CN114641099B - 一种电陶炉集成电路及电陶炉 - Google Patents

一种电陶炉集成电路及电陶炉 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电陶炉集成电路，包括：驱动模块，能够与外部发热盘电性连接；控制模块，与所述驱动模块的控制端连接，所述控制模块用于控制所述驱动模块的输出功率；预热屏蔽模块，所述预热屏蔽模块与所述驱动模块连接，所述预热屏蔽模块用于在启动后的预设时间内屏蔽所述控制模块对所述驱动模块的控制，所述预热屏蔽模块能够在启动后的预设时间内控制所述驱动模块的输出功率。在上电启动后的预设时间内，预热屏蔽模块屏蔽控制模块对驱动模块的控制，并且预热屏蔽模块控制驱动模块，使得驱动模块能够以最大输出功率驱使发热盘工作，令上电启动后在预设时间内发热盘最大功率发热，实现缩短升温时间的效果，提高使用效率。

Description

一种电陶炉集成电路及电陶炉
技术领域
本发明涉及电陶炉领域，特别涉及一种电陶炉集成电路及电陶炉。
背景技术
电陶炉是常用的加热电器设备，多用于泡茶烧水、烹饪等，其通过向发热盘通电使其发热，发热盘热量传递至微晶板，从而对放置在微晶板上的容器进行加热。现有的电陶炉，在上电启动后，会按照默认设定的功率或用户设定的功率开始加热，并不会采用最大的功率进行加热，存在升温较慢的问题，影响使用效率。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种电陶炉集成电路，其能够在上电启动后，在预设时间内屏蔽控制模块对驱动模块的控制，并且令驱动模块以最大的输出功率工作。
本发明还提出电陶炉，其能够在上电启动后的预设时间内，令发热盘以最大的发热功率进行发热，缩短升温所需时间，提高效率。
根据本发明第一方面实施例的一种电陶炉集成电路，包括：驱动模块，能够与外部发热盘电性连接；控制模块，与所述驱动模块的控制端连接，所述控制模块用于控制所述驱动模块的输出功率；预热屏蔽模块，所述预热屏蔽模块与所述驱动模块连接，所述预热屏蔽模块用于在启动后的预设时间内屏蔽所述控制模块对所述驱动模块的控制，所述预热屏蔽模块能够在启动后的预设时间内控制所述驱动模块的输出功率。
根据本发明实施例的一种电陶炉集成电路及电陶炉，至少具有如下有益效果：驱动模块与发热盘电性连接能够驱使发热盘工作发热，常态工作时，控制模块控制驱动模块的输出功率以控制发热盘的发热温度满足使用需求。通过设置有预热屏蔽模块，在上电启动后的预设时间内，预热屏蔽模块屏蔽控制模块对驱动模块的控制，并且预热屏蔽模块控制驱动模块，使得驱动模块能够以最大输出功率驱使发热盘工作，令上电启动后在预设时间内发热盘最大功率发热，实现缩短升温时间的效果，提高使用效率。
根据本发明的一些实施例，所述驱动模块包括可控硅单元以及第一开关管单元，所述可控硅单元能够与外部发热盘电性连接，所述第一开关管单元与所述可控硅单元的控制端连接，所述第一开关管单元的控制端分别与所述控制模块以及所述预热屏蔽模块连接。
根据本发明的一些实施例，所述可控硅单元包括至少一个双向可控硅，所述第一开关管单元包括与所述双向可控硅一一对应的第一开关管，所述双向可控硅能够与外部发热盘连接，所述第一开关管与所述双向可控硅的控制端连接，所述第一开关管的控制端分别与所述控制模块以及所述预热屏蔽模块连接。
根据本发明的一些实施例，所述预热屏蔽模块包括第二开关管单元以及延时单元，所述第二开关管单元与所述第一开关管单元的控制端连接，所述延时单元与所述第二开关管单元的控制端连接。
根据本发明的一些实施例，所述第二开关管单元包括第二开关管以及电阻R2，所述延时单元包括电阻R1以及电容C1，所述电阻R1的一端分别与所述电容C1的一端以及外部开关按键连接，所述电阻R1的另一端与所述第二开关管的控制端连接，所述第二开关管的输入端与供电端连接，所述第二开关管的输出端通过所述电阻R2与所述第一开关管的控制端连接。
根据本发明的一些实施例，还包括与所述控制模块连接的切换模块，所述可控硅单元包括至少两个双向可控硅，所述双向可控硅通过所述切换模块与供电端或外部发热盘连接，所述切换模块能够控制所述双向可控硅与供电端之间或所述双向可控硅与外部发热盘之间的通断。
根据本发明的一些实施例，所述切换模块包括与所述双向可控硅一一对应的继电器以及与所述继电器一一对应的第三开关管，所述双向可控硅通过所述继电器的触点与供电端或外部发热盘连接，所述继电器的线圈与所述第三开关管连接，所述控制模块与所述第三开关管的控制端连接。
根据本发明的一些实施例，还包括过温保护模块，所述过温保护模块的输入端能够与外部温度传感器连接，所述过温保护模块的输出端与所述驱动模块连接。
根据本发明的一些实施例，所述过温保护模块包括滞回比较器以及第四开关管，所述滞回比较器的输入端与外部温度传感器连接，所述滞回比较器的输出端与所述第四开关管的控制端连接，所述第四开关管与所述驱动模块的控制端连接。
根据本发明第二方面实施例的电陶炉，包括机体，所述机体设置有上述的一种电陶炉集成电路以及发热盘，所述驱动模块与所述发热盘电性连接。
根据本发明实施例的电陶炉，至少具有如下有益效果：驱动模块100与发热盘600电性连接能够驱使发热盘600工作发热，常态工作时，控制模块200控制驱动模块100的输出功率以控制发热盘600的发热温度满足使用需求。通过设置有预热屏蔽模块300，在上电启动后的预设时间内，预热屏蔽模块300屏蔽控制模块200对驱动模块100的控制，并且预热屏蔽模块300控制驱动模块100，使得驱动模块100能够以最大输出功率驱使发热盘600工作，令上电启动后在预设时间内发热盘600最大功率发热，实现缩短升温时间的效果，提高使用效率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明其中一种实施例的电路图。
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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。
在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
如图1所示，根据本发明实施例的一种电陶炉集成电路，包括：驱动模块100，能够与外部发热盘600电性连接；控制模块200，与所述驱动模块100的控制端连接，所述控制模块200用于控制所述驱动模块100的输出功率；预热屏蔽模块300，所述预热屏蔽模块300与所述驱动模块100连接，所述预热屏蔽模块300用于在启动后的预设时间内屏蔽所述控制模块200对所述驱动模块100的控制，所述预热屏蔽模块300能够在启动后的预设时间内控制所述驱动模块100的输出功率。
驱动模块100与发热盘600电性连接能够驱使发热盘600工作发热，常态工作时，控制模块200控制驱动模块100的输出功率以控制发热盘600的发热温度满足使用需求。通过设置有预热屏蔽模块300，在上电启动后的预设时间内，预热屏蔽模块300屏蔽控制模块200对驱动模块100的控制，并且预热屏蔽模块300控制驱动模块100，使得驱动模块100能够以最大输出功率驱使发热盘600工作，令上电启动后在预设时间内发热盘600最大功率发热，实现缩短升温时间的效果，提高使用效率。
控制模块200可以是包括微处理器和随机存取存储器等实施方式。
参照图1，在本发明的一些实施例中，所述驱动模块100包括可控硅单元110以及第一开关管单元120，所述可控硅单元110能够与外部发热盘600电性连接，所述第一开关管单元120与所述可控硅单元110的控制端连接，所述第一开关管单元120的控制端分别与所述控制模块200以及所述预热屏蔽模块300连接。
控制模块200通过控制第一开关管单元120导通，使得第一开关管单元120产生控制可控硅单元110导通的触发信号，可控硅导通后容许大电流流经发热盘600，进而使得发热盘600工作发热。控制模块200通过控制单个周期内第一开关管单元120产生触发信号的时刻，以控制可控硅单元110的导通角，能够控制单位时间内流经发热盘600的平均电流大小，进而能够控制发热盘600的发热功率。
预热屏蔽模块300与第一开关管单元120的控制端连接，预热屏蔽模块300在上电启动时，输出预热信号至第一开关管单元120的控制端，预热信号能够屏蔽控制模块200产生的控制信号，以此，预热屏蔽模块300输出预热信号并且维持预设时间，令第一开关管单元120在预设时间内维持导通状态，使得可控硅单元110的导通角最大，进而令发热盘600在上电启动的预设时间内以最大的发热功率工作，实现缩短升温时间的效果，提高使用效率。
参照图1，在本发明的一些实施例中，所述可控硅单元110包括至少一个双向可控硅111，所述第一开关管单元120包括与所述双向可控硅111一一对应的第一开关管121，所述双向可控硅111能够与外部发热盘600连接，所述第一开关管121与所述双向可控硅111的控制端连接，所述第一开关管121的控制端分别与所述控制模块200以及所述预热屏蔽模块300连接。
由于实际产品中，发热盘600可能包括两条或多条发热丝，以能够实现调节发热区域的功能。可控硅单元110包括双向可控硅111，双向可控硅111与发热丝一一对应连接，第一开关管121与双向可控硅111的控制端一一对应连接，控制模块200分别与每个第一开关管121的控制端连接，以能够通过第一开关管121间接单独控制每个双向可控硅111的导通角。预热屏蔽模块300分别与每个第一开关管121得控制端连接，以能够在上电后的预设时间内控制第一开关管121维持导通。
参照图1，在本发明的一些实施例中，所述预热屏蔽模块300包括第二开关管单元310以及延时单元320，所述第二开关管单元310与所述第一开关管单元120的控制端连接，所述延时单元320与所述第二开关管单元310的控制端连接。
在上电启动后，第二开关管单元310导通以产生预热信号输出至第一开关管单元120的控制端，令第一开关管单元120维持导通。延时单元320与第二开关管单元310的控制端连接，延时单元320在预设时间延迟后控制第二开关管单元310截至，令第二开关管单元310停止输出预热信号，使得第一开关管单元120在预设时间后，能够在控制模块200的控制下工作，进而调节发热盘600的发热功率。以此，通过延时单元320控制第二开关管单元310实现预设时间内维持产生预热信号的效果，结构简单，便于实施。
参照图1，在本发明的一些实施例中，所述第二开关管单元310包括第二开关管311以及电阻R2，所述延时单元320包括电阻R1以及电容C1，所述电阻R1的一端分别与所述电容C1的一端以及外部开关按键800连接，所述电阻R1的另一端与所述第二开关管311的控制端连接，所述第二开关管311的输入端与供电端连接，所述第二开关管311的输出端通过所述电阻R2与所述第一开关管121的控制端连接。
使用者按压开关按键800，能够使得供电端通过电阻R1与第二开关管311的控制端电性连接，进而令第二开关管311导通，第二开关管311通过电阻R2分别与每个第一开关管121的控制端连接，以此，第二开关管311导通形成预热信号输出至每个第一开关管121的控制端，令每个第一开关管121导通，进而令每个双向可控硅111导通。
使用者按压开关按键800时，供电端向电容C1充电，使用者松开开关按键800后，电容C1通过电阻R1向第二开关管311的控制端放电，以维持第二开关管311导通，电容C1的电压随着放电逐渐下降，当电压不满足第二开关管311导通阈值时，第二开关管311截至停止向第一开关管121的控制端输出预热信号，以此，能够令第二开关管311延时截至，即在预设时间后截至，实现在上电启动后预设时间内令发热盘600最大功率发热，实现缩短升温时间的效果，提高使用效率。
按压开关按键800时，电容C1与供电端直接连接，充电速度快，松开开关按键800后，电容C1通过电阻R1放电，放电速度与电阻R1的阻值相关。电容C1与电阻R1形成延时电路，能够通过使用合适容值大小的电容C1和合适阻值的电阻R1，达到控制延时时间，即预设时间大小的目的。
电陶炉的供电线与市电连接时，内部电源电路中的低压部分会持续工作，以提供控制模块200休眠所需电能，开关按键800与控制模块200的休眠端连接，在开关按键800第一次被按压时，能够唤醒控制模块200，进而控制模块200能够通过继电器等器件控制电源电路中高压部分开始工作，同时开关按键触发第二开关管311导通，实现预热功能，待开关按键800再次被按压时，控制模块200控制电源电路中的高压部分停止工作，此时第二开关管311即便导通，由于电源电路中高压部分停止工作，驱动模块100中的双向可控硅111亦不能导通工作，发热盘600不会发热，待开关按键800再次被按压重复上述过程。
第一开关管单元120还包括与第一开关管121控制端连接的辅助电阻，如图1中的电阻R10以及电阻R11，第二开关管311导通时，第二开关管311输出的电流配合电阻R10与电阻R11驱使第一开关管121导通，并且此时电阻R10与电阻R11形成的高电压能够屏蔽掉控制模块200输出的控制信号，实现屏蔽控制模块200的效果。控制模块200的控制端脚通过电阻与第一开关管121的控制端连接，如图1中的电阻R4以及电阻R5，以能够在第二开关管311导通输出电流时，电阻能够保护控制模块200的控制端脚。
参照图1，在本发明的一些实施例中，还包括与所述控制模块200连接的切换模块400，所述可控硅单元110包括至少两个双向可控硅111，所述双向可控硅111通过所述切换模块400与供电端或外部发热盘600连接，所述切换模块400能够控制所述双向可控硅111与供电端之间或所述双向可控硅111与外部发热盘600之间的通断。
当发热盘600包括两条或以上的发热丝，双向可控硅111与发热丝一一对应，控制模块200通过控制切换模块400，能够选择切换不同双向可控硅111工作，进而选择控制不同的发热丝进行发热，能够灵活调节发热区域满足不同大小容器的使用情景，有利于提高灵活性。
参照图1，在本发明的一些实施例中，所述切换模块400包括与所述双向可控硅111一一对应的继电器410以及与所述继电器410一一对应的第三开关管420，所述双向可控硅111通过所述继电器410的触点与供电端或外部发热盘600连接，所述继电器410的线圈与所述第三开关管420连接，所述控制模块200与所述第三开关管420的控制端连接。
控制模块200通过控制第三开关管420导通，能够使得与其连接的继电器410的线圈有电流流过，令对应的继电器410触点闭合，进而令供电端、双向可控硅111以及发热盘600内的发热丝形成回路，控制模块200能够通过控制信号控制双向可控硅111的导通角，控制对应发热丝的发热功率。以此结构，能够选择切换不同的双向可控硅111工作，实现灵活调节发热区域的效果。
参考图1，在本发明的一些实施例中，所述预热屏蔽模块300与所述第三开关管420的控制端连接。
由于上电启动时，控制模块200可能需要启动时间，不能马上控制继电器410吸合。通过预热屏蔽模块300与第三开关管420的控制端连接，预热屏蔽模块300在上电启动后，令第三开关管420导通，使得继电器410吸合，同时预热屏蔽模块300产生的预热信号令双向可控硅111导通，能够使发热盘600以最大功率发热，以此，能够充分利用控制模块200的启动时间进行发热升温，有利于缩短升温时间，提高使用效率。
参照图1，在本发明的一些实施例中，还包括过温保护模块500，所述过温保护模块500的输入端能够与外部温度传感器700连接，所述过温保护模块500的输出端与所述驱动模块100连接。
在使用过程中，如果没有容器与电陶炉接触，电陶炉的热量不能及时传导至容器，可能会使得电陶炉的温度过高，影响内部器件工作，并且存在安全隐患。因此，通过设置有过温保护模块500，温度传感器700根据温度产生电压传递至过温保护模块500，当电压大于阈值时，过温保护模块500控制驱动模块100停止工作，令发热盘600停止发热，令温度回降，有利于提高安全性，延长使用寿命。
参照图1，在本发明的一些实施例中，所述过温保护模块500包括滞回比较器510以及第四开关管520，所述滞回比较器510的输入端与外部温度传感器700连接，所述滞回比较器510的输出端与所述第四开关管520的控制端连接，所述第四开关管520与所述驱动模块100的控制端连接。
滞回比较器510的第一输入端与温度传感器700连接，滞回比较器510的第二输入端与参考电压连接，当温度传感器700根据温度产生的电压大于滞回比较器510的突变阈值，即发生过温情况时，滞回比较器510产生触发信号传递至第四开关管520，令第四开关管520导通，进而拉低驱动模块100控制端的电压，屏蔽控制模块200的控制信号，令驱动模块100中的双向可控硅111不能导通，实现令发热盘600停止发热的效果。采用滞回比较器510，由于滞回比较器510上升突变阈值与下降突变阈值不同，能够在发热盘600停止工作后，温度传感器700产生的电压下降至下降突变阈值时，过温保护才会失效，以此能够防止过温保护短时间内多次触发，有利于保护电路器件，延长使用寿命。
温度传感器700可以为热电偶等器件的实施方式。
根据本发明的第二方面实施例的电陶炉，包括机体，所述机体设置有上述的一种电陶炉集成电路以及发热盘600，所述驱动模块100与所述发热盘600电性连接。
驱动模块100与发热盘600电性连接能够驱使发热盘600工作发热，常态工作时，控制模块200控制驱动模块100的输出功率以控制发热盘600的发热温度满足使用需求。通过设置有预热屏蔽模块300，在上电启动后的预设时间内，预热屏蔽模块300屏蔽控制模块200对驱动模块100的控制，并且预热屏蔽模块300控制驱动模块100，使得驱动模块100能够以最大输出功率驱使发热盘600工作，令上电启动后在预设时间内发热盘600最大功率发热，实现缩短升温时间的效果，提高使用效率。
参考图1，在本发明的一些实施例中，所述机体还设置有温度传感器700，控制模块200与温度传感器700电性连接。
温度传感器700根据机体的温度产生电信号传递至控制模块200，控制模块200根据温度传感器700的电信号控制驱动模块100的输出功率，以令加热温度维持在所需温度附近范围内。
在具有过温保护模块500的实施例中，温度传感器700与温度保护模块的输入端连接。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.一种电陶炉集成电路，其特征在于，包括：
发热盘(600)，包括多个发热丝，多个所述发热丝分别用于对不同的区域进行加热；
驱动模块(100)，包括多个第一开关管(121)和多个双向可控硅(111)，多个所述双向可控硅(111)分别与多个所述发热丝一一对应连接以分别驱动各所述发热丝，多个所述第一开关管(121)分别与多个所述双向可控硅(111)的控制端一一对应连接以分别控制各所述双向可控硅(111)的通断；
控制模块(200)，分别与多个所述第一开关管(121)的控制端连接以控制各所述第一开关管(121)的通断；
过温保护模块(500)，包括滞回比较器(510)和第四开关管(520)，所述滞回比较器(510)的输入端与外部温度传感器(700)连接，所述滞回比较器(510)的输出端与所述第四开关管(520)的控制端连接，所述第四开关管(520)分别与多个所述第一开关管(121)的控制端连接；
开关按键(800)，与所述控制模块(200)的休眠端连接以控制所述控制模块(200)进入或退出低电压工作状态；
预热屏蔽模块(300)，所述开关按键(800)与所述预热屏蔽模块(300)连接以控制所述预热屏蔽模块(300)运行，所述预热屏蔽模块(300)分别与多个所述第一开关管(121)连接，所述预热屏蔽模块(300)用于在启动后的预设时间内屏蔽所述控制模块(200)对各所述第一开关管(121)的控制，所述预热屏蔽模块(300)能够在启动后的预设时间内控制各所述双向可控硅(111)输出的电流大小。
2.根据权利要求1所述的一种电陶炉集成电路，其特征在于：所述预热屏蔽模块(300)包括第二开关管单元(310)以及延时单元(320)，所述第二开关管单元(310)分别与各所述第一开关管(121)的控制端连接，所述延时单元(320)与所述第二开关管单元(310)的控制端连接。
3.根据权利要求2所述的一种电陶炉集成电路，其特征在于：所述第二开关管单元(310)包括第二开关管(311)以及电阻R2，所述延时单元(320)包括电阻R1以及电容C1，所述电阻R1的一端分别与所述电容C1的一端以及外部开关按键(800)连接，所述电阻R1的另一端与所述第二开关管(311)的控制端连接，所述第二开关管(311)的输入端与供电端连接，所述第二开关管(311)的输出端通过所述电阻R2与所述第一开关管(121)的控制端连接。
4.根据权利要求1所述的一种电陶炉集成电路，其特征在于：还包括与所述控制模块(200)连接的切换模块(400)，所述可控硅单元(110)包括至少两个双向可控硅(111)，所述双向可控硅(111)通过所述切换模块(400)与供电端或外部发热盘(600)连接，所述切换模块(400)能够控制所述双向可控硅(111)与供电端之间或所述双向可控硅(111)与外部发热盘(600)之间的通断。
5.根据权利要求4所述的一种电陶炉集成电路，其特征在于：所述切换模块(400)包括与所述双向可控硅(111)一一对应的继电器(410)以及与所述继电器(410)一一对应的第三开关管(420)，所述双向可控硅(111)通过所述继电器(410)的触点与供电端或外部发热盘(600)连接，所述继电器(410)的线圈与所述第三开关管(420)连接，所述控制模块(200)与所述第三开关管(420)的控制端连接。
6.电陶炉，其特征在于：包括机体，所述机体设置有如权利要求1至5任一权利要求所述的一种电陶炉集成电路。
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