CN1083086C - 微波炉的控制器 - Google Patents

Abstract

一种改进的微波炉控制器能够使其避免因错操作所造成的不必要加热，该控制器包括一个加热元件；一个控制电源向加热元件供电的功率开关；一个选择功能的开关组件；一台微机；以及一个根据微机的输出控制信号和开关组件所用的一个信号来控制功率开关的控制器。

Description

微波炉的控制器

本发明涉及的是用于微波炉的控制器，具体地说涉及的是一种能够避免微波炉的误操作所引起的不必要加热的改进的微波炉控制器。

众所周知，通常利用程序式控制器，例如微机来控制微波炉的各种功能。但在微机中，失控现象，即当微机因噪声而使微机过载时可能会发生失控现象，这样就会由于微机中程序计算器的错误运行或其他错误而使电功率错误地输送到加热元件上。

现参照图1，微波炉的传统控制器包括一个将电功率输送到各相应元件上的交流电源10以及控制电压供电的功率控制器11和12。此外，有一个用于对加热室(未示出)内部进行照明的灯泡13以及一个驱动风扇(未示出)来冷却磁控管19的风扇马达14。有一个变压器16，当电功率被输送到变压器16的初级线圈15上时，该变压器将电功率转变成足够高的电压以驱动磁控管19。一端通过电容器20与磁控管19的灯丝(filament)相连、而另一端接地的主次线圈17以及两端均与磁控管19的灯丝相连的副次级线圈18，用于将变压器16的高压输送到磁控管19上。当高压经上述灯丝从主、副次级线圈输送到磁控管19上时，该磁控管产生所需要的能量。电容器20被连接在主次级线圈17和磁控管19灯丝之间，使主次级线圈17的电压电平增高。二极管21以与主次级线圈17并联的方式连在电容器20和磁控管19的公节点之间，以防止主次级线圈17中出现过载电压。电功率控制器11和12包括由继电器线圈23和25驱动的转换开关22和24。由可控硅整流器29和三极管37的串接电路将继电器线圈23转换到DC电源26，而通过三极管40将继电器线圈25转换到DC电源26。此外，二极管27和28分别与线圈23和25并联连接，以防止线圈23和25出现过载电流。将电阻31连在可控硅整流器29的阴极和栅极之间。电阻32和二极管33被依次串接在可控硅整流器29的栅极和起动开关34之间。二极管33和起动开关34之间的接点与微机30的输入端IN相连，而起动开关34的另一端与微机30的扫描信号输出端SCN相连。三极管37的基极通过电阻35与微机30的起动信号输出端S相连，从三极管37的基极到接地之间接有一个电阻36。这里，可控硅整流器29和三极管37构成了控制电源向继电器线圈23供电的开关电路。三极管40的基极通过电阻38与微机30的功率控制输出端PWR相连，电阻39使三极管40的基极接地。此外，还有一个根据微机30的报警信号输出端AL的信号输出控制扬声器43的扬声器控制器42，以及有一个根据微机30的显示信号输出端D的输出信号显示烹煮时间等的显示单元41。上述结构相应于美国专利US4,481,392等描述的结构，本说明书结合该结构进行说明(作为参考)。

现在参照图2和3对微波炉的传统控制器的运行进行描述。

首先，如图2A所示，从微机30的扫描信号输出端SCN输出每个都有恒定频宽比的脉冲信号50-54。当起动开关34如图2B所示接通时，脉冲信号50-54被加到可控硅整流器29的栅极和微机30的输入端IN上。接收到扫描信号的微机30检测是否有至少两个连续脉冲信号被输入到该微机中，以防止出现错误运行。如果检测到有连续脉冲信号，则微机30检查微波炉的门是打开还是关闭，并检查是否设定了预定加热时间。结果，如果没有反常现象，则如图2D所示，微机30在时间t3时通过起动信号输出端S输出起动信号。此外，过了预定时间B以后，微机30在时间t4从另点Q检查输入到输入端IN′的信号电子。在图2A到2G中，由于可控硅整流器29在时间t4为断路状态，所以Q处的信号电平变成高电平电压，微机30停止产生起动信号并停止加热运行。如果Q点状态为高电位，则微机不产生起动信号。在此情况下，例如继电器23继续保持断路状态，则报警信号输出端AL的输出信号继续保持断路状态。但如果起动开关34(如图3B所示)在时间t1-t5保持接通，则可控硅整流器29由脉冲53导通，在时间t4时Q点的信号变为低电平。所以，在时间t4以后，继续产生起动信号，并可进行加热运行。

在预定时间B过后，不能产生功率控制信号PWR。如果微机30判断Q点的信号电平在时间t4时为低电平，则从功率控制端PWR输出功率控制信号。但如果在时间t4时Q点的电位为高电平，就不产生功率控制信号，继电器开关24不闭合。此时，即使继电器开关22因其错误运行而闭合，当时间t4时的电位为高电平时，磁控管19也不运行。但如果微机30判断在Q点的电位为低电平时，则该微机通过报警信号端AL输出脉冲信号，所以扬声器43激励，微机30的显示器41上显示出加热时间下降。因此，当显示器41上所示的加热时间为零时，微机30停止加热运行。

但传统微波炉传统控制器的缺点在于只用起动开关接通功率继电器，所以当采用若干个开关来控制加热设备时，不足之处在于每个开关都需要相应的开关控制器。此外，为了改变电压电平，要求接通和断开一个继电器时，同时应接通另一个继电器，所以必须要有至少两个继电器。另外，如果继电器的运行电路没与直接串接在该电路中的开关(例如门开关)相连，则当打开微波炉的门时，微波炉就可能错误地进行加热运行。

所以，本发明的目的在于提供一种能克服传统微波炉控制器中存在的缺陷的微波炉控制器。

本发明的另一个目的在于提供一种能避免由微波炉错误运行后造成的不必要加热运行的微波炉控制器。

为完成上述目的，所提供的微波炉控制器包括一个产生热能的加热元件；一个控制电源向加热元件供电的功率开关；一个包括若干用于选择所需功能的开关的开关组件；一台用于按照预定时间间隔将扫描信号输出给开关组件并根据开关组件输出的键入输入信号输出预定控制信号的微机；以及一个根据微机输出的控制信号以及开关组件所用的一个信号来控制功率开关的控制器，其中控制信号包括一个闭锁信号，在检测到开关输出信号以后，该闭锁信号保持预定状态，而且其电位与开关输出的扫描信号电位相同，该扫描信号是由对应于开关组件输出的扫描信号的运行模式进行选择的，上述控制信号还有一个功率输出信号，当闭锁信号变成预定状态后，该功率输出信号从第一状态转变成第二状态，而经过另一段时间后，该输出信号就保持第一状态。

图1为传统微波炉控制器的电路示意图；

图2A到2G为表示图1中各对应元件的波形的示意图；

图3A到3G为表示图1中各对应元件的波形示意图；

图4为本发明的微波炉控制器的电路示意图；

图5A到5I为表示图4中各对应元件的波形的示意图；

图6A到6I为表示图4中各对应元件的波形的示意图；

图7为本发明的微波炉控制器的流程图。

与上述传统技术相同，参照图4，本发明微波炉控制器中有一个交流电源10，一个变压器16，一个磁控管19，一个电容器20和一个二极管21。当微波炉的门打开或关闭时，开关61断开或闭合，由此有选择地接通或断开-12V直流电的供应。一个继电器用于向变压器16切换交流电，其中，线圈63和二极管64并联。控制信号从三极管65的集电极供给继电器62。偏置电阻66被连接在三极管65的基极和发射极之间，而该三极管的基极通过一个基极电阻67与微机90的功率控制端PWR相连，以便接通或断开继电器62。通过一个反向电流隔直二极管68使三极管65的发射极与三极管69的集电极相连。将三极管69的发射极与电源电压Vcc相连，而将该三极管的基极通过一个电阻70连到节点A。三极管69的基极和发射极之间接有一个偏置电阻71。此外，在节点A和电源电压之间接有一个电容器72。节点A通过一个二极管73和一个电阻74连到矩阵结构的开关组件75上，以选择所希望的微波炉功能。另外，在三极管69的集电极和反向电流隔直二极管68之间的节点B通过一个反向电流隔直二极管76和一个基极电阻77与三极管78的基极相连，从而闭锁三极管69。用一个偏置电阻79将三极管78的基极和发射极相连，然后再将该三极管78的基极和发射极接到微机90的闭锁端LATCH，而该三极管的集电极通过电阻80接到节点A。微机90包括一个用于接收交变同步信号的交变输入端INT，一个用于接通或断开三极管65的功率控制端PWR，一个用于对三极管78的发射极的电功率进行闭锁的闭锁端LATCH，用于接收键入输入信号的键入输入端K1-K4，以及用于输出扫描信号的扫描信号输出端SCN1-SCN4。

现在将对本发明微波炉控制器的运行情况进行描述。

首先如图5A至5I所示，微机90将各个均有预定时间间隔的扫描信号SN1-SN4输出送到对应的扫描输出端SCN1-SCN4，从而对开关组件75进行扫描。此时，在开关组件75的各开关SW1，SW2，…SWn中，如果开关SW1处于图5E所示的输入模式，微机90就向闭锁端LATCH输出如图5F所示波形的信号。这时图5F的波形和图5A的图形相同。此外，在开关组件75的各开关中，如果开关SW2和SW3分别处于输入模式，则微机90将图6E所示的信号SN2+SN3输出送到闭锁端LATCH，所述图6E中的信号SN2+SN3是利用对图6B和6C所示扫描信号SN2和SN3求出逻辑“或”结构后得到的。但是如果开关组件75的开关中没有输入模式，则从闭锁端LATCH输出恒定的高电平信号。

例如，当对开关SW1被扫描为输入模式，并如图5E所示那样接通该开关时，就把从微机90的扫描信号输出端SCN1输出的图5A所示波形的扫描信号经开关SW1输入到键入输入端KY1，同时电容器72放电变成负电压。另外，将由上述方式放电的电压经电阻70加到三极管69的基极上，使三极管69导通。当三极管69导通时，电源电压V_cc经三极管69，二极管76和电阻77被加到三极管78的基极上，使三极管78导通。当三极管78导通时，由于电容器72放电，所以即使此后断开开关SW1，仍可锁住三极管69使其保持导通。此时与电容器72一端相连的节点A处的电压具有图5G所示的波形，该波形是根据图5A的波形得到的。

微机90测定输入到其键入输入端口KY1的信号，以便检查开关SW1的输出信号是否被输入。所以，如果过了预定时间K以后输入了开关SW1的输出信号，则微机持续输出信号到闭锁端LATCH的低电位。从闭锁端LATCH输出低电位信号以后，且在过了预定时间L以后，微机90在功率控制端PWR输出图5H所示波形的低电位信号。此时，如果微波炉门关闭，即如果门开关61闭合，则继电器62就如图5I那样接通。另外，微机90持续在功率控制端PWR输出具有恒定频宽比的脉冲信号，使微波灯按设计时间运行。所以三极管65周期地被导通，使电源电压V_cc加到继电器62上，将交流电供给变压器16。当供给变压器16次级线圈上的电压加到磁控管19上时，磁控管19开始振荡。因此，执行用户所选择的使用状态。当烹煮操作完成，设计时间过了以后，微机90在功率控制端PWR和闭锁端LATCH输出高电位信号，并分别切断三极管78和65以及切断继电器62，从而中止磁控管19的振荡。

其间，在开关SW2和SW3的输入模式下，同样操作在开关SW1的输入模式期间被执行，信号的波形如图6所示。即本发明的目的在于控制使用继电器62的微波炉的输出电位。

现在结合图7描述储存在微机中用来控制微波炉的程序的运行情况。

首先，如果微波炉开关组件75的开关SW1为输入模式进行扫描时，微机90在闭锁端LATCH输出与扫描信号SN1相同的信号。此外，如果对开关组件75的开关SW2和SW3为输入模式时，则微机90输出的信号和信号SN2+SN3相同，信号SN2+SN3是通过在闭锁端LATCH求出扫描信号SN2和SN3的逻辑“或”得到的。微机90检查开关SW1到SW3之间的某一开关是否接通。因而，如果开关未被接通，则执行相应的模式。如果有一个开关接通，经过预定时间K以后，微机90就在闭锁端LATCH输出低电位信号。经过另一个预定时间L以后，微机90在功率控制端PWR输出低电位信号。此外，过了设计时间以后，微机在功率控制端PWR和闭锁端分别输出高电位信号，磁控管停止振荡运行。

如上所述，根据本发明的微波炉控制器，在提供了若干个开关来控制微波炉运行的情况下，不要求为每个开关提供附加控制器，而只要用一个继电器来控制微波炉。此外，本发明的优点在于把继电器驱动电路与门开关串接，从而当微机错误地测定了门的打开/关闭状态时，微机并不进行加热运行。

Claims (3)

1.一种具有加热元件以产生热能的微波炉的控制器，包括：

用于控制电源向加热元件供电的功率开关；

包括若干个用于选择所需功能的开关的开关组件；

用于按照预定时间间隔将扫描信号输出给所述开关组件并根据开关组件扫描的键入信号输出预定控制信号的微机；以及

根据微机输出的控制信号及开关组件检测出的键入信号控制所述功率开关的控制设备，其中所述控制信号包括一个闭锁信号，在检测到一个开关的键入信号以后，该闭锁信号保持在预定状态，而且其电位与开关组件输出的扫描信号的相同，该开关是与所述开关组件输出的扫描信号相对应的操作方式选择的，上述控制信号还有一个功率输出信号，当闭锁信号变成预定状态后，该功率输出信号从第一状态转变成第二状态，而经过第二预定时间后，该输出信号就保持第一状态。

2.如权利要求1的控制器，其中所述的控制设备包括：

一个根据开关组件输出的信号进行充电的电容器；

一个用于根据所述电容器的充电量接通或断开供电电压的第一个三极管，所述电容器与该三极管的基极相连；

一个通过把所述第一个三极管的输出信号作用到其基极上而使其导通的第二个三极管，以便通过该三极管的集电极将其发射极上的闭锁信号传送给电容器；和

一个通过功率控制信号进行运行的第三个三极管，以便利用第一个三极管导通的供电电压的接通或断开来控制开关组件的运行。

3.根据权利要求1的控制器，进一步包括一个门开关，当与开关组件串接的微波炉门相应地被关闭和打开时，门开关也被关闭和打开。

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