CN112015205B - 一种射频加热模块的温度控制方法及射频加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频加热模块的温度控制方法及射频加热装置，包括：控制射频加热模块按照预定功率上电运行；检测射频加热模块的温度t；根据射频加热模块的温度t、输入电压v、本次正常运行的时间T以及封装在射频加热模块中的固态半导体源的阻抗m，综合确定固态半导体源的温度Tm；当Tm超过设定的上限值时，下调预定功率，控制射频加热模块降低其输出功率，直到Tm降低到设定的下限值以下时，将射频加热模块的输出功率恢复到所述预定功率。本发明通过检测射频加热模块的温度，可以间接地确定出固态半导体源的温升状况，进而根据固态半导体源的温度，采用调节射频加热模块输出功率的方式，实现了对固态半导体源的温度控制和过热保护。

Description

一种射频加热模块的温度控制方法及射频加热装置

技术领域

本发明属于加热装置技术领域，涉及一种射频加热技术，具体地说，是涉及一种对射频加热装置中的射频加热模块进行温度监测及控制的技术。

背景技术

目前的电烤箱、微波炉等加热装置，多采用以磁控管为发射源的微波加热技术。这类加热装置，在设计温度保护电路时，多采用在磁控管上安装温度调节器，利用温度调节器感知磁控管的温升，以实现对磁控管的过热保护。具体方法是：根据磁控管安全运行所允许的温度区间，事先设定好温度调节器的工作参数，例如，设定温度调节器的工作参数为160℃/60℃。当温度调节器检测到磁控管的温度达到160℃以上时，控制磁控管停止运行，进入过热保护状态。磁控管停止运行后，其温度逐渐降低，当磁控管的温度下降到60℃以下时，控制磁控管重新投入运行，加热装置继续工作，由此实现了对磁控管的温度控制及过热保护。

随着射频技术的快速发展和日臻成熟，射频加热装置应运而生并渐受关注。射频加热技术是一种利用固态半导体源（不同于磁控管）发射的电磁波来加热食物的技术。这种固态半导体源可以对其发射的电磁波的功率、频率、相位进行调节和控制，从而更有利于提升装置的加热品质。

在目前的射频加热装置中，固态半导体源被封装于射频加热模块中，通过为射频加热模块提供直流供电，以控制射频加热模块上电运行。射频加热模块在上电运行期间，模块内部的固态半导体源的温度会急剧上升，需要配合冷却装置对固态半导体源进行降温，以控制固态半导体源的温度保持在安全温度以下。但是，在射频加热装置使用的过程中，难免会出现冷却装置发生故障或者射频加热装置非正常运行等情况，其后果可能会导致模块内部的固态半导体源因温升过高而损坏，致使射频加热装置发生故障。因此，对射频加热模块内部的固态半导体源进行温度监测是非常必要的。但是，传统技术中的温度调节器不适用于射频加热模块，目前的射频加热技术也缺少能够准确感知固态半导体源温升的有效手段，因此，导致射频加热装置存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于射频加热模块的温度控制技术，可以对射频加热模块中的固态半导体源实现过热保护。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

在一个方面，本发明提出了一种用于射频加热模块的温度控制方法，包括：为射频加热模块供电，控制射频加热模块按照预定功率上电运行；检测射频加热模块的温度t；根据射频加热模块的温度t、输入电压v、本次正常运行的时间T以及封装在射频加热模块中的固态半导体源的阻抗m，综合确定所述固态半导体源的温度Tm；当Tm超过设定的上限值时，控制射频加热模块降低其输出功率，直到Tm降低到设定的下限值以下时，将射频加热模块的输出功率恢复到所述预定功率。

优选的，所述固态半导体源的温度Tm优选采用公式Tm=mtT/(v-a)计算获得；其中，a为系数。

进一步的，当所述射频加热模块为两个时，所述预定功率为用户选定的设定功率的一半；所述温度控制方法还包括：调整两个射频加热模块以不同的频率发射电磁波；在其中一个射频加热模块中的固态半导体源的温度超过所述上限值时，下调该射频加热模块的预定功率，并等幅度上调另一个射频加热模块的预定功率，以降低其中一个射频加热模块的输出功率，并同时升高另一个射频加热模块的输出功率，使两个射频加热模块的输出功率之和仍保持在所述设定功率，以保证加热品质；当所述其中一个射频加热模块中的固态半导体源的温度下降至所述下限值以下时，可以将两个射频加热模块的输出功率均恢复到初始的预定功率，即，恢复到正常运行状态。

在射频加热模块中的固态半导体源工作在其安全温度范围内时，为了使射频加热模块的输出功率能够稳定在预定功率，实现对射频加热模块的功率控制，本发明还进一步提出了以下输出功率调整方案：

当所述射频加热模块为一个时，所述预定功率为用户选定的设定功率；所述温度控制方法进一步包括：根据设定功率确定射频加热模块的输入电流最大值和最小值；在所述射频加热模块正常运行期间，检测所述射频加热模块的输入电流；在射频加热模块的输入电流大于所述输入电流最大值时，减小射频加热模块发射的电磁波的幅度，降低输出功率；在射频加热模块的输入电流小于所述输入电流最小值时，增大射频加热模块发射的电磁波的幅度，升高输出功率。

当所述射频加热模块为两个时，所述预定功率为用户选定的设定功率的一半；所述温度控制方法进一步包括：根据设定功率的一半分别确定两个射频加热模块的输入电流最大值和最小值；在两个射频加热模块均正常运行期间，检测两个射频加热模块的输入电流；在其中一个射频加热模块的输入电流大于其输入电流最大值时，减小该射频加热模块发射的电磁波的幅度，以降低该射频加热模块的输出功率；在其中一个射频加热模块的输入电流小于其输入电流最小值时，增大该射频加热模块发射的电磁波的幅度，以升高该射频加热模块的输出功率。

作为所述输入电流的最大值和最小值的一种优选确定方法：首先，保证射频加热模块正常运行；其次，逐级调整射频加热模块的输出功率，并检测射频加热模块工作在每一级输出功率期间，其输入电流的正常波动范围；然后，根据每一级输出功率所对应的输入电流的正常波动范围确定输入电流的最大波峰值Ic和最小波谷值It，进而确定出射频加热模块工作在每一级输出功率下的输入电流最大值Imax和输入电流最小值Imin，即：Imax=Ic+△I1；Imin=It-△I2；其中，△I1和△I2为电流余量，且均为正值。

为了提高功率控制的准确度，在根据输入电流调整射频加热模块发射的电磁波的幅度的过程中包括：逐级增大或减小电磁波的幅度；在每次幅度调整后，检测射频加热模块的输入电流I；在Imin≤I≤Imax时，停止电磁波幅度的调整过程。

在另一方面，本发明还提出了一种射频加热装置，包括加热腔、射频加热模块、温度传感器、电压检测模块和控制模块；其中，在所述加热腔的内壁上设置有辐射体；所述射频加热模块通过所述辐射体向所述加热腔内发射电磁波，在所述射频加热模块中封装有固态半导体源；所述温度传感器安装在射频加热模块的壳体上或者布设在电路板上且紧邻所述射频加热模块的位置处，用于检测射频加热模块的温度t；所述电压检测模块用于检测所述射频加热模块的输入电压v；所述控制模块控制所述射频加热模块按照预定功率上电运行，并根据射频加热模块的温度t、输入电压v、本次正常运行的时间T以及封装在射频加热模块中的固态半导体源的阻抗m，综合确定出所述固态半导体源的温度Tm；在Tm超过设定的上限值时，控制所述射频加热模块降低其输出功率，直到Tm降低到设定的下限值以下时，控制所述射频加热模块的输出功率恢复到所述预定功率。

当所述射频加热模块包括两个时，每一个射频加热模块的预定功率均为用户选定的设定功率的一半；所述控制模块控制两个射频加热模块以不同的频率发射电磁波；所述控制模块在其中一个射频加热模块中的固态半导体源的温度超过所述上限值时，下调该射频加热模块的预定功率，并等幅度上调另一个射频加热模块的预定功率，以控制其中一个射频加热模块降低其输出功率，并控制另一个射频加热模块升高其输出功率，继而使两个射频加热模块的总输出功率仍然维持在用户选定的设定功率，以保证对食物的加热品质；当所述其中一个射频加热模块中的固态半导体源的温度下降至所述下限值以下时，所述控制模块将两个射频加热模块的输出功率均恢复到初始的预定功率。

为了使射频加热模块的输出功率能够稳定在预定功率，本发明在所述射频加热装置中还设置有电流检测模块，用于检测所述射频加热模块的输入电流，在射频加热模块中的固态半导体源工作在安全温度范围内时，优选设计所述控制模块对射频加热模块的输出功率进行调整，具体为：

当所述射频加热模块为一个时，所述预定功率为用户选定的设定功率；所述控制模块根据设定功率确定出射频加热模块的输入电流最大值和最小值；在射频加热模块正常运行期间，所述控制模块在射频加热模块的输入电流大于所述输入电流最大值时，控制所述射频加热模块减小其发射的电磁波的幅度，以降低输出功率；在射频加热模块的输入电流小于所述输入电流最小值时，控制所述射频加热模块增大其发射的电磁波的幅度，以升高输出功率；

当所述射频加热模块为两个时，所述控制模块根据设定功率的一半分别确定出两个射频加热模块的输入电流最大值和最小值；在其中一个射频加热模块的输入电流大于其输入电流最大值时，减小该射频加热模块发射的电磁波的幅度，以降低该射频加热模块的输出功率；在其中一个射频加热模块的输入电流小于其输入电流最小值时，增大该射频加热模块发射的电磁波的幅度，以升高该射频加热模块的输出功率。由此实现对射频加热模块输出功率的稳定控制。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的温度控制方法通过检测射频加热模块的温度，可以间接地确定出封装在射频加热模块内部的固态半导体源的温升状况，进而在固态半导体源的温度出现异常时，采用降低射频加热模块输出功率的方式，达到控制固态半导体源降温的目的，继而实现了对固态半导体源的过热保护，确保了射频加热模块应用的可靠性，解决了射频加热装置在使用过程中因固态半导体源的温升问题而存在的安全隐患，提高了射频加热装置使用的安全性，降低了射频加热装置发生故障的概率，改善了用户的使用体验。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所提出的射频加热装置的一种实施例的架构图；

图2是本发明所提出的射频加热模块的温度控制方法的一种实施例的控制流程图；

图3是本发明所提出的射频加热装置的另一种实施例的架构图；

图4是本发明所提出的射频加热模块的温度控制方法的另一种实施例的控制流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细地说明。

需要说明的是，在本发明的描述中，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。

实施例一，本实施例以射频加热装置为例，阐述射频加热模块的温度控制技术。

如图1所示，本实施例的射频加热装置主要包括加热腔、安装在加热腔的内壁上的辐射体AT以及控制所述辐射体AT发射电磁波的主控板。在所述主控板上设置有交流-直流转换模块、射频加热模块、温度传感器、电压检测模块、控制模块等主要部件。其中，交流-直流转换模块用于外接交流电源AC，例如交流市电，并将交流电源AC转换成直流电源为射频加热模块、温度传感器、电压检测模块、控制模块等用电负载提供直流供电。在本实施例中，所述射频加热模块仅设置有一个，其内部封装有固态半导体源和射频功率放大器等电子部件。其中，固态半导体源可以生成不同频率、不同相位的电磁波信号，发送至射频功率放大器将电磁波信号的功率放大后，通过辐射体AT发射电磁波并馈入至加热腔。电磁波在加热腔内振动，使食物中的水分也随之振动，利用自体发热达到烹饪效果。

由于射频加热模块具有电磁波输出功率、频率、相位可调的特性，因此在加热装置投入运行时，可以利用控制模块将用户输入的设定功率视为预定功率，并根据预定功率生成控制信号，发送至射频加热模块，以控制射频加热模块在上电投入运行时，按照预定功率发射电磁波。所述设定功率可以由用户通过人机界面直接输入，也可以是用户通过人机界面选定烹饪模式后，由控制模块根据选定的烹饪模式自动生成。

由于射频加热模块内部的固态半导体源在射频加热模块上电运行后，其温度会迅速升高，若超过其正常运行的安全温度，则会导致固态半导体源过热损坏，进而使得射频加热装置出现故障。为了对固态半导体源的温度实现控制，本实施例设置温度传感器对射频加热模块的温度t进行检测，并结合射频加热模块的输入电压v、本次正常运行的时间T以及固态半导体源的阻抗m，综合确定出固态半导体源的温度Tm，以实现对固态半导体源的温升状态的有效监控。

具体而言，可以将温度传感器安装在射频加热模块的壳体上，或者布设在主控板上且紧邻所述射频加热模块的位置处，例如布设在射频加热模块的旁边，且与射频加热模块相贴或仅留有间隙，以用于准确地感知射频加热模块的温度t。同时，增设电压检测模块采集射频加热模块的输入电压v，进而采用以下公式计算出固态半导体源的温度Tm，即：

Tm=mtT/(v-a)；

其中，a为系数，a为经验值，取值范围在1~100之间。

为了对固态半导体源实现过热保护，可以预先根据固态半导体源正常运行所允许的安全温度范围，设定出温度的上限值Tmax和下限值Tmin，例如可以设定Tmax=75℃；Tmin=70℃。然后，将计算出的固态半导体源的温度Tm与设定的上限值Tmax和下限值Tmin进行比较；若Tm>Tmax，则认为固态半导体源的温度过高，需要执行过热保护，此时，可以通过控制模块下调输入到射频加热模块的预定功率（小于设定功率），控制射频加热模块降低其输出功率，继而使固态半导体源的温度降低，直到Tm<Tmin时，认为固态半导体源的温度恢复正常，可以继续投入使用。此时，可以通过控制模块将输入到射频加热模块的预定功率恢复到设定功率，进而控制射频加热模块升高其输出功率，恢复正常运行。在射频加热模块恢复正常运行后，其本次正常运行的时间T清零，重新计时。

在本实施例中，采用降低射频加热模块输出功率的方式来降低固态半导体源的温度，可以具体包括以下两种手段：

其一是，按照设定的功率变量△P逐级下调输入到射频加热模块的预定功率，以控制射频加热模块逐级降低其输出功率，继而使固态半导体源的温度逐渐下降；

其二是，将输入到射频加热模块的预定功率下调为0，即，控制射频加热模块停止运行，使其输出功率降低到0，以使固态半导体源的温度快速下降。

通过对射频加热模块执行上述温度控制策略，可以保证射频加热模块中的固态半导体源不会因温度过高而损坏，继而提高了射频加热装置运行的安全性。

由于控制模块在控制射频加热模块运行后，射频加热模块是否按照预定功率正常运行不得而知。为了对射频加热模块的输出功率实现有效感知，本实施例在射频加热装置的主控板上还增设有电流检测模块，如图1所示，用于采集射频加热模块的输入电流I，利用输入电流I的波动变化间接地反映出射频加热模块的输出功率的变化，并在输入电流I发生异常时，采用增大或者减小射频加热模块输出的电磁波的幅度的方式，来调整射频加热模块的输出功率。在调整射频加热模块的输出功率的过程中，同样以输入电流I的变化为判断基准，当输入电流I回归正常波动范围时，可以结束电磁波幅度的调整过程。此时，射频加热模块的输出功率将会调整至预定功率附近，由此便可实现对射频加热模块的输出功率的稳定控制。

本实施例设计上述功率调整过程在射频加热模块内部的固体半导体源的温度处于正常状态期间执行，即，在对固体半导体源实施过热保护的期间，不执行上述功率调整过程。

将电流检测模块连接至控制模块，控制模块通过电流检测模块获取射频加热模块的输入电流I。所述控制模块可以根据设定功率预先确定出射频加热模块工作在该设定功率下其输入电流的正常波动范围，即，可以确定出输入电流的最大值Imax和最小值Imin，进而在射频加热模块正常运行期间，通过将射频加热模块的实际输入电流I与所述的最大值Imax和最小值Imin进行比较，即可准确地判断出射频加热模块是否稳定工作在设定功率附近。具体而言，

若控制模块检测到射频加热模块的输入电流I在Imax与Imin之间，则可以判定射频加热模块的输出功率正常，维持射频加热模块当前的工作参数继续运行；

若控制模块检测到射频加热模块的输入电流I>Imax，则认为射频加热模块的输出功率变大且远超出了设定功率。此时，控制模块生成幅度调节信号，发送至射频加热模块，控制射频加热模块在发射电磁波信号时，减小电磁波的幅度，以此来降低射频加热模块的输出功率，使其重新回归至设定功率附近；

若控制模块检测到射频加热模块的输入电流I<Imin，则认为射频加热模块的输出功率变小且远低于设定功率。此时，控制模块应生成幅度调节信号，发送至射频加热模块，控制射频加热模块在发射电磁波信号时，增大电磁波的幅度，以此来提高射频加热模块的输出功率，使其稳定运行在设定功率附近。

下面结合上述功率调整策略，对本实施例的射频加热模块的温度控制方法进行详细阐述，如图2所示，具体包括以下过程：

一、测试阶段

S201、确认射频加热模块无故障，并控制射频加热模块正常运行。

S202、对射频加热模块的输出功率进行逐级调整；

在本实施例中，可以将射频加热模块正常运行所对应的输出功率范围（0至最大功率）进行区间划分，例如：粗略地划分成低功率、中功率、高功率三个大区间；或者进行精细划分，形成五个、十个或者更多不同的区间。区间划分越精细，功率控制越稳定。

通过控制模块生成控制信号，对射频加热模块中的射频功率放大器的输出功率进行调节，以控制射频加热模块工作在不同的输出功率下，即，逐级调整射频加热模块的输出功率，使其工作在不同的功率区间。

S203、检测射频加热模块工作在每一级输出功率期间，其输入电流的正常波动范围；

射频加热模块工作在某一功率区间时，控制模块可以控制射频加热模块的输出功率在该区间内连续变化，并在功率调整过程中，实时检测射频加热模块的输入电流I，记录输入电流I的正常波动范围，进而确定出每一级（每一区间）输出功率所对应的输入电流的最大波峰值Ic和最小波谷值It。

S204、确定射频加热模块工作在每一级输出功率下的输入电流最大值Imax和输入电流最小值Imin；

本实施例根据每一级输出功率所对应的输入电流的最大波峰值Ic和最小波谷值It来确定射频加热模块工作在每一级输出功率下的输入电流最大值Imax和输入电流最小值Imin，即，

Imax=Ic+△I1；

Imin=It-△I2；

其中，△I1和△I2为电流余量，且均为正值，△I1与△I2可以相等，也可以不等。由此，便为射频加热模块的每一级输出功率确定出了一个其输入电流I的正常波动范围[Imin, Imax]，记录至所述控制模块，以在日后的实际应用过程中调用。

在本实施例中，为了便于查找射频加热模块的每一级输出功率所对应的输入电流最大值Imax和最小值Imin，本实施例优选在控制模块中针对每一级输出功率所对应的输入电流最大值Imax和最小值Imin，建立输出功率与输入电流之间的对应关系并保存。

所述对应关系可以是生成输出功率与输入电流之间的对照表，采用查表法确定出不同设定功率所对应的输入电流最大值Imax和最小值Imin；或者，形成存储地址映射关系，根据不同输出功率访问不同的存储地址，调取其中保存的输入电流最大值Imax和最小值Imin。当然，本实施例并不仅限于以上举例。

S205、确定射频加热模块的输入电流极限值Iext；

为了避免射频加热模块过热损坏，本实施例优选根据射频加热模块的内部器件所能承受的最大发热量，确定其所能接受的最大输入电流，形成输入电流极限值Iext，并保存至所述控制模块，以在日后的实际应用过程中调用。

二、实际应用阶段

S206、接收设定功率，并根据所述设定功率确定出射频加热模块的预定功率、输入电流最大值Imax和最小值Imin；

在射频加热装置实际应用过程中，控制模块通过人机界面接收用户输入的设定功率或者选定的烹饪模式。若用户输入的是烹饪模式，则控制模块自动根据用户选定的烹饪模式，按照既定的烹饪程序确定出与之对应的设定功率。

控制模块根据设定功率确定出输入到射频加热模块的预定功率，并确定出设定功率所在的功率区间，进而根据控制模块中预先保存的输出功率与输入电流之间的对应关系，快速地查找出所述功率区间所对应的输入电流的最大值Imax和最小值Imin。

S207、控制射频加热模块按照预定功率投入运行；

控制模块根据预定功率生成控制信号，控制射频加热模块启动运行。射频加热模块在接收到所述控制信号后，接收交流-直流转换模块输出的直流供电，输出电磁波信号，通过辐射体AT发射电磁波至加热腔，对食物进行加热。

S208、检测射频加热模块的输入电压v和射频加热模块的温度t，并结合射频加热模块本次正常运行的时间T以及封装在射频加热模块中的固态半导体源的阻抗m，综合确定出所述固态半导体源的温度Tm；

在本实施例中，所述控制模块通过电压检测模块获取射频加热模块的输入电压v，通过温度传感器获取射频加热模块的温度t，然后利用公式：

Tm=mtT/(v-a)

计算出射频加热模块中的固态半导体源的温度Tm。

S209、若Tm小于等于设定的上限值Tmax，则执行后续过程；若Tm高于设定的上限值Tmax，则下调预定功率，降低射频加热模块的输出功率，以降低固态半导体源的温度Tm，直到Tm低于设定的下限值Tmin后，将预定功率恢复到设定功率，控制射频加热模块正常运行。此时，将T清零，重新计时，记录本次正常运行的时间，然后执行后续过程。

S210、检测射频加热模块的输入电流I，若I>Iext，则切断射频加热模块的直流供电，进入保护状态；否则，执行后续过程；

在射频加热模块运行期间，电流检测模块实时检测射频加热模块的输入电流I，并发送至所述控制模块。控制模块调取其预先保存的输入电流极限值Iext，若输入电流I>Iext，则切断射频加热模块的直流供电，控制射频加热模块停止运行，进入保护状态，避免射频加热模块过热损坏。若输入电流I≤Iext，则执行后续的输出功率的稳定控制过程。

S211、根据射频加热模块的输入电流I，调整射频加热模块发射的电磁波的幅度；

在本实施例中，若电流检测模块检测到射频加热模块的输入电流I在[Imin,Imax]区间内波动，则控制模块判定射频加热模块的输出功率稳定，并且输出功率基本等于预定功率（即，设定功率）。在此期间，控制模块可以控制射频加热模块保持当前的工作状态继续运行，按照预定功率发射电磁波，烹饪加热腔中的食物。

若电流检测模块检测到射频加热模块的输入电流I>Imax，则表示射频加热模块的输出功率变大了。此时，控制模块可以生成幅度调节信号，发送至射频加热模块，以控制射频加热模块减小其发射的电磁波的幅度，达到降低输出功率的目的。

若电流检测模块检测到射频加热模块的输入电流I<Imin，则表示射频加热模块的输出功率变小了。此时，控制模块可以生成幅度调节信号，发送至射频加热模块，以控制射频加热模块增大其发射的电磁波的幅度，达到升高输出功率的目的。

控制模块在根据射频加热模块的输入电流I调整射频加热模块发射的电磁波的幅度的过程中，可以按照设定的幅度调节量△A控制射频加热模块逐级增大或减小电磁波的幅度，并在每次幅度调整后接收电流检测模块检测到的输入电流I。当射频加热模块的输入电流I重新回到[Imin,Imax]区间内时，表示射频加热模块的输出功率回归到预定功率附近。此时，控制模块可以停止电磁波幅度的调整过程，使射频加热模块的输出功率稳定在预定功率附近。

由此，便实现了射频加热模块的功率控制，保证射频加热模块始终以预定功率稳定运行，提高射频加热装置的加热品质。

实施例二，本实施例以射频加热装置为例，阐述射频加热模块的温度控制技术。

由于不同频段的电磁波的特性不同，电磁波的频率越低，则波长越长，对食物的穿透能力越强，但是相应的烹饪效率和加热均匀性则有一定程度下降；而电磁波的频率越高，则波长越短，对食物的穿透力越弱，但是对食品的烹饪效率和加热均匀性都有一定程度提升。为了进一步提高射频加热装置对食物的加热品质，本实施例优选在射频加热装置的加热腔中内置两个辐射体AT1和AT2，如图3所示，所述两个辐射体AT1和AT2优选布设在加热腔的内壁的相对两侧，共同发射电磁波对加热腔中的食物进行加热。此外，在射频加热装置的主控板上可以设置两个射频加热模块RM1和RM2，分别与两个辐射体AT1和AT2一一对应连接。所述交流-直流转换模块输出两路直流电源，分别为两个射频加热模块RM1和RM2提供独立的直流供电，并设置两个电压检测模块V1和V2，分别检测两个射频加热模块RM1、RM2的输入电压v、v’，并发送至所述控制模块。在每一个射频加热模块RM1、RM2的壳体上，或者在主控板上且紧邻两个射频加热模块RM1、RM2的位置处分别对应安装一个温度传感器W1、W2，分别用于检测两个射频加热模块RM1、RM2的温度t、t’，并发送至所述控制模块，以用于确定两个射频加热模块RM1、RM2中的固体半导体源的温度Tm、Tm’。具体而言，

第一射频加热模块RM1中的固体半导体源的温度Tm可以采用以下公式计算获得：

Tm=mtT/(v-a) （1）；

其中，m为第一射频加热模块RM1中的固体半导体源的阻抗；t为第一射频加热模块RM1的温度；T为第一射频加热模块RM1本次正常运行的时间；v为第一射频加热模块RM1的输入电压；a为系数。

第二射频加热模块RM2中的固体半导体源的温度Tm’可以采用以下公式计算获得：

Tm'=m't'T'/(v'-a) （2）；

其中，m'为第二射频加热模块RM2中的固体半导体源的阻抗；t’为第二射频加热模块RM2的温度；T’为第二射频加热模块RM2本次正常运行的时间；v’为第二射频加热模块RM2的输入电压。

为了对两个射频加热模块RM1、RM2中的固态半导体源实现过热保护，可以预先根据固态半导体源正常运行所允许的安全温度范围，设定出温度的上限值Tmax和下限值Tmin。然后，将计算出的固态半导体源的温度Tm、Tm'与设定的上限值Tmax和下限值Tmin进行比较；若Tm>Tmax，则认为第一射频加热模块RM1中的固态半导体源的温度过高，需要对第一射频加热模块RM1执行过热保护。若Tm'>Tmax，则认为第二射频加热模块RM2中的固态半导体源的温度过高，需要对第二射频加热模块RM2执行过热保护。在本实施例中，可以通过控制模块下调输入到射频加热模块RM1或RM2的预定功率，来控制射频加热模块RM1或RM2降低其输出功率，继而使其固态半导体源的温度降低。对于第一射频加热模块RM1而言，直到Tm<Tmin时，认为第一射频加热模块RM1中的固态半导体源的温度恢复正常，可以继续投入使用。对于第二射频加热模块RM2而言，直到Tm'<Tmin时，认为第二射频加热模块RM2中的固态半导体源的温度恢复正常，可以继续投入使用。此时，可以通过控制模块将输入到射频加热模块RM1或RM2的预定功率恢复到初始的预定功率，进而控制射频加热模块RM1或RM2升高其输出功率，恢复正常运行。在射频加热模块RM1或RM2恢复正常运行后，其本次正常运行的时间T或T'清零，重新计时。

在本实施例中，同样可以采用逐级下调输入到射频加热模块的预定功率或者控制射频加热模块停止运行两种方式，来达到降低射频加热模块的输出功率，的目的，进而使固态半导体源的温度降低，实现过热保护。

在射频加热模块RM1、RM2正常运行期间，为了控制两个射频加热模块RM1、RM2的输出功率能够稳定在预定功率，本实施例在所述射频加热装置的主控板上还设置有两个电流检测模块A1和A2，如图3所示，分别用于检测两个射频加热模块RM1、RM2的输入电流I、I’，并发送至所述控制模块，以用于对两个射频加热模块RM1、RM2的输出功率进行自动调整，使两个射频加热模块RM1、RM2的输出功率之和能够稳定在设定功率附近。

下面结合上述功率调整策略，对本实施例的射频加热模块的温度控制方法进行详细阐述，如图4所示，具体包括以下过程：

（一）测试阶段

在射频加热装置出厂前，可以仿照实施例一中的过程S201-S205对射频加热装置中的每一个射频加热模块RM1、RM2分别进行测试，确定出每一个射频加热模块RM1、RM2工作在不同输出功率期间，其输入电流正常波动所对应的最大值Imax/Imax'和最小值Imin/Imin'，并分别生成输出功率与输入电流之间的对应关系，保存在控制模块中。

此外，根据每一个射频加热模块RM1、RM2的内部器件所能承受的最大发热量，确定出每一个射频加热模块RM1、RM2所能接受的最大输入电流，形成每一个射频加热模块RM1、RM2的输入电流极限值Iext和Iext'，并保存至所述控制模块中。

（二）实际应用阶段

S401、接收设定功率，按照设定功率的一半确定出每一个射频加热模块RM1、RM2的预定功率；

在本实施例中，用户输入的设定功率或者选定的烹饪模式所对应的设定功率，是两个射频加热模块RM1、RM2的输出功率之和。本实施例优选采用均分的方式将每一个射频加热模块RM1、RM2的预定功率确定为所述设定功率的一半。

S402、根据设定功率的一半，确定出每一个射频加热模块RM1、RM2的输入电流最大值和最小值；

本实施例的控制模块可以根据设定功率的一半，利用控制模块中预先保存的输出功率与输入电流之间的对应关系，确定出每一个射频加热模块RM1、RM2的输入电流最大值和最小值。例如，第一射频加热模块RM1工作在设定功率的一半时，所对应的输入电流最大值为Imax、最小值为Imin；第二射频加热模块RM2工作在设定功率的一半时，所对应的输入电流最大值为Imax'、最小值为Imin'。

S403、确定每一个射频加热模块RM1、RM2的工作频率，使两个射频加热模块RM1、RM2发射的电磁波的频率不同；

在本实施例中，可以通过控制模块调节两个射频加热模块RM1、RM2工作在不同频段。为了提高加热品质，优选调整第一射频加热模块RM1发射的电磁波的频率处于中频段，例如中心频率为915MHz；调整第二射频加热模块RM2发射的电磁波的频率处于高频段，例如中心频率为2450MHz。

S404、控制每一个射频加热模块RM1、RM2按照设定功率的一半投入运行；

在本实施例中，所述控制模块根据设定功率的一半生成两路控制信号，分别发送至两个射频加热模块RM1、RM2，控制两个射频加热模块RM1、RM2启动运行。两个射频加热模块RM1、RM2在接收到所述控制信号后，接收交流-直流转换模块输出的直流供电，输出电磁波信号，分别通过两个辐射体AT1、AT2发射电磁波至加热腔，共同对食物进行加热。

S405、检测每一个射频加热模块RM1、RM2的输入电压v、v'以及每一个射频加热模块RM1、RM2的温度t、t'，并结合每一个射频加热模块RM1、RM2本次正常运行的时间T、T'以及封装在每一个射频加热模块RM1、RM2中的固态半导体源的阻抗m、m'，综合确定出每一个射频加热模块RM1、RM2中的固态半导体源的温度Tm、Tm’；

在本实施例中，所述控制模块通过两个电压检测模块V1、V2分别获取两个射频加热模块RM1、RM2的输入电压v、v'，通过两个温度传感器W1、W2分别获取两个射频加热模块RM1、RM2的温度t、t'，然后利用公式（1）计算出第一射频加热模块RM1中的固态半导体源的温度Tm，利用公式（2）计算出第二射频加热模块RM2中的固态半导体源的温度Tm'。

S406、若Tm和Tm'均小于等于设定的上限值Tmax，则执行过程S409；

在本实施例中，若两个射频加热模块RM1、RM2内部的固态半导体源的温度Tm、Tm'均在设定的上限值Tmax以下，则认为两个射频加热模块RM1、RM2中的固态半导体源的温度正常，跳转至S409执行后续过程，以对两个射频加热模块RM1、RM2的输出功率进行稳定控制。

S407、若Tm>Tmax，则下调输入到第一射频加热模块RM1的预定功率，并等幅上调第二射频加热模块RM2的预定功率，直到Tm<Tmin后，将两个射频加热模块RM1、RM2的预定功率恢复到设定功率的一半，控制两个射频加热模块正常运行，然后执行过程S409；

在本实施例中，若Tm>Tmax，则认为第一射频加热模块RM1中固态半导体源的温度异常，会存在过热损坏的危险。此时，可以通过控制模块下调输入到第一射频加热模块RM1的预定功率，以控制第一射频加热模块RM1降低其输出功率，进而达到降低第一射频加热模块RM1中的固态半导体源的温度Tm的效果。与此同时，通过控制模块等幅上调输入到第二射频加热模块RM2的预定功率，使输入到两个射频加热模块RM1、RM2中的预定功率之和仍等于设定功率，以保证加热品质。直到Tm<Tmin后，将输入到两个射频加热模块RM1、RM2中的预定功率恢复到设定功率的一半，控制两个射频加热模块RM1、RM2正常运行。此时，将T清零，重新计时，记录第一射频加热模块RM1本次正常运行的时间，然后执行后续过程S409。

对于采用控制射频加热模块停止运行的方式来降低射频加热模块的输出功率，进而对射频加热模块中的固体半导体源实现过热保护的温度控制策略而言，在Tm>Tmax时，可以控制第一射频加热模块RM1停止运行，并将输入到第二射频加热模块RM2的预定功率上调至设定功率，利用第二射频加热模块RM2单独烹饪食物，直到第一射频加热模块RM1中的固体半导体源的温度Tm<Tmin后，将输入到两个射频加热模块RM1、RM2中的预定功率恢复到设定功率的一半，控制第一射频加热模块RM1重新投入运行。

S408、若Tm'>Tmax，则下调输入到第二射频加热模块RM2的预定功率，并等幅上调第一射频加热模块RM1的预定功率，直到Tm'<Tmin后，将两个射频加热模块RM1、RM2的预定功率恢复到设定功率的一半，控制两个射频加热模块正常运行，然后执行过程S409；

在本实施例中，若Tm'>Tmax，则认为第二射频加热模块RM2中固态半导体源的温度出现异常，会存在过热损坏的风险。此时，可以通过控制模块下调输入到第二射频加热模块RM2的预定功率，以控制第二射频加热模块RM2降低其输出功率，进而达到降低第二射频加热模块RM2中的固态半导体源的温度Tm'的效果。与此同时，通过控制模块等幅上调输入到第一射频加热模块RM1的预定功率，使输入到两个射频加热模块RM1、RM2中的预定功率之和仍等于设定功率，以保证加热品质。直到Tm'<Tmin后，将输入到两个射频加热模块RM1、RM2中的预定功率恢复到设定功率的一半，控制两个射频加热模块RM1、RM2正常运行。此时，将T'清零，重新计时，记录第二射频加热模块RM2本次正常运行的时间，然后执行后续过程S409。

同理，对于采用控制射频加热模块停止运行的方式来降低射频加热模块的输出功率，进而对射频加热模块中的固体半导体源实现过热保护的温度控制策略而言，在Tm'>Tmax时，可以控制第二射频加热模块RM2停止运行，并将输入到第一射频加热模块RM1的预定功率上调至设定功率，利用第一射频加热模块RM1单独烹饪食物，直到第二射频加热模块RM2中的固体半导体源的温度Tm'<Tmin后，将输入到两个射频加热模块RM1、RM2中的预定功率恢复到设定功率的一半，控制第二射频加热模块RM2重新投入运行。

S409、检测每一个射频加热模块RM1、RM2的输入电流I、I'，若I>Iext或者I'>Iext'，则切断两个射频加热模块RM1、RM2的直流供电，控制射频加热装置进入保护状态；否则，执行后续过程；

在两个射频加热模块RM1、RM2运行期间，两个电流检测模块A1、A2实时检测两个射频加热模块RM1、RM2的输入电流I、I'，并发送至所述控制模块。所述控制模块调取其预先保存的每一个射频加热模块RM1、RM2的输入电流极限值Iext、Iext'。

若第一射频加热模块RM1的输入电流I大于其极限值Iext，或者第二射频加热模块RM2的输入电流I'大于其极限值Iext'，则控制模块立即切断两个射频加热模块RM1、RM2的直流供电，控制两个射频加热模块RM1、RM2均停止运行，进入保护状态。

若第一射频加热模块RM1的输入电流I≤Iext，并且第二射频加热模块RM2的输入电流I'≤Iext'，则执行后续的输出功率的稳定控制过程。

S410、根据两个射频加热模块RM1、RM2的输入电流I、I'，对两个射频加热模块RM1、RM2发射的电磁波的幅度进行调整；

在本实施例中，若第一电流检测模块A1检测到第一射频加热模块RM1的输入电流I在[Imin,Imax]区间内波动，则控制模块判定第一射频加热模块RM1的输出功率稳定，并且输出功率基本等于设定功率的一半。在此期间，控制模块可以控制第一射频加热模块RM1保持当前的工作状态继续运行，按照设定功率的一半发射电磁波，烹饪加热腔中的食物。

同理，若第二电流检测模块A2检测到第二射频加热模块RM2的输入电流I'在[Imin',Imax']区间内波动，则控制模块判定第二射频加热模块RM2的输出功率稳定，并且输出功率基本等于设定功率的一半。在此期间，控制模块可以控制第二射频加热模块RM2保持当前的工作状态继续运行，按照设定功率的一半发射电磁波，烹饪加热腔中的食物。

若第一电流检测模块A1检测到第一射频加热模块RM1的输入电流I>Imax，则表示第一射频加热模块RM1的输出功率变大了。此时，控制模块可以生成幅度调节信号，发送至第一射频加热模块RM1，以控制第一射频加热模块RM1减小其发射的电磁波的幅度，达到降低第一射频加热模块RM1的输出功率的目的。

同理，若第二电流检测模块A2检测到第二射频加热模块RM2的输入电流I'>Imax'，则表示第二射频加热模块RM2的输出功率变大了。此时，控制模块可以生成幅度调节信号，发送至第二射频加热模块RM2，以控制第二射频加热模块RM2减小其发射的电磁波的幅度，达到降低第二射频加热模块RM2的输出功率的目的。

若第一电流检测模块A1检测到第一射频加热模块RM1的输入电流I<Imin，则表示第一射频加热模块RM1的输出功率变小了。此时，控制模块可以生成幅度调节信号，发送至第一射频加热模块RM1，以控制第一射频加热模块RM1增大其发射的电磁波的幅度，达到升高第一射频加热模块RM1的输出功率的目的。

同理，若第二电流检测模块A2检测到第二射频加热模块RM2的输入电流I'<Imin'，则表示第二射频加热模块RM2的输出功率变小了。此时，控制模块可以生成幅度调节信号，发送至第二射频加热模块RM2，以控制第二射频加热模块RM2增大其发射的电磁波的幅度，达到升高第二射频加热模块RM2的输出功率的目的。

控制模块在根据两个射频加热模块RM1、RM2的输入电流I、I'调整两个射频加热模块RM1、RM2的发射的电磁波的幅度的过程中，可以按照设定的幅度调节量△A控制两个射频加热模块RM1、RM2逐级增大或减小电磁波的幅度，并在每次幅度调整后接收两个电流检测模块A1、A2检测到的输入电流I、I'。当输出功率出现偏离的射频加热模块RM1/RM2的输入电流I/I'重新回到正常区间内时，例如输入电流I 处于[Imin,Imax]区间，输入电流I'处于[Imin',Imax']区间，则表示出现偏离的射频加热模块RM1/RM2的输出功率回归到设定功率的一半附近。此时，控制模块可以停止对该射频加热模块RM1/RM2的幅度调整过程，使该射频加热模块RM1/RM2的输出功率稳定在设定功率的一半附近，实现对射频加热模块RM1、RM2输出功率的稳定控制。

当然，也可以在射频加热装置中设置更多的射频加热模块和辐射体，通过调节每一个射频加热模块发射的电磁波的频率各不相同，可以适应不同种类食物的高品质的加热需求。

此外，在射频加热装置的主控板上还可以进一步设置感测保护模块，如图1、图3所示，用于感测通过辐射体发射的电磁波的强度以及电磁波经由食物部分吸收后反射回辐射体的电磁波的强度，并在感测到异常时，切断电磁波信号向辐射体的传输，执行保护功能。

应当指出的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种射频加热模块的温度控制方法，其特征在于，包括：

为射频加热模块供电，控制射频加热模块按照预定功率上电运行；

检测射频加热模块的温度t；

根据射频加热模块的温度t、输入电压v、本次正常运行的时间T以及封装在射频加热模块中的固态半导体源的阻抗m，综合确定所述固态半导体源的温度Tm=mtT/(v-a)，其中，a为系数；

当Tm超过设定的上限值时，控制射频加热模块降低其输出功率，直到Tm降低到设定的下限值以下时，将射频加热模块的输出功率恢复到所述预定功率。

2.根据权利要求1所述的射频加热模块的温度控制方法，其特征在于，当所述射频加热模块为一个时，所述预定功率为用户选定的设定功率；

所述温度控制方法还包括：

根据设定功率确定射频加热模块的输入电流最大值和最小值；

在所述射频加热模块正常运行期间，检测所述射频加热模块的输入电流；

在射频加热模块的输入电流大于所述输入电流最大值时，减小射频加热模块发射的电磁波的幅度，降低输出功率；

在射频加热模块的输入电流小于所述输入电流最小值时，增大射频加热模块发射的电磁波的幅度，升高输出功率。

3.根据权利要求1所述的射频加热模块的温度控制方法，其特征在于，当所述射频加热模块为两个时，所述预定功率为用户选定的设定功率的一半；

所述温度控制方法还包括：

调整两个射频加热模块以不同的频率发射电磁波；

在其中一个射频加热模块中的固态半导体源的温度超过所述上限值时，下调该射频加热模块的预定功率，并等幅度上调另一个射频加热模块的预定功率，以降低其中一个射频加热模块的输出功率，并升高另一个射频加热模块的输出功率；

当所述其中一个射频加热模块中的固态半导体源的温度下降至所述下限值以下时，将两个射频加热模块的输出功率均恢复到初始的预定功率。

4.根据权利要求3所述的射频加热模块的温度控制方法，其特征在于，还包括：

根据设定功率的一半分别确定两个射频加热模块的输入电流最大值和最小值；

在两个射频加热模块均正常运行期间，检测两个射频加热模块的输入电流；

在其中一个射频加热模块的输入电流大于其输入电流最大值时，减小该射频加热模块发射的电磁波的幅度，以降低该射频加热模块的输出功率；

在其中一个射频加热模块的输入电流小于其输入电流最小值时，增大该射频加热模块发射的电磁波的幅度，以升高该射频加热模块的输出功率。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的射频加热模块的温度控制方法，其特征在于，所述输入电流最大值和最小值的确定方法为：

保证射频加热模块正常运行；

逐级调整射频加热模块的输出功率；

检测射频加热模块工作在每一级输出功率期间，其输入电流的正常波动范围；

根据每一级输出功率所对应的输入电流的正常波动范围确定输入电流的最大波峰值Ic和最小波谷值It；

确定射频加热模块工作在每一级输出功率下的输入电流最大值Imax和输入电流最小值Imin：

Imax=Ic+△I1；

Imin=It-△I2；

其中，△I1和△I2为电流余量，且均为正值。

6.根据权利要求5所述的射频加热模块的温度控制方法，其特征在于，在根据输入电流调整射频加热模块发射的电磁波的幅度的过程中，包括：

逐级增大或减小电磁波的幅度；

在每次幅度调整后，检测射频加热模块的输入电流I；

在Imin≤I≤Imax时，停止电磁波幅度的调整过程。

7.一种射频加热装置，其特征在于，包括：

加热腔，其内壁上设置有辐射体；

射频加热模块，其通过所述辐射体向所述加热腔内发射电磁波，在所述射频加热模块中封装有固态半导体源；

温度传感器，其安装在射频加热模块的壳体上或者布设在电路板上且紧邻所述射频加热模块的位置处，用于检测射频加热模块的温度t；

电压检测模块，其用于检测所述射频加热模块的输入电压v；

控制模块，其控制所述射频加热模块按照预定功率上电运行，并根据射频加热模块的温度t、输入电压v、本次正常运行的时间T以及封装在射频加热模块中的固态半导体源的阻抗m，综合确定出所述固态半导体源的温度Tm=mtT/(v-a)，其中，a为系数；在Tm超过设定的上限值时，控制所述射频加热模块降低其输出功率，直到Tm降低到设定的下限值以下时，控制所述射频加热模块的输出功率恢复到所述预定功率。

8.根据权利要求7所述的射频加热装置，其特征在于，

当所述射频加热模块包括两个时，每一个射频加热模块的预定功率均为用户选定的设定功率的一半；

所述控制模块控制两个射频加热模块以不同的频率发射电磁波；

所述控制模块在其中一个射频加热模块中的固态半导体源的温度超过所述上限值时，下调该射频加热模块的预定功率，并等幅度上调另一个射频加热模块的预定功率，以控制其中一个射频加热模块降低其输出功率，并控制另一个射频加热模块升高其输出功率；当所述其中一个射频加热模块中的固态半导体源的温度下降至所述下限值以下时，所述控制模块将两个射频加热模块的输出功率均恢复到初始的预定功率。

9.根据权利要求8所述的射频加热装置，其特征在于，还包括：

电流检测模块，用于检测所述射频加热模块的输入电流；

当所述射频加热模块为一个时，所述预定功率为用户选定的设定功率；所述控制模块根据设定功率确定出射频加热模块的输入电流最大值和最小值；在射频加热模块正常运行期间，所述控制模块在射频加热模块的输入电流大于所述输入电流最大值时，控制所述射频加热模块减小其发射的电磁波的幅度，以降低输出功率；在射频加热模块的输入电流小于所述输入电流最小值时，控制所述射频加热模块增大其发射的电磁波的幅度，以升高输出功率；

当所述射频加热模块为两个时，所述控制模块根据设定功率的一半分别确定出两个射频加热模块的输入电流最大值和最小值；在两个射频加热模块均正常运行期间，所述控制模块在检测到其中一个射频加热模块的输入电流大于其输入电流最大值时，减小该射频加热模块发射的电磁波的幅度，以降低该射频加热模块的输出功率；在其中一个射频加热模块的输入电流小于其输入电流最小值时，增大该射频加热模块发射的电磁波的幅度，以升高该射频加热模块的输出功率。

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