国标要求计算出的所需的放电电量Q_放和当前的残压释放电路需要消耗的电量Q_耗以后，便可以根据预设的国标要求确定出Q_耗与Q_放需要满足的第一不等式。可选地，第一不等式包括：Q_耗〉Q_放。

S304、根据第一不等式确定释放时间的取值范围。

在本发明实施例中，根据上述的第一不等式可以获得：计算后可得t_耗>1.12×C×R_HEAT。

S305、在释放时间的取值范围内确定出第一释放时间。

在本发明实施例中，因为本发明实施例在前述计算过程中已经对放电电量进行了上限估算，所以取t_耗＝1.12×C×R_HEAT。

在本发明实施例中，如果加热管功率1000W，额定电压220V，整机内部电容10uF，则t_耗＝1.12×10×(220²/1000)≈0.5。因为可控硅打开后需要工作一个交流半波才会自动关断，所以本技术方案优选控制加热管工作1个交流半波。

S202、根据计算出的释放时间控制预设的残压释放电路的导通时间。

在本发明实施例中，通过前述方案计算出释放时间以后，便可以根据该释放时间控制残压释放电路的导通时间，从而使得烹饪设备掉电后的残余电压在合适的释放时间内完全释放，并且满足国标的要求。

至此，已经介绍完了本发明实施例的全部基本特征，需要说明的是，上述内容仅是本发明实施例的一个或多个具体实施方式，任何与本发明实施例相同或相似的实施方式，以及本发明实施例的基本特征的任意组合都在本发明实施例的保护范围之内。

需要说明的是，以上所述的实施例仅是为了便于本领域的技术人员理解而已，并不用于限制本发明的保护范围，在不脱离本发明的发明构思的前提下，本领域技术人员对本发明所做出的任何显而易见的替换和改进等均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种烹饪设备的残余电压释放方法，其特征在于，所述方法包括：

检测烹饪设备是否掉电；

当检测出所述烹饪设备已掉电时，控制预设的残压释放电路导通；其中所述预设的残压释放电路为所述烹饪设备自身的功能电路，所述预设的残压释放电路利用残余电压实现相应的功能。

2.如权利要求1所述的烹饪设备的残余电压释放方法，其特征在于，所述控制预设的残压释放电路导通包括：

根据计算出的所述释放时间控制预设的残压释放电路的导通时间。

3.如权利要求2所述的烹饪设备的残余电压释放方法，其特征在于，所述检测烹饪设备是否掉电包括：

通过预设的过零检测电路检测所述烹饪设备输入的交流电源的过零信号，在检测到一个过零信号后，如果在预设的第一时间内未检测到下一个过零信号时，确定所述烹饪设备已掉电。

4.如权利要求3所述的烹饪设备的残余电压释放方法，其特征在于，所述预设的第一时间包括：10T～20T；

其中，T为当前电源频率的半周期时间值。

5.如权利要求2所述的烹饪设备的残余电压释放方法，其特征在于，所述根据掉电前的第一电压和掉电后的第二电压计算残余电压的释放时间包括：

根据所述第一电压和所述第二电压确定放电曲线对应的第一函数；所述第一函数为放电过程中所述残余电压随所述释放时间变化的关系函数；

根据所述第一函数计算所需的放电电量Q_放；

根据预设的国标要求确定所述预设的残压释放电路需要消耗的电量Q_耗与所需的所述放电电量Q_放需要满足的第一不等式；

根据所述第一不等式确定所述释放时间的取值范围；

在所述释放时间的取值范围内确定出第一释放时间。

6.如权利要求5所述的烹饪设备的残余电压释放方法，其特征在于，所述第一函数满足第一关系式；所述第一关系式为：U(t)＝U_max-at；

其中，所述U(t)为所述残余电压；所述U_max为交流电源的峰值电压的预设倍数，其中所述预设倍数大于或等于1；所述a为曲线系数；t为所述释放时间。

7.如权利要求6所述的烹饪设备的残余电压释放方法，其特征在于，所述根据所述第一电压和所述第二电压确定放电曲线对应的第一函数包括：

将所述第一电压和所述第二电压求差值，并将所述差值除以预设的估计时间计算所述曲线系数a；

计算当前交流电源的峰值电压的第一预设倍数，获取所述U_max；

将计算出的所述a和所述U_max代入所述第一关系式获取所述第一函数。

8.如权利要求5所述的烹饪设备的残余电压释放方法，其特征在于，所述根据所述第一函数计算所需的放电电量包括：

将所述第一函数代入预设的第二关系式计算所需的所述放电电量；

其中，所述第二函数包括：C为所述烹饪设备的整机等效电容。

9.如权利要求5所述的烹饪设备的残余电压释放方法，其特征在于，所述第一不等式包括：Q_耗〉Q_放；

其中所述R为所述残压释放电路的等效电阻值。

10.如权利要求5或9所述的烹饪设备的残余电压释放方法，其特征在于，所述在所述释放时间的取值范围内确定出第一释放时间包括：将所述取值范围内的最小值确定为所述第一释放时间。