CN110805934A - 电烹饪器及其加热控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电烹饪器及其加热控制装置，装置包括：发热管，发热管的一端与交流电源的一端相连；可变电阻单元，可变电阻单元的一端与发热管的另一端相连，可变电阻单元的另一端与交流电源的另一端相连；控制单元，控制单元与可变电阻单元的控制端相连，控制单元用于输出调节信号至可变电阻单元，以便调节可变电阻单元的等效电阻值，从而控制发热管的功率，其中，当调节信号的电压处于预设电压区间时，可变电阻单元的等效电阻值随着调节信号的电压变化。由此，通过调节可变电阻单元的等效电阻值来控制发热管的功率，有效解决了EMC测试问题，进而使得电烹饪器能够通过EMC测试，并且可实现精准控温。

Description

电烹饪器及其加热控制装置
技术领域
本发明涉及家用电器技术领域，尤其涉及一种电烹饪器的加热控制装置以及一种电烹饪器。
背景技术
发热管作为电器例如烤箱的关键元器件，其控制方式的选择在烤箱控温中起到十分重要的作用。
随着人们对烤箱控温的要求越来越高，相关技术中，通常采用可控硅控制发热管的电压，以实现精准控温。但是相关技术存在的问题在于，可控硅在快速通断的同时，容易引入EMC(Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容性)问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电烹饪器的加热控制装置，通过调节可变电阻单元的等效电阻值来控制发热管的功率，有效解决了EMC测试问题，并且可实现精准控温。
本发明的另一个目的在于提出一种电烹饪器。
为达上述目的，本发明第一方面实施例提出一种电烹饪器的加热控制装置，包括：发热管，所述发热管的一端与交流电源的一端相连；可变电阻单元，所述可变电阻单元的一端与所述发热管的另一端相连，所述可变电阻单元的另一端与所述交流电源的另一端相连；控制单元，所述控制单元与所述可变电阻单元的控制端相连，所述控制单元用于输出调节信号至所述可变电阻单元，以便调节所述可变电阻单元的等效电阻值，从而控制所述发热管的功率，其中，当所述调节信号的电压处于预设电压区间时，所述可变电阻单元的等效电阻值随着所述调节信号的电压变化。
根据本发明实施例的电烹饪器的加热控制装置，控制单元用于输出调节信号至可变电阻单元，以便调节可变电阻单元的等效电阻值，从而控制发热管的功率，其中，当调节信号的电压处于预设电压区间时，可变电阻单元的等效电阻值随着调节信号的电压变化。由此，本发明实施例的电烹饪器的加热控制装置，通过调节可变电阻单元的等效电阻值来控制发热管的功率，有效解决了EMC测试问题，进而使得电烹饪器能够通过EMC测试，并且可实现精准控温。
根据本发明的一个实施例，所述可变电阻单元包括：逆变电路，所述逆变电路的第一输出端与所述发热管的另一端相连，所述逆变电路的第二输出端与所述交流电源的另一端相连；开关管，所述开关管的第一端与所述逆变电路的第一输入端相连，所述开关管的第二端与所述逆变电路的第二输入端相连，所述开关管的控制端与所述控制单元相连，所述开关管在所述控制单元的控制下工作在可变电阻区。
根据本发明的一个实施例，所述可变电阻单元还包括设置在所述开关管的控制端与所述控制单元之间的第一二极管、第一电阻和第二电阻，其中，所述第一二极管的阳极与所述控制单元相连；所述第一电阻的一端与所述第一二极管的阴极相连，所述第一电阻的另一端与所述开关管的控制端相连；所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连，所述第二电阻的另一端连接高压地G。
根据本发明的一个实施例，所述可变电阻单元还包括第一稳压管，所述第一稳压管并联接连在所述开关管的第一端与第二端之间。
根据本发明的一个实施例，所述控制单元包括电压跟随电路，所述电压跟随电路与所述可变电阻单元相连，所述电压跟随电路用于接收烹饪控制器提供的功率控制信号，并根据所述功率控制信号生成所述调节信号。
根据本发明的一个实施例，所述控制单元还包括电压提供单元，所述电压提供单元用于提供所述第一电压，所述电压提供单元与所述电压跟随电路相连，所述电压提供单元用于将所述第一电压叠加至所述功率控制信号，以便所述电压跟随电路根据所述功率控制信号与所述第一电压之和生成所述调节信号。
根据本发明的一个实施例，所述电压跟随电路包括：第三电阻；第四电阻；比较器，所述比较器的正输入端通过所述第三电阻与所述烹饪控制器相连，所述比较器的正输入端还通过所述第四电阻与所述电压提供单元相连，所述比较器的负输入端与所述比较器的输出端相连，并与所述可变电阻单元相连。
根据本发明的一个实施例，所述的电烹饪器的加热控制装置还包括：隔离单元，所述隔离单元设置在所述控制单元与烹饪控制器之间，所述隔离单元用于将所述烹饪控制器与所述控制单元进行隔离，并将所述烹饪控制器提供的功率控制信号传输至所述控制单元，以便所述控制单元根据所述功率控制信号生成所述调节信号。
根据本发明的一个实施例，所述隔离单元包括：第五电阻；模拟隔离器，所述模拟隔离器的低压侧的输入端通过所述第五电阻连接所述烹饪控制器，所述模拟隔离器的低压侧的接地端连接低压地，所述模拟隔离器的高压侧的输出端连接所述控制单元，所述模拟隔离器的高压侧的接地端连接高压地G；第一电容，所述第一电容连接在所述模拟隔离器的低压侧的输入端与接地端之间；第二电容，所述第二电容连接在所述模拟隔离器的高压侧的输出端与接地端之间。
为达上述目的，本发明第二方面实施例提出一种电烹饪器，包括本发明第一方面实施例所述的电烹饪器的加热控制装置。
根据本发明实施例提出的电烹饪器，通过设置的电烹饪器的加热控制装置，可通过调节可变电阻单元的等效电阻值来控制发热管的功率，有效解决了EMC测试问题，进而使得电烹饪器能够通过EMC测试，并且可实现精准控温。
附图说明
图1为根据本发明实施例的电烹饪器的加热控制装置的方框示意图；
图2为根据本发明一个实施例的电烹饪器的加热控制装置的方框示意图；
图3为根据本发明一个实施例的电烹饪器的加热控制装置的电路原理图；
图4为根据本发明一个实施例的电烹饪器的加热控制装置的等效电路图；
图5为根据本发明一个实施例的电烹饪器的加热控制装置的电压波形示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的电烹饪器及其加热控制装置。
图1为根据本发明实施例的电烹饪器的加热控制装置的方框示意图。如图1所示，本发明实施例的电烹饪器的加热控制装置包括发热管10、可变电阻单元20和控制单元30。
其中，发热管10的一端与交流电源40的一端N相连；可变电阻单元20的一端与发热管10的另一端相连，可变电阻单元20的另一端与交流电源40的另一端L相连；控制单元30与可变电阻单元20的控制端相连，控制单元30用于输出调节信号至可变电阻单元20，以便调节可变电阻单元20的等效电阻值，从而控制发热管10的功率，其中，当调节信号的电压处于预设电压区间时，可变电阻单元20的等效电阻值随着调节信号的电压变化。
需要说明的是，预设电压区间可以为4～6V。
根据本发明的一个实施例，如图3所示，可变电阻单元20包括：逆变电路201和开关管Q1，逆变电路201的第一输出端与发热管10的另一端相连，逆变电路201的第二输出端与交流电源40的另一端L相连；开关管Q1的第一端与逆变电路201的第一输入端相连，开关管Q1的第二端与逆变电路201的第二输入端相连，开关管Q1的控制端与控制单元30相连，开关管Q1在控制单元30的控制下工作在可变电阻区。
需要说明的是，开关管Q1可以为IGBT或者MOSFET。
可理解，当控制单元30输出的调节信号的电压处于预设电压区间即4～6V时，开关管Q1工作在可变电阻区。也就是说，随着控制单元30输出的调节信号的电压的变化，开关管Q1的阻值也在不断变化。
进一步地，根据本发明的一个实施例，如图3所示，可变电阻单元20还包括设置在开关管Q1的控制端与控制单元30之间的第一二极管D1、第一电阻R1和第二电阻R2，其中，第一二极管D1的阳极与控制单元30相连；第一电阻R1的一端与第一二极管D1的阴极相连，第一电阻R1的另一端与开关管Q1的控制端相连；第二电阻R2的一端与第一电阻R1的另一端相连，第二电阻R2的另一端连接高压地G。
进一步地，根据本发明的一个实施例，如图3所示，可变电阻单元20还包括第一稳压管DW1，第一稳压管DW1并联接连在开关管Q1的第一端与第二端之间。
可理解，当控制单元30输出的调节信号的电压处于预设电压区间即4～6V时，开关管Q1工作在可变电阻区，如图4所示，此时，P1端口和P2端口之间等效于一个电阻R_MOS，R为发热管10的阻值，假设交流电源40输出电压的有效值为220V，那么发热管10的功率W＝(220/(R+R_MOS))^2*R。
应当理解的是，电阻R_MOS包含开关管Q1的阻值，而随着控制单元30输出的调节信号的电压的变化，开关管Q1的阻值不断变化，因此，电阻R_MOS的阻值也在不断变化，当R_MOS越大时，发热管10的功率W越小，R_MOS越小时，发热管10的功率W越大。
因此，通过合理控制开关管Q1的阻值，可使发热管10的功率W处于合适范围内。此时可通过电压采样电路采集发热管10两端的电压，如图5所示，L1为交流电源40的输入电压波形，L2为发热管10两端的电压波形，因此可以看出，发热管10两端的电压波形是完整的正弦波形，从而说明没有EMC影响波形质量。
由此，通过控制单元30控制开关管Q1工作在可变电阻区，可控制发热管10的功率，解决了双向可控硅方案无法解决的EMC测试问题，进而使电烹饪器能够通过EMC测试，并且可实现精准控温。
根据本发明的一个实施例，如图2所示，控制单元30包括电压跟随电路301，电压跟随电路301与可变电阻单元20相连，电压跟随电路301用于接收烹饪控制器50提供的功率控制信号，并根据功率控制信号生成调节信号。
进一步地，根据本发明的一个实施例，如图2所示，控制单元30还包括电压提供单元302，电压提供单元302用于提供第一电压，电压提供单元302与电压跟随电路301相连，电压提供单元302用于将第一电压叠加至功率控制信号，以便电压跟随电路301根据功率控制信号与第一电压之和生成调节信号。
具体地，根据本发明的一个实施例，如图3所示，电压跟随电路301包括：第三电阻R3、第四电阻R4和比较器U1，比较器U1的正输入端通过第三电阻R3与烹饪控制器50相连，比较器U1的正输入端还通过第四电阻R4与电压提供单元302相连，比较器U1的负输入端与比较器U1的输出端相连，并与可变电阻单元20相连。
电压提供单元302包括第六电阻R6和第七电阻R7，第六电阻R6的一端与第一直流电源VCC相连，第六电阻R6的另一端与第一电阻R7的一端相连后还与电压跟随电路301相连，第一电阻R7的一端接高压地。
根据本发明的一个实施例，如图2所示，电烹饪器的加热控制装置还包括：隔离单元60，隔离单元60设置在控制单元30与烹饪控制器50之间，隔离单元60用于将烹饪控制器50与控制单元30进行隔离，并将烹饪控制器50提供的功率控制信号传输至控制单元30，以便控制单元30根据功率控制信号生成调节信号。
需要说明的是，烹饪控制器50可以为单片机。
具体地，根据本发明的一个实施例，如图3所示，隔离单元60包括：第五电阻R5、模拟隔离器M1、第一电容C1和第二电容C2，模拟隔离器M1的低压侧的输入端IN通过第五电阻R5连接烹饪控制器50，模拟隔离器M1的低压侧的接地端G1连接低压地，模拟隔离器M1的高压侧的输出端OUT连接控制单元30，模拟隔离器M1的高压侧的接地端G2连接高压地G；第一电容C1连接在模拟隔离器M1的低压侧的输入端IN与接地端G1之间；第二电容C2连接在模拟隔离器M1的高压侧的输出端OUT与接地端G2之间。
可理解，模拟隔离器M1可将烹饪控制器50与控制单元30进行隔离，以减少电路干扰和起到保护作用。其中，模拟隔离器M1的低压侧的输入端IN的电压Vin等于模拟隔离器M1的高压侧的输出端OUT的电压Vout。
综上，根据本发明实施例的电烹饪器的加热控制装置，控制单元用于输出调节信号至可变电阻单元，以便调节可变电阻单元的等效电阻值，从而控制发热管的功率，其中，当调节信号的电压处于预设电压区间时，可变电阻单元的等效电阻值随着调节信号的电压变化。由此，本发明实施例的电烹饪器的加热控制装置，通过调节可变电阻单元的等效电阻值来控制发热管的功率，有效解决了EMC测试问题，进而使得电烹饪器能够通过EMC测试，并且可实现精准控温。
基于上述实施例的电烹饪器的加热控制装置，本发明实施例还提出一种电烹饪器，包括前述的电烹饪器的加热控制装置。
根据本发明实施例提出的电烹饪器，通过设置的电烹饪器的加热控制装置，可通过调节可变电阻单元的等效电阻值来控制发热管的功率，有效解决了EMC测试问题，进而使得电烹饪器能够通过EMC测试，并且可实现精准控温。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电烹饪器的加热控制装置，其特征在于，包括：
发热管，所述发热管的一端与交流电源的一端相连；
可变电阻单元，所述可变电阻单元的一端与所述发热管的另一端相连，所述可变电阻单元的另一端与所述交流电源的另一端相连；
控制单元，所述控制单元与所述可变电阻单元的控制端相连，所述控制单元用于输出调节信号至所述可变电阻单元，以便调节所述可变电阻单元的等效电阻值，从而控制所述发热管的功率，其中，当所述调节信号的电压处于预设电压区间时，所述可变电阻单元的等效电阻值随着所述调节信号的电压变化。
2.根据权利要求1所述的电烹饪器的加热控制装置，其特征在于，所述可变电阻单元包括：
逆变电路，所述逆变电路的第一输出端与所述发热管的另一端相连，所述逆变电路的第二输出端与所述交流电源的另一端相连；
开关管，所述开关管的第一端与所述逆变电路的第一输入端相连，所述开关管的第二端与所述逆变电路的第二输入端相连，所述开关管的控制端与所述控制单元相连，所述开关管在所述控制单元的控制下工作在可变电阻区。
3.根据权利要求2所述的电烹饪器的加热控制装置，其特征在于，所述可变电阻单元还包括设置在所述开关管的控制端与所述控制单元之间的第一二极管、第一电阻和第二电阻，其中，
所述第一二极管的阳极与所述控制单元相连；
所述第一电阻的一端与所述第一二极管的阴极相连，所述第一电阻的另一端与所述开关管的控制端相连；
所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连，所述第二电阻的另一端连接高压地G。
4.根据权利要求2所述的电烹饪器的加热控制装置，其特征在于，所述可变电阻单元还包括第一稳压管，所述第一稳压管并联接连在所述开关管的第一端与第二端之间。
5.根据权利要求1所述的电烹饪器的加热控制装置，其特征在于，所述控制单元包括电压跟随电路，所述电压跟随电路与所述可变电阻单元相连，所述电压跟随电路用于接收烹饪控制器提供的功率控制信号，并根据所述功率控制信号生成所述调节信号。
6.根据权利要求5所述的电烹饪器的加热控制装置，其特征在于，所述控制单元还包括电压提供单元，所述电压提供单元用于提供所述第一电压，所述电压提供单元与所述电压跟随电路相连，所述电压提供单元用于将所述第一电压叠加至所述功率控制信号，以便所述电压跟随电路根据所述功率控制信号与所述第一电压之和生成所述调节信号。
7.根据权利要求6所述的电烹饪器的加热控制装置，其特征在于，所述电压跟随电路包括：
第三电阻；
第四电阻；
比较器，所述比较器的正输入端通过所述第三电阻与所述烹饪控制器相连，所述比较器的正输入端还通过所述第四电阻与所述电压提供单元相连，所述比较器的负输入端与所述比较器的输出端相连，并与所述可变电阻单元相连。
8.根据权利要求1所述的电烹饪器的加热控制装置，其特征在于，还包括：
隔离单元，所述隔离单元设置在所述控制单元与烹饪控制器之间，所述隔离单元用于将所述烹饪控制器与所述控制单元进行隔离，并将所述烹饪控制器提供的功率控制信号传输至所述控制单元，以便所述控制单元根据所述功率控制信号生成所述调节信号。
9.根据权利要求8所述的电烹饪器的加热控制装置，其特征在于，所述隔离单元包括：
第五电阻；
模拟隔离器，所述模拟隔离器的低压侧的输入端通过所述第五电阻连接所述烹饪控制器，所述模拟隔离器的低压侧的接地端连接低压地，所述模拟隔离器的高压侧的输出端连接所述控制单元，所述模拟隔离器的高压侧的接地端连接高压地G；
第一电容，所述第一电容连接在所述模拟隔离器的低压侧的输入端与接地端之间；
第二电容，所述第二电容连接在所述模拟隔离器的高压侧的输出端与接地端之间。
10.一种电烹饪器，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的电烹饪器的加热控制装置。
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