CN214474655U - 一种智能蒸烤箱控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能蒸烤箱控制系统，涉及智能家电控制，旨在解决在电压不稳的情况下，容易导致烹饪的食材出现夹生的情况，影响人们的食用，其技术方案要点是：包括：电源模块、温度检测模块、差分放大器、矩形波发生器、脉宽调制电路以及电热管，电源模块，用于连接市电用以输出12V电压和5伏电压，12V电压提供给矩形波发生器，5V电压提供给温度检测模块、差分放大器以及脉宽调制电路；温度检测模块，设置于蒸烤箱内，用于检测电热管的温度变化差以输出温度信号。本实用新型通过电源模块中第一电源电路和第二电源电路，能将市电先后转换为12V和5V的电压，使得供给脉宽调制电路、温度检测模块的电压更加稳定，提高温度检测的精度。

Description

一种智能蒸烤箱控制系统

技术领域

本实用新型涉及智能家电控制，更具体地说，它涉及一种智能蒸烤箱控制系统。

背景技术

市面上在售的烤箱，为了提升烘烤食物的口感，在烤箱配备蒸汽发生器、专用水箱以及水管和蒸汽管，蒸汽发生器可以是一加热器，专用水箱采用内置式供水水箱，供水水箱可以储存供产生蒸汽的水，具体而言，蒸汽烤箱工作时，将水加入供水水箱，然后将供水水箱嵌入式地安装到蒸汽烤箱内，关上蒸汽烤箱门，供水水箱内的水通过加热器进行加热并产生蒸汽，蒸汽进入水管和蒸汽管，对蒸汽烤箱内的食物进行加热。

市面上的蒸烤箱具有多种工作模式，例如有纯蒸、纯烤、蒸烤结合等工作模式，其中当蒸烤箱采用蒸烤结合的工作模式时，需对供水水箱内的加热器以及烘烤用的电热管进行供电，从而导致蒸烤箱的功率增长，出现电压不稳的情况，并在蒸烤结合的工作模式下，电加热管的工作功率固定，一般加热的时长通过人工进行设定，而在电压不稳的情况下，容易导致烹饪的食材出现夹生的情况，影响人们的食用。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种智能蒸烤箱控制系统，通过电源模块中第一电源电路和第二电源电路，能将市电先后转换为12V和5V的电压，使得供给脉宽调制电路、温度检测模块的电压更加稳定，提高温度检测的精度。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种智能蒸烤箱控制系统，包括：电源模块、温度检测模块、差分放大器、矩形波发生器、脉宽调制电路以及电热管；

电源模块，用于连接市电用以输出12V电压和5伏电压，12V电压提供给矩形波发生器，5V电压提供给温度检测模块、差分放大器以及脉宽调制电路；

温度检测模块，设置于蒸烤箱内，用于检测电热管的温度变化差以输出温度信号；

差分放大器，与温度检测模块连接，接收温度信号以输出放大后的温差信号；

矩形波发生器，与电源模块连接，自激振荡以输出具有设定周期的矩形波信号；

脉宽调制电路，与差分放大器和矩形波发生器连接，响应于温差信号调制矩形波信号的占空比以输出调制波信号；

电热管，与脉宽调制电路连接，响应于调制波信号以调节电热管的工作功率。

通过采用上述技术方案，通过电源模块将市电先后转换为12V电压和5V电压，且5V电压供给温度检测模块，提高蒸烤箱内温度检测的精度，并且通过差分放大器，能对采集的温度进行放大，便于温度数据的采集和处理，提高温度调控的精度，同时通过矩形波发生器和脉宽调制电路，从而实现根据温度的变化对脉宽进行调制，进而随温度的浮动对电加热管的加热功率进行调节，使得蒸烤箱内的温度，对食材加热更加均匀。

本实用新型进一步设置为：所述电源模块包括第一电源电路和第二电源电路，所述第一电源电路包括降压电路、稳压电路以及滤波电路，所述稳压电路用以输出提供给脉宽调制电路的12V电压，所述第二电源电路与稳压电路连接用以输出提供温度检测模块的5V电压。

通过采用上述技术方案，通过第一电源电路和第二电源电路的设置，能实现对市电进行转换，通过降压、滤波以及稳压的操作，提供稳定的12V电压，且在12V电压的基础上进一步转换为5V电压，进而能减小供给温度检测模块的电压浮动，提高温度检测的精度。

本实用新型进一步设置为：所述温度检测模块包括温度传感器和隔离放大器，所述隔离放大器包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的同向输入端串联温度传感器后接地，所述第一运算放大器的反向输入端与第一运算放大器的输出端连接构成反馈回路。

通过采用上述技术方案，通过温度传感器实现对蒸烤箱内温度的变化进行采集，并通过第一运算放大器的输出端与器反向输入端连接构成反馈回路，进而能对温度检测模块采集的温度信号进行放大，且减小外界温度变化产生的干扰。

本实用新型进一步设置为：所述差分放大器包括第二运算放大器和反馈电阻，所述第二运算放大器的反向输入端串联分压电阻至第一运算放大器的输出端，所述反馈电阻的两端分别与第二运算放大器的反向输入端和输出端。

通过采用上述技术方案，通过反馈电阻和第二运算放大电路组成差分放大器，进一步对采集的温度信号进行放大，通过二级放大的处理，进一步提高温度检测的精度。

本实用新型进一步设置为：所述第二运算放大器的同向输出端连接有基准电压电路，所述基准电压电路包括上拉电阻、下拉电阻以及若干可调电位器，所述可调电位器的活动端与第二运算放大器的同向输入端连接。

通过采用上述技术方案，通过上拉电阻、下拉电阻以及可调电位器的设置，能对第二运算放大器的同向输入端输入基准电压。

本实用新型进一步设置为：所述矩形波发生器包括第三运算放大器以及RC振荡电路，所述第三运算放大器的同向输入端于其输出端之间连接有共模电阻，所述第三运算放大器的同向输入端连接有第一电阻至第一电源电路的输出端，所述第三运算放大器的同向输入端连接有第二电阻后接地。

通过采用上述技术方案，通过RC振荡电路和第三运算放大器连接，使得第三运算放大器的输出端能输出为矩形的脉冲信号，并且通过共模电阻的设置，使得自激振荡产生的脉冲信号以等比例同向的输出，提高脉冲信号的稳定性。

本实用新型进一步设置为：所述脉宽调制电路包括电压比较器以及双向可控硅，所述电压比较器的同向输入端连接至矩形波发生器的输出端，所述电压比较器的反向输入端与差分放大器的输出端连接，所述双向可控硅和电热管串联至市电，所述电压比较器的输出端与双向可控硅的控制极连接。

通过采用上述技术方案，通过电压比较器的设置，实现温度模块采集为电压信号的温度数值与脉冲信号进行比较，进而对脉冲信号进行脉宽的调制，进而对双向可控硅的导通角进行调节，从而实现对电热管功率的调节，使得蒸烤箱的温度更加温度。

本实用新型进一步设置为：所述电压比较器的输出端连接有发光二极管。

通过采用上述技术方案，通过发光二极管的连接，通过光线的方式便于人们观察蒸烤箱的工作状态，并且通过脉宽的调节，能通过发光二极管的明暗，了解脉宽调制电路对矩形波进行调制情况。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

通过电源模块将市电先后转换为12V电压和5V电压，且5V电压供给温度检测模块，提高蒸烤箱内温度检测的精度，并且通过差分放大器，能对采集的温度进行放大，便于温度数据的采集和处理，提高温度调控的精度，同时通过矩形波发生器和脉宽调制电路，从而实现根据温度的变化对脉宽进行调制，进而随温度的浮动对电加热管的加热功率进行调节，使得蒸烤箱内温度的温度，对食材加热更加均匀。

附图说明

图1为本实用新型的系统方框图；

图2为本实用新型中温度检测模块的电路原理图；

图3为本实用新型中脉宽调制电路的电路原理图。

图中：1、电源模块；2、温度检测模块；3、差分放大器；4、矩形波发生器；5、脉宽调制电路；6、第一电源电路；7、第二电源电路；8、温度传感器；9、隔离放大器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。

一种智能蒸烤箱控制系统，如图1所示，包括电源模块1、温度检测模块2、差分放大器3、矩形波发生器4、脉宽调制电路5以及电热管，其中，电源模块1用于连接市电用以输出12V电压和5伏电压，具体的，12V电压提供给矩形波发生器4，5V电压提供给温度检测模块2、差分放大器3以及脉宽调制电路5，而温度检测模块2设置于蒸烤箱内，用于检测电热管的温度变化差以输出温度信号，差分放大器3与温度检测模块2连接，接收温度信号以输出放大后的温差信号，同时矩形波发生器4与电源模块1连接，自激振荡以输出具有设定周期的矩形波信号，对于脉宽调制电路5，其与差分放大器3和矩形波发生器4连接，响应于温差信号调制矩形波信号的占空比以输出调制波信号，并且电热管与脉宽调制电路5连接，响应于调制波信号以调节电热管的工作功率。

如图2和图3所示，电源模块1包括第一电源电路6和第二电源电路7，其中稳压电路用以输出提供给脉宽调制电路5的12V电压，第一电源电路6包括降压电路、稳压电路以及滤波电路，具体的，降压电路包括与市电串联的降压电容以及并联在降压电容两端的高阻值电阻，实现将220V的交流电转换为低于30伏的电压，并且通过稳压二极管的设置，将降压后的电压稳定在12V并进行输入，期间通过连接滤波电容实现对降压后的电压进行滤波，消除电压中的杂波信号，第二电源电路7与稳压电路连接用以输出提供温度检测模块2的5V电压，具体的第二电源电路7为基于LM7805芯片的三端稳压器，实现第二电源电路7的输出端持续输出稳定5V的电压。

如图2所示，温度检测模块2包括温度传感器8和隔离放大器9，隔离放大器9包括第一运算放大器，第一运算放大器的同向输入端串联温度传感器8后接地，第一运算放大器的反向输入端与第一运算放大器的输出端连接构成反馈回路。

如图2所示，差分放大器3包括第二运算放大器和反馈电阻，第二运算放大器的反向输入端串联分压电阻至第一运算放大器的输出端，反馈电阻的两端分别与第二运算放大器的反向输入端和输出端连接，其中，第二运算放大器的同向输出端连接有基准电压电路，基准电压电路包括上拉电阻、下拉电阻以及若干可调电位器，可调电位器的活动端与第二运算放大器的同向输入端连接。

如图3所示，矩形波发生器4包括第三运算放大器以及由电阻R9和电容C3组成的RC振荡电路，第三运算放大器的同向输入端于其输出端之间连接有共模电阻R8，第三运算放大器的同向输入端连接有第一电阻R6至第一电源电路6的输出端，第三运算放大器的同向输入端连接有第二电阻R7后接地。

如图3所示，脉宽调制电路5包括电压比较器以及双向可控硅，电压比较器的同向输入端连接至矩形波发生器4的输出端，电压比较器的反向输入端与差分放大器3的输出端连接，双向可控硅和电热管串联至市电，电压比较器的输出端与双向可控硅的控制极连接，并且电压比较器的输出端连接有发光二极管。

在本实施例中，第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器以及脉宽调制电路5中的电压比较器基于芯片LM324集成四运算放大电路，温度传感器8采用两个1N4148硅开关二极管，实现对蒸烤箱内温度浮动的检测，通过电压的变化进行信号的输送，而作为第一电源电路6中的稳压二极管选用12V,0.5W的轨稳压二极管，且双向二可控硅选用2A、400V的晶闸管。

在启动蒸烤箱使其工作时，通过位于蒸烤箱内的温度传感器8将蒸烤箱内温度变化的模拟量转换为电压信号的温度信号，经过隔离放大以及差分放大二级放大的操作，提高温度采集的精度，同时将温度微弱的变化进行放大，便于后续的信息处理，经差分放大器3放大后的温度信号输送给脉宽调制电路5，且脉宽调制电路5中电压比较器的反向输入端与矩形波发生器4的输出端连接，使得矩形波发生器4输出的脉冲信号传递至脉宽调制电路5，通过温度信号电压的变化，与脉冲信号进行比较，从而对脉冲信号的占空比进行调制，并且脉宽调制电路5的输出端连接发光二极管后连接双向可控硅的控制极，实现电压比较器输出端输出的脉冲宽度减小，电热管加热的功率降低，反之，在蒸烤箱内的温度降低时，通过脉宽调制电路5增大矩形波发生器4输出的脉宽，从而提高双向可控硅导通的时长，提高电热管的工作功率，对蒸烤箱内的食材进行加热，保持温度的恒定，使食材受热更加均匀，不易出现食材夹生的情况。

通过电源模块1中第一电源电路6和第二电源电路7，能将市电先后转换为12V和5V的电压，使得供给脉宽调制电路5、温度检测模块2的电压更加稳定，提高温度检测的精度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种智能蒸烤箱控制系统，其特征在于：包括：电源模块(1)、温度检测模块(2)、差分放大器(3)、矩形波发生器(4)、脉宽调制电路(5)以及电热管；

电源模块(1)，用于连接市电用以输出12V电压和5伏电压，12V电压提供给矩形波发生器(4)，5V电压提供给温度检测模块(2)、差分放大器(3)以及脉宽调制电路(5)；

温度检测模块(2)，设置于蒸烤箱内，用于检测电热管的温度变化差以输出温度信号；

差分放大器(3)，与温度检测模块(2)连接，接收温度信号以输出放大后的温差信号；

矩形波发生器(4)，与电源模块(1)连接，自激振荡以输出具有设定周期的矩形波信号；

脉宽调制电路(5)，与差分放大器(3)和矩形波发生器(4)连接，响应于温差信号调制矩形波信号的占空比以输出调制波信号；

电热管，与脉宽调制电路(5)连接，响应于调制波信号以调节电热管的工作功率。

2.根据权利要求1所述的一种智能蒸烤箱控制系统，其特征在于：所述电源模块(1)包括第一电源电路(6)和第二电源电路(7)，所述第一电源电路(6)包括降压电路、稳压电路以及滤波电路，所述稳压电路用以输出提供给脉宽调制电路(5)的12V电压，所述第二电源电路(7)与稳压电路连接用以输出提供温度检测模块(2)的5V电压。

3.根据权利要求1所述的一种智能蒸烤箱控制系统，其特征在于：所述温度检测模块(2)包括温度传感器(8)和隔离放大器(9)，所述隔离放大器(9)包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的同向输入端串联温度传感器(8)后接地，所述第一运算放大器的反向输入端与第一运算放大器的输出端连接构成反馈回路。

4.根据权利要求3所述的一种智能蒸烤箱控制系统，其特征在于：所述差分放大器(3)包括第二运算放大器和反馈电阻，所述第二运算放大器的反向输入端串联分压电阻至第一运算放大器的输出端，所述反馈电阻的两端分别与第二运算放大器的反向输入端和输出端。

5.根据权利要求4所述的一种智能蒸烤箱控制系统，其特征在于：所述第二运算放大器的同向输出端连接有基准电压电路，所述基准电压电路包括上拉电阻、下拉电阻以及若干可调电位器，所述可调电位器的活动端与第二运算放大器的同向输入端连接。

6.根据权利要求2所述的一种智能蒸烤箱控制系统，其特征在于：所述矩形波发生器(4)包括第三运算放大器以及RC振荡电路，所述第三运算放大器的同向输入端于其输出端之间连接有共模电阻，所述第三运算放大器的同向输入端连接有第一电阻至第一电源电路(6)的输出端，所述第三运算放大器的同向输入端连接有第二电阻后接地。

7.根据权利要求6所述的一种智能蒸烤箱控制系统，其特征在于：所述脉宽调制电路(5)包括电压比较器以及双向可控硅，所述电压比较器的同向输入端连接至矩形波发生器(4)的输出端，所述电压比较器的反向输入端与差分放大器(3)的输出端连接，所述双向可控硅和电热管串联至市电，所述电压比较器的输出端与双向可控硅的控制极连接。

8.根据权利要求7所述的一种智能蒸烤箱控制系统，其特征在于：所述电压比较器的输出端连接有发光二极管。

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