CN116058665A - 烹饪器具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烹饪器具。烹饪器具包括用于盛放食材的煲体和用于盖合煲体的盖体。当盖体盖合煲体时，盖体与煲体之间形成烹饪空间。烹饪器具还包括红外加热模块、双向可控硅和控制模块。红外加热模块设置在盖体。双向可控硅的两个主电极连接在红外加热模块和市电电源之间。控制模块与双向可控硅的门极耦连，控制模块配置为通过控制双向可控硅的通断从而控制红外加热模块的功率。根据本发明的烹饪器具，红外加热模块的调功周期为毫秒时间量级，从而红外加热模块的温度变化小，其发射的红外线波长更稳定。

Description

烹饪器具

技术领域

本发明总地涉及烹饪器具技术领域，具体而言涉及一种烹饪器具。

背景技术

现有烹饪器具如电饭煲，其盖体上设置有例如碳纤管的红外加热模块，烹饪时红外加热模块发出特定波段的红外线对食物进行辅助烹饪，使烹饪出的食物香气更浓。

红外加热模块额定功率较大，其全功率工作状态时的温度很高。但在盖体温升及辐射温度的限制下，红外加热模块的温度不能太高，所以红外加热模块需要以一定调功比来工作。在由继电器控制的调功比的工作方式下，红外加热模块工作一段时间停止一段时间，其温度上下浮动不易控制，这样产生的红外线主要波长也会随温度上下浮动而变化，不能产生一个稳定波段的红外线对食物进行辅助烹饪，也就不能将食物的香气激发到最大。

因此，需要一种烹饪器具以至少部分地解决上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决背景技术中的问题，本发明提供一种烹饪器具，所述烹饪器具包括用于盛放食材的煲体和用于盖合所述煲体的盖体，当所述盖体盖合所述煲体时，所述盖体与所述煲体之间形成烹饪空间，所述烹饪器具还包括：

红外加热模块，所述红外加热模块设置在所述盖体；

双向可控硅，所述双向可控硅的两个主电极连接在所述红外加热模块和市电电源之间；和

控制模块，所述控制模块与所述双向可控硅的门极耦连，所述控制模块配置为通过控制所述双向可控硅的通断从而控制所述红外加热模块的功率。

根据本发明的烹饪器具，采用双向可控硅作为红外加热模块加热回路中的开关元件，使得控制模块可以在毫秒级时间量级控制红外加热模块的调功周期，在宏观上实现红外加热模块以稳定的功率工作，红外加热模块温度稳定，其辐射的红外线波段也稳定，更有利于激发出食物中的风味物质。

可选地，所述烹饪器具还包括：

过零检测模块，所述过零检测模块耦连至所述市电电源，用于检测所述市电电源的电压过零点，所述过零检测模块还耦连至所述控制模块；和

开关模块，所述开关模块包括开关输入端和开关输出端，所述开关输入端耦连至所述控制模块，所述开关输出端耦连至所述双向可控硅的门极，

所述控制模块配置为，在所述市电电源的电压过零时通过所述开关模块导通所述双向可控硅。

根据本发明的烹饪器具，在市电电压过零时导通双向可控硅，从而可以更好地保护双向可控硅。可以理解的，基于过零检测模块和开关模块，控制模块也可以在市电电压过零时关断双向可控硅。

可选地，所述过零检测模块包括：

第一电阻，所述第一电阻的第一端耦连至所述市电电源；

第一二极管，所述第一二极管的阳极分别耦连至所述控制模块和所述第一电阻的第二端，所述第一二极管的阴极耦连至低压直流电源；和

第二二极管，所述第二二极管的阴极耦连至所述第一二极管的阳极，所述第二二极管的阳极接地。

根据本发明的烹饪器具，通过两个二极管串联的形式检测市电电压的过零点，方法简单有效。

可选地，所述开关模块包括NPN型的三极管，所述三极管的基极耦连至所述控制模块，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极耦连至所述双向可控硅的门极。

根据本发明的烹饪器具，通过三极管控制双向可控硅的通断，方法简单有效。

可选地，所述烹饪器具的烹饪过程依次包括吸水阶段、快速升温阶段和维持沸腾阶段，所述控制模块配置为，在所述烹饪过程的每一个阶段，所述控制模块以恒定的调功加热比控制所述红外加热模块工作。

根据本发明的烹饪器具，在每一个烹饪阶段，红外加热模块的工作功率恒定，从而使得红外加热模块的温度在每一个烹饪阶段中相对稳定，有利于食物得到稳定的红外辐射，从而更好地激发出食物中的风味物质。

可选地，当所述吸水阶段的用时达到预设吸水时长Ts时，所述烹饪过程从所述吸水阶段进入所述快速升温阶段，

所述控制模块配置为，在从所述吸水阶段的起始时刻开始经过T时长的时刻控制所述红外加热模块以第一功率P1持续工作直至所述烹饪过程进入所述快速升温阶段，其中，

在所述吸水阶段，当所述红外加热模块以所述第一功率P1持续工作第一工作时长T1时，所述红外加热模块的辐射波长达到第一预设波长L1，其中0≤T≤Ts-T1。

根据本发明的烹饪器具，在吸水阶段，红外加热模块的工作功率使得红外加热模块可以升温到能够辐射期望波长的红外线的温度。

可选地，所述第一预设波长L1为[2，16]μm。

根据本发明的烹饪器具，红外加热模块的辐射波长能够较好地激发食物中的风味物质。

可选地，所述烹饪器具配置为，在所述吸水阶段，当所述红外加热模块以所述第一功率P1持续工作第一工作时长T1后，红外辐射端的温度的变化幅度不超过稳态波动范围值Δt，其中所述红外辐射端位于所述红外加热模块的用于朝向所述烹饪空间的一侧的中部，并距离所述红外加热模块0.8-1.5cm。

根据本发明的烹饪器具，在吸水阶段，红外加热模块的功率配置为使得红外线的波长达到期望波长后，红外加热模块的温度相对稳定，从而红外辐射相对稳定。红外加热模块的温度能够相对稳定是因为烹饪器具具有一定的散热能力，红外加热模块的温度越高，烹饪器具的温度也越高，烹饪器具的对外热交换也就越多，从而使得红外加热模块的温度能够趋于稳定。

可选地，所述控制模块配置为，在所述快速升温阶段控制所述红外加热模块以所述第一功率P1工作。

根据本发明的烹饪器具，在快速升温阶段，红外加热模块继续保持在吸水阶段的工作功率，使得红外加热模块的辐射稳定。

可选地，所述稳态波动范围值Δt为[5，10]℃。

根据本发明的烹饪器具，第一功率P1配置为使得红外加热模块在其辐射波长达到理想范围后，其温度变化的范围不影响辐射波长仍处于理想的范围。

可选地，所述第一功率P1满足：P1≤100W。

根据本发明的烹饪器具，红外加热模块在吸水阶段和快速升温阶段的功率取值合理。

可选地，所述烹饪器具还包括底部加热模块，所述底部加热模块设置在所述煲体的下部，用于给所述烹饪空间加热，所述底部加热模块与所述控制模块耦连，

其中，所述控制模块配置为，在所述维持沸腾阶段，控制所述红外加热模块和所述底部加热模块工作，使得所述红外辐射端的温度达到预设温度区间的温度，并在之后保持在所述预设温度区间之内，其中所述预设温度区间为[100，130]℃。

根据本发明的烹饪器具，在维持沸腾阶段，通过调整红外加热模块的功率，使红外辐射端的温度保持在适宜范围，既有利于促进大米内部的有机风味化合物溶出，又不会导致这些风味化合物挥发，进一步提高了米饭的香气。

进一步，所述预设温度区间为[100，120]℃。

更进一步，所述预设温度区间为[103，108]℃。

根据本发明的烹饪器具，严格控制红外加热模块在维持沸腾阶段的工作功率，使得红外辐射端的温度保持在更加理想的范围。

可选地，所述调功加热比为1:2ⁿ，其中n为正整数。

根据本发明的烹饪器具，红外加热模块的调功方法简单、易实施。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的具体实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1为根据本发明的具体实施方式的烹饪器具的剖面图；

图2为根据本发明的优选实施方式的烹饪器具的红外加热模块的工作步骤的流程图；

图3为根据本发明的优选实施方式的烹饪器具的红外加热模块的工作功率示意图；以及

图4为根据本发明的优选实施方式的烹饪器具的控制电路的结构图。

附图标记说明：

20：过零检测模块

30：红外加热模块

36：反射罩

35：碳纤管

37：玻璃面板

40：控制模块

50：开关模块

60：双向可控硅

70：煲体

71：内锅

72：底部加热模块

73：底部温度感测模块

75：烹饪空间

80：盖体

100：烹饪器具

200：控制电路

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本发明实施方式，将在下列的描述中介绍详细的过程。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。

本发明提供了一种烹饪器具。

如图1所示，在一个具体的实施方式中，烹饪器具100可以包括煲体70和盖体80。煲体70的内部用于盛放食材。通常，煲体70包括内锅71，煲体70可以具有圆筒形状(或其他形状)的收纳部，内锅71可以自由地放入收纳部或者从收纳部中取出，以方便对内锅71的清洗。内锅71由金属材料制成，并构造为由锅壁形成的具有开口和内腔的回转体。内锅71的容量通常在6L以下，例如内锅71的容量可以为2L或4L等。

盖体80可以通过枢转轴可枢转地连接至煲体70，用于盖合煲体70。当盖体80盖合煲体70时，盖体80与煲体70(内锅71)之间形成烹饪空间75。

烹饪器具100还包括控制模块40(见图4)，用于实现对烹饪器具100的烹饪控制。该控制模块40例如可以为微处理单元(Micro Control Unit，简称MCU)。

此外，烹饪器具100还可以具有底部加热模块72和底部温度感测模块73。底部加热模块72(例如发热盘、LC电磁加热件等)通常设置在煲体70的底部(例如内锅71的下方)，用于在控制模块的控制下对内锅71进行加热，从而实现烹饪功能。底部温度感测模块73(例如温度传感器)通常也设置在煲体70的底部，用于感测烹饪空间75的底部温度。底部温度感测模块73连接至烹饪器具100的控制模块，以将感测到的底部温度反馈至控制模块，从而控制模块能够基于温度信息对例如底部加热模块72等实现更精确的控制。

红外加热模块30安装至盖体80。红外加热模块30与控制模块40耦连，在控制模块40的控制下工作。红外加热模块30在烹饪时产生波长为2μm～16μm的红外线，对食物进行烹饪加热，使烹饪出的食物香味更浓。红外加热模块30主要发热部件为碳纤管35。红外加热模块30的上部设置有反射罩36，用于将碳纤管35发出的红外光和热量反射到内锅71中，从而节省能源。红外加热模块30的下部设置有透光的玻璃面板37(例如微晶玻璃板)，玻璃面板37可以保护红外加热模块30，同时允许红外光和热量通过并到达内锅71中。也即，玻璃面板37设置在盖体80，位于红外加热模块30的用于朝向烹饪空间的一侧，当盖体80盖合时，红外加热模块30发射的红外线可穿透该玻璃面板37进入烹饪空间75。

应注意，尽管此时示意性地描述了烹饪器具的部分结构，但是这些列举仅是示例性地，其不能作为对本发明的烹饪器具的结构限定。

烹饪器具100的工作过程包括4个烹饪阶段，依次为吸水阶段、快速升温阶段、维持沸腾阶段和焖饭阶段。优选地，控制模块40配置为，在上述烹饪过程的每一个阶段，控制模块40以恒定的调功加热比控制红外加热模块30工作，也即在每一个烹饪阶段红外加热模块30的工作功率恒定。

在吸水阶段，底部加热模块72以一定功率将内锅71中的米水加热至预设吸水温度(例如45-55℃)，并在此温度下持续吸水一定时长，使大米达到一个较好的含水率，从而有利于防止米饭粘锅，米饭的口感也更好。当吸水阶段的用时达到预设吸水时长Ts时，烹饪过程从吸水阶段进入快速升温阶段。

在快速升温阶段，底部加热模块72以较大功率工作，使内锅71中的食材快速升温，从而缩短烹饪时间。

在维持沸腾阶段，底部加热模块72以一定功率将内锅71中的米水维持在沸腾温度，使内锅71中的大米全部糊化，并将内锅71中残留的水分蒸发掉。

在焖饭阶段，底部加热模块72采用较小功率将内锅71中的食材充分焖熟。

如图2所示，优选地，烹饪器具100的红外加热模块30的工作过程具体包括以下步骤：

S10、在吸水阶段，红外加热模块30在从吸水阶段的起始时刻开始经过T时长的时刻开始以第一功率P1持续工作直至烹饪过程进入快速升温阶段，其中，当红外加热模块30以第一功率P1持续工作第一工作时长T1时，红外加热模块30的辐射波长达到第一预设波长L1，其中0≤T≤Ts-T1，Ts为吸水阶段的总时长。

S20、在快速升温阶段，红外加热模块30以第一功率P1工作。

S30、在维持沸腾阶段，红外加热模块30以第二功率P2工作，其中P2≤P1。

S40、在焖饭阶段，红外加热模块30以第三功率P3工作，其中P3≤P2。

上述红外加热模块30的工作过程可参见图3。

在步骤S10中，具体地，第一预设波长L1为2-16μm。优选地，第一功率P1≤100W。更优选地，第一功率P1为30-80W。

例如，当红外加热模块30为小功率器件时(例如红外加热模块30的额定功率不超过100W)，第一功率P1可以为红外加热模块30的额定功率。当红外加热模块30为大功率器件时(例如红外加热模块30的额定功率超过100W)，第一功率P1则由控制模块40通过控制调功加热比实现。控制模块40控制红外加热模块30的功率的方法将在下文介绍。

红外线烹饪食物时，为了达到较好的烹饪效果，有以下两个关键因素需要控制。

一是需产生特定波段的红外线辐射食物。研究表明，波长为2-16μm的红外线频率与食物的分子运动频率接近，二者能产生共振，所以此波段的红外线能激活食物内部的分子活性，促进其运动幅度，从而激发更多的香气。同时食物内部分子运动加剧，食物从内而外加热变熟，口感更有弹性。

二是红外线辐射食物的时间越长越好。因为上述波段的红外线能促进食物内部分子运动，红外线辐射的时间越长，分子运动越充分，烹饪效果越好。

根据维恩位移定律可知，红外加热模块产生红外线的主要波长范围与该红外加热模块的温度相关，那么为了将红外加热模块产生的红外线主要波长控制在上述范围，则需要将红外加热模块的温度控制在预设温度段。根据维恩位移定律公式λ×t＝b(其中b为维恩常量0.002897m·K、λ为波长、t为开氏温度)，例如想要红外加热模块稳定地产生主要波长λ＝7μm的红外线，计算可得对应的温度大约为t＝140℃，即需要将红外加热模块温度控制在140℃。另外，在烹饪过程中，红外加热模块的作用是辅助加热，其产生的温度并不高，不用担心长时间的辐射会对食物产生不良影响。

在烹饪过程中的吸水阶段，内锅71中的米水温度维持稳定，内锅71中的米水也是基本处于静止状态，这个时候红外加热模块30产生红外线只能对内锅71中上部的大米进行辐射。而在快速温升阶段，内锅71中的水迅速受热开始运动，并带动水中的大米运动、翻滚，使得内锅71中的大米都可以受到红外线的辐射。所以，要在快速温升阶段开始之前，就使红外加热模块30已经达到能释放上述波段红外线的温度，并且使红外加热模块的温度维持在该温度附近。

可以理解的，红外加热模块30的温度受盖体80的结构和材质的影响。如果盖体80的散热效果较好，可以选择相对的第一功率P1(例如80W)；如果盖体80的散热效果较差，那么就需要选择相对小的第一功率P1。当烹饪器具的材质和结构确定后，可以通过计算、实验等方法确定第一功率P1、开始工作的时刻以及加热时长T1，使得在吸水阶段，红外加热模块30在从吸水阶段的起始时刻开始经过T时长的时刻(吸水阶段的T时刻)开始以第一功率P1持续工作第一工作时长T1时，红外加热模块30的辐射波长达到第一预设波长L1并进入稳态，其中0≤T≤Ts-T1(Ts为吸水阶段的总时长)。

进入稳态是指，在吸水阶段，当红外加热模块30以第一功率P1持续工作第一工作时长T1后，红外辐射端的温度的变化幅度不超过稳态波动范围值Δt，其中红外辐射端位于红外加热模块30(具体地，玻璃面板37)的用于朝向烹饪空间75的一侧的中部，并距离红外加热模块30(具体地，玻璃面板37)0.8-1.5cm。换句话说，红外加热模块30在吸水阶段的T时刻开始以第一功率P1持续工作，使得从吸水阶段的T+T1时刻到吸水阶段结束，红外辐射端的温度变化幅度不超过稳态波动范围值Δt。也即，进入稳态是指，在吸水阶段，当红外加热模块30升温到能够发射出2-16μm波长的红外线后，红外加热模块30的温度趋于稳定，从而使红外加热模块可以稳定地发射期望波长的红外线。

如前所述，红外加热模块30的温度受盖体80影响。在吸水阶段，伴随红外加热模块30持续发热，盖体80的温度也不断升高。盖体80温度的升高使得盖体80向环境的热辐射增加，也即盖体80的散热不断增加。在红外加热模块30以恒定的功率工作的情况下，这使得盖体80与红外加热模块30的升温速率逐渐下降，因而会趋于达到温度稳定，即温度变化幅度减小，从而红外加热模块30的辐射波长也趋于稳定。优选地，稳态波动范围值Δt为5-10℃。

例如，当烹饪器具100的结构和材质确定后，通过计算、实验等方法确定红外加热模块30的第一功率P1为40W。在吸水阶段，红外加热模块30从吸水阶段的T时刻开始以40W功率持续工作T1时长，此时红外加热模块的工作温度达到140℃，其释放主要波长λ＝7μm的红外线。之后，红外加热模块30继续以40W功率工作，在烹饪空间75的顶部，盖体80的散热与红外加热模块30的加热渐趋持平，食材得到基本稳定的波长为7μm的红外线的辐射。

优选地，T为1-5分钟，T1为5-10分钟，Ts为10-20分钟。

在步骤S20中，烹饪过程进入快速温升阶段，低功率的红外加热模块30已经达到热平衡温度，并释放出稳定波段的红外线对食材进行辐射。因此，此阶段中低功率的红外加热模块30持续以第一功率P1工作。内锅71中的大米随温升水流运动，均匀受到红外线的辐射。

在步骤S30中，烹饪过程进入维持沸腾阶段。在维持沸腾阶段，内锅71中的米水温度达到并维持在水沸点温度。在此阶段，大米吸收水分充分糊化，大米体积膨胀并伴随有醛、酯、醇以及杂环等有机化合物溶出，这些物质对米饭的香气贡献很高。例如醛类物质和酯类物质赋予米饭水果香，醇类赋予米粉芳香和花香，某些有机杂环化合物如吡嗪、吡啶类化合物与米饭甜香味呈正相关。所以在此阶段需要继续使用红外加热模块30产生红外线对大米进行辐射，促进大米内部有机化合物运动溶出，使得米饭表面析出更多的风味有机化合物。但同时应该注意控制低功率红外加热模块30的工作温度，否则温度超过风味有机化合物的沸点会将这些风味有机化合物变成气态，使其在烹饪过程中随着水蒸气挥发掉，这样残留在米饭中的风味有机化合物减少，降低了米饭的香气。所以，在维持沸腾阶段，需要将红外加热模块的温度控制在一个合适的温度。

通过研究，可知米饭风味物质主要含有戊醛、己醛、壬醛、苯甲醛等有机化合物。其中，戊醛沸点为103.74℃，己醛沸点为130℃，壬醛沸点为191℃，本甲醛沸点为179℃。因此，优选地，需要将烹饪空间75的顶部的红外辐射端的温度控制在100℃到130℃之间，更优选地，将其温度控制在100-120℃，更优选的，将其温度控制在103-108℃。

烹饪过程进入维持沸腾阶段后，红外加热模块30的工作功率下调为第二功率P2。由于烹饪空间75的底部的米水基本处于沸腾状态，温度稳定，因此，类似的，当红外加热模块30以第二功率P2持续工作时，红外辐射端的温度随时间延长可以趋于稳定。也即在烹饪器具100的结构和材质确定后，可以通过计算、实验等方法确定第二功率P2，使得在维持沸腾阶段，红外加热模块以第二功率P2持续工作，红外辐射端的温度可以达到并维持在预设温度区间tp，优选tp为100-130℃，更优选为100-120℃，更优选为103-108℃。例如，进入维持沸腾阶段后，红外加热模块30以第二功率P2工作，红外辐射端的温度逐渐下降并可下降到预设温度区间tp的上限温度(例如130℃)，当红外辐射端的温度达到预设温度区间tp的范围内以后，在维持沸腾阶段，红外辐射端的温度将保持在预设温度区间tp之内。

在步骤S40中，当烹饪过程进入焖饭阶段时，内锅71中的水分基本上已被蒸发掉。为防止此时辐射温度对米饭表面的影响，将其表面烤的过干，因此将红外加热模块30的工作功率进一步下调至第三功率P3。

优选地，第二功率P2为第一功率P1的50％-100％，第三功率P3为第一功率P1的25％-100％。

具体地，烹饪器具100通过其控制电路200实现对红外加热模块30的工作功率的控制。

如图4所示，在优选的实施方式中，控制电路200包括红外加热模块30、控制模块40和双向可控硅60。控制电路200通过市电电源供电。市电电源的火线L连接至红外加热模块30，双向可控硅60的两个主电极连接在红外加热模块30和市电电源的零线N之间。双向可控硅60成为红外加热模块30的加热回路中的开关元件，双向可控硅60导通时红外加热模块30工作，双向可控硅60关断时红外加热模块30不工作。控制模块40例如为微控制单元芯片U1。双向可控硅60的门极耦连至控制模块40，控制模块40通过控制双向可控硅60的通断从而控制红外加热模块30的功率。

为了保护双向可控硅60，控制电路200还包括过零检测模块20和开关模块50。开关模块50包括开关输入端和开关输出端，开关输入端耦连至控制模块40，开关输出端耦连至双向可控硅60的门极。过零检测模块20耦连至市电电源，用于检测市电电源的电压过零点。过零检测模块20还耦连至控制模块40，使得控制模块40在市电交流电源电压值过零时导通双向可控硅60。。

具体地，开关模块50包括NPN型的三极管Q1。三极管Q1的基极通过电阻R3耦连至控制模块40(例如芯片U1的电压输出端口P5)，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极通过电阻R5耦连至双向可控硅60的门极。当芯片U1的电压输出端口P5输出高电平时，三极管Q1导通，从而在电阻R5上产生电流，使双向可控硅60导通。

过零检测模块20包括第一电阻R1、第一二极管D1和第二二极管D2。第一电阻R1的第一端耦连至市电电源。第一二极管D1的阳极分别电连接至控制模块40(例如芯片U1的电压输入管脚P4)和第一电阻R1的第二端，第一二极管D1的阴极耦连至低压直流电源(例如+5V)。第二二极管D2的阴极耦连至第一二极管D1的阳极(也即分别电连接至控制模块40和第一电阻R1的第二端)，第二二极管D2的阳极接地。

过零检测模块20被用来追踪市电交流电源波形的变化，比如从正到负或从负到正的过零点电压的情况。当交流电源电压在正半周时，第一二极管D1导通，第一二极管D1的阳极电压略高于+5V，使得控制模块40的P4管脚为高电平。当交流电源电压在负半周时，第二二极管D2导通，第二二极管D2的阴极电压略低于0V，使得控制模块40的P4管脚为低电平。因此，每当交流电源电压过零时，P4管脚的电压在高电平与低电平之间切换，从而控制模块40可以确定市电过零，并在检测到市电过零的同时导通功双向可控硅60，即控制模块40的P5管脚输出高电平。类似地，控制模块40也在市电过零时关断双向可控硅60。

在图4所示的电路中，电阻R2、R8为限流保护电阻。电容C4的作用是对检测信号进行滤波。

在本发明中，控制模块40通过控制双向可控硅60的通断周期从而控制红外加热模块30的调功周期，双向可控硅60的通断周期也即红外加热模块30的调功周期。在一个调功周期中，红外加热模块30有一部分时间工作、一部分时间不工作。可以理解的，当红外加热模块30的不工作的时间达到一定时长后，红外加热模块30的温度将明显下降；当红外加热模块30的工作时间达到一定时长时，红外加热模块30的温度将明显上升。这导致红外加热模块的辐射波长将产生波动。而在相同的调功加热比下，如果红外加热模块30的调功周期缩短，使其工作时长和不工作时长都变短，则红外加热模块30的温度变化将不明显，其辐射波长将更稳定。因此，为了使食物在维护沸腾阶段仍能接受到稳定的、适宜的红外辐射波长，本发明优选地采用了可控硅作为开关元件，从而控制模块40可以在毫秒级时间水平控制开关模块50的通断，也即将红外加热模块30的调功周期控制在毫秒级(例如调功周期不超过100ms、或不超过200ms、或不超过500ms)。这一方法在宏观上使得红外加热模块30以稳定的功率工作，从而可以释放波段稳定的红外线。可以理解的，采用例如功率开关管IGBT代替可控硅元件也可以实现这一效果。

如前所述，控制模块40在市电电压的过零点导通和关断双向可控硅60，由于市电电压的周期性特性，为便于控制，在本发明中，各个烹饪阶段中红外加热模块30的调功加热比优选为1:2ⁿ，其中n为正整数。例如，当红外加热模块30的额定功率Pt不超过100W时，在吸水阶段和快速升温阶段，第一功率P1可以为额定功率Pt，即在吸水阶段和快速升温阶段红外加热模块30的调功加热比为1:20(1:1)；在维持沸腾阶段，第二功率P2可以为额定功率Pt的一半，即在维持沸腾阶段红外加热模块30的调功加热比为1:2¹(1:2)，调功周期为20ms；在焖饭阶段，第三功率P3可以为额定功率Pt的四分之一，即在焖饭阶段红外加热模块30的调功加热比为1:2²(1:4)，调功周期为40ms。

可以理解的，控制模块40也可以使红外加热模块30的调功加热比为1:2ⁿ以外的其他取值，例如7:10、55:100等。

根据本发明的烹饪器具，采用红外加热模块辅助烹饪，并采用双向可控硅作为红外加热模块的加热回路的开关元件，控制模块通过在毫秒时间量级控制红外加热模块的调功周期，使得红外加热模块的温度在相同调功加热比的情况下更加稳定，从而其辐射波长也相对稳定，能够使食物接收到稳定的、适宜的波长的红外线的长时辐射，从而可将食物的香气更好地激发。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。

本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims (15)

1.一种烹饪器具，所述烹饪器具包括用于盛放食材的煲体和用于盖合所述煲体的盖体，当所述盖体盖合所述煲体时，所述盖体与所述煲体之间形成烹饪空间，其特征在于，所述烹饪器具还包括：

红外加热模块，所述红外加热模块设置在所述盖体；

双向可控硅，所述双向可控硅的两个主电极连接在所述红外加热模块和市电电源之间；和

控制模块，所述控制模块与所述双向可控硅的门极耦连，所述控制模块配置为通过控制所述双向可控硅的通断从而控制所述红外加热模块的功率。

2.根据权利要求1所述的烹饪器具，其特征在于，所述烹饪器具还包括：

过零检测模块，所述过零检测模块耦连至所述市电电源，用于检测所述市电电源的电压过零点，所述过零检测模块还耦连至所述控制模块；和

开关模块，所述开关模块包括开关输入端和开关输出端，所述开关输入端耦连至所述控制模块，所述开关输出端耦连至所述双向可控硅的门极，

所述控制模块配置为，在所述市电电源的电压过零时通过所述开关模块导通所述双向可控硅。

3.根据权利要求2所述的烹饪器具，其特征在于，所述过零检测模块包括：

第一电阻，所述第一电阻的第一端耦连至所述市电电源；

第一二极管，所述第一二极管的阳极分别耦连至所述控制模块和所述第一电阻的第二端，所述第一二极管的阴极耦连至低压直流电源；和

第二二极管，所述第二二极管的阴极耦连至所述第一二极管的阳极，所述第二二极管的阳极接地。

4.根据权利要求2所述的烹饪器具，其特征在于，所述开关模块包括NPN型的三极管，所述三极管的基极耦连至所述控制模块，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极耦连至所述双向可控硅的门极。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的烹饪器具，其特征在于，所述烹饪器具的烹饪过程依次包括吸水阶段、快速升温阶段和维持沸腾阶段，所述控制模块配置为，在所述烹饪过程的每一个阶段，所述控制模块以恒定的调功加热比控制所述红外加热模块工作。

6.根据权利要求5所述的烹饪器具，其特征在于，当所述吸水阶段的用时达到预设吸水时长Ts时，所述烹饪过程从所述吸水阶段进入所述快速升温阶段，

所述控制模块配置为，在从所述吸水阶段的起始时刻开始经过T时长的时刻控制所述红外加热模块以第一功率P1持续工作直至所述烹饪过程进入所述快速升温阶段，其中，

在所述吸水阶段，当所述红外加热模块以所述第一功率P1持续工作第一工作时长T1时，所述红外加热模块的辐射波长达到第一预设波长L1，其中0≤T≤Ts-T1。

7.根据权利要求6所述的烹饪器具，其特征在于，所述第一预设波长L1为[2，16]μm。

8.根据权利要求6所述的烹饪器具，其特征在于，所述烹饪器具配置为，在所述吸水阶段，当所述红外加热模块以所述第一功率P1持续工作第一工作时长T1后，红外辐射端的温度的变化幅度不超过稳态波动范围值Δt，其中所述红外辐射端位于所述红外加热模块的用于朝向所述烹饪空间的一侧的中部，并距离所述红外加热模块0.8-1.5cm。

9.根据权利要求8所述的烹饪器具，其特征在于，所述控制模块配置为，在所述快速升温阶段控制所述红外加热模块以所述第一功率P1工作。

10.根据权利要求8所述的烹饪器具，其特征在于，所述稳态波动范围值Δt为[5，10]℃。

11.根据权利要求6所述的烹饪器具，其特征在于，所述第一功率P1满足：P1≤100W。

12.根据权利要求10所述的烹饪器具，其特征在于，所述烹饪器具还包括底部加热模块，所述底部加热模块设置在所述煲体的下部，用于给所述烹饪空间加热，所述底部加热模块与所述控制模块耦连，

其中，所述控制模块配置为，在所述维持沸腾阶段，控制所述红外加热模块和所述底部加热模块工作，使得所述红外辐射端的温度达到预设温度区间的温度，并在之后保持在所述预设温度区间之内，其中所述预设温度区间为[100，130]℃。

13.根据权利要求12所述的烹饪器具，其特征在于，所述预设温度区间为[100，120]℃。

14.根据权利要求13所述的烹饪器具，其特征在于，所述预设温度区间为[103，108]℃。

15.根据权利要求5所述的烹饪器具，其特征在于，所述调功加热比为1:2ⁿ，其中n为正整数。

Images