一种烹饪设备启动控制的市电电源自适应方法
技术领域
本发明涉及烹饪设备控制技术,尤其涉及一种烹饪设备启动控制的市电电源自适应方法。
背景技术
目前豆浆机为了实现直流电机的软启动控制,即电机均是由低转速,这样就必须要求控制器件斩波时间可调且斩波时间越长,转速越低,逐渐步进到设定转速。之所以可以实现在直流电机额定转速内的转速,是因为可以通过控制控制单元(如可控硅)的直流斩波电路,即通常说的控制单元(如可控硅)的斩波角,来控制直流电机的转速。要想实现直流电机低转速,就得控制控制单元(如可控硅)的斩波角。同时控制单元(如可控硅)触发需要一定的导通时间,为了防止斩波触发导通到下个半波,就需要增大斩波角,例如50HZ下需要斩波8ms,触发1ms,但该机器在60HZ地区,就会出现斩到下个半波,如图1所示,便会出现电机抖动或是加热功率异常的现象,这样控制的兼容性就差。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出了一种烹饪设备启动控制的市电电源自适应方法,能够提高烹饪设备对不同市电电源的兼容性,节约开发成本。
为了达到上述目的,本发明提出了一种烹饪设备启动控制的市电电源自适应方法,该方法包括:
对当前电源频率进行识别;
根据识别出的电源频率计算可控硅的斩波时间和触发时间;
根据计算出的斩波时间和触发时间控制可控硅工作。
可选地,对当前电源频率进行识别包括:
检测当前电源频率的N个过零所需的时间NT内,所完成的控制程序运行周期Q的个数n;
根据预设的第一对应关系获取计算出的控制程序运行周期Q的个数n所对应的电源频率;其中,T和Q为正数,N和n为正整数;
其中,第一对应关系为电源频率的过零个数N、控制程序运行周期的个数n以及不同的电源频率之间的对应关系。
可选地,该方法还包括:预先建立第一对应关系。
建立第一对应关系包括:
获取不同的电源频率单个过零所需的时间T;
获取不同的电源频率N个过零所需的时间NT;
计算不同的电源频率下在电源频率N个过零所需的时间NT内完成的控制程序运行周期Q的个数n;
确定不同的控制程序运行周期的个数n所对应的不同的频率;
确定电源频率的过零个数N、控制程序运行周期的个数n,以及不同的电源频率之间的第一对应关系。
可选地,根据识别出的电源频率计算可控硅的斩波时间和触发时间包括:
获取已识别出的电源频率下的单位时基;
获取可控硅的斩波时间系数和触发时间系数;
将已识别出的电源频率下的单位时基分别与斩波时间系数和触发时间系数相乘,计算出可控硅的斩波时间和触发时间。
可选地,该方法还包括:根据预设的第一表达式计算不同电源频率下的单位时基。
可选地,
第一表达式包括:t=K*n*f;其中,t为单位时基;K为根据f预设的单位时基系数;f为启动控制单元的芯片主频。
可选地,该方法还包括:在计算斩波时间和触发时间之前,根据所需的功率计算斩波时间系数和触发时间系数。
可选地,对当前电源频率进行识别还包括:
检测当前电源的第一次过零时刻和第二次过零时刻;
计算第一次过零时刻和第二次过零时刻的时间差;
根据计算出的时间差计算所对应的电源频率。
可选地,该方法还包括:当识别出的电源频率不在当前烹饪设备的工作频率范围内时,发出报警信息。
可选地,该方法还包括:
在对电源频率进行识别之前,对当前电源电压进行识别;
确定识别出的当前电源电压是否符合预设的第一电压范围和预设的第二电压范围;
当当前电源电压符合预设的第一电压范围时按照预设的第一工作流程进行工作;当当前电源电压符合预设的第二电压范围时按照预设的第二工作流程进行工作;
当当前电源电压不符合预设的第一电压范围和所述预设的第二电压范围中的任何一个时发出报警信息。
与现有技术相比,本发明实施例方案具有以下优势:
1、对当前电源频率进行识别;根据识别出的电源频率计算可控硅的斩波时间和触发时间;根据计算出的斩波时间和触发时间控制可控硅工作。通过该实施例方案,提高了烹饪设备对不同市电频率的兼容性,对于不同市电频率的地区无需重新进行产品开发,节约开发成本。
2、检测当前电源频率的N个过零所需的时间NT内,所完成的控制程序运行周期Q的个数n;根据预设的第一对应关系获取计算出的控制程序运行周期Q的个数n所对应的电源频率。通过该实施例方案可以将具体的控制功能的消耗时间与当前电源频率相结合进行频率识别,提供一种新的频率识别方法,同时可以检测相应的控制功能在该电源频率下的工作稳定性。
3、用过检测当前电源的第一次过零时刻和第二次过零时刻;计算第一次过零时刻和第二次过零时刻的时间差;并根据计算出的时间差计算所对应的电源频率。通过该实施例方案原理更简单,计算更简便,而且提高了识别准确率。
4、在对电源频率进行识别之前,对当前电源电压进行识别;并根据识别出的当前电源电压控制烹饪设备在相应的工作流程下工作,可以增加产品对输入电压的智能适应及兼容性;减少开发设计工作,减少产品设计版本管理;节约开发成本,扩展了烹饪设备的应用市场。
5、当识别出的电源频率不在当前烹饪设备的工作频率范围内时,或者在当前电源电压不在预设的电压范围内时,发出报警信息。该实施例方案可以在电源电压和电源频率不符合要求的情况下及时提醒用户,以降低对烹饪蛇别的损害,保护烹饪设备的安全。
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为当前的可控硅斩波角控制示意图;
图2为本发明实施例的频率识别流程图;
图3为本发明实施例的电压识别流程图。
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,本发明提出了一种烹饪设备启动控制的市电电源自适应方法,该方法包括S11-S12:
S11、对当前电源频率进行识别。
在本发明实施例中,为了提高烹饪设备对不同市电电压及频率的兼容性,对于不同市电电压及频率的地区无需重新进行产品开发,节约开发成本,本发明实施例提出了一种能够对当前的电源电压及电源频率进行识别,并根据当前电源频率控制可控硅导通和关断的市电电源自适应方案。在实施该方案之前可以首先对当前的电源电压进行识别。
可选地,该方法还包括S21-S4:
S21、在对电源频率进行识别之前,对当前电源电压进行识别。
在本发明实施例中,目前世界各国电压分布主要为100V-130V、220V-240V,为了保证烹饪产品的安全性,避免不合适的电压对当前烹饪产品的损害,需要在上电时先检测当前地区的市电电压,易识别出当前市电电压所出的电压范围。
S22、确定识别出的当前电源电压是否符合预设的第一电压范围和预设的第二电压范围。
在本发明实施例中,可以预先将世界各国的电压分为低压区(即第一电压范围)85V-150V和高压区(即第二电压范围)187V-276V。将检测出的当前电源电压与该预设的第一电压范围和第二电压范围相比较,以确定当前电源电压处于高压区还是低压区。
S23、当当前电源电压符合预设的第一电压范围时按照预设的第一工作流程进行工作;当当前电源电压符合预设的第二电压范围时按照预设的第二工作流程进行工作。
在本发明实施例中,如果通过上述比较获取当前电源电压为110V,则说明该电压符合低压区,因此可以根据烹饪产品中预先设置的第一工作流程进行工作,在该工作流程中,均是按照第一电压范围进行工作的,即以低电压进行工作。同理,如果通过上述比较获取当前电源电压为220V,则说明该电压符合高压区,因此可以根据烹饪产品中预先设置的第二工作流程进行工作,在该工作流程中,均是按照第二电压范围进行工作的,即以高电压进行工作。
S24、当当前电源电压不符合预设的第一电压范围和所述预设的第二电压范围中的任何一个时发出报警信息。
在本发明实施例中,如果检测出的电源电压不符合上述的任何一个电压范围,则可以确定当前电源电压处于异常状态,因此可以通过预设的报警方式发出报警信息,该报警信息可以包括语音。音乐、鸣笛、振动、闪光等一种或多种形式,在此不做具体限制。
需要说明的是,上述的步骤S23和步骤S24为不同识别结果下的不同处理方法,在具体实施中没有先后次序之分。
在本发明实施例中,通过上述方案确定出当前的电源电压以后,并根据该电源电压进入相应的工作流程后,还需要进一步检测当前的电源频率,以在合适的电压下根据相应的电源频率工作。首先需要对电源频率进行识别,具体可以通过以下三个实施例方案实现。
实施例一
可选地,对当前电源频率进行识别包括S31-S32:
S31、检测当前电源频率的N个过零所需的时间NT内,所完成的控制程序运行周期Q的个数n。
在本发明实施例中,可以通过一个预设的控制程序运行周期Q进行测试,检测出该控制程序运行周期Q在当前电源频率下N个过零所需的时间内完成的个数或次数。这里的控制程序运行周期是指完成一个预设的控制功能所需要花费的时间。该控制程序运行周期可以是当前的烹饪设备中任意一个实际的控制功能的周期值,也可以是一个预先设置的用于进行检测测试的周期值,在此对于其具体形式不做限制,并且对于其具体数值也不做限制,例如,1ms、2ms、3ms、4.5ms、5ms……。可选地,当该Q为专门用于测试的周期值时,在此可以选用Q=2ms。同理对于具体的过零书N也可以自行定义,例如,1、2、3、4、……。可选地,N=2。
S32、根据预设的第一对应关系获取计算出的控制程序运行周期Q的个数n所对应的电源频率;其中,T和Q为正数,N和n为正整数;
其中,第一对应关系为电源频率的过零个数N、控制程序运行周期的个数n以及不同的电源频率之间的对应关系。
在本发明实施例中,通过步骤S21检测出Q在当前电源频率的N个过零时间NT内所运行的次数n后,便可以通过预设的第一对应关系获取与该次数n对应的电源频率。在该第一对应关系中已经预先设置好控制程序运行周期Q在不同的电源频率下,同样过零数为N(例如,N=2)的情况下应该对应的运行次数,从而可以通过步骤S21检测出的n值对应出当前电源频率。
可选地,该方法还包括:预先建立第一对应关系。
在本发明实施例中,基于上述分析可知,在进行电源频率识别之前,需要预先建立该第一对应关系。
可选地,建立第一对应关系包括S41-S45:
S41、获取不同的电源频率单个过零所需的时间T。
在本发明实施例中,由于世界各个地区主要工作频率均为50HZ或60HZ,因此,这里的不同的电源频率主要指50HZ和60HZ。
其中,50HZ市电单个过零所需的时间为【(1/50)/2=10ms】;
60HZ市电单个过零所需的时间为【(1/60)/2≈8.3ms】。
S42、获取不同的电源频率N个过零所需的时间NT。
在本发明实施例中,通过步骤S1121确定出不同的电源频率及不同的电源频率的单个过零所需的时间T后,则可以计算出N个过零所需的时间NT。
其中,50HZ市电下N个过零所对应的时间T50HZ=N*10ms;
60HZ市电下N个过零所对应的时间T60HZ=N*8.3ms。
S43、计算不同的电源频率下在电源频率N个过零所需的时间NT内完成的控制程序运行周期Q的个数n。
在本发明实施例中,由上述内容可知,针对不同的市电频率,例如,50HZ、60HZ,其单个过零数所需的时间T是不相同的。由于控制程序运行周期Q是固定的,那么对于相同的控制程序运行周期Q来说,在相同的过零数N下,控制程序运行周期的个数n也是不同的。具体地,n可以通过第二表达式计算出。可选地,第二表达式包括:n=NT/Q。当N=2时,n2=2T/Q计算的为当前电源频率对应的电源周期在一个周期内所能完成的预设的控制功能的次数。假设Q=2ms,则n=NT/Q=NT/2;n2=2T/Q=T。
其中,50HZ市电下N个过零所需的时间内完成的控制程序运行周期Q的个数n为n50HZ=T50HZ/Q=N*10ms/Q。当N=2、Q=2时,n50HZ=10个(或次)。
60HZ市电下N个过零所需的时间内完成的控制程序运行周期Q的个数n为n60HZ=T60HZ/Q=N*8.3ms/Q。当N=2、Q=2时,n60HZ=8.3个(或次)。
S44、确定不同的控制程序运行周期的个数n所对应的不同的频率。
在本发明实施例中,通过步骤S33分别计算出50HZ和60HZ下N个过零所需的时间内完成的控制程序运行周期Q的个数n以后,便可以直接确定出在N=2、Q=2的情况下,Q的个数为10个时对应的频率为50HZ,Q的个数为8.3个时对应的频率为60HZ。需要说明的是,在其它实施例中还可以对应其他的个数。
S45、确定电源频率的过零个数N、控制程序运行周期的个数n,以及不同的电源频率之间的第一对应关系。
在本发明实施例中,基于以上计算便可以直接建立50HZ和60HZ的电源频率与n50HZ和n60HZ的第一对应关系。例如表一所示,当N=2、Q=2时,50HZ对应10个(或次)60HZ对应8.3ms个(或次)。
表一
频率 |
个数/次数(N=2、Q=2) |
50HZ |
10 |
60HZ |
8.3 |
实施例二
可选地,对当前电源频率进行识别包括S51-S53:
S51、检测当前电源频率的N个过零所需的时间NT内,所完成的控制程序运行周期Q的个数n。
在本发明实施例中,该步骤与步骤S21相同,同样是通过一个预设的控制程序运行周期Q进行测试,检测出该控制程序运行周期Q在当前电源频率下N个过零所需的时间内完成的个数或次数。同理,该控制程序运行周期可以是当前的烹饪设备中任意一个实际的控制功能的周期值,也可以是一个预先设置的用于进行检测测试的周期值,在此对于其具体形式不做限制,并且对于其具体数值也不做限制,例如,1ms、2ms、3ms、4.5ms、5ms……。可选地,当该Q为专门用于测试的周期值时,在此可以选用Q=2ms。同理对于具体的过零书N也可以自行定义,例如,1、2、3、4、……。可选地,N=2。
S52、根据检测出的该控制程序运行周期Q的个数n计算出当前电源频率的N个过零所需的时间NT。
在本发明实施例中,由于控制程序运行周期Q是预设的固定值,可选地,Q=2ms。在通过步骤S41测试出个数n后,便可以相应计算出NT=2n。
可选地,当N=2时,如果检测出n=10,则可知NT=2n=20ms。
同理,当N=2时,如果检测出n≈8.3,则可知NT=2n≈16.6ms。由于N=2时是指2个过零所需的时间,即一个时间周期。因此,可以确定当前电源周期约为16.6ms,则电源频率为60HZ。
S53、根据计算出的当前电源频率的N个过零所需的时间NT计算当前电源频率。
在本发明实施例中,当计算出N个过零所需的时间NT后,便可以确定单个过零所需的时间T,由于改时间T即相当于半个时间周期,因此,可以确定当前电源平率为1/(2T)。
在本发明实施例中,基于前述实施例,当N=2时是指2个过零所需的时间,即一个时间周期。因此,可以确定当前电源周期为20ms,则电源频率为50HZ;当前电源周期约为16.6ms,则电源频率为60HZ。
在本发明实施例中,该方案与实施例一相比更加简便,易于计算。
实施例三
可选地,对当前电源频率进行识别还包括S61-S63:
S61、检测当前电源的第一次过零时刻和第二次过零时刻。
在本发明实施例中,可以直接对当前电源频率的任意两个相邻的过零时刻进行检测,如本发明实施例方案中的第一次过零时刻和第二次过零时刻。
S62、计算第一次过零时刻和第二次过零时刻的时间差。
在本发明实施例中,由于任意两个相邻的过零时刻之间的时间对应的便是半个周期的时间,因此计算第一次过零时刻和第二次过零时刻的时间差便可以计算出当前电源的半周期时间值。
S63、根据计算出的时间差计算所对应的电源频率。
在本发明实施例中,通过上述步骤计算出当前电源的半周期时间值后,便可以将该半周期时间值乘2计算出整周期时间值,从而对其求倒数求出当前电源频率。
在本发明实施例中,该实施例与上述的实施例一和实施例而相比进一步简化了计算步骤,并且删除了控制程序运行周期Q的参与,使得原理更简单,计算更简便,准确率也更高。
需要说明的是,在具体识别过程中可以通过上述任意一种实施例对当前电源频率进行识别,也可以任意采取多种方案进行识别并求取其平均值,以进一步增加识别的准确性。
可选地,该方法还包括:当识别出的电源频率不在当前烹饪设备的工作频率范围内时,发出报警信息。
在本发明实施例中,如果通过上述的电源频率识别方案无法识别出当前的电源频率,或者识别出的电源频率不在当前烹饪设备的预设的工作频率范围内,则可以通过预设的报警方式发出报警信息,该报警信息可以包括语音。音乐、鸣笛、振动、闪光等一种或多种形式,在此不做具体限制。
S12、根据识别出的电源频率计算可控硅的斩波时间和触发时间。
在本发明实施例中,通过上述步骤识别出当前电源频率以后,便可以进一步根据当前频率计算出可控硅的斩波时间和触发时间。
可选地,根据识别出的电源频率计算可控硅的斩波时间和触发时间包括S71-S73:
S71、获取已识别出的电源频率下的单位时基。
在本发明实施例中,在计算可控硅的斩波时间和触发时间之前需要先确定一个时间基准,即单位时基t。可选地,该单位时基可以直接确定为当前电源的电源周期,即当前电源频率的倒数。也可以依据下述的第一关系式确定。
可选地,该方法还包括:根据预设的第一表达式计算不同电源频率下的单位时基。
在本发明实施例中,在不同的电源频率下的单位时基同时与芯片主频f和电源频率相关,并且随电源频率的变化而变化。
可选地,该第一表达式可以包括:t=K*n*f;其中,t为单位时基;K为根据f预设的单位时基系数;f为启动控制单元的芯片主频。
在本发明实施例中,在控制系统确定的情况下,芯片主频f是确定的(可选地,f=16M),控制程序运行周期Q是确定的,并且在N确定的情况下(如N=2、N=40等,在该实施例中,为了使整体方案统一,这里可以依据前面的实施例依然选择N=2)不同的电源频率,如50HZ、60HZ下该Q(为了使整体方案统一,这里可以依据前面的实施例依然选择Q=2))对应的个数n也是确定的,具体地,在N=2、Q=2的情况下n50HZ=10,n60HZ=10。
在本发明实施例中,基于上述确定因素,第一表达式实质上是单位时基t与K的线性关系式。因此,如果预先设置在50HZ下的单位时基为t1,则可以根据t=K*n*f确定出t1=K*10*16=160K。同理,如果预先设置在60HZ下的单位时基为t2,则可以根据t=K*n*f确定出t2=K*8.3*16=132.8K。因此,50HZ与60HZ在单位时基上的联系是K。需要说明的是,也可以预先设置其他任意合适的频率下的单位时基,并根据该频率下的单位时基计算其他频率如50HZ、60HZ下的单位时基。
在本发明实施例中,例如,如果预先设置50HZ市电下对应的单位时基为100us,则可以确定出K=100/160=5/8;因此将K值代入60HZ市电下可以计算出其对应的单位时基t2=(5/8)*132.8=83us。基于该实施例可知,如果预先设置出一个市电频率下的单位时基以后,便可以根据上述的第一关系式计算出其他市电频率下的单位时基,并且不同的市电频率对应不同的单位时基,即在不同的市电频率下,整个控制系统的单位时基也会随其变化。需要说明的是,该预先设置的单位时基可以是任意一个视频频率下的单位时基,并且可以根据不同的应用场景设置为任意合适的数值,对于其具体数值不做限制。
S72、获取可控硅的斩波时间系数和触发时间系数。
在本发明实施例中,通过上述步骤获取已识别出的电源频率下的单位时基以后,便可以根据该单位时基计算不同电源频率下可控硅在进行斩波或触发时需要的时间。
可选地,该方法还包括:在计算斩波时间和触发时间之前,根据所需的功率计算斩波时间系数和触发时间系数。
在本发明实施例中,当通过烹饪设备进行烹饪时,用户会选择相应的烹饪功率,根据该烹饪功率便可以计算出烹饪时所需要的斩波电压,从而计算出可控硅在进行斩波时的占空比,通过该占空比、预设的脉冲宽度以及当前频率下的单位时基计算出达到所述占空比所需的第一脉冲数,将该第一脉冲数作为斩波时间系数。同理,根据预设的触发电压以及当前可控硅的触发电压升压速度计算出所需的触发脉冲宽度,根据该触发脉冲宽度以及当前电源频率下的单位时基计算出达到所述触发脉冲宽度所需的第二脉冲数,将所述第二脉冲数作为触发时间系数。
S73、将已识别出的电源频率下的单位时基分别与斩波时间系数和触发时间系数相乘,计算出可控硅的斩波时间和触发时间。
在本发明实施例中,通过上述两个步骤分别计算出当前电源频率下的单位时基以及相应的斩波时间系数和触发时间系数以后便可以计算出可控硅的斩波时间和触发时间。
S13、根据计算出的斩波时间和触发时间控制可控硅工作。
在本发明实施例中,通过前述步骤获取可控硅的斩波时间以及触发时间以后,便可以通过该斩波时间和触发时间进行控制,以变当前烹饪设备在识别出的电源功率下进行正常工作。
与现有技术相比,本发明包括:对当前电源频率进行识别;根据识别出的电源频率计算可控硅的斩波时间和触发时间;根据计算出的斩波时间和触发时间控制可控硅工作。通过本发明的方案,提高了烹饪设备对不同市电电源的兼容性,对于具有不同市电频率的地区无需重新进行产品开发,节约开发成本。
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。