CN113923812A - 微波加热装置、控制方法和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种微波加热装置、控制方法和存储介质。微波加热装置包括电源模块，用于输出电压，电压为直流电压；放大模块，连接电源模块，放大模块用于对电压加压，放大模块包括开关元件；微波源，连接放大模块，用于在加压后的电压驱动下输出微波信号；控制模块，用于检测电源模块的电压以及放大模块的谐振电压，并根据电压以及谐振电压控制开关元件的通断状态。上述微波加热装置，能够获得电源模块的电压和谐振电压，从而根据电压和谐振电压控制开关元件的通断状态，从而保证谐振电压的峰值足够高，以使得谐振电压能够下降至零位，此外，还可以控制谐振电压，避免谐振电压过大，以至于超出开关元件的耐压值的情况。

Description

微波加热装置、控制方法和存储介质

技术领域

本申请涉及家用电器技术领域，特别涉及一种微波加热装置、控制方法和存储介质。

背景技术

现有的微波加热装置，通常包括开关元件、升压变压器、谐振电容和磁控管，升压变压器包括初级线圈和次级线圈。在开关元件断开期间，谐振电容和升压变压器的初级线圈会产生谐振电压，当其谐振振幅电压下降至开关元件的发射极电位(下文记为GND)时，开关元件导通，形成减少开关损耗的工作波形。然而，如果谐振电压相对于电源电压的峰值不够高，就会使得谐振电压的振幅下降不到GND电位，从而导致开关元件的损耗增大。

发明内容

本申请实施方式提供了一种微波加热装置、控制方法和存储介质。

本申请实施方式的微波加热装置包括：

电源模块，用于输出电压，所述电压为直流电压；

放大模块，连接所述电源模块，所述放大模块用于对所述电压加压，所述放大模块包括开关元件；

微波源，连接所述放大模块，用于在加压后的所述电压驱动下输出微波信号；

控制模块，用于检测所述电源模块的所述电压以及所述放大模块的谐振电压，并根据所述电压以及所述谐振电压控制所述开关元件的通断状态。

在某些实施方式中，所述控制模块用于根据所述谐振电压与所述电压的比例关系，控制所述开关元件的通断状态。

在某些实施方式中，在所述比例关系小于第一阈值的情况下，所述控制模块增大所述开关元件的导通宽度，其中，所述第一阈值与所述电压有关。

在某些实施方式中，所述比例关系大于第二阈值的情况下，所述控制模块减小所述开关元件的导通宽度，其中，所述第二阈值与所述开关元件的耐压值和所述电压有关。

在某些实施方式中，所述放大模块包括初级绕组和次级绕组，所述微波加热装置包括与所述初级绕组连接的检测绕组，以通过所述检测绕组获得所述谐振电压。

在某些实施方式中，所述开关元件包括集电极，所述微波加热装置包括与所述集电极连接的谐振电压检测电路，以根据所述集电极的电压获得所述谐振电压。

本申请实施方式的控制方法，使用上述任一项实施方式所述的微波加热装置，所述控制方法包括：

检测电源模块的电压以及放大模块的谐振电压；

根据所述电压以及所述谐振电压，控制微波加热装置的开关元件的通断状态。

在某些实施方式中，所述根据所述电压以及所述谐振电压，控制微波加热装置的开关元件的通断状态，包括：

在所述比例关系小于第一阈值的情况下，所述控制模块增大所述开关元件的导通宽度，其中，所述第一阈值与所述电压有关。

在某些实施方式中，所述根据所述电压以及所述谐振电压，控制微波加热装置的开关元件的通断状态，包括：

所述比例关系大于第二阈值的情况下，所述控制模块减小所述开关元件的导通宽度，其中，所述第二阈值与所述开关元件的耐压值和所述电压有关。

本申请实施方式的一种包含计算机程序的非易失性计算机可读存储介质，在所述计算机程序被一个或多个处理器执行的情况下，实现上述任一项实施方式所述的控制方法。

本申请实施方式的微波加热装置、控制方法和存储介质，能够获得电源模块的电压和谐振电压，从而根据电压和谐振电压控制开关元件的通断状态，从而保证谐振电压的峰值足够高，以使得谐振电压能够下降至零位，减少开关元件的损耗，此外，还可以控制谐振电压，避免谐振电压过大，以至于超出开关元件的耐压值的情况，从而达到保障开关元件的使用寿命的效果。

本申请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，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施方式的微波加热装置的电路示意图；

图2是本申请实施方式的微波加热装置的电路示意图；

图3是本申请实施方式的微波加热装置的模块示意图；

图4是相关技术的微波加热装置的电路示意图；

图5是相关技术的开关元件的工作波形图；

图6是本申请实施方式的开关元件的工作波形图；

图7是本申请实施方式的谐振电压取值范围的波形示意图；

图8是本申请实施方式的开关元件的电压波形图；

图9是本申请实施方式的开关元件的另一电压波形图；

图10是本申请实施方式的控制方法的流程图。

附图标记：

微波加热装置100、电源模块10、放大模块20、开关元件21、初级绕组22、次级绕组23、检测绕组24、微波源30、控制模块40。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的实施方式在附图中示出，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方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的实施方式的描述中，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的实施方式的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请的实施方式中的具体含义。

请参阅图1至图3，本申请实施方式的微波加热装置100包括电源模块10、放大模块20、微波源30和控制模块40。其中，电源模块10用于输出电压，电压为直流电压。放大模块20，连接电源模块10放大模块20用于对电压加压，放大模块20包括开关元件21。微波源30连接放大模块20，用于在加压后的电压驱动下输出微波信号。控制模块40用于检测所述电源模块的电压以及放大模块20的谐振电压，并根据电压以及谐振电压控制开关元件21的通断状态。

本申请实施方式的微波加热装置100，能够获得电源模块10的电压和谐振电压，从而根据电压和谐振电压控制开关元件21的通断状态，从而保证谐振电压的峰值足够高，以使得谐振电压能够下降至零位，减少开关元件21的损耗，此外，还可以控制谐振电压，避免谐振电压过大，以至于超出开关元件21的耐压值的情况，从而达到保障开关元件21的使用寿命的效果。

具体的，请参阅图4和图5，在相关技术中，在将微波加热装置的输出降低的时候，开关元件的导通宽度变小，使得放大模块的初级绕组存储的能量变少，从而导致谐振电压降低，谐振电压的波形可参照图5所示，此时谐振电压的振幅无法下降至零位，而若开关元件在该状态下导通，就会使得放大模块的谐振电容中残留的电荷释放，导致有较大的电流通入开关元件的集电极中。因为开关损耗(W)＝电压(V)×电流(I)，所以若开关元件在电压未至零位的状态下导通，会使得开关元件损耗较大且温度升高，因而对开关元件不利。

本发明实施方式，通过获得电源模块10的电压和谐振电压，控制开关元件21的通断状态，即开关元件21的导通宽度，保证了谐振电压能够在适当的电压范围内，形成如图6所示的波形，即使得谐振电压能够归于零位，以便于开关元件21在谐振电压归于零位时再导通。

微波加热装置100可包括但不仅限于微波炉、微波烤箱、微波饭煲、微蒸烤一体机等微波电器。

电源模块10可以包括交流电源端、整流电路以及滤波电路。具体的，交流电源端输入交流电压，整流电路将交流电源端输入的交流电压整流为直流电压，滤波电路将整流电路整流后的电压进行滤波，经滤波电路滤波后的电压输入至放大模块20。

滤波电路可以包括感抗电感以及对地电容，以调整电压的波形，使得放大模块20能够在较为理想的状态工作。

值得补充的是，电源模块10还可以包括测量电阻，测量电阻的一端与滤波电路连接，测量电阻的另一端与开关元件21连接，控制模块40可以与测量电阻连接，通过测量该测量电阻的电流，获得通过开关元件21的电流。

在一个实施例中，电源模块10包括车载DC电源(Direct Current，DC)，车载DC电源可以应用在电动汽车领域，电动汽车以电动机为驱动主体，电动机所搭载的电源是大负载量大功率的直流电源，其电压最小为140V左右，最大为400V左右；内燃机汽车所搭载的电源的负载量及功率相对小，一般为12V或24V等电压较低的直流电源。

如此，本申请实施方式的微波加热装置100可以应用于汽车，例如：微波加热装置100可以是设置在电动汽车内的车载微波炉，电动汽车的车载DC电源为微波加热装置100100提供电流电压。

需要说明的是，上述所举例的例子以及具体数值是为方便说明本申请的实施，不应理解为对本申请保护范围的限定。

放大模块20可以包括但不限于开关元件21、共振电容以及变压器，开关元件21与电源模块10连接且受控制模块40控制，变压器包括初级绕组22和次级绕组23，在一个实施方式中，变压器为升压变压器，即初级绕组22的匝数大于次级绕组23的匝数设置。共振电容与初级绕组22并联，共振电容与初级绕组22在开关元件21关断时，共同形成谐振电压。

开关元件21可以为三极管，开关元件21的集电极与变压器连接。

控制模块40可以包括但不限于电压检测电路、电流检测电路、谐振电压检测电路、运算电路以及驱动电路，电压检测电路与电源模块10连接，以检测电源模块10的电压，电流检测电路用于检测流经开关元件21的电流，谐振电压检测电路用于检测谐振电压，运算电路用于根据电压、流经开关元件21的电流以及谐振电压计算，从而通过驱动电路对开关元件21进行控制。

在某些实施方式中，微波加热装置100还包括高压整流模块，高压整流模块的输入端与放大模块20连接，高压整流模块的输出端与微波源30连接，以对放大模块20输出的电压进行整流，使得微波源30在较为合适的电压中工作。

在某些实施方式中，微波源30包括固态源。固态源包括固态有源器件，固态有源器件可以是转移电子振荡器、或雪崩二极管振荡器、或微波晶体管振荡器。固态源可以产生稳定的功率、频率、相位差的微波信号。

在某些实施方式中，微波源30包括磁控管。磁控管包括真空器件，真空器件可以是置于恒定磁场中的二极管。管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下，与高频电磁场发生相互作用，把从恒定电场中获得能量转变成微波能量，从而产生微波信号。磁控管具有功率大、效率高、工作电压低、尺寸小、重量轻和成本低等特点。

值得一提的是，本申请实施方式的微波源30以磁控管为例进行举例说明，以磁控管为例进行举例说明为方便说明本申请的实施，不应理解为对本申请保护范围的限定。

在一个实施例中，微波加热装置100可以是转盘式微波炉，微波加热装置100包括壳体、腔体和转盘，用户可以将食物放置在腔体内，食物可以是种类及形状不同的食物。微波源30可以在腔体的上方或两侧馈入微波信号，转盘可以使得食物在加热时位置移动，控制食品的加热偏差，提升食物加热的均匀性。

在另一个实施例中，微波加热装置100可以是包括旋转天线的微波炉，微波加热装置100包括壳体、腔体和旋转天线，用户可以将食物放置在腔体内，食物可以是种类及形状不同的食物。腔体包括能够通过微波信号的内壁，微波源30可以通过旋转天线馈入至腔体内，以提升食物加热的均匀性。

在某些实施方式中，控制模块40用于根据谐振电压与电压的比例关系，控制开关元件21的通断状态。

如此设置，根据谐振电压与电压的比例关系，判断谐振电压是较大还是较小，从而为控制开关元件21提供依据。

具体的，谐振电压是否足够大，以使得谐振电压能够归于零位，需要根据谐振电压与电压的关系进行判断，此外，开关元件21承受的电压为电压与谐振电压之和，因而在考虑开关元件21的耐压值时，即考虑开关元件21能够长时间保持正常工作状态下可以承受的最高的电压值时，应当将电压与谐振电压一同考虑。

需要说明的是，本实施方式中的电压，为电源模块10的电压。

在某些实施方式中，在比例关系小于第一阈值的情况下，控制模块40增大开关元件21的导通宽度，其中，第一阈值与电压有关。

如此设置，在比例关系小于第一阈值的情况下，可以判断谐振电压较小，从而应增大开关元件21的导通宽度。

具体的，比例关系应为谐振电压除以电压，即比例关系小于第一阈值的情况，为谐振电压除以电压的值小于第一阈值。若使谐振电压能够振荡至零位，则谐振电压的数值应大于电源电压，因而第一阈值应大于或等于1。

在某些实施方式中，比例关系大于第二阈值的情况下，控制模块40减小开关元件21的导通宽度，其中，第二阈值与开关元件21的耐压值和电压有关。

如此设置，在比例关系大于第二阈值的情况下，可以判断谐振电压较大，从而应减小开关元件21的导通宽度。

具体的，比例关系大于第二阈值，即谐振电压除以电压的值大于第二阈值。第二阈值的设定与开关元件21的耐压值有关，用于保证通过开关元件21的电压不会过大，以避免因电压过大而对开关元件21造成的损耗。开关元件21的电压为电压与谐振电压之和，因而将开关元件21的耐压值减去电压，即为谐振电压的最大值，将谐振电压的最大值除以电压，即得出第二阈值。

值得说明的是，请参阅图7，通过设定第一阈值和第二阈值，实现对谐振电压的上限和下限的限定，从而保证谐振电压的值不会过低，避免谐振电压振荡不到零位的情况，也保证了谐振电压的值不会过高，避免因通过开关元件21的电压过高而造成损耗的情况。

在某些实施方式中，请参阅图1和图8，放大模块20包括初级绕组22和次级绕组23，微波加热装置100包括与初级绕组22连接的检测绕组24，以通过检测绕组24获得谐振电压。

如此设置，使得控制模块40可以通过检测绕组24获得谐振电压。

具体的，根据检测绕组24和初级绕组22的匝数比以及检测绕组24的输出电压，可以获得初级绕组22产生的谐振电压。

在某些实施方式中，请参阅图2和图9，开关元件21包括集电极，微波加热装置100包括与集电极连接的谐振电压检测电路，以根据集电极的电压获得谐振电压。

如此设置，使得控制模块40可以根据集电极的电压获得谐振电压。

具体的，开关元件21的集电极电压波形可参阅图9所示，集电极的电压为电源电压和谐振电压叠加的和，因而将集电极的电压减去电源电压即可获得谐振电压。

请参阅图10，本发明还公开了一种控制方法，控制方法使用上述任一实施方式所述的微波加热装置100，控制方法包括：

步骤S10，检测电源模块10的电压以及放大模块20的谐振电压；

步骤S20，根据电压以及谐振电压，控制微波加热装置100的开关元件21的通断状态。

如此设置，能够获得电源模块10的电压和放大模块20的谐振电压，从而根据电压和谐振电压控制开关元件21的通断状态，从而保证谐振电压的峰值足够高，以使得谐振电压能够下降至零位，减少开关元件21的损耗，此外，还可以控制谐振电压，避免谐振电压过大，以至于超出开关元件21的耐压值的情况，从而达到保障开关元件21的使用寿命的效果。

在某些实施方式中，步骤S20包括：

在比例关系小于第一阈值的情况下，控制模块40增大开关元件21的导通宽度，其中，第一阈值与电压有关。

如此设置，根据谐振电压与电压的比例关系，判断谐振电压是较大还是较小，从而为控制开关元件21提供依据。

具体的，谐振电压是否足够大，以使得谐振电压能够归于零位，需要根据谐振电压与电压的关系进行判断，此外，开关元件21承受的电压为电压与谐振电压之和，因而在考虑开关元件21的耐压值时，即考虑开关元件21能够长时间保持正常工作状态下可以承受的最高的电压值时，应当将电压与谐振电压一同考虑。

在某些实施方式中，步骤S20包括：

比例关系大于第二阈值的情况下，控制模块40减小开关元件21的导通宽度，其中，第二阈值与开关元件21的耐压值和电压有关。

如此设置，在比例关系小于第一阈值的情况下，可以判断谐振电压较小，从而应增大开关元件21的导通宽度。

具体的，比例关系应为谐振电压除以电压，即比例关系小于第一阈值的情况，为谐振电压除以电压的值小于第一阈值。若使谐振电压能够振荡至零位，则谐振电压的数值应大于电源电压，因而第一阈值应大于或等于1。

本申请实施方式还提供一种包含计算机程序的非易失性计算机可读存储介质，在计算机程序被一个或多个处理器执行的情况下，实现上述任一实施方式所述的控制方法的步骤。

非易失性计算机可读存储介质可设置在微波加热装置100，也可设置在云端服务器，微波加热装置100能够与云端服务器进行通讯来获取到相应的程序。

可以理解，计算机程序包括计算机程序代码。计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读存储介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、以及软件分发介质等。

处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。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方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理模块的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的实施方式的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请的各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种微波加热装置，其特征在于，所述微波加热装置包括：

电源模块，用于输出电压，所述电压为直流电压；

放大模块，连接所述电源模块，所述放大模块用于对所述电压加压，所述放大模块包括开关元件；

微波源，连接所述放大模块，用于在加压后的所述电压驱动下输出微波信号；

控制模块，用于检测所述电源模块的所述电压以及所述放大模块的谐振电压，并根据所述电压以及所述谐振电压控制所述开关元件的通断状态。

2.根据权利要求1所述的微波加热装置，其特征在于，所述控制模块用于根据所述谐振电压与所述电压的比例关系，控制所述开关元件的通断状态。

3.根据权利要求2所述的微波加热装置，其特征在于，在所述比例关系小于第一阈值的情况下，所述控制模块增大所述开关元件的导通宽度，其中，所述第一阈值与所述电压有关。

4.根据权利要求2所述的微波加热装置，其特征在于，所述比例关系大于第二阈值的情况下，所述控制模块减小所述开关元件的导通宽度，其中，所述第二阈值与所述开关元件的耐压值和所述电压有关。

5.根据权利要求1所述的微波加热装置，其特征在于，所述放大模块包括初级绕组和次级绕组，所述微波加热装置包括与所述初级绕组连接的检测绕组，以通过所述检测绕组获得所述谐振电压。

6.根据权利要求1所述的微波加热装置，其特征在于，所述开关元件包括集电极，所述微波加热装置包括与所述集电极连接的谐振电压检测电路，以根据所述集电极的电压获得所述谐振电压。

7.一种控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

检测电源模块的电压以及所述放大模块的谐振电压；

根据所述电压以及所述谐振电压，控制微波加热装置的开关元件的通断状态。

8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述电压以及所述谐振电压，控制微波加热装置的开关元件的通断状态，包括：

在所述比例关系小于第一阈值的情况下，增大所述开关元件的导通宽度，其中，所述第一阈值与所述电压有关。

9.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述电压以及所述谐振电压，控制微波加热装置的开关元件的通断状态，包括：

所述比例关系大于第二阈值的情况下，减小所述开关元件的导通宽度，其中，所述第二阈值与所述开关元件的耐压值和所述电压有关。

10.一种包含计算机程序的非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，在所述计算机程序被一个或多个处理器执行的情况下，实现权利要求7-9任一项所述的控制方法。

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