CN214592051U - 一种电磁烹饪器具的控制电路及电磁烹饪器具 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电磁烹饪器具的控制电路及电磁烹饪器具，所述控制电路包括整流模块和具有IGBT的滤波谐振模块，整流模块和滤波谐振模块相连接，且整流模块用于将外接电源的交流电转换为直流电，滤波谐振模块用于将整流后的脉动直流电转换为平滑直流电，控制电路还包括：辐射检测模块，辐射检测模块与滤波谐振模块相连接，以用于检测IGBT集电极和发射极之间的电压信号，并根据电压信号检测电磁烹饪器具辐射值的大小；驱动模块，驱动模块与滤波谐振模块相连接，以用于控制IGBT的导通和断开；主控芯片，主控芯片分别与辐射检测模块和驱动模块相连接，以根据获取到的电压信号驱动驱动模块产生驱动信号，进而对IGBT进行控制并降低电磁烹饪器具的辐射值。

Description

一种电磁烹饪器具的控制电路及电磁烹饪器具

技术领域

本实用新型属于家用电器技术领域，尤其涉及一种电磁烹饪器具的控制电路及电磁烹饪器具。

背景技术

电磁烹饪器具因为通过电磁感应的方式对食物进行烹饪，发热效率高，使用方便安全，同时携带方便，易于使用，只要有电源的地方皆可使用，与传统的加热设备相比具有极大的优势，已经被越来越多的人所使用。

具体地，由于电磁烹饪器具内部的高频励磁线圈通入交变电流之后会产生交变磁场，因此当金属锅具放置于电磁烹饪器具表面时，锅具表面能够切割交变磁场的磁力线而在锅具底部产生大量的涡流，涡流使锅具底部的载流子高速无规则运动，载流子与原子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而起到加热食物的目的。在实际使用过程中，由于用户通常需要对金属锅具进行翻炒、移锅等动作，这就使得电磁烹饪器具所产生的交变磁场无法完全被金属锅具所吸收，从而导致部分交变磁场从金属锅具周围向外泄漏，最终导致电磁辐射的产生。

针对上述存在的问题，现有技术存在一种控制电路，包括相连接的控制模块、IGBT及谐振模块和测辐射模块。其中，测辐射模块能够接收电磁辐射并将其转变为电信号；控制模块用于接收测辐射模块产生的电信号，并将该电信号发送给IGBT及谐振模块；IGBT及谐振模块则能够根据电信号调整工作状态。现有技术所提供的这种控制电路虽然能够在一定程度上实现对电磁辐射的检测，但是当放置于电磁烹饪器具上的金属锅具发生偏移时会极大影响测辐射模块的检测结果。并且，这种电路结构的成本较高，对于那些成本较低的电磁烹饪器具而言，显然很难进行推广。

由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电磁烹饪器具的控制电路及电磁烹饪器具，以解决上述技术问题的至少一个技术问题。

本实用新型所采用的技术方案为：

第一方面，本实用新型提供了一种电磁烹饪器具的控制电路，包括整流模块和具有IGBT的滤波谐振模块，所述整流模块和所述滤波谐振模块相连接，且所述整流模块用于将外接电源的交流电转换为直流电，所述滤波谐振模块用于将整流后的脉动直流电转换为平滑直流电，所述控制电路还包括：辐射检测模块，所述辐射检测模块与所述滤波谐振模块相连接，以用于检测所述IGBT 集电极和发射极之间的电压信号，并根据所述电压信号检测所述电磁烹饪器具辐射值的大小；驱动模块，所述驱动模块与所述滤波谐振模块相连接，以用于控制所述IGBT的导通和断开；主控芯片，所述主控芯片分别与所述辐射检测模块和所述驱动模块相连接，以根据获取到的所述电压信号驱动所述驱动模块产生驱动信号，进而对所述IGBT进行控制并降低所述电磁烹饪器具的辐射值。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述辐射检测模块包括分压单元、电压比较器和基准单元；其中，所述分压单元的一端与所述IGBT的集电极相连接，另一端与所述电压比较器的第一输入端相连接；所述基准单元的一端与所述辐射检测模块的VCC相连接，另一端与所述电压比较器的第二输入端相连接；所述电压比较器的输出端与所述主控芯片相连接，以输出所述电压信号。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述分压单元包括依次连接的第一分压电阻、第二分压电阻和第三分压电阻，以及与所述第三分压电阻并联的第一电容。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述基准单元包括第一电阻、第二电阻、第二电容和第三电容；其中，所述第一电阻和所述第二电阻串联，所述第二电容和所述第三电容分别并联于所述第二电阻。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述电压信号包括高电平、低电平、由低电平向高电平切换的上升沿或由高电平向低电平切换的下降沿。

作为本实用新型的一种优选实施方式，当所述第一输入端的电压大于所述第二输入端的电压时，所述电压比较器的输出端输出高电平；当所述第一输入端的电压小于所述第二输入端的电压时，所述电压比较器的输出端输出低电平；或者当所述第一输入端的电压大于所述第二输入端的电压时，所述电压比较器的输出端输出低电平；当所述第一输入端的电压小于所述第二输入端的电压时，所述电压比较器的输出端输出高电平。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述辐射检测模块包括AD采样单元和DA转换单元；其中，所述AD采样单元的输入端与所述IGBT的集电极相连接，输出端与所述DA转换单元的输入端相连接，所述DA转换单元的输出端用于输出所述电压信号。

第二方面，本实用新型还提供一种电磁烹饪器具，包括用于承载锅具的机体和设置于所述机体内部的电路板，所述电路板设置有如上所述的控制电路，所述控制电路根据所述锅具的位姿控制所述电磁烹饪器具工作。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述机体内部还设置有与所述电路板相连接的加热装置，且所述电路板能够根据所述锅具的位姿控制所述IGBT 的导通时间，进以控制所述加热装置的加热功率。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述电磁烹饪器具包括电磁炉、电饭煲、电压力煲或开水煲。

由于采用了上述技术方案，本实用新型所取得的有益效果为：

1.本实用新型提供的电磁烹饪器具的控制电路，首先通过辐射检测模块的设置来对IGBT的电压信号进行检测，并根据电压信号检测电磁烹饪器具辐射值的大小，然后主控芯片能够根据电压信号控制IGBT的导通并降低辐射值。具体地，当放置于电磁烹饪器具加热区域的金属锅具发生偏移时或者使用体积较小的金属锅具进行烹饪时，金属锅具与电磁烹饪器具中的励磁线圈耦合后的电感量变大，从而导致IGBT的最大电压高于其正常工作时的电压，表明此时金属锅具与电磁烹饪器具不适配或偏离线圈位置，导致烹饪器具辐射泄漏增大。由此，根据辐射检测模块检测到的电压信号的变化便能够对金属锅具的放置状态进行检测，灵敏度高、检测结果更加准确，并且主控芯片能够根据电压信号的变化来控制IGBT的导通和断开，从而实现对于电磁烹饪器具加热功率的调节，进而有助于降低电磁辐射的泄漏。此外，本申请通过对IGBT的控制还能够在很大程度上降低电磁烹饪器具工作过程中产生的噪音，利于用户体验。再者，本实用新型提供的控制电路结构简单、便于实施，利于产品成本的降低。

2.作为本实用新型的一种优选实施方式，辐射检测模块包括分压单元、电压比较器和基准单元。其中，分压单元的设置能够对通过辐射检测模块的电压进行调节，防止电压过大对辐射检测模块造成损伤；基准单元的设置能够为电压比较器提供一个比较精确的参考电压，提升辐射检测模块电压信号检测的准确性；电压比较器则能够对IGBT产生的电压和参考电压进行比较，结构简单、灵敏度高，能够及时输出电压信号，从而能够大大缩短电磁烹饪器具的响应时长，利于用户体验。

3.作为本实用新型的一种优选实施方式，辐射检测模块包括AD采样单元和DA转换单元。其中，AD采样单元能够对IGBT的电压信号进行高速采样，从而提升辐射检测模块的运算效率；DA转换单元不仅能够输出参考电压，其内部还可以集成有电压比较器，从而实现对于IGBT电压信号的比较。这种设置方式集成化程度更高，利于控制电路和电磁烹饪器具体积的小型化。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的一种控制电路的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的一种控制电路的电路结构图；

图3为本实用新型实施例提供的一种滤波谐振模块的电路结构图；

图4为本实用新型实施例提供的一种辐射检测模块的电路结构图；

图5为本实用新型实施例提供的一种电压信号波形图。

其中，

100整流模块、200滤波谐振模块、210谐振单元、220稳压单元、230IGBT、 300辐射检测模块、310分压单元、320电压比较器、330基准单元、400驱动模块、500主控芯片。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

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。

另外，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如图1和图2所示，本实用新型提供一种电磁烹饪器具的控制电路，包括整流模块100和具有IGBT的滤波谐振模块200，整流模块100和滤波谐振模块200相连接，且整流模块100用于将外接电源的交流电转换为直流电，滤波谐振模块200用于将整流后的脉动直流电转换为平滑直流电。此外，所述控制电路还包括辐射检测模块300、驱动模块400和主控芯片500。

其中，辐射检测模块300与滤波谐振模块200相连接，以用于检测IGBT 集电极和发射极之间的电压信号，并根据电压信号检测电磁烹饪器具辐射值的大小；具体地，当电磁烹饪器具正常工作时，IGBT集电极和发射极之间的电压处于正常范围；当电磁烹饪器具发生电磁辐射泄漏时，IGBT集电极和发射极之间的电压高于正常工作时的电压范围，此时可以根据电压的大小确定电磁烹饪器具辐射值的大小。

此外，驱动模块400与滤波谐振模块200相连接，以用于控制IGBT的导通和断开；主控芯片500分别与辐射检测模块300和驱动模块400相连接，以根据获取到的电压信号驱动所述驱动模块400产生驱动信号，进而对IGBT进行控制并降低电磁烹饪器具所产生的辐射值。

需要注意的是，本实施例对于整流模块100的具体类型和结构没有限定，其可以是全波整流模块，也可以是桥式整流模块，若对于功率没有要求的话，甚至可以是半波整流模块。至于选取何种类型的整流模块100，应当结合产品的设计需求、使用特点、生产成本和稳定性等方面进行综合考量。

具体地，继续参照图2所示，本实施例中的整流模块100例如可以包括熔断器FUSE1、压敏电阻CNR1、电容C1和双向触发二极管DB1。其中，压敏电阻CNR1、电容C1和双向触发二极管DB1分别并联于外接电源的火线引出端和零线引出端之间，且三者并联后与熔断器FUSE1串联。

此外，参照图3所示，本实施例中的滤波谐振模块200可以进一步包括依次连接的谐振单元210、稳压单元220、IGBT230和电容C3。其中，电容C3 起到滤波的作用，谐振单元210可以包括依次串联的电感L1、电容C2和电阻 R1，这种串联谐振单元210中串联电阻R1的大小虽然不影响串联谐振单元210 的固有频率，但能够控制和调节谐振时电流和电压的幅度。应当理解的是，本实施例所提供的关于谐振单元210的电路结构仅作为一种具体地示例，并不能构成对谐振单元210具体结构的限定，除了上述串联谐振电路之外，谐振单元210也可以是并联谐振电路、串并联谐振电路等。进一步地，稳压单元220例如可以由并联的电阻R2和稳压二极管ZD1构成，稳压单元220的设置能够输出稳定的电压供IGBT230导通，提升IGBT230工作过程的稳定性。

需要说明的是，关于驱动模块400，由于其用于驱动IGBT230以能让其正常工作，并同时对其进行保护，并且现有技术存在多种不同类型的驱动电路，因此本实施例对于驱动模块400的具体结构将不再进行展开叙述。相应地，本实施例对于主控芯片500的具体结构和类型也没有限定，其可以是单片机、也可以是CPU、FPGA(Field Programmable GateArray，现场可编程逻辑门阵列)、 CPLD(Complex Programming logic device，复杂可编程逻辑器件)等。

本实用新型提供的电磁烹饪器具的控制电路，首先通过辐射检测模块300 的设置来对IGBT230的电压信号进行检测，并根据电压信号检测电磁烹饪器具辐射值的大小，然后主控芯片500能够根据电压信号控制IGBT230的导通时间减小，从而减低功率并降低辐射值。具体地，当放置于电磁烹饪器具加热区域的金属锅具发生偏移时或者使用体积较小的金属锅具进行烹饪时，金属锅具与电磁烹饪器具中的励磁线圈耦合后的电感量变大，从而导致IGBT230的最大电压高于其正常工作时的电压，表明此时金属锅具与电磁烹饪器具不适配或偏离线圈位置，导致烹饪器具辐射泄漏增大。由此，根据辐射检测模块300 检测到的电压信号的变化便能够对金属锅具的放置状态进行预测，灵敏度高、检测结果更加准确，并且主控芯片500能够根据电压信号的变化来控制 IGBT230的导通和断开，从而实现对于电磁烹饪器具加热功率的调节，进而有助于降低电磁辐射的泄漏。此外，本申请通过对IGBT的控制还能够在很大程度上降低电磁烹饪器具工作过程中产生的噪音，利于用户体验。再者，本实用新型提供的控制电路结构简单、便于实施，利于产品成本的降低。

作为本实用新型的一种优选实施方式，参照图4所示，所述辐射检测模块 300例如可以包括分压单元310、电压比较器320和基准单元330。其中，所述分压单元310的一端与所述IGBT230的集电极相连接，另一端与所述电压比较器320的第一输入端相连接；所述基准单元330的一端与所述辐射检测模块 300的VCC相连接，另一端与所述电压比较器320的第二输入端相连接；所述电压比较器320的输出端与所述主控芯片500相连接，以输出所述电压信号。

分压单元310的设置能够对通过辐射检测模块300的电压进行调节，防止电压过大对辐射检测模块300造成损伤；基准单元330的设置能够为电压比较器320提供一个比较精确的参考电压，提升辐射检测模块300电压信号检测的准确性；电压比较器320则能够对IGBT230产生的电压和参考电压进行比较，结构简单、灵敏度高，能够及时输出电压信号，从而能够大大缩短电磁烹饪器具的响应时长，利于用户体验。

具体地，所述分压单元310可以包括依次连接的第一分压电阻R3、第二分压电阻R4和第三分压电阻R5，以及与所述第三分压电阻R5并联的第一电容C4。

进一步地，所述基准单元330可以包括第一电阻R6、第二电阻R7、第二电容C5和第三电容C6。其中，所述第一电阻R6和所述第二电阻R7串联，所述第二电容C5和所述第三电容C6分别并联于所述第二电阻R7。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述电压信号可以包括高电平、低电平、由低电平向高电平切换的上升沿或由高电平向低电平切换的下降沿等，此处没有限定。

当电压比较器320第一输入端的电压大于其第二输入端的电压时，所述电压比较器320的输出端输出高电平；当电压比较器320第一输入端的电压小于其第二输入端的电压时，所述电压比较器320的输出端输出低电平；或者当电压比较器320第一输入端的电压大于其第二输入端的电压时，所述电压比较器 320的输出端输出低电平；当电压比较器320第一输入端的电压小于其第二输入端的电压时，所述电压比较器320的输出端输出高电平。需要注意的是，本实施例对于电压信号的判断方式没有限定，不过为了便于理解，本实施例以前一种判断方式为例进行说明。

具体地，参照图5所示，其中Uc为经过上述分压单元310处理所得到的小信号电压，Uol为参考电压，CE极电压信号为IGBT230集电极和发射极之间的电压信号。电压比较器320的第一输入端用于接收Uc电压，第二输入端用于接收Uol电压，输出端则用于输出CE极电压信号。

当电磁烹饪器具正常工作时，电压比较器320第一输入端和第二输入端的电压没有相交，输出端的电压信号输出为高电平；当金属锅具发生移动或者使用体积较小的金属锅具时，电压比较器320第一输入端的电压大于第二输入端的电压，输出端的电压信号输出为低电平。

由此，本实施例可以通过记录一段时长内电压信号(如高电平或低电平等) 的数量来对金属锅具的使用状态进行分析，从而实现电磁烹饪器具加热过程的精确控制，进而降低电磁烹饪器具的辐射。

不过需要说明的是，由于用户在烹饪过程中常常需要抬锅、移锅等操作，且这些操作所持续的时间往往都很短(例如10s以内)，因此可以设定一预设值来对用户的具体操作过程进行分析。例如，当金属锅具偏移电磁烹饪器具的时间小于预设值时，可以认为是用户的正常烹饪操作，此时，电磁烹饪器具的加热功率可以维持不变；当金属锅具偏移电磁烹饪器具的时间大于预设值时，则可以认为金属锅具偏移严重或者使用了体积较小的锅具，此时，电磁烹饪器具的加热功率减小，进而实现降低电磁辐射的目的。

在一个实施例中，所述辐射检测模块300可以包括AD采样单元(图中未示出)和DA转换单元(图中未示出)。其中，所述AD采样单元的输入端与所述IGBT230的集电极相连接，输出端与所述DA转换单元的输入端相连接，所述DA转换单元的输出端用于输出所述电压信号。

AD采样单元能够对IGBT230的电压信号进行高速采样，从而提升辐射检测模块300的运算效率；DA转换单元不仅能够输出参考电压，其内部还可以集成有电压比较器320，从而实现对于IGBT230电压信号的比较。这种设置方式集成化程度更高，利于控制电路和电磁烹饪器具体积的小型化。

本实用新型还提供一种电磁烹饪器具(图中未示出)，包括用于承载锅具的机体和设置于所述机体内部的电路板，所述电路板设置有如上所述的控制电路，所述控制电路根据所述锅具的位姿控制所述电磁烹饪器具工作。

在一个具体地示例中，所述机体内部还设置有与所述电路板相连接的加热装置(图中未示出)，且所述电路板能够根据所述锅具的位姿控制所述IGBT230 的导通时间，进以控制所述加热装置的加热功率和加热时长等。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述电磁烹饪器具包括电磁炉、电饭煲、电压力煲或开水煲。

本实用新型中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，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理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权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种电磁烹饪器具的控制电路，包括整流模块和具有IGBT的滤波谐振模块，所述整流模块和所述滤波谐振模块相连接，且所述整流模块用于将外接电源的交流电转换为直流电，所述滤波谐振模块用于将整流后的脉动直流电转换为平滑直流电，其特征在于，所述控制电路还包括：

辐射检测模块，所述辐射检测模块与所述滤波谐振模块相连接，以用于检测所述IGBT集电极和发射极之间的电压信号，并根据所述电压信号检测所述电磁烹饪器具辐射值的大小；

驱动模块，所述驱动模块与所述滤波谐振模块相连接，以用于控制所述IGBT的导通和断开；

主控芯片，所述主控芯片分别与所述辐射检测模块和所述驱动模块相连接，以根据获取到的所述电压信号驱动所述驱动模块产生驱动信号，进而对所述IGBT进行控制并降低所述电磁烹饪器具的辐射值。

2.如权利要求1所述的电磁烹饪器具的控制电路，其特征在于，所述辐射检测模块包括分压单元、电压比较器和基准单元；其中，

所述分压单元的一端与所述IGBT的集电极相连接，另一端与所述电压比较器的第一输入端相连接；

所述基准单元的一端与所述辐射检测模块的VCC相连接，另一端与所述电压比较器的第二输入端相连接；

所述电压比较器的输出端与所述主控芯片相连接，以输出所述电压信号。

3.如权利要求2所述的电磁烹饪器具的控制电路，其特征在于，所述分压单元包括依次连接的第一分压电阻、第二分压电阻和第三分压电阻，以及与所述第三分压电阻并联的第一电容。

4.如权利要求2所述的电磁烹饪器具的控制电路，其特征在于，所述基准单元包括第一电阻、第二电阻、第二电容和第三电容；其中，所述第一电阻和所述第二电阻串联，所述第二电容和所述第三电容分别并联于所述第二电阻。

5.如权利要求2所述的电磁烹饪器具的控制电路，其特征在于，所述电压信号包括高电平、低电平、由低电平向高电平切换的上升沿或由高电平向低电平切换的下降沿。

6.如权利要求5所述的电磁烹饪器具的控制电路，其特征在于，

当所述第一输入端的电压大于所述第二输入端的电压时，所述电压比较器的输出端输出高电平；当所述第一输入端的电压小于所述第二输入端的电压时，所述电压比较器的输出端输出低电平；或者

当所述第一输入端的电压大于所述第二输入端的电压时，所述电压比较器的输出端输出低电平；当所述第一输入端的电压小于所述第二输入端的电压时，所述电压比较器的输出端输出高电平。

7.如权利要求1所述的电磁烹饪器具的控制电路，其特征在于，所述辐射检测模块包括AD采样单元和DA转换单元；其中，

所述AD采样单元的输入端与所述IGBT的集电极相连接，输出端与所述DA转换单元的输入端相连接，所述DA转换单元的输出端用于输出所述电压信号。

8.一种电磁烹饪器具，其特征在于，包括用于承载锅具的机体和设置于所述机体内部的电路板，所述电路板设置有如权利要求1-7任一项所述的控制电路，所述控制电路根据所述锅具的位姿控制所述电磁烹饪器具工作。

9.如权利要求8所述的电磁烹饪器具，其特征在于，所述机体内部还设置有与所述电路板相连接的加热装置，且所述电路板能够根据所述锅具的位姿控制所述IGBT的导通时间，进以控制所述加热装置的加热功率。

10.如权利要求9所述的电磁烹饪器具，其特征在于，所述电磁烹饪器具包括电磁炉、电饭煲、电压力煲或开水煲。

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