CN108808621B - 用于具有电流保护电路的电烤炉的无线控制和状态监测 - Google Patents

Abstract

提供了一种防止不安全电流状况的装置和方法。一种保护电路可用于具有例如加热元件的一个或多个电负载的例如为电烤炉的装置中。保护电路可以防止各种故障情况，包括但不限于接地故障、过载电流、驱动器故障和微处理器故障的情况。微处理器可以进一步与远程装置无线通信并且无线地传送指示错误的错误代码，并且接收来自远程装置的用于控制温度或关闭烤炉的控制信号。远程装置还可以接收工作参数并在出错时创建电烤炉状况的日志。

Description

用于具有电流保护电路的电烤炉的无线控制和状态监测

相关申请

本申请是于2016年7月1日提交的序列号为15/200,687的申请的部分继续，此处引用其全部内容供参考。

技术领域

本发明一般涉及电烤炉，更具体地说，涉及具有先进电路的电烤炉，以防止危险、故障和意外的电流状况。电烤炉可以进一步包括无线控制器，用于与远程装置无线通信，以便传送工作参数并无线控制和监控烤炉。

背景技术

对电烤炉的期望越来越高。尤其是因为城市人口在不断扩大。许多城市或其它环境可能不轻易允许使用传统的燃气或炭烤炉。例如，许多城市居民居住在带阳台的公寓住宅或公寓大楼中，他们希望在那里使用烤炉。由于烟雾、气体或其它问题，使用典型的木炭或燃气烤架可能是不允许或不可取的。

有许多可用的电烹饪装置，如乔治·福尔曼牌烤架(和类似的装置)、帕尼尼(panini)压力锅、电烤架等等。然而，这些现有技术的电烹饪装置通常旨在用于室内使用，并且不被设计或构造用于恶劣环境或苛刻环境中，在这些环境中它们可能因高热、如日照和雨淋的天气条件、以及食物中的脂肪或来自清洁剂的酸而劣化。这些恶劣的条件可能会导致电子组件劣化，进而可能导致电流泄漏或其它不安全的情况。

因为现有技术的电烹饪装置通常用于室内环境，所以典型的壁装插座电流保护方案通常足以满足这些装置的要求。这些装置也可能依靠地线进行保护。一些现有技术的电路包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)来调节电流。但其它现有技术电路都是热敏的。然而，在电烤炉中需要先进的保护电路，其能够对组件的故障作出响应，所述故障包括但不限于引起不适当电流状况的那些故障，例如那些可能在恶劣环境中发现或由恶劣环境引起的故障。

例如，名称为“具有加热保护电路的电子装置及其加热保护方法(ElectronicDevice with Heating Protection Circuit and Heating Protection MethodThereof)”的美国专利8,263,911公开了一种电子装置，其中控制模块产生的控制信号可辅助加热保护电路来正确判断加热信号是否失效或控制元件的控制电压是否异常，然后自动控制加热模块停止加热。加热保护电路使用与控制模块和加热开关模块耦合的MOSFET。相比之下，本发明的一些实施例使用机电和数字逻辑的组合来检测多种不同类型的故障状况，这些故障状况根本无法通过MOSFET加热保护电路检测到。

其它现有技术装置、称为热响应电路，当加热元件达到阈值温度时，可以关闭。例如，名称为“温度控制电路(Temperature Control Circuit)”的美国专利8,097,835公开了一种温度检测模块，该模块检测电子装置的温度以向保护模块和微处理器输出检测信号。保护模块控制微处理器的状态。但是这种热响应电路不适用于可能导致组件故障的恶劣环境和电流状况。实际上，故障部件可能导致电流泄漏，这并不总是与加热元件过热相关联。即使加热元件处于正常温度，也可能发生危险的电流状况。

因此，需要一种电烤炉，包括带有一个或多个独立控制的加热元件的烤炉，具有保护电路，除其它状况外，该保护电路尤其能够防止短路、过载电流、驱动器故障和/或微控制器故障。此外，还需要一些实施例，用于一种能够与例如手机或平板电脑的远程装置无线通信的电烤炉，以控制电烤炉并向用户传送工作信息。这种电烤炉可以由用户远程监控，其中用户可能能够查看工作信息并远程控制烤炉。例如，电烤炉可以无线传送工作参数，包括电烤炉的烹饪状态，以及电烤炉是否正常工作的指示(如果没有，指示发生了哪种类型的错误)。

发明内容

本发明克服了已知电烹饪装置的许多缺陷并为电烤炉提供了新的特征和优点。例如，本发明提供了保护电路，该保护电路在出现故障、意外和/或危险的电流状况的情况下切断加热元件的电源。此外，本发明的实施例提供了一种与远程装置无线通信的电烤炉，并将各种工作信息(包括危险电流状况的发生)传达给用户。

本发明大体上提供了具有配置成防止不安全的电流状况的微处理器和电路的电烤炉。例如，本发明的实施例包括一种用于监控电烤炉的状态的系统，所述系统具有至少一个可连接到电压线路和中性线路的加热元件；霍尔效应传感器，其配置为测量流过所述至少一个加热元件的电流；接地故障检测单元，其配置为检测所述电压线和所述中性线路之间的接地故障错误；无线控制器；和微处理器，该微处理器与霍尔效应传感器、接地故障检测单元和无线控制器通信；其中，所述微处理器被适配和配置以经由所述无线控制器无线地发送信号到远程装置以及从远程装置接收信号。

此外，微处理器可以被适配和配置为通过将来自霍尔效应传感器的电流读数与预定的电流阈值进行比较来识别过载电流错误，并且响应于过载电流错误向远程装置无线发送错误代码。微处理器可以被适配和配置为通过将来自霍尔效应传感器的电流读数与预期电流进行比较来识别电流错误，并且响应于电流错误而将错误代码无线地发送到远程装置。更近一步，微处理器可以被适配和配置为从接地故障检测单元接收指示接地故障错误的信号，并且还被适配和配置为响应于接地故障错误而将错误代码无线地发送到远程装置。

在一些实施例中，微处理器连接到继电器或三端双向可控硅开关元件驱动器，用于控制输送到至少一个加热元件的电流。在附加特征中，微处理器可以被适配和配置为无线地接收来自远程装置的“关闭”信号，并且作为响应，禁止电流被传递到至少一个加热元件。更近一步，实施例可以包括烹饪箱和用于测量烹饪箱内的温度的至少一个温度感测装置，其中温度感测装置与微处理器进行电子通信。本发明还可以包括与微处理器进行电子通信的显示器，其中微处理器被适配和配置为在显示器上显示温度。微处理器可以进一步被适配和配置为响应于来自远程装置的无线信号在摄氏度或华氏之间切换温度显示。

此外，微处理器可以被适配和配置为将烹饪箱内部的温度无线传输到远程装置。此外，微处理器可以被适配和配置为记录电烤炉的工作参数并且将工作参数无线传送到远程装置。微处理器对工作参数的传输可以被适配和配置为连续的，或者微处理器的工作参数的传输可以被适配和配置为响应于错误而进行。工作参数可以包括温度测量。此外，工作参数可以包括指示加热元件已经激活的时间量的计时器。微处理器可以是具有自检引脚的芯片，并且无线控制器可以被适配和配置为响应于指示微处理器错误的自检信号而无线地发送侵蚀代码给远程装置。

另外的实施例提供一种用于无线监控电烤炉状态的系统，包括具有保护电路的电烤炉，所述保护电路包括与接地故障检测单元和霍尔效应传感器电子通信的微处理器；和与微处理器进行电子通信的无线控制器；其中，微处理器被配置为从接地故障检测单元和霍尔效应传感器接收电子信号；以及其中，所述微处理器进一步被适配和配置为确定错误的发生并且作为响应而无线地传送错误代码。此外，远程装置可以被适配和配置用于与无线控制器进行无线通信，其中远程装置被适配和配置为无线地接收错误代码。此外，远程装置可以被适配和配置为在显示器上显示指示与接收到的错误代码相对应的错误类型的消息。远程装置可以是手机、平板电脑和/或计算机。

还提供了一种用于无线监控电烤炉状态的方法，包括以下步骤：使用与接地故障检测单元和霍尔效应传感器通信的微处理器来检测电烤炉工作中的错误；将指示错误的错误代码无线地发送到远程装置。该方法可以另外包括以下步骤：使用微处理器与温度感测装置通信以测量电烤炉的温度；使用微处理器来确定电烤炉的激活时间；和无线传输电烤炉的温度和激活时间至远程装置。

在另外的实施例中，该方法包括使用远程装置在远程装置处显示指示接收到的错误的消息；和使用远程装置在存储器中创建和存储日志，其中日志包括错误代码、电烤炉的温度以及电烤炉的激活时间。远程装置可以通过互联网传送日志。所公开的方法还包括使用远程装置通过互联网传送日志的步骤；在电烤炉的显示器上显示电烤炉的温度的步骤；以及使用远程装置在摄氏温度和华氏温度之间无线切换显示的步骤。

本发明的一个目的是提供一种保护电路，其允许电烤炉长时间保持在室外环境中而不产生危险的电状况和/或保护烤炉的部件。

本发明的另一目的是提供一种可安全地用于室外或恶劣环境中的电烤炉。

本发明的另一目的是提供一种检测电流泄漏并通过禁止电流流动来响应的保护电路。

本发明的另一目的是提供一种保护电路，其检测接地故障并通过禁止电流的流动来响应。

本发明的另一目的是提供一种保护电路，其检测不平衡电流并通过禁止电流流动来响应。

本发明的又一个目的是提供一种保护电路，其检测过载电流并通过禁止电流的流动来响应。

本发明的另一个目的是提供一种保护电路，该保护电路检测出不同于期望电流汲取电流，并通过禁止电流的流动来进行响应。

本发明还有一个目的是提供一种保护电路，该保护电路包括微处理器并可以检测微处理器何时进入异常工作状态。

本发明的又一个目的是当检测到不安全的工作状况或故障情况时禁止电流流过电烤炉。

本发明的进一步目的包括向远程装置无线传送指示错误的错误代码。此外，本发明的目的包括在远程装置处显示电烤炉的工作参数，并且控制来自远程装置的电烤炉。

本发明的又一个目的是提供一种保护电路，该保护电路可以用在电烤炉或其它装置上，用于室内和/或室外使用，以防止不希望的、不安全的和/或意外的电流状况。

发明人对术语的定义

本专利权利要求中使用的术语旨在具有与法律要求一致的最宽泛含义。在可能的备选含义下，意指最宽泛的含义。权利要求中使用的所有词语都旨在以英语语言和语法的正常习惯用法使用。

附图说明

根据以下描述和附图，本发明已陈述的和未陈述的特征、目的和优点(有时以单数形式使用，但不排除复数形式)将变得显而易见，其中相同的附图标记表示各种视图中的相同元件，并且其中：

图1A是本发明的示例性电烤炉的正视图。

图1B是通过本发明的代表性电烤炉的典型烹饪表面、示出了内部部件的顶部示意图。

图2是本发明的保护电路的一个实施例的示意图。

图3是示出由本发明的一个或多个三端双向可控硅开关元件驱动的一个或多个加热元件的独立视图的示例性示意图。

图4是示出用于生成本发明的跳闸控制信号的电流互感器的独立视图的示例性示意图。

图5是本发明的微处理器和可连接到微处理器的示例性输入和输出的独立视图。

图6是示出本发明的微处理器检测意外电流或过载电流状况的流程图。

图7是包括无线控制器的本发明的保护电路的一个实施例的示意图。

图8A是示出在中等温度范围内工作的电烤炉的示例性温度波动的曲线图。

图8B是示出在低温范围内工作的电烤炉的示例性温度波动的曲线图。

图8C是示出在高温范围内工作的电烤炉的示例性温度波动的曲线图。

图9是与远程装置无线通信的电烤炉的示例性示意图。

图10是示出基于在烤炉的加热元件附近进行的测量来显示烤箱内的估计环境温度的示例性曲线图。

具体实施方式

以下阐述的是当前被认为是所要求保护的发明的优选实施例或最佳代表性示例的内容。仔细考虑了对实施例和优选实施例的将来和现在的代表或修改。在功能、目的、结构或结果方面作出实质性改变的任何变更或修改，都旨在被本专利的权利要求所涵盖。本发明可以用在具有数字电源的电烤炉上和/或作为其一部分，如在由申请人提交并且具有申请号15/200,759的名称为“数字电源(Digital Power Supply)”共同待审专利申请、以及与本申请同一天提交的名称为“具有无线监控和控制的数字电源(Digital Power Supplywith Wireless Monitoring and Control)”的共同待审专利申请(两者均转让给韦伯史蒂芬产品有限责任公司(Weber-Stephen Products LLC))中所讨论的，并且通过引用全部都包含在此。

在恶劣或户外环境中使用电加热元件103、104产生对保护电路100的需求，保护电路100防止由于电烤炉510中的组件的潜在故障或误用而导致的危险电流情形。包括日照、雨淋、风、清洁剂、食品等之类的环境条件可能会使电气组件劣化，并导致短路、漏电或其它危险情况。在某些情况下，组件可能会永久劣化。在其它情况下，劣化组件、例如加热元件103、104可以在清洁或重新安装后回归到正常状态。在这两种情况下，都需要限制电流来保护用户。

保护电路100可以防止各种故障情况，包括但不限于接地故障、过载电流、驱动器故障以及微处理器113故障的情况。例如，当由例如电烤炉510的装置汲取的电流不匹配由该装置返回到壁装插座的电流时，发生接地故障(或不平衡电流)。通常情况下，这表示电流泄漏。泄漏电流对用户造成危害，特别是当电流流到电烤炉的壳体506时。在这种情况下，用户可能会感到电击。在另一种故障情况下，退化的组件可能导致电烤炉510汲取不安全的电流负载，导致所谓的“过载电流”。这可能会导致组件损坏并最终导致泄漏电流。在又一种故障情况下，加热元件103、104可以接收不一定不安全但与加热元件的工作模式不一致的电流负载。这种不一致表明驱动器故障，进而可能导致不安全的状况。进一步的故障情况涉及微处理器113的故障。由于微处理器113控制输送到加热元件的电流，其故障可能潜在地导致不可预测的电流负载。本发明的各个方案被设计为在一个或多个故障情况(包括上述指出的情况)被识别的情况下禁用电流。

图1A-图10示出了电烤炉510和优选保护电路100的优选实施例。举例来说，图1A和1B示出了代表性的电烤炉及其一些主要部件。图1A示出了电烤炉510的优选外部，包括外壳和盖506，左和右控制旋钮501和502以及显示器503可以安装在其上。电烤炉510包括用于连接到AC壁装插座的电源线507。左和右控制旋钮501和502以及显示器503连接到微控制器113上，在此更详细描述。如下文所述，还可以提供复位按钮511以供使用。

如图1B所示，左和右控制旋钮501和502可以分别与第一和第二加热元件103和104相关联，从而产生双烹饪区。图1B中还示出了代表性的炉排或烹饪表面512。每个加热元件103、104可以由旋钮501、502或与加热元件103、104相关联的其它控制器或用户输入来独立地控制。左旋钮501和右旋钮502可以位于烤炉外壳506的外部。旋钮501和502或本领域技术人员将理解的任何其它输入装置可连接到微处理器113上以设定一个或多个加热元件103、104的工作模式。虽然图1A和1B示出了控制两个加热元件103、104的两个旋钮501、502，但应该明白，保护电路100可以与用户输入装置和加热元件任意组合地使用，如本领域技术人员所理解的。

使用旋钮501和502或任何其它输入装置，用户通常为一个或两个加热元件103和104选择工作模式。工作模式可以包括期望的温度设置。在此进一步详细描述，微处理器113控制输送到加热元件103和104的电流，以实现期望的温度设置。微处理器113可以使用反馈回路为每个加热元件103和104实现期望的温度，在反馈回路中，微处理器从热电偶121和122接收电流或实时温度读数，所述热电偶121和122靠近各自的加热元件103和104放置。应该理解的是，虽然示出热电偶作为示例，但是可以使用任何已知的温度感测装置。本领域的普通技术人员将会认识到，可以使用各种类型和数量的旋钮、触摸板、加热元件、温度传感器和/或显示器。

电烤炉510优选包括显示器503和/或其它用户界面。显示器503可以连接到微处理器113上并且显示与一个或多个加热元件103、104的当前设置或工作相关的信息。例如，显示器503可以显示加热元件103和104的当前温度(通过热电偶121和122测量)以及用户已经经由旋钮501和/或502选择的期望温度。

图2和7中示出了保护电路100的优选实施例，其中虚线表示控制/数据线，而实线表示电源线。就通常、非限制性术语而言，图2示出了硬件部件和特殊配置的微处理器，其可以检测各种故障状况并且通过禁用到电烤炉510的电流流动来响应。保护电路100包括电流互感器105，用于测量在由装置汲取的电流与从装置返回的电流之间的电位差(如果存在)。提供接地故障检测单元117以评估差值(如果存在)并激活跳闸控制器118，这将导致锁存继电器106和/或107产生开路并由此停止电流的流动。此外，微处理器113接收来自霍尔效应传感器119的当前读数，并可使用这些当前读数来检测各种类型的危险状况。如果检测到危险状况，则微处理器113可激活跳闸控制器118以产生开路，或禁用三端双向可控硅开关元件驱动器111和/或112，以防止电流流向加热元件103和/或104。监察监控器可以可选地被提供来与微处理器113通信，并且在微处理器113不正常通信的情况下禁用三端双向可控硅开关元件108和/或109。

线路101和中性线路102可以从典型的壁装插座中汲取交流电流(AC)。传统的电源线507可用于使用典型的固定装置将线路101和中性线路102插入AC壁装插座。线路101和中性线路102还连接到一组一个或多个AC/DC功率转换器114，其提供包括显示器和/或微处理器的各种组件的基本电源需求。功率转换器114将交流电转换成具有3.3伏DC、5伏DC和15伏DC的线路的直流电流。这些DC线可以用于为电烤炉上的各种组件供电，例如一个或多个显示器、微处理器，等等。普通技术人员将会认识到，AC/DC功率转换器114可以用于提供任何电烤炉组件所需的任何级别的DC电压。

线路101和中性线路102还连接到电流互感器105，电流互感器105测量在从线路101流到加热元件103和/或104的电流与返回到中性线路102的电流之间的差值(如果存在)。电流中的电势差(如果存在)被通知给接地故障检测单元117，接地故障检测单元117评估电流差值以确定电流是否泄漏。换句话说，如果电路的损坏(无论是暂时的还是永久的)已经导致电流从任何组件泄漏，则通过中性线路102返回的电流将小于在线路101中汲取的电流。接地故障检测单元117检测到存在电流缺失。缺失电流表示存在危险的工作状况，因为它可能与用户接触，导致触电或导致其它组件失效。

在这种情况下，期望的响应是停止任何电流的流动，以避免电击、电死或组件损坏的风险。为了使电流停止流动，接地故障检测单元117激活跳闸控制器118，其继而打开机电锁存器106和107。如图2所示，锁存器106和107与加热元件103和104串联放置；因此，触发锁存器会导致开路，根据定义，这将阻止电流的流动。锁存继电器106和107可以是用于产生开路的机电开关，并且可以经由控制线连接到跳闸控制器118。当跳闸时，锁存继电器106和107可保持打开直到用户接合机械开关。作为一个示例，外壳506上的复位按钮511或其它机械开关可以与锁存继电器106和107相关联，以在锁存继电器已被跳闸之后将其复位到关闭位置。

图4中最佳地示出了接地故障检测单元117与锁存继电器106和107相互作用的示例性实施例。作为非限制性示例，接地故障检测单元117可以是例如由仙童(Fairchild)半导体公司制造的部件编号FAN4146ESX的接地故障断路器。放置电流互感器105来测量由接地故障检测单元117读取的电流差。如果电流差超过安全阈值，则接地故障检测单元117产生跳闸控制信号401，在此情况下，跳闸控制信号401被反馈到锁存继电器106和107，产生开路并停止电流的流动。打开电流泄漏装置的用户将受到保护，因为锁存继电器106和107的跳闸将导致开路，从而将对用户的电击风险或对装置的进一步损坏降至最低。本领域的技术人员会认识到，电流差的一定容差是允许的。

再次参考图2，设置降压变压器115，因为接地故障检测单元117的工作电压低于从线路101和中性线路102所提取的电压。线路101和中性电线路102连接到降压变压器115，降压变压器115通过全波整流器116提供较低的次级电压给接地故障检测单元117并且还提供给跳闸控制器118。降压变压器115具有将接地故障检测单元117和跳闸控制器118与线路101和中性线路102的高电压隔离的优点。替代地，它们在较低的次级电压下工作。本领域的技术人员会认识到，使用降压变压器来隔离在较低电压下工作的部件。降压变压器115具有将接地故障检测单元117与微处理器113分离的附加优点，这为微处理器113在接地故障/不平衡电流期间发生故障的情况下提供了额外的保护。微处理器113的故障不会阻止接地故障检测单元117识别接地故障/不平衡电流。同理，接地故障检测单元117的故障不会阻止微处理器113继续监控当前状况。

在正常工作期间，微处理器113通过控制加热元件103和104的电的流动来控制热量和温度设定。微处理器113还可以被配置为检测和响应异常工作状况，即具有增加的电死、触电或部件损坏的风险的状况。提供了在正常工作状况下对微处理器113的功能的讨论，随后是允许微处理器113检测和响应故障状况的特定配置。

在正常工作状况期间，微处理器113控制从线路101和中性线路102到加热元件103和104的电(并且因此热量和温度)。电路径通过线路101和中性线路102行进，它们连接通过电流互感器105，并进一步通过一系列锁存继电器106和107以及三端双向可控硅开关元件108和109。正如所理解的那样，三端双向可控硅开关元件是传导交流电的三个电极装置，或三极管。三端双向可控硅开关元件是一种固态双向开关。在此公开的保护电路100描述了使用三端双向可控硅开关元件来控制流向加热元件103和104的电流，但是应该理解，可以使用其它固态双向开关来代替与本发明一致的三端双向可控硅开关元件。加热元件103和104可以是电阻加热器，随着更多电流通过它们，其温度会升高。如本领域技术人员将会理解的，也可以使用其它类型的加热元件103、104。

三端双向可控硅开关元件驱动器111和112通过“断开”和“闭合”三端双向可控硅开关元件108和109来控制它们，以允许或防止电流传递到加热元件103和104。本领域的普通技术人员将会认识到，三端双向可控硅开关元件驱动器用于利用低压直流电源(例如微处理器)来控制高压三端双向可控硅开关元件(图2)。此外，三端双向可控硅开关元件驱动器111、112用于将装置与三端双向可控硅开关元件中潜在的高电流或电压隔离。三端双向可控硅开关元件驱动器111和112接合在微控制器113和三端双向可控硅开关元件108和109之间，同时保持微处理器113与三端双向可控硅开关元件108和109中的电压和电流隔离。

为了在正常工作期间实现用户期望的温度，微处理器113通过经由三端双向可控硅开关元件的三端双向可控硅开关元件驱动器111、112激活(或去激活)三端双向可控硅开关元件108和109来控制输送到加热元件103和104的电流。换句话说，微处理器113通过控制三端双向可控硅开关元件驱动器111和112来控制加热元件103和104的电流，从而控制温度。禁用的三端双向可控硅开关元件108和/或109产生一个开路，没有电流能够流通。

为了识别何时达到所需温度，微处理器113可接收来自位于每个加热元件103和104附近、或遍及烹饪箱中的其它地方的一个或多个热电偶121和122的温度反馈。图1B示出了与每个加热元件103和104相邻的热电偶121和122的代表性示例。微处理器113使用该反馈来调节传递到加热元件103、104的电流，直到达到由旋钮501和/或502选择的期望温度。结果，用户可以为加热元件103和104选择期望的工作模式(各自独立地)，并且微处理器113将控制输送的电流直到达到期望的温度设置。

图5示出了到达和来自微处理器113的示例性输入和输出，微处理器113可以使用来自热电偶121和/或122的反馈来调节流到加热元件103和/或104的电流，直到达到期望的温度。用户可以通过例如旋钮501或502之类的用户界面来选择期望的温度，并且以电子方式将其传送给微处理器113。本领域的普通技术人员将会理解，微处理器113可以包括内部或外部存储器508并与之通信，该存储器508包含用于执行计算和比较，以及本文所述的其它设置的软件指令。

作为可选的输入示例，微处理器113可以从过零检测单元110(图2)接收控制信号。每当通过降压变压器115测量的交流电流过零时，过零检测单元110发送控制信号。使用该信号，微处理器113可以识别交流电波形的当前状态。追踪过零使微处理器113能够以减少引入的谐波的方式打开和关闭三端双向可控硅开关元件108和109。

微处理器113可以被配置为识别在正常工作期间出现的危险状况。尽管接地故障检测单元117检测到泄漏电流，但是微处理器113还被具体配置为检测并响应存在的其它危险状况。如图2所示，微处理器113与跳闸控制器118和三端双向可控硅开关元件驱动器111和112通信，因此给微处理器113两种不同的方式来停止电流流动——如果它检测到故障状况，通过使锁存器106或107跳闸，或者通过禁用三端双向可控硅开关元件108和/或109。例如，图3示出了加热元件103和104与三端双向可控硅开关元件108、109以及锁存器106、107串联。实际上，打开锁存器106、107中的一个或三端双向可控硅开关元件108、109二者将停止所有电流的流动。

作为一个例子，微处理器113可以被配置为响应“过载电流”情形。过载电流状况是危险的，因为它们与组件故障和/或电子电路损坏的风险增加相关，这又可能是电流泄漏的先兆。当电路汲取的电流超过安全额定值时，就会发生过载电流情况。如果恶劣的环境导致例如加热元件的某些组件的电阻值发生变化从而导致汲取更高的电流，则会出现过载电流。但是，过载电流情形并不一定与电流不匹配相关。因此，地面故障检测单元117可能无法检测到过载电流，可能需要配置微处理器113来识别它。为此目的，霍尔效应传感器119向微处理器113发送指示流过三端双向可控硅开关元件108和109的电流的电流读数。霍尔效应传感器119测量通过一个或多个三端双向可控硅开关元件传送并到达加热元件103和104的电流。本文描述的保护电路公开了用于测量电流的霍尔效应传感器119，但是本领域技术人员将会认识到可以使用任何合适的电流传感器来代替霍尔效应传感器119。霍尔效应传感器119经由控制线连接到微处理器113，以向微处理器113传送多少电流正通过加热器103、104传送。

霍尔效应传感器119测量传递到加热元件103和104的电流，并通过控制/数据线将电流测量值发送到微处理器113。霍尔效应传感器119可以被配置为测量通过电压线路101的电流，或者测量去往各个加热元件103和104的两个电流。在任一配置中，当前读数都被传送到微处理器113。图2和5显示了微处理器113和霍尔效应传感器119之间的连接。图6示出微处理器113在检测到过载电流状况时发送跳闸控制信号。在图2中，霍尔效应传感器119被示为测量通向三端双向可控硅开关元件108和109的电源线中的组合电流。本领域的普通技术人员将会认识到，可能的替代配置将是将一个霍尔效应传感器连接到每个三端双向可控硅开关元件的节点，从而测量到每个单独的三端双向可控硅开关元件的电流而不是组合电流。

为了识别过载电流状况，微处理器113将来自霍尔效应传感器119的电流读数与电路可安全工作的预定阈值电流水平进行比较。预定阈值是过载电流状态的阈值。可以基于任何数量的考虑来选择预定阈值电流电平，包括加热元件103、104可以工作的最大电流或者电路中的任何其它部件可以工作的最大电流。微处理器113将由霍尔效应传感器119测量的电流与预定的阈值电流电平进行比较。如果电流超过阈值，则存在潜在的过载电流状况，应停止电流的流动。为了停止电流的流动，微处理器113将跳闸控制信号505发送到跳闸控制器118，跳闸控制器118经由控制/数据线连接。跳闸控制器118通过使锁存继电器106和107跳闸进行响应，引起相对于加热元件的开路，从而停止电流的流动。图5中示出了从霍尔效应传感器119到微处理器113的示例性输入以及来自微处理器113的跳闸控制信号505。

在一些实施例中，微处理器113可以另外被配置为识别加热元件103和104何时在安全范围内汲取电流，但该电流与给定加热元件选择的工作模式时所期望的电流是不同的。例如，当加热元件被设置为“低”温度但汲取专属于“高”温度的电流时，可能发生潜在的危险情况，反之亦然。如果用户已经将加热元件103和/或104设置为高温，但是只有低电流被输送，则很可能组件已经失效。这种情况的可能原因包括但不限于恶劣或苛刻环境腐蚀霍尔效应传感器119或三端双向可控硅开关元件108,109或三端双向可控硅开关元件驱动器111,112的故障。

微处理器113可以使用来自热电偶121和122的反馈回路来向加热元件103和/或104输送电流，直到达到期望的温度。期望的温度然后可以保持在稳定状态。普通技术人员将会认识到，升高加热元件103或104的温度比维持温度汲取更多的电流。举例来说，如果用户激活电烤炉510并选择“高”温度，则微处理器113必须向相关加热元件103和/或104输送高电流，直到达到“高”温度。一旦微处理器113识别到已经达到所需的“高”温度(例如经由来自热电偶121和122的反馈)，微处理器113可以减少输送的电流以便将温度保持在稳定状态。

加热元件如何工作的例子包括例如“高”、“中”、“低”之类的离散模式、或者例如以％或温度测量的连续范围。由于较高的电流导致加热元件具有较高的温度，因此本领域技术人员将会认识到，升高加热元件103和104的温度将比维持稳态温度汲取更多的电流。

为了识别意外的电流状况，微处理器113被配置为将来自霍尔效应传感器119的电流读数与预期电流进行比较。微处理器113被配置成以任何给定模式(考虑微处理器113是升高温度还是保持稳定状态)传送给加热元件的电流是“预期电流”，因为在正常工作状况期间，预期该电流与来自霍尔效应传感器119的读数相匹配。换句话说，在正常工作状况下，预期来自霍尔效应传感器119的电流读数与预期电流(即，微处理器113被编程为输送的电流)相匹配。如果来自霍尔效应传感器119的电流读数与预期电流不匹配，则很可能发生驱动器故障。

期望的电流值可以通过内部或外部存储器508被微处理器113访问。以这种方式，微处理器113被编程为识别在任何给定的工作模式(或工作模式的组合)中应当由功能正常的加热元件或元件汲取的电流总量。

如果出现故障情况，则微处理器113通过禁用三端双向可控硅开关元件驱动器111和112进行响应，从而打开相应的三端双向可控硅开关元件并切断通过加热元件103和/或104的电流。在一个实施例中，微处理器113可以可选地被编程为在预定量的时间过去之后重新启用电流的流动，并且继续监控所汲取的电流。重新启用电流可能是可取的，因为故障的原因可能是暂时的。通过非限制性的例子，如果电烤炉510最近打开/关闭，或者电网中出现了暂时性的不正常现象，则可能检测到快速稳定的暂时故障状态。

图6是示出微处理器113基于电烤炉510的工作模式确定预期电流，并将预期电流与从霍尔效应传感器119接收的实际电流读数进行比较的流程图。如果检测到不匹配，则三端双向可控硅开关元件驱动器111和112被禁用。此外，图6还示出了微处理器113将来自霍尔效应119传感器的电流读数与过载电流阈值进行比较，并通过发送跳闸控制信号505来响应过载电流状况。本领域的普通技术人员将会认识到，这些步骤和比较可以以任何顺序和多种不同的实施方式来执行，所有这些都是本发明所预期的。微处理器113可以在任何期望的或周期性的基础上重复这些工作。

在又一个故障的例子中，保护电路100防止微处理器113发生故障。由于微处理器113控制输送到加热元件103和104的电流，其故障能够导致可能包括不安全电流水平的不可预知结果。为了防止微处理器113的故障，如图2所示，电路100可以包括连接在微处理器113与三端双向可控硅开关元件108和109之间的监察监控器120。

在这种情况下，微处理器113发送一个监察监控信号504给监察监控器120，它确认微处理器113正在正常工作。监察监控器120被配置为从微处理器113寻找确认其正常工作的信号。监察监控器120也连接到三端双向可控硅开关元件108和109。在没有来自微处理器113确认正常工作的信号时，监察监控器120禁用三端双向可控硅开关元件108和109，从而防止电流流向它们。如果微处理器113随后返回到正常工作，则监察监控器120可以重新启用电流的流动。监察监控器120的这种配置允许微处理器113在故障或复位一段时间之后可以恢复正常工作的可能性。这是有利的，因为即使在微处理器113正在启动或重新启动的情况下它也允许继续工作。换一种说法，如果微处理器113处于重新启动(有意地或无意地)的过程中，监察监控器120可以确定微处理器113不正常工作并且禁止电流的流动。但是，一旦微处理器113完成其启动程序并恢复将其信号发送到监察监控器120，可以恢复正常工作。

图7示出了本发明的另外的实施例。例如，图7中示出的是其中过零检测单元110直接连接到线路101和中性线路102而没有任何中间变压器的实施例。还示出了其中接地故障检测单元117通过AC/DC功率转换器114连接到电源(在这种情况下，为12V，但也可以考虑其它电压)的实施例。过零检测单元110和接地故障检测单元117当配置为如图2、图7所示或任何其它数目配置时，可以执行本文所述的功能。

图7进一步公开了分别与三端双向可控硅开关元件108和109并联配置的继电器701和702。微处理器113通过控制线(未示出)控制继电器701和702，以分别控制电流到加热元件103和104的输送。由于继电器701、702与三端双向可控硅开关元件108、109之间的并联配置，可通过激活继电器或三端双向可控硅开关元件任一者将电流传送至加热元件103、104。换言之，微处理器113可以使用相应的三端双向可控硅开关元件108、109或相应的继电器701、702来将电流传送到加热元件103、104。

具有每个都可以向加热元件103、104输送电流的两个部件(继电器和三端双向可控硅开关元件)的优点是微处理器113可以在两个部件之间交替以减少热量产生。例如，向加热元件103、104传送100％功率可能导致三端双向可控硅开关元件108、109在激活时过热。更具体地说，当期望高温时，加热元件103、104可能汲取相对高的电流量，而通过三端双向可控硅开关元件108、109传送所述电流较长时间段可能导致三端双向可控硅开关元件108、109过热并最终劣化。为了避免这种情况，微处理器113可以在向加热元件103、104传送“高”或相对高的电流时，去激活三端双向可控硅开关元件108、109而替代地激活继电器701、702。电流然后分别通过继电器701和/或702流到加热元件103和/或104，由此保护三端双向可控硅开关元件108、109免于过热。

图7进一步示出了具有段控制器703的功能的微处理器113的实施例。受益于本公开的本领域技术人员将会理解，段控制器703可以是微处理器113的物理和/或虚拟子组件，或者替代地可以是单独的硬件和/或软件组件。在本发明的实施例中，段控制器703可以被配置为经由用户输入(包括无线输入)来接收目标温度，并控制传递到加热元件103、104的功率(即，电流)量以实现用户选择的目标温度。

段控制器703可以使用硬件和软件应用来通过控制传送的电流的量来实现和保持加热元件103、104处的目标温度。段控制器703可以接收来自热电偶121、122的反馈，热电偶121、122可以靠近加热元件103、104来放置，并且使用这样的反馈来确定何时达到目标温度。在本发明的实施例中，可能需要使用热电偶121、122来估计烤炉的烹饪箱内的环境温度。存在其中环境温度(例如，在加热元件上方六或八英寸位置处的温度)可能不与加热元件103、104处的温度相同的情况，特别是当在较高温度下工作时。由于食物可以遍布烤炉的烹饪箱定位，例如位于加热元件103、104上方几英寸处的炉排上，因此可能期望的是段控制器703(和微处理器113)基于估计的环境温度而不是在加热元件103、104处的温度进行工作。基于环境温度的工作提供了对食物温度的更精确测量，并因此更精确地测量食物的熟度。

作为示例，图10示出了申请人的基于热电偶121、122处的温度1002来准确估计环境温度1001的测试数据。在它的x轴上，图10示出了在热电偶121、122处测量的温度1002。在它的y轴上，图10示出了相应的估计环境温度1001。曲线1003示出了作为测量温度(x轴)的函数的估计环境温度(y轴)。图10的估计环境温度在加热元件上方几英寸处，在用户可能配置烹饪炉排的位置处测量。很明显，在较高的温度下，环境温度偏离在热电偶处测量的温度——换句话说，在较高的温度下，加热元件上方位置处的估计环境温度上升得比加热元件的温度快。举例来说，在参考点1004处，估计的环境温度1001和热电偶121、122处的温度1002大致相等，在150F。在较高温度下(例如参考点1005)，热电偶处的温度可以是300F，而估计的环境温度已经上升到大约400F。因此，在较高的温度下，为了精确估计环境温度需要较高的偏移量。

使用由图10指示的偏移，微处理器113和/或段控制器703可以被适配和配置有硬件和/或软件以基于热电偶121、122处的测量温度来计算估计环境温度。应该理解的是，图10的偏移量仅作为示例提供，并且根据例如烹饪炉排的高度以及可能影响环境条件的其它因素等因素而可能增加或减少。此外，微处理器113和/或段控制器703可以使用这种估计的环境温度作为反馈回路的一部分来确定何时达到目标温度。换句话说，在一些实施例中，目标温度可以指估计的环境温度，而在其它实施例中，其可以指热电偶121、122处的温度。

可以设想，更进一步的实施例可以使用食物探针(未示出)来测量食物的温度并基于来自食物探针的温度读数来确定何时达到目标温度。食物探测器是一种温度感测装置，可以由使用者将其插入食物(例如牛排或鸡胸肉)中以测量食物的内部温度。使用食物探针感应温度对于某些烹饪方式可能是有利的，因为它可以提供对食物内部温度，并引申为其熟度的准确测定。

为了始终保持目标温度，段控制器703可确定围绕给定目标温度的温度“段”，其中所述段指示接近目标温度时传送至加热元件103、104的功率量(即电流)。在本发明的实施例中，段创建表示0％、50％和100％功率的区域。801以上的区域表示输送0％功率的温度区域；801至803之间的区域代表50％功率输送的区域，而803以下的区域代表100％输出功率。段控制器703使用段来确定传送到加热元件以实现和保持期望的目标温度的适当功率(例如电流)。举例来说，例如在图8A中可见，段控制器703可以传送100％的功率，直到达到期望的目标温度802，然后将功率降低到50％，直到达到上段801。如果超过上段801，则段控制器703将功率减小到0％。如果温度下降到(或低于)下段803，功率再次增加到100％。段控制器703连续接收来自热电偶121、122的反馈，并且将反馈(在一些实施例中，上述估计的环境温度)与适当的温度段进行比较。以这种方式，温度在下段803和上段801之间波动，并接近目标温度。

而且，在本发明的实施例中，段控制器703根据期望的目标温度动态地移动段。动态地移动温度段允许更精确的温度控制，允许用户大致保持选定的目标温度。发生这种情况是因为在较低的温度下，50％的功率设置可能会导致电烤炉温度继续增加超过所需的目标温度。另一方面，在更高的温度下，提供50％的功率可能导致温度开始下降到期望的目标温度以下。因此，段控制器703可以通过降低用于较低期望目标温度的段来进行补偿。另一方面，在较高的温度范围内，段控制器703可以将段移动得更高。在图8B中示出了对应于较低期望目标温度的降低的温度段的例子。在图8B中，已经选择较低的目标温度，并且段控制器703将较高段(801)移位以对应于目标温度。相反，图8C示出了相对高的目标温度，对于该目标温度，段控制器703升高功率段，使得目标温度802与较低段(803)一致。在图8B中，目标温度与功率段801重叠；而在图8C中，目标温度802与功率段803重叠。下表提供了功率段的示例值：

在具有能够独立工作的多个加热元件的实施例中，用户可以输入多个目标温度。例如，具有两个独立加热元件103、104的实施例可以接收两个单独的目标温度，每个目标温度对应于一个加热元件。目标温度可以通过任何数量的可能用户输入传送给段控制器703。作为非限制性示例，可能的用户输入包括旋钮501、502。用户输入还可以经由无线控制器704从被配置为与无线控制器704进行通信的无线装置无线地接收。在这样的实施例中，无线控制器704可以被配置为经由Wi-Fi、蓝牙、射频或任何其它形式的无线通信与远程装置进行无线通信。远程装置包括手机、平板电脑、笔记本电脑、计算机以及任何其它形式的能够进行无线通信的装置。图9示出了与电烤炉510的无线控制器704通信的、具有显示器902和用户输入装置903的示例性远程装置901。在非限制性示例中，远程装置901可以是具有触摸屏作为其输入装置903的手机。不管所使用的装置的类型如何，可以设想的是，远程装置901可以被配置为接收代表一个或多个目标温度等的用户输入，并且经由无线控制器704将所述目标温度无线地传送到电烤炉510。

在示例性实施例中，远程装置901可以被适配和配置成直接从用户接收期望的目标温度。在这样的实施例中，用户可以使用输入装置903来选择目标温度。在其它示例性实施例中，远程装置901可以被适配和配置为接收选择待烹饪的肉的类型和期望熟度的用户输入，并且确定针对用户选择的适当的目标温度。在这样的实施例中，远程装置901可以具有存储器904，存储器904存储与期望的食物配置文件相关联的适当的目标温度。用户因此使用输入装置903来选择食物配置文件，并且远程装置901无线地传送相关联的目标温度。除了控制目标温度之外，远程装置901的实施例被适配和配置为经由无线控制器704无线地向微处理器113和/或段控制器703发送“开”和/或“关”信号。这样，用户可以控制电烤炉510的期望目标温度以及打开和关闭电烤炉510。

远程装置901和电烤炉510之间(通过无线控制器704)的无线通信的额外示例包括从远程装置901远程控制显示器503的设置的能力。因此，远程装置901可以被适配和配置为无线地控制在电烤炉510的显示器503上显示的信息。远程装置901可以控制在显示器503上显示哪些信息，并且允许用户关于温度测量在(C)摄氏温度和(F)华氏温度之间切换。这样的信息可以包括电烤炉510的当前温度、环境温度、目标温度以及指示烤炉已经激活多久、食物已经烹饪多久或者距离食物达到其目标温度剩余多少时间。这种信息可以进一步通过无线控制器704从电烤炉510无线传输到远程装置901。

进而，远程装置901可以在远程装置显示器902上向用户提供这样的信息，并且如果已达到预定温度，或者如果食物已经烹饪了预定时间段，还可以使用所述信息来无线地关闭电烤炉510或者降低其期望的目标温度。在示例性实施例中，食物配置文件被存储在存储器904中，其中这样的食物配置文件指示给定食物的合适的目标温度和/或合适的烹饪时间。远程装置901可以监控从电烤炉510无线接收的信息并确定是否已经达到适当的温度或烹饪时间。远程装置901还可以被适配和配置成一旦上述情况发生就关闭电烤炉510和/或提供听觉或视觉警报。可以在远程装置901上、在电烤炉510上或两者上提供这样的听觉和/或视觉警报。

此外，可以设想，本发明的实施例可以使用无线通信将错误代码从电烤炉510传送到远程装置901，其中所述错误代码可以指示如本文进一步描述的不安全的电流状况。向远程装置901传送错误代码具有允许用户远程理解何时发生不安全电流状况的优点，并且远程装置901可以进一步显示用于纠正不安全的电流状况的安全提示以及记录导致不安全状况的状况。

错误码可以由微处理器113与保护电路100一起作用来确定。如在此进一步描述的，微处理器113可以经由控制线与接地故障检测单元117和霍尔效应传感器119进行通信。因此，微处理器113可以被适配和配置为从接地故障检测单元117接收并指示已经检测到接地故障的控制信号。类似地，微处理器113可以被适配和配置为使用来自霍尔效应传感器119的信号来识别向加热元件103和104输送电流中的错误。如在此进一步描述的，来自霍尔效应传感器119的零电流读数指示加热元件103和104没有接收任何电流，而意外的高电流读数表明太多电流正流向加热元件103和104(例如，“过载电流”情形)。

在本发明的实施例中，微处理器113被适配和配置为识别这些错误并且经由无线控制器704无线地传送与发生的错误相对应的错误代码。例如，错误代码“01”可以指示已经检测到接地故障；“02”可以指示霍尔效应传感器119已确定没有电流(或意外电流)正流向加热元件103和/或104；以及“03”可以指示霍尔效应传感器119检测到流到加热元件103和/或104的意外高电流。在微处理器113是包括“自检”特征的芯片的实施例中，如果自检针脚确定微处理器113的故障，则可以发送“04”的错误代码。本领域的普通技术人员将会认识到，可以使用各种代码来指示每种错误。响应于错误，可以在电烤炉510处、包括例如在显示器503上发出听觉或视觉警报。同样，远程装置901还可以在接收到错误代码时提供听觉或视觉警报。

远程装置901可以被适配和配置为无线地接收错误代码并且在显示器902上向用户显示标识错误类型的消息。这样的错误消息可以伴随有远程装置901处的听觉或视觉警报。远程装置901可以进一步被适配和配置为显示保存在存储器904中的消息，说明用户应该采取的纠正错误的步骤。例如，如在此进一步解释的，保护电路100可以被配置为响应于接地故障而使继电器106和/或107跳闸。因此，如果微处理器113向远程装置901发送指示接地故障的错误代码(例如“01”)，则远程装置901可以显示警告用户发生接地故障并提示用户复位继电器106和/或107的消息。

响应于错误“02”，远程装置901可以被适配和配置为警告用户没有电流流向加热元件103和/或104。没有电流流动可能表示开路，例如，如果加热元件103、104未正确安装，其可能发生。因而，远程装置901可以显示提示用户卸载并且重新安装加热元件103、104的消息。如果错误持续存在，则远程装置801可以提示用户联系制造商。

同样，如果接收到错误代码“03”，则发生过载电流。过载电流的一个可能原因可能是用户已经安装了不兼容或发生故障的具有不正确电阻值的加热元件。(具有不正确的低电阻值的加热元件会导致不适当的高电流流过)。例如，设计为在120V下工作的加热元件的电阻值太低，无法在230V处运行，从而导致过载电流。因此，可以提示用户检查加热元件，或者用新的元件替换它。

远程装置901和/或微处理器113可以创建错误日志并将错误日志存储在存储器中。这样的错误日志可能包括发生的每个错误的记录。而且，在远程装置901从电烤炉510接收状态信息(例如加热元件的温度、环境温度、温度目标、烹饪时间等)的实施例中，这种状态信息也可能被记录在错误日志中。状态信息可以连续传送，或者响应错误传送。举例来说，记录在发生错误之前烤炉已经烹饪了多长时间、发生错误时的烤炉温度以及其它相关信息可能是有利的。错误日志可以有助于诊断错误。应该理解的是，错误日志可被创建和/或存储在远程装置901、电烤炉510(或微处理器113)或两者上。本领域的技术人员将会理解，可以将各种各样的参数记录并存储为错误日志的一部分。

在一些实施例中，远程装置901可以具有互联网连接905。互联网连接905允许远程装置901可选地将记录的错误日志发送给第三方，例如电烤炉的制造商。因此，制造商可以更好地了解发生的错误和错误周围的状况。这可能会导致产品修复和改进。

本发明还提供了用于降低烧烤期间不安全电状况的风险的方法。在优选实施例中，用户可以使用电烤炉510来将电流传送到一个或多个电加热元件103和/或104，电加热元件103和/或104可以通过三端双向可控硅开关元件108和109、和锁存继电器106和107连接到电压线路101和中性线路102。当用户激活加热元件103或104时，电烤炉510的保护电路100中的电流互感器105测量在由电烤炉510汲取的电流和从电烤炉510返回的电流中的差值(如果存在)。如果检测到电流差值，则本发明的方法产生电信号以激活连接到锁存继电器106和/或107的跳闸控制器118。

本发明的方法可以另外包括使用电烤炉510的保护电路100来利用霍尔效应传感器119测量传送到加热元件103或104的电流并将测量的电流传送到微处理器113。通过启动电烤炉510及其保护电路100，微处理器113将测量的电流与预定的电流阈值进行比较。预定电流阈值可以基于用户选择的当前工作模式来动态选择。如果在电烤炉510正在使用时测量的电流超过预定阈值，本发明可以包括通过使锁存继电器106和/或107跳闸或禁用三端双向可控硅开关元件108和/或109来禁止电流流动的步骤。

在附加实施例中，从微处理器113向监察监控器120发送指示正常工作的信号。进而，监察监控器120可以使三端双向可控硅开关元件108和/或109在正常工作期间允许电流流向加热元件103和/或104，并且在异常工作阶段期间禁止电的流动。

上述装置和方法可用于提供更安全的电烤炉体验。各种实施例允许用户激活旋钮501和/或502(或其它输入装置，例如无线)，以用加热元件103和/或104的热量来烤制食物，这些加热元件103和/或104进而又由微处理器113控制。显示器503可以向用户传达当前的温度等，以允许用户决定何时将食物放到炉排上或留下食物烹饪多久。用户可能正在使用已经暴露于恶劣条件下一段长时间并且具有可能泄漏电流的电部件的电烤炉510。本发明的实施例提供电流互感器105，其与接地故障检测单元117和跳闸控制器118一起起作用以检测电流泄漏并且作为响应而使锁存继电器106和107跳闸。虽然烧烤会停止，但用户仍然可以避免受到漏电流伤害。用户可以例如通过移除和重新安装加热元件103、104以及按压复位按钮511或类似开关来作出响应。如果电流泄漏已解决，则可以继续正常运行。

在正常烹饪过程中，加热元件103、104或其它部件可能会偶然地松动，或者可能由于热或其它环境因素而受损。可能的结果是电烤炉510可能汲取不安全的电流，这由微处理器113通过来自霍尔效应传感器119的信号检测到。微处理器113可以通过激活跳闸控制器119并由此打开锁存器106和107来作出响应。如上所述，结果是电流中断，而用户可以尝试经由复位按钮511重新启动电烤炉510。

类似地，不安全状况可能导致加热器103和/或104汲取与基于旋钮501和/或502的用户设置预期的量不同的电流量。作为响应，本发明的实施例提供微处理器113，其可以禁用三端双向可控硅开关元件108/109(通过它们的驱动器)停止电流的流动。可以通过显示器503来警告用户，但是在这种情况下锁存器106和107不会跳闸，因此在这种情况下，用户可能不必复位按钮511。

此外，本发明的实施例可以包括监察监控器120，其可以被提供为在电烤炉510被用户使用时监控微处理器113的正确工作。如果微处理器113进入包括可能的重新启动的异常工作状态，监察监控器120可以禁用三端双向可控硅开关元件108/109。用户不必使按钮511复位并且可以等待微处理器113返回到正常工作以恢复烧烤。

硬件和专门配置的微处理器可以提供给用户以确保安全的烧烤体验。本领域技术人员将会认识到，具有上述实施例的各种组合的电烤炉是可能的，并且并非每个特征必须被包括在每个实施例中。此外，尽管本发明对于户外使用烤炉具有特殊的适用性，但本领域技术人员将会理解，本发明可以用于各种烤炉或其它装置，无论是室内还是室外使用。

本发明还包括使用例如手机或平板电脑的远程装置901来与电烤炉510通信的方法。例如，用户可以使用手机来与电烤炉510进行无线通信并将其激活。而且，用户使用诸如触摸屏的远程装置用户输入903来选择目标期望的目标温度。在本发明的实施例中，用户可以选择期望的烹饪配置文件，并且远程设备901从存储器904检索相关联的温度，该相关温度无线地传送到微处理器113和/或段控制器703。

作为响应，微处理器113和段控制器703提高传送到加热元件103、104的功率，直到达到期望的目标温度。段控制器703可以用于将温度保持在预定段的范围内。以这种方式，只要在电烤炉510处(通过引申，在保护电路100处)没有发生错误，用户就可以使用电烤炉510来烹饪食物品类。在正常工作期间，用户可以无线接收来自远程装置901上的电烤炉510的状态信息，包括关于烤炉的温度、时间和状态的各种参数。

如果发生不安全的电流状况，微处理器113可以根据本公开检测到它，并且在用户的远程装置901处向用户发送错误代码。可在电烤炉510和/或远程装置901处提供听觉和/或视觉警报，以警告用户已发生不安全的电流状况。此外，可以向用户呈现解释说明已发生的错误类型并提供关于如何修复错误的建议的消息。在本发明的实施例中，用户可以选择保存错误日志，该错误日志可以包含发生的错误的类型以及在错误发生时围绕烤炉的工作条件的各种信息。错误日志然后可以通过互联网发送给制造商以进一步诊断和修复信息。

以上描述并非旨在限制在限定本发明的以下权利要求书中使用的词语的含义或范围。而是提供了描述和说明以帮助理解各种实施例。预期未来在结构、功能或结果方面的修改将存在而并非实质性改变，并且权利要求书中的所有这些非实质性改变都旨在被权利要求所涵盖。因此，尽管已经说明和描述了本发明的优选实施例，但本领域技术人员将会理解，可以在不脱离要求保护的本发明的情况下做出许多改变和修改。另外，虽然术语“要求保护的发明”或“本发明”在本文中有时以单数形式使用，但将理解，存在如所描述和要求保护的多个发明。

在下面的权利要求中阐述了本发明的各种特征。

Claims (28)

1.一种用于监控电烤炉状态的系统，包括:

至少一个加热元件，其能够连接到电压线路和中性线路；

至少一个用户输入装置，用于选择所述至少一个加热元件的工作模式；

霍尔效应传感器，其配置为测量流向所述至少一个加热元件的电流，

接地故障检测单元，其配置为检测所述电压线路和所述中性线路之间的接地故障错误；

无线控制器；以及

微处理器，所述微处理器与所述至少一个用户输入装置、所述至少一个加热元件、所述霍尔效应传感器、所述接地故障检测单元和所述无线控制器通信；

其中，所述微处理器被适配和配置为从存储器访问与所选择的工作模式相关联的期望的电流；通过将该期望的电流与由所述霍尔效应传感器感测的电流相比较来检测所述期望的电流与由所述霍尔效应传感器感测的电流是否匹配；并响应于检测到感测的电流高于或低于所述期望的电流来禁止所述至少一个加热元件；

其中，所述微处理器还被适配和配置为通过在所述存储器中创建和存储错误日志来响应错误状态，并且其中所述错误日志至少包括与所述错误状态相关的第一错误代码；并且

其中，所述微处理器被适配和配置为以经由所述无线控制器无线地发送该错误日志到远程装置以及从远程装置接收信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述微处理器连接到继电器驱动器或三端双向可控硅开关元件驱动器，用于控制传送到所述至少一个加热元件的电流。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述微处理器被适配和配置为无线地接收来自所述远程装置的关闭信号，并且作为响应，禁止将电流传送到所述至少一个加热元件。

4.根据权利要求1所述的系统，进一步包括烹饪箱和用于测量所述烹饪箱内的温度的至少一个温度感测装置，其中所述温度感测装置与所述微处理器电子通信。

5.根据权利要求4所述的系统，进一步包括与所述微处理器电子通信的显示器，其中所述微处理器被适配和配置为在所述显示器上显示所述温度。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述微处理器进一步被适配和配置为响应于来自所述远程装置的无线信号而在显示摄氏温度或华氏温度之间切换。

7.如权利要求4所述的系统，其中所述微处理器被适配和配置为将所述烹饪箱内部的温度无线地传输至所述远程装置。

8.如权利要求4所述的系统，其中所述微处理器被适配和配置为记录所述电烤炉的工作参数并且将所述工作参数无线地传输到所述远程装置。

9.如权利要求8所述的系统，其中所述微处理器的工作参数传输被适配和配置为连续的。

10.如权利要求8所述的系统，其中所述微处理器的工作参数传输被适配和被配置为响应于错误而进行。

11.根据权利要求8所述的系统，其中所述工作参数包括温度测量。

12.根据权利要求8所述的系统，其中所述工作参数包括指示所述加热元件已经被激活的时间量的计时器。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述微处理器是具有自检引脚的芯片，并且所述无线控制器被适配和配置为响应于指示微处理器错误的自检信号而无线地发送侵蚀代码给所述远程装置。

14.根据权利要求1所述的系统，还包括：

自检引脚，能够与所述微处理器通信，用于检测微处理器故障状态；

其中，所述错误日志中的所述第一错误代码与检测到接地故障错误状态相关联，并且所述错误日志还包括与检测到微处理器故障状态相关联的第二错误代码，与检测到电流不匹配状态相关联的第三错误代码，所述电烤炉的激活时间、目标温度，和在所述错误状态时测量的温度。

15.一种用于无线地监控电烤炉状态的系统，包括:

具有保护电路的电烤炉，所述保护电路包括微处理器，该微处理器与无线控制器电子通信，与接地故障检测单元电子通信并和配置为测量传送到至少一个加热元件的电流的霍尔效应传感器电子通信的微处理器，并且，与用于选择所述至少一个加热元件的工作模式的用户输入装置电子通信；

其中，所述微处理器被适配和配置为从存储器访问与所选择的工作模式相关联的期望的电流；通过将该期望的电流与由所述霍尔效应传感器感测的电流相比较来检测所述期望的电流与由所述霍尔效应传感器感测的电流是否匹配；并响应于检测到的电流不匹配状态来禁止所述至少一个加热元件，在所述电流不匹配状态中所述感测的电流高于或低于所述期望的电流；

其中，所述微处理器还被适配和配置为通过在所述存储器中创建和存储错误日志来响应错误状态，并且其中，所述错误日志至少包括与所述错误状态相关的第一错误代码，并且其中所述错误日志通过所述无线控制器被无线地发送到远程装置。

16.根据权利要求15所述的系统，其进一步包括被适配和配置为用于与所述无线控制器无线通信的远程装置，其中所述远程装置被适配和配置为无线地接收错误代码。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述远程装置被适配和配置为在显示器上显示指示与所接收的错误代码相对应的错误类型的消息。

18.如权利要求17所述的系统，其中所述远程装置是手机。

19.如权利要求17所述的系统，其中所述远程装置是平板装置。

20.根据权利要求15所述的系统，还包括：

自检引脚，能够与所述微处理器通信，用于检测微处理器故障状态；

其中，所述错误日志中的所述第一错误代码与检测到接地故障错误状态相关联，并且所述错误日志还包括与检测到微处理器故障状态相关联的第二错误代码，与检测到电流不匹配状态相关联的第三错误代码，所述电烤炉的激活时间、目标温度，和在所述错误状态时测量的温度。

21.一种用于无线地监控电烤炉状态的方法，包括以下步骤:

使用至少一个用户输入装置选择至少一个加热元件的工作模式，其中，所述加热元件连接到电压线路和中性线路；

使用霍尔效应传感器测量输送给所述至少一个加热元件的电流；

使用连接到所述电压线路和中性线路的接地故障检测单元检测接地故障错误状态，并且通过将指示接地故障错误状态的信号发送到微处理器来响应所述接地故障错误状态；

使用与所述霍尔效应传感器通信的所述微处理器来确定与所选择的工作模式相关联的期望的电流，通过将所述期望的电流与由所述霍尔效应传感器测量的所述电流比较来检测电流所述期望的电流与由所述霍尔效应传感器感测的电流是否匹配，并响应于检测到电流不匹配状态而禁止所述至少一个加热元件，在所述电流不匹配状态中所述感测的电流高于或低于所述期望的电流；

响应于检测到错误状态，将错误日志存储在存储器中，其中所述错误日志至少包括与所述错误状态相关联的第一错误代码；以及

将所述错误日志无线地传输到远程装置。

22.如权利要求21所述的方法，还包括以下步骤:

使用微处理器与热电偶通信以测量电烤炉的温度；

使用微处理器来确定电烤炉的激活时间；

将电烤炉的温度和激活时间无线地传输至远程装置。

23.如权利要求22所述的方法，还包括以下步骤:

使用远程装置在远程装置处显示指示接收到的错误的消息。

24.如权利要求23所述的方法，还包括以下步骤:

使用远程装置创建日志并将其存储在存储器中，其中日志包括错误代码、电烤炉的温度以及电烤炉的激活时间。

25.如权利要求24所述的方法，还包括使用所述远程装置通过互联网传送所述日志的步骤。

26.根据权利要求22所述的方法，进一步包括在所述电烤炉的显示器上显示所述电烤炉的温度的步骤。

27.根据权利要求26所述的方法，进一步包括使用所述远程装置在显示摄氏温度与显示华氏温度之间无线地切换的步骤。

28.根据权利要求21所述的方法，还包括步骤：

使用能够与所述微处理器通信自检引脚来检测微处理器故障状态；并且

响应于检测到接地故障错误状态在所述错误日志中存储所述第一错误代码，响应于检测到微处理器故障状态在所述错误日志中存储第二错误代码，并且响应于检测到电流不匹配状态在所述错误日志中存储第三错误代码，并且在所述错误日志中存储所述电烤炉的激活时间、目标温度，和在所述错误状态时测量的温度。

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