CN107997601B

CN107997601B - 即热式加热装置及其控制方法

Info

Publication number: CN107997601B
Application number: CN201610932260.1A
Authority: CN
Inventors: 王彩霞; 陈晓明; 尹小柏
Original assignee: Midea Group Co Ltd; Wuhu Midea Kitchen and Bath Appliances Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Wuhu Midea Smart Kitchen Appliance Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2016-10-31
Filing date: 2016-10-31
Publication date: 2020-08-07
Anticipated expiration: 2036-10-31
Also published as: CN107997601A

Abstract

本发明公开了一种即热式加热装置的控制方法，该方法流程包括：实时监测所述即热式加热装置的输入电压；当检测到所述输入电压发生变化时，根据变化后的所述输入电压和当前设定的加热功率，计算所述可控硅每连续预设数目个市电周期中，处于导通状态的市电周期的导通个数；根据计算得到的所述导通个数控制所述可控硅的导通与断开，以使所述即热式加热器按照所述加热功率进行加热。本发明还提出一种即热式加热装置。本发明解决了现有技术中由于输入电压不稳定造成的加热装置的实际加热功率不稳定的技术问题。

Description

即热式加热装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及家用电器技术领域，尤其涉及一种即热式加热装置及其控制方法。

背景技术

目前采用即热式加热器进行加热的装置，例如，即热式饮水系统、即热式热水器等，一般都是通过可控硅的导通与断开调节即热式加热器的电压，进而控制其按照设定的加热功率运行，通过这种调节方式可以大范围的调节即热式加热器的加热功率。一般在功率调节完成后，需要加热装置按照调节后的设定的加热功率稳定运行。

但是，由于市电系统因各种原因存在波动，导致加热装置的输入电压发生波动，而现有的加热装置在调节可控硅时，是按照默认的输入电压为220V的市电进行调节的，但是在输入电压发生波动时，实际输入电压并不是220V，这就导致实际功率并不等于设定的加热功率，而是会高于或者低于上述设定的加热功率，进而导致实际的加热功率存在波动。

发明内容

本发明提供一种即热式加热装置及其控制方法，其主要目的在于解决现有技术中由于输入电压不稳定造成的加热装置的实际加热功率不稳定的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种即热式加热装置的控制方法，所述即热式加热装置包括即热式加热器和与所述即热式加热器连接的可控硅，该即热式加热装置的控制方法包括：

实时监测所述即热式加热装置的输入电压；

当检测到所述输入电压发生变化时，根据变化后的所述输入电压和当前设定的加热功率，计算所述可控硅每连续预设数目个市电周期中，处于导通状态的市电周期的导通个数；

根据计算得到的所述导通个数控制所述可控硅的导通与断开，以使所述即热式加热器按照所述加热功率进行加热。

可选地，所述根据变化后的所述输入电压和当前的设定的加热功率，计算所述可控硅每连续预设数目个市电周期中，处于导通状态的市电周期的导通个数的步骤之前，所述即热式加热装置的控制方法还包括：

当检测到所述输入电压发生变化时，判断所述输入电压在预设时间间隔内的变化值是否大于预设阈值；

若是，则执行根据变化后的所述输入电压和当前的设定的加热功率，计算所述可控硅每连续预设数目个市电周期中，处于导通状态的市电周期的导通个数的步骤。

可选地，所述根据变化后的所述输入电压和当前设定的加热功率，计算所述可控硅每连续预设数目个市电周期中，处于导通状态的市电周期的导通个数的步骤包括：

根据当前设定的所述加热功率计算输出电压Uo；

按照以下公式计算所述导通个数N＝(Uo/Ui)*M，其中，Ui为变化后的输入电压，M为所述预设数目。

可选地，所述根据计算得到的所述导通个数控制所述可控硅的导通与断开的步骤包括：

控制所述可控硅在每连续预设数目个市电周期中，有连续所述导通个数的市电周期内处于导通状态、在除所述导通个数的市电周期之外的其他市电周期内处于断开状态。

可选地，在所述根据计算得到的所述导通个数控制所述可控硅的导通与断开的过程中，根据检测到的市电的过零信号控制所述可控硅的导通或者断开。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种即热式加热装置，所述即热式加热装置包括即热式加热器和与所述即热式加热器连接的可控硅，该即热式加热装置还包括：

监测模块，用于实时监测所述即热式加热装置的输入电压；

计算模块，用于当检测到所述输入电压发生变化时，根据变化后的所述输入电压和当前设定的加热功率，计算所述可控硅每连续预设数目个市电周期中，处于导通状态的市电周期的导通个数；

控制模块，用于根据计算得到的所述导通个数控制所述可控硅的导通与断开，以使所述即热式加热器按照所述加热功率进行加热。

可选地，所述加热时加热装置还包括：

判断模块，用于当检测到所述输入电压发生变化时，判断所述输入电压在预设时间间隔内的变化值是否大于预设阈值；

所述计算模块还用于：当所述输入电压在预设时间间隔的变化值大于预设阈值时，根据变化后的所述输入电压和当前的设定的加热功率，计算所述可控硅每连续预设数目个市电周期中，处于导通状态的市电周期的导通个数。

可选地，所述计算模块还用于：根据当前设定的所述加热功率计算输出电压Uo；以及按照以下公式计算所述导通个数N＝(Uo/Ui)*M，其中，Ui为变化后的输入电压，M为所述预设数目。

可选地，所述控制模块还用于：控制所述可控硅在每连续预设数目个市电周期中，有连续所述导通个数的市电周期内处于导通状态、在除所述导通个数的市电周期之外的其他市电周期内处于断开状态。

可选地，所述控制模块还用于：在所述根据计算得到的所述导通个数控制所述可控硅的导通与断开的过程中，根据检测到的市电的过零信号控制所述可控硅的导通或者断开。

本发明提出的即热式加热装置及其控制方法，该即热式加热装置包括即热式加热器以及与该即热式加热器连接的可控硅，在加热装置的工作过程中，实时监测其输入电压，当检测到输入电压发生变化时，根据变化后的所述输入电压和当前设定的加热功率，计算所述可控硅每连续预设数目个市电周期中，处于导通状态的市电周期的导通个数，并且根据计算得到的导通个数控制可控硅的导通与断开，以使即热加热器能够按照设定的加热功率稳定运行，也就是说，本发明能够实时地根据输入电压的变化，调整可控硅导通的个数，以使其输出的电压达到稳定，进而使加热装置的实际加热功率与设定的加热功率一致，以避免出现由于输入电压的不稳定而造成加热功率的波动，解决了现有技术中由于输入电压不稳定造成的加热装置的实际加热功率不稳定的技术问题。

附图说明

图1为本发明即热式加热装置的控制方法第一实施例的流程图；

图2为本发明即热式加热装置的控制方法第二实施例的流程图；

图3为本发明即热式加热装置第一实施例的功能模块示意图；

图4为本发明即热式加热装置第二实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种即热式加热装置的控制方法。参照图1所示，为本发明即热式加热装置的控制方法第一实施例的流程图。

在本实施例中，该即热式加热装置的控制方法包括：

步骤S10，实时监测所述即热式加热装置的输入电压；

步骤S20，当检测到所述输入电压发生变化时，根据变化后的所述输入电压和当前设定的加热功率，计算所述可控硅每连续预设数目个市电周期中，处于导通状态的市电周期的导通个数；

本发明实施例中的即热式加热装置可以是即热式饮水机、即热式饮水器等安装有即热式加热器的家用电器。以下以即热式饮水机为例进行说明，但是本发明并不局限于此。

上述即热式加热装置中设置有即热式加热器以及与该即热式加热器连接的可控硅，该加热装置中还设置有MCU单元(Microcontroller Unit，微控制单元)，MCU单元是一种微处理单元，用于做一些计算、信号的收发等控制，可控硅连接在即热式加热器与MCU单元之间，该加热装置中还设置有与MCU单元连接的输入电压检测单元，该电压检测单元用于检测加热装置的输入电压，即能够实时地检测市电的波动，并且将检测到的输入电压发送到MCU单元。

在即热式饮水机的加热过程中，对加热装置的输入电压进行实时监测，以检测电压是否发生波动，即输入电压是否发生变化，当检测到输入电压发生变化时，根据变化后的输入电压和当前设定的加热功率，计算可控硅每连续预设数目个市电周期中，处于导通状态的市电周期的导通个数。

关于市电周期，可以理解的是，对于220V的市电来说，其频率为50Hz，则市电周期为0.02S，若想要通过可控硅的导通与断开得到110V的输出电压，则需要每连续一定数目的市电周期中，有一半的市电周期中可控硅是处于导通状态的，以市电周期为0.02S为例进行说明，在连续10个市电周期中，即0.2S中，需要控制可控硅在5个市电周期中处于导通状态，即在0.2S内，需要有0.1S的导通状态。

具体地，关于导通个数的计算，参照以下步骤：

根据当前设定的所述加热功率计算输出电压Uo；

关于可控硅，可控硅在预设数目个市电周期内导通的市电周期个数越多，其输出的电压越大，则即热式加热器的加热功率就越大。需要说明的是，若加热功率不为零，则输出电压Uo不为零，那么计算得到的导通个数N也是大于零的。并且，在计算导通个数时取整数。

其中，预设数目M可以根据需要预先设置，预设数目M越大，可控硅的可导通市电周期的个数的可调整范围就越大。可选地，预设数目M为10-30个，作为一种实施方式，预设数目为20个。

在计算输出电压时，先获取当前设定的加热功率，然后按照公式P＝Uo²/R计算输出电压Uo，其中，电阻值根据具体的加热电路的实际情况进行确定，该电阻值为固定值。按照公式N＝(Uo/Ui)*M计算出N，其中Uo为实时检测到的，M为预先设定的常数。

步骤S30，根据计算得到的所述导通个数控制所述可控硅的导通与断开，以使所述即热式加热器按照所述加热功率进行加热。

对于即热式加热装置来说，其加热功率并不是恒定不变的，以即热式饮水机为例，其工作原理是：一边出热水，一边进行加热，当不出热水时，即热式加热器停止工作。一般是根据其出水温度对加热频率进行调节，在没有进行功率调节时，会控制饮水机按照当前设定的加热功率运行。

因此，实际的使用过程中，可控硅的实际输出电压并不是恒定的，而是根据调节后的加热功率确定的。在本实施例中，无论设定的加热功率是否发生变化，在计算可控硅的导通个数时，都是根据当前设定的功率进行计算，因此，即使在加热装置中，加热功率随着出水温度的改变而改变，出水温度越高，需要的加热功率越大，例如，出水温度为80摄氏度时的加热功率调节为800w，若此时输入电压发生变化，则按照变化后的输入电压以及当前的加热功率为800w计算可控硅的导通个数，使得按照计算后的导通个数仍然能够满足可控硅的输出电压能够达到加热功率为800w；若出水温度为90摄氏度时的加热功率调节为1kw，则在计算导通个数时，按照加热功率为1kw进行计算。

也就是说，在本实施例中计算可控硅的导通个数时，均是按照检测到输入电压发生变化时设定的加热功率进行计算的，目的就是保证加热装置能够按照当前设定的加热功率稳定的运行。

在本实施例中，通过控制可控硅间歇性的导通与断开，使即热式加热器按照设定加热功率进行加热，具体地，可以参照以下步骤：

根据计算得到的所述导通个数，控制所述可控硅在每连续预设数目个市电周期中，有连续所述导通个数的市电周期内处于导通状态、在除所述导通个数的市电周期之外的其他市电周期内处于断开状态。在这个过程中，可以根据检测到的市电的过零信号控制所述可控硅的导通或者断开。

具体地，由于市电是一种交流电，它的波形是一种正弦波，因此，在电流换向时有一个零点信号，每一个市电周期能够检测到两个零点信号，以在每20个连续的市电周期内，有连续10个市电周期是导通的，有连续10个市电周期是断开的为例进行说明，可以在可控硅处于导通状态下，连续检测到20个零点信号时，控制可控硅断开，在然后在断开状态下，连续检测到20个零点信号时，控制可控硅导通。

本实施例提出的即热式加热装置的控制方法，该即热式加热装置包括即热式加热器以及与该即热式加热器连接的可控硅，在加热装置的工作过程中，实时监测其输入电压，当检测到输入电压发生变化时，根据变化后的所述输入电压和当前设定的加热功率，计算所述可控硅每连续预设数目个市电周期中，处于导通状态的市电周期的导通个数，并且根据计算得到的导通个数控制可控硅的导通与断开，以使即热加热器能够按照设定的加热功率稳定运行，也就是说，本发明能够实时地根据输入电压的变化，调整可控硅导通的个数，以使其输出的电压达到稳定，进而使加热装置的实际加热功率与设定的加热功率一致，以避免出现由于输入电压的不稳定而造成加热功率的波动，解决了现有技术中由于输入电压不稳定造成的加热装置的实际加热功率不稳定的技术问题。

基于第一实施例提出本发明即热式加热装置的控制方法的第二实施例。参照图2所示，在本实施例中，在步骤S10之前，该即热式加热装置的控制方法还包括：

步骤S30，当检测到所述输入电压发生变化时，判断所述输入电压在预设时间间隔内的变化值是否大于预设阈值；

为了避免过于频繁的对于可控硅的市电周期的导通个数的调整，在步骤S10之前，先判断电压在预设时间间隔内的变化值是否大于预设阈值，当大于阈值时，在进行导通个数的计算，若小于或者等于所述预设阈值，则说明电压的变化比较小，其浮动造成的功率浮动不大，则不必对可控硅的导通个数进行调节，其中，预设阈值的大小可以由用户根据需要进行设置。

本发明还提出一种即热式加热装置。

参照图3所示，为本发明即热式加热装置第一实施例的功能模块示意图。

在该实施例中，该即热式加热装置包括：

监测模块10，用于实时监测所述即热式加热装置的输入电压；

计算模块20，用于当检测到所述输入电压发生变化时，根据变化后的所述输入电压和当前设定的加热功率，计算所述可控硅每连续预设数目个市电周期中，处于导通状态的市电周期的导通个数；

在即热式饮水机的加热过程中，监测模块10对加热装置的输入电压进行实时监测，以检测电压是否发生波动，即输入电压是否发生变化，当监测模块10检测到输入电压发生变化时，计算模块20根据变化后的输入电压和当前设定的加热功率，计算可控硅每连续预设数目个市电周期中，处于导通状态的市电周期的导通个数。

具体地，关于导通个数的计算，计算模块20还用于：

根据当前设定的所述加热功率计算输出电压Uo；以及按照以下公式计算所述导通个数N＝(Uo/Ui)*M，其中，Ui为变化后的输入电压，M为所述预设数目。

关于可控硅，可控硅在预设数目个市电周期内导通的市电周期个数越多，其输出的电压越大，则即热式加热器的加热功率就越大。需要说明的是，若加热功率不为零，则输出电压Uo不为零，那么计算模块20计算得到的导通个数N也是大于零的。并且，在计算导通个数时取整数。

在计算输出电压时，计算模块20先获取当前设定的加热功率，然后按照公式P＝Uo²/R计算输出电压Uo，其中，电阻值根据具体的加热电路的实际情况进行确定，该电阻值为固定值。计算模块20按照公式N＝(Uo/Ui)*M计算出N，其中Uo为实时检测到的，M为预先设定的常数。

控制模块30，用于根据计算得到的所述导通个数控制所述可控硅的导通与断开，以使所述即热式加热器按照所述加热功率进行加热。

控制模块30按照计算得到的导通个数N控制可控硅的导通与断开。

因此，实际的使用过程中，可控硅的实际输出电压并不是恒定的，而是根据调节后的加热功率确定的。在本实施例中，无论设定的加热功率是否发生变化，计算模块20在计算可控硅的导通个数时，都是根据当前设定的功率进行计算，因此，即使在加热装置中，加热功率随着出水温度的改变而改变，出水温度越高，需要的加热功率越大，例如，出水温度为80摄氏度时的加热功率调节为800w，若此时输入电压发生变化，则计算模块20按照变化后的输入电压以及当前的加热功率为800w计算可控硅的导通个数，使得按照计算后的导通个数仍然能够满足可控硅的输出电压能够达到加热功率为800w；若出水温度为90摄氏度时的加热功率调节为1kw，则计算模块20在计算导通个数时，按照加热功率为1kw进行计算。

控制模块30根据计算得到的所述导通个数，控制所述可控硅在每连续预设数目个市电周期中，有连续所述导通个数的市电周期内处于导通状态、在除所述导通个数的市电周期之外的其他市电周期内处于断开状态。在这个过程中，控制模块30可以根据检测到的市电的过零信号控制所述可控硅的导通或者断开。

具体地，由于市电是一种交流电，它的波形是一种正弦波，因此，在电流换向时有一个零点信号，每一个市电周期能够检测到两个零点信号，以在每20个连续的市电周期内，有连续10个市电周期是导通的，有连续10个市电周期是断开的为例进行说明，可以在可控硅处于导通状态下，连续检测到20个零点信号时，控制模块30控制可控硅断开，在然后在断开状态下，连续检测到20个零点信号时，控制模块30控制可控硅导通。

本实施例提出的即热式加热装置，该即热式加热装置包括即热式加热器以及与该即热式加热器连接的可控硅，在加热装置的工作过程中，实时监测其输入电压，当检测到输入电压发生变化时，根据变化后的所述输入电压和当前设定的加热功率，计算所述可控硅每连续预设数目个市电周期中，处于导通状态的市电周期的导通个数，并且根据计算得到的导通个数控制可控硅的导通与断开，以使即热加热器能够按照设定的加热功率稳定运行，也就是说，本发明能够实时地根据输入电压的变化，调整可控硅导通的个数，以使其输出的电压达到稳定，进而使加热装置的实际加热功率与设定的加热功率一致，以避免出现由于输入电压的不稳定而造成加热功率的波动，解决了现有技术中由于输入电压不稳定造成的加热装置的实际加热功率不稳定的技术问题。

基于第一实施例提出本发明即热式加热装置的第二实施例。参照图4所示，在本实施例中，该即热式加热装置还包括：

判断模块40，用于当检测到所述输入电压发生变化时，判断所述输入电压在预设时间间隔内的变化值是否大于预设阈值；

计算模块30还用于：当所述输入电压在预设时间间隔的变化值大于预设阈值时，根据变化后的所述输入电压和当前的设定的加热功率，计算所述可控硅每连续预设数目个市电周期中，处于导通状态的市电周期的导通个数。

为了避免过于频繁的对于可控硅的市电周期的导通个数的调整，在计算导通个数之前，判断模块40先判断电压在预设时间间隔内的变化值是否大于预设阈值，当大于阈值时，计算模块30进行导通个数的计算，若小于或者等于所述预设阈值，则说明电压的变化比较小，其浮动造成的功率浮动不大，则不必对可控硅的导通个数进行调节，其中，预设阈值的大小可以由用户根据需要进行设置。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

另外，在发明中涉及“第一”、“第二”等等的描述仅描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种即热式加热装置的控制方法，其特征在于，所述即热式加热装置包括即热式加热器和与所述即热式加热器连接的可控硅，所述即热式加热装置的控制方法包括：

实时监测所述即热式加热装置的输入电压；

根据计算得到的所述导通个数控制所述可控硅的导通与断开，以使所述即热式加热器按照所述加热功率进行加热；

其中，所述根据变化后的所述输入电压和当前设定的加热功率，计算所述可控硅每连续预设数目个市电周期中，处于导通状态的市电周期的导通个数的步骤包括：

根据当前设定的所述加热功率计算输出电压Uo；

2.根据权利要求1所述的即热式加热装置的控制方法，其特征在于，所述根据变化后的所述输入电压和当前的设定的加热功率，计算所述可控硅每连续预设数目个市电周期中，处于导通状态的市电周期的导通个数的步骤之前，所述即热式加热装置的控制方法还包括：

3.根据权利要求1-2中任一项所述的即热式加热装置的控制方法，其特征在于，所述根据计算得到的所述导通个数控制所述可控硅的导通与断开的步骤包括：

4.根据权利要求3所述的即热式加热装置的控制方法，其特征在于，在所述根据计算得到的所述导通个数控制所述可控硅的导通与断开的过程中，根据检测到的市电的过零信号控制所述可控硅的导通或者断开。

5.一种即热式加热装置，其特征在于，所述即热式加热装置包括即热式加热器和与所述即热式加热器连接的可控硅，所述即热式加热装置还包括：

监测模块，用于实时监测所述即热式加热装置的输入电压；

控制模块，用于根据计算得到的所述导通个数控制所述可控硅的导通与断开，以使所述即热式加热器按照所述加热功率进行加热；

其中，所述计算模块还用于：根据当前设定的所述加热功率计算输出电压Uo；以及按照以下公式计算所述导通个数N＝(Uo/Ui)*M，其中，Ui为变化后的输入电压，M为所述预设数目。

6.根据权利要求5所述的即热式加热装置，其特征在于，所述加热时加热装置还包括：

7.根据权利要求5至6中任一项所述的即热式加热装置，其特征在于，所述控制模块还用于：控制所述可控硅在每连续预设数目个市电周期中，有连续所述导通个数的市电周期内处于导通状态、在除所述导通个数的市电周期之外的其他市电周期内处于断开状态。

8.根据权利要求7所述的即热式加热装置，其特征在于，所述控制模块还用于：在所述根据计算得到的所述导通个数控制所述可控硅的导通与断开的过程中，根据检测到的市电的过零信号控制所述可控硅的导通或者断开。