CN204613632U - 功率控制电路及电压力锅 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种功率控制电路和一种电压力锅，其中，所述功率控制电路，包括：电源模块、功率开关、电感和二极管，其中，所述功率开关的第一端连接至所述电源模块的输出端，所述功率开关的第二端与所述电感的一端、所述二极管的阴极相连，所述电感的另一端接地，所述二极管的阳极连接至负载的一端，以及所述负载的另一端接地；以及所述电源模块，包括：交流电源和整流电路，其中，所述交流电源与所述整流电路串联，以将交流电转换为直流电。通过本实用新型的技术方案，可以实现对阻性发热器件的发热功率进行有效地控制，以满足用户不同需求，从而提高用户体验。

Description

功率控制电路及电压力锅

技术领域

本实用新型涉及阻性发热器件的发热功率控制技术领域，具体而言，涉及一种功率控制电路和一种电压力锅。

背景技术

电压力锅作为一种智能化的厨具越来越受到消费者的青睐，目前市场上的电压力锅多以阻性发热器件作为热源，而阻性发热器件的发热功率与输入电压的平方成正比，当输入电压升高时，发热器件的功率变大，输入电压降低时，发热器件的功率变小，因此以阻性器件作为热源的产品性能受到输入电压的限制。由于不同区域的电网电压存在差异，相同的产品在不同的地方会表现出不同的性能，而且几乎是产品性能的下降，这会引起产品使用者的不满。

其次，在电压恒定的条件下，若产品的发热功率需要实现大小的变化，只能采用阻性器件通断工作的方式减少单位时间内工作时间以降低产品的平均功率，而实际上产品的加热的最大功率(例如以秒为单位时的功率)是没有发生变化的。

如图1所示，相关技术中的阻性发热器件采用直接接入交流电，通过芯片控制开关的开通与关断，决定是否加热。若设输入电压的电压有效值为U，阻性发热器件的阻值为R，则发热功率P＝U²/R，那么，若输入电压升高20％则功率增加40％，这种方式开关一般每次开通的时间最小为几秒。

因此，如何实现对阻性发热器件的发热功率进行控制，从而提高用户体验成为亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种功率控制电路，可以实现对阻性发热器件的发热功率进行有效地控制，以满足用户不同需求，从而提高用户体验。

本实用新型的另一个目的在于提出一种电压力锅。

为实现上述目的，根据本实用新型的第一方面的实施例，提出了一种功率控制电路，包括：电源模块、功率开关、电感和二极管，其中，所述功率开关的第一端连接至所述电源模块的输出端，所述功率开关的第二端与所述电感的一端、所述二极管的阴极相连，所述电感的另一端接地，所述二极管的阳极连接至负载的一端，以及所述负载的另一端接地；以及所述电源模块，包括：交流电源和整流电路，其中，所述交流电源与所述整流电路串联，以将交流电转换为直流电。

根据本实用新型的实施例的功率控制电路，通过电源模块的整流电路将实时输入的交流电压转换成直流电压，然后通过功率开关控制电路的通断，以当电路处于导通状态时，利用二极管的正向导通特性，使得直流电压直接对上述电感进行充电，并利用电感的固有特性，作用于负载，有效的避免了因输入电压直接作用于负载而造成产品性能不稳定的问题，同时通过控制功率开关的通断时间，以控制对电感充电的时长，从而实现对负载发热功率的控制，进而提高了用户体验。

根据本实用新型的上述实施例的功率控制电路，还可以具有以下技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述整流电路包括整流桥电路。

根据本实用新型的一个实施例，所述交流电源的一端连接至所述整流桥电路的第一端，所述交流电源的另一端连接至所述整流桥电路的第三端，所述整流桥电路的第二端作为所述电源模块的输出端，所述整流桥电路的第四端接地。

根据本实用新型的实施例的功率控制电路，通过整流电路的整流作用，将实时的交流电转换成直流电，为后续的控制电路的实现提供前提保障。其中，上述整流电路，优选地，采用整流桥电路。

根据本实用新型的一个实施例，还包括：开关控制电路，所述开关控制电路包括：电压检测模块和控制芯片，其中，所述电压检测模块和所述控制芯片串联，以使所述控制芯片根据所述电压检测模块的检测结果控制所述功率开关的闭合时间和断开时间。

根据本实用新型的一个实施例，所述电压检测模块的一端连接至所述电源模块的输出端，所述电压检测模块的另一端连接至所述控制芯片的一端，以及所述控制芯片的另一端连接至所述功率开关的控制端。

根据本实用新型的一个实施例，所述控制芯片具体用于：根据所述检测结果周期性控制所述功率开关的闭合时间和断开时间，以控制所述负载的发热功率。

根据本实用新型的实施例的功率控制电路，通过电压检测模块检测流经整流电路后的输入电压的大小，并将电压信号传输至控制芯片，控制芯片根据接收到的电压信号，周期性地控制功率开关的通断时长，具体地，当实时输入电压高时，控制功率开关的导通时间加长，给电感中储存较多的能量，当功率开关断开时，电感向负载放电，负载就在高于交流输入电压的情况下工作，发热功率也就变高；当实时输入电压低时，控制功率开关的导通时间变短，给电感中储存较少的能量，当功率开关断开时，电感向负载放电，负载就在低于交流输入电压的情况下工作，发热功率也就变低，使得负载的功率不受输入电压的影响，在不同输入电压条件下，负载的功率保持恒定，从而提高整个产品性能的稳定性，同时也可以实现当输入电压恒定时，仅通过控制功率开关导通时长，负载功率的可连续的大小变化，有效地避免了采用阻性器件通断工作的方式来降低产品的平均功率，满足了用户的不同需求，进而提高用户体验。

根据本实用新型的一个实施例，还包括：滤波电容，所述滤波电容的一端连接至所述电源模块的输出端，所述滤波电容的另一端接地。

根据本实用新型的实施例的功率控制电路，输入交流电流经整流电路转换成直流电，该直流电信号中仍会存在一些多余的杂波，影响电路的稳定性，通过滤波电路可以将多余的杂波滤除，为后续电路提供稳定的工作电压。其中，滤波电路，优选地，采用滤波电容。

根据本实用新型的一个实施例，还包括：储能电容，所述储能电容的一端连接至所述二极管的阳极，所述储能电容的另一端接地。

根据本实用新型的实施例的功率控制电路，通过储能电容与上述电感相结合，使得整个电路的效率更高。

根据本实用新型的一个实施例，所述功率开关为半导体开关器件。

根据本实用新型的第二方面的实施例，还提出了一种电压力锅，包括上述任一项所述的功率控制电路。以此，该电压力锅具有和上述技术方案中任一项所述的功率控制电路相同的技术效果，在此不再赘述。

通过本实用新型的实施例的功率控制方案，可以通过控制电路中功率开关的通断时长，以实现对负载发热功率的控制，从而挺高了产品的稳定性，进而提高了用户体验。

附图说明

本实用新型的上述和/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示出了相关技术中的功率控制电路的示意图；

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的功率控制电路的示意图。

其中，图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

20交流电源，21整流电路，22电压检测模块，23控制芯片，24功率开关，25滤波电容，26电感，27二极管，28储能电容，29负载。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的功率控制电路的示意图。

如图2所示，根据本实用新型的一个实施例的功率控制电路，包括：电源模块、功率开关24、电感26和二极管27，其中，所述功率开关24的第一端连接至所述电源模块的输出端，所述功率开关24的第二端与所述电感26的一端、所述二极管27的阴极相连，所述电感26的另一端接地，所述二极管27的阳极连接至负载29的一端，以及所述负载的另一端接地；以及所述电源模块，包括：交流电源20和整流电路21，其中，所述交流电源与所述整流电路串联，以将交流电转换为直流电。

根据本实用新型的实施例的功率控制电路，通过电源模块的整流电路21将实时输入交流电压转换成直流电压，然后通过功率开关24控制电路的通断，以当电路处于导通状态时，利用二极管27的正向导通特性，使得直流电压直接对上述电感26进行充电，并利用电感26的固有特性，作用于负载29，有效的避免了因输入电压直接作用于负载29而造成产品性能不稳定的问题，同时通过控制功率开关24的通断时间，以控制对电感26充电的时长，从而实现对负载29发热功率的控制，进而提高了用户体验。

根据本实用新型的上述实施例的功率控制电路，还可以具有以下技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述整流电路21包括整流桥电路。

根据本实用新型的一个实施例，所述交流电源20的一端连接至所述整流桥电路21的第一端，所述交流电源20的另一端连接至所述整流桥电路21的第三端，所述整流桥电路21的第二端作为所述电源模块的输出端，所述整流桥电路21的第四端接地。

根据本实用新型的实施例的功率控制电路，通过整流电路21的整流作用，将实时的交流电转换成直流电，为后续的控制电路的实现提供前提保障。其中，上述整流电路21，优选地，采用整流桥电路。

根据本实用新型的一个实施例，还包括：开关控制电路，所述开关控制电路包括：电压检测模块22和控制芯片23，其中，所述电压检测模块22和所述控制芯片23串联，以使所述控制芯片23根据所述电压检测模块22的检测结果控制所述功率开关24的闭合时间和断开时间。

根据本实用新型的一个实施例，所述电压检测模块22的一端连接至所述电源模块的输出端，所述电压检测模块22的另一端连接至所述控制芯片23的一端，以及所述控制芯片23的另一端连接至所述功率开关24的控制端。

根据本实用新型的一个实施例，所述控制芯片23具体用于：根据所述检测结果周期性控制所述功率开关24的闭合时间和断开时间，以控制所述负载29的发热功率。

根据本实用新型的实施例的功率控制电路，设发热源负载所需的加热功率为P，功率开关开通和关断为一个周期T，在这个周期内功率开关开通的时间为T1。发热源负载的能量全部来自电感L中存储的能量1/2×L×I²，而电流I又与开通时间T1近似为正比关系。因此存在如下关系：

P×T＝1/2×L(K×T1)²

即 $T1=\frac{1}{K}\sqrt{\frac{2\×P\×T}{L}}$

从上式可看出功率P仅与T1有关系，而与输入电压不存在关系。这样就消除了输入电压的变化对功率带来的影响，同时若要调整功率P的大小，可通过调整T1的大小来实现。

也就是说，通过电压检测模块22检测流经整流电路后的输入电压的大小，并将电压信号传输至控制芯片23，控制芯片23根据接收到的电压信号，周期性地控制功率开关24的通断时长，具体地，当实时输入电压高时，控制芯片23控制功率开关24的导通时间加长，给电感26中储存较多的能量，当功率开关24断开时，电感26向负载29放电，负载29就在高于交流输入电压的情况下工作，发热功率也就变高；当实时输入电压低时，控制芯片23控制功率开关24的导通时间变短，给电感26中储存较少的能量，当功率开关24断开时，电感26向负载29放电，负载29就在低于交流输入电压的情况下工作，发热功率也就变低，使得负载29的功率不受输入电压的影响，在不同输入电压条件下，负载29的功率保持恒定，从而提高整个产品性能的稳定性，同时也可以实现当输入电压恒定时，仅通过控制功率开关24导通时长，负载29功率的可连续的大小变化，有效地避免了采用阻性器件通断工作的方式来降低产品的平均功率，满足了用户的不同需求，进而提高用户体验，而且，在本实用新型的技术方案中，功率开关24的每次开通时间一般不会超过几十微秒。可以理解的是，本实用新型中通过控制功率开关24导通时长是指利用利用功率开关24的特性失效高频的通断并可以控制单位时间内通断的时间占比，实现负载29(加热器)每1秒的功率控制及功率调节；而现有技术中对负载(加热器)的通断控制一般利用继电器等开关元件实现，仅能实现一定时间(如1分钟、30秒)内的平均功率控制及调节，不能实现对加热过程的精确控制；本实用新型可实现对负载29(加热器)的功率的实时控制调节，与现有技术中仅能对平均功率进行调节相比，可以实时地根据不同的烹饪需求对负载功率进行控制。

根据本实用新型的一个实施例，还包括：滤波电容25，所述滤波电容25的一端连接至所述电源模块的输出端，所述滤波电容25的另一端接地。

根据本实用新型的实施例的功率控制电路，输入交流电流经整流电路转换成直流电，该直流电信号中仍会存在一些多余的杂波，影响电路的稳定性，通过滤波电路可以将多余的杂波滤除，为后续电路提供稳定的工作电压。其中，滤波电路，优选地，采用滤波电容25。

根据本实用新型的一个实施例，还包括：储能电容28，所述储能电容28的一端连接至所述二极管27的阳极，所述储能电容28的另一端接地。

根据本实用新型的实施例的功率控制电路，通过储能电容28与上述电感26相结合，使得整个电路的效率更高。

根据本实用新型的一个实施例，所述功率开关24为半导体开关器件。

以上结合附图详细说明了本实用新型的技术方案，本实用新型提出了一种功率控制方案，可以通过控制功率开关通断时长，实现对发热源负载功率大小的控制，从而提高用户体验。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型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一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种功率控制电路，其特征在于，包括：

电源模块、功率开关、电感和二极管，其中，

所述功率开关的第一端连接至所述电源模块的输出端，所述功率开关的第二端与所述电感的一端、所述二极管的阴极相连，所述电感的另一端接地，所述二极管的阳极连接至负载的一端，以及所述负载的另一端接地；以及

所述电源模块，包括：

交流电源和整流电路，其中，所述交流电源与所述整流电路串联，以将交流电转换为直流电。

2.根据权利要求1所述的功率控制电路，其特征在于，所述整流电路包括整流桥电路。

3.根据权利要求2所述的功率控制电路，其特征在于，所述交流电源的一端连接至所述整流桥电路的第一端，所述交流电源的另一端连接至所述整流桥电路的第三端，所述整流桥电路的第二端作为所述电源模块的输出端，所述整流桥电路的第四端接地。

4.根据权利要求1所述的功率控制电路，其特征在于，还包括：

开关控制电路，所述开关控制电路包括：电压检测模块和控制芯片，其中，所述电压检测模块和所述控制芯片串联，以使所述控制芯片根据所述电压检测模块的检测结果控制所述功率开关的闭合时间和断开时间。

5.根据权利要求4所述的功率控制电路，其特征在于，所述电压检测模块的一端连接至所述电源模块的输出端，所述电压检测模块的另一端连接至所述控制芯片的一端，以及所述控制芯片的另一端连接至所述功率开关的控制端。

6.根据权利要求4或5所述的功率控制电路，其特征在于，所述控制芯片具体用于：

根据所述检测结果周期性控制所述功率开关的闭合时间和断开时间，以控制所述负载的发热功率。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的功率控制电路，其特征在于，还 包括：滤波电容，所述滤波电容的一端连接至所述电源模块的输出端，所述滤波电容的另一端接地。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的功率控制电路，其特征在于，还包括：储能电容，所述储能电容的一端连接至所述二极管的阳极，所述储能电容的另一端接地。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的功率控制电路，其特征在于，所述功率开关为半导体开关器件。

10.一种电压力锅，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的功率控制电路。