一种电磁烹饪器具的控制电路的制作方法

1.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。


背景技术：

2.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。
3.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。但是，现有的电磁烹饪器具在加热过程中常伴随着嗡嗡的噪声，且噪声随着加热功率的增加而变大，尤其是烧水时最为明显，从而严重影响用户的使用体验。
4.经过实验分析，技术人员发现噪声的主要成分为100hz的低频噪音和谐振频率(100hz整数倍频率)噪音，该频率范围的噪音刚好落在人耳听觉的频率范围(人耳听觉频率范围为20
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20000hz)内。之所以会产生噪声，是由于我国的工频交流电为50hz，当50hz的工频交流电通过电磁烹饪器具中的整流电路时，其能够输出频率为100hz、峰值电压为310v的脉动直流电。进一步地，当电磁烹饪器具中的igbt(绝缘栅双极型晶体管，insulated gate bipolar transistor)以工作频率(如20
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35khz)进行工作时，100hz的脉动直流电所形成的包络压差能够达到970v。该种包络压差具有很大的振幅能量，其能够随着电磁烹饪器具的谐振频率而作用于金属锅具，从而使得锅具产生大量的洛伦力，进而产生上述噪声。
5.为了能够降低电磁烹饪器具在工作过程中产生的噪声，现有技术通过在电磁烹饪器具的控制电路中设置电容的方式，来降低其内部igbt所产生的的包络压差，进而降低脉动直流电的振幅能量。这种设置虽然能够在一定程度上实现降噪的目的，但是由于电容本身的充放电过程会释放较大的瞬时电流，从而有可能会对控制电路的前端整流模块或者与电容相连接的后端元器件造成损伤，不利于电磁烹饪器具中控制电路安全稳定的运行。
6.由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。


技术实现要素：

7.本实用新型提供了一种电磁烹饪器具的控制电路，以解决上述技术问题的至少一个技术问题。
8.本实用新型所采用的技术方案为：
9.本实用新型提供了一种电磁烹饪器具的控制电路，包括负载、对外接电源进行整流的整流模块、对整流之后的脉动直流电进行滤波的降噪模块，以及与所述降噪模块串联且用于控制所述降噪模块接入的开关模块，所述控制电路还包括：过零检测模块，所述过零检测模块用于检测所述外接电源的过零信号；电压检测模块，所述电压检测模块与所述降
噪模块电连接，以采集所述降噪模块的电压信号；控制模块，所述控制模块分别与所述负载、所述开关模块、所述过零检测模块和所述电压检测模块相连接，以根据获取到的所述过零信号和所述电压信号控制所述开关模块的导通和断开，以及所述负载的开启和关闭。
10.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述过零检测模块包括瞬态抑制单元、第一二极管、rc滤波单元和稳压单元；其中，所述瞬态抑制单元的输入端与所述外接电源相连接，输出端与所述第一二极管的正极相连接；所述第一二极管的负极与所述rc滤波单元的输入端相连接，所述rc滤波单元的输出端与所述稳压单元的输入端相连接，所述稳压单元的输出端与所述控制模块相连接。
11.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述瞬态抑制单元包括第二二极管和第三二极管；所述第二二极管与所述外接电源的火线引出端连接，所述第二二极管的负极与所述第三二极管的负极相连接，所述第三二极管的正极与所述外接电源的零线引出端相连接。
12.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述rc滤波单元包括：依次连接的第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，以及与所述第四电阻并联的第一电容。
13.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述稳压单元包括相并联的稳压二极管和第二电容。
14.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述电压检测模块包括依次串联的第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻和第四分压电阻。
15.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述开关模块包括接入开关、续流单元和放大单元；其中，所述接入开关的第一触点与所述整流模块的输出端相连接，所述接入开关的第二触点与所述降噪模块的输入端相连接，且所述接入开关与所述续流单元相连接；所述放大单元的一端与所述续流单元相连接，另一端与所述控制模块相连接。
16.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述续流单元包括第五电阻、第六电阻和续流二极管，且所述第五电阻和所述第六电阻并联后与所述续流二极管串联。
17.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述放大单元包括：三极管、第七电阻和第八电阻；所述三极管的集电极与所述续流单元相连接，所述三极管的基极和发射极并联有第七电阻，且所述三极管和所述第七电阻并联后与所述第八电阻串联。
18.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述控制电路还包括温度检测模块，所述温度检测模块与所述控制模块连接，用于检测电磁烹饪器具的温度，且当所述电磁烹饪器具的温度达到预设值时所述控制模块控制所述开关模块导通。
19.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：
20.1.本实用新型提供的电磁烹饪器具的控制电路，包括整流模块、降噪模块、开关模块、过零检测模块、电压检测模块和控制模块。具体地，控制模块能够根据过零信号和降噪模块的电压信号对开关模块和负载进行实时控制，在降噪模块的电压信号过零点时，使其接入控制电路能够很大程度上防止降噪模块充放电过程中产生的瞬时大电流对与降噪模块相连接的前后端电器元件造成冲击，避免电器元件的损坏，从而提升控制电路的稳定性。并且，本实施例中的控制模块可以根据降噪模块的电压变化来对负载进行启闭控制，将过电压转移至负载，从而也能够防止因降噪模块的充放电而导致的电压冲击，进而进一步提升控制电路的稳定性。
21.2.作为本实用新型的一种优选实施方式，瞬态抑制单元的设置能够防止过压和浪涌、雷击等对于控制电路的干扰，提升控制电路稳定性；rc滤波单元的设置能够起到平滑信号或电压的作用，且rc滤波单元相较于其他滤波结构其成本更低；第一二极管和稳压单元的设置则能够起到滤波和稳压的作用，从而进一步利于控制电路的平稳运行。
22.3.作为本实用新型的一种优选实施方式，开关模块中续流单元的设置能够在开关模块处于断开状态时，释放掉接入开关(如继电器)中所储存的能量，防止因继电器的感应电压过高而击穿放大单元中的三极管，从而利于提升放大单元的使用寿命，提升开关模块的运行稳定性和安全性。
23.4.作为本实用新型的一种优选实施方式，温度检测模块的设置能够使得电磁烹饪器具可以根据合理的温度范围控制降噪单元的接入，例如当电磁烹饪器具处于60℃
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90℃时，其噪声最大，此时接入降噪单元不仅能够最大程度上降低电磁烹饪器具的噪声，还能够节省电磁烹饪器具的能耗。并且，降噪单元这种选择性的接入方式利于其自身寿命的延长，从而降低产品的后期维护成本，提升用户的使用体验。
附图说明
24.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技术，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
25.图1为本实用新型实施例提供的一种控制电路的结构示意图；
26.图2为本实用新型实施例提供的又一种控制电路的结构示意图；
27.图3为本实用新型实施例提供的一种过零检测模块的电路结构图；
28.图4为本实用新型实施例提供的再一种控制电路的结构示意图；
29.图5为本实用新型实施例提供的一种开关模块的电路结构图；
30.图6为本实用新型实施例提供的一种电磁烹饪器具工作过程的流程示意图。
31.其中，100负载、200整流模块、300降噪模块、400开关模块、410续流单元、420放大单元、500过零检测模块、510瞬态抑制单元、520rc滤波单元、530稳压单元、600电压检测模块、700控制模块。
具体实施方式
32.为了更清楚的阐释本技术的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
33.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。
34.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发明的限制。
35.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发明中的具体含义。
36.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。
37.如图1所示，本实用新型提供一种电磁烹饪器具的控制电路，其包括负载100、对外接电源进行整流的整流模块200、对整流之后的脉动直流电进行滤波的降噪模块300，以及与所述降噪模块300串联且用于控制所述降噪模块300接入的开关模块400。此外，控制电路还可以包括过零检测模块500、电压检测模块600和控制模块700。
38.其中，所述过零检测模块500用于检测所述外接电源的过零信号；所述电压检测模块600与所述降噪模块300电连接，以采集所述降噪模块300的电压信号；所述控制模块700分别与所述负载100、所述开关模块400、所述过零检测模块500和所述电压检测模块600相连接，以根据获取到的所述过零信号和所述电压信号控制所述开关模块400的导通和断开，以及所述负载100的开启和关闭。此外，控制模块700可以是单片机、cpu、fpga(field programmable gate array，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，本实施例对于控制模块700的类型没有限定。
39.需要说明的是，本实施例中的负载100例如可以是设置于电磁烹饪器具内部的电磁感应线圈和其他耗能元器件等，本实施例对于负载100的具体结构和类型没有限定。另外，本技术中的整流单元100与外接电源相连接，用于将交流电转换为脉动直流电，本实施例对于整流模块200的具体类型和结构也没有限定，其例如可以是全波整流单元，也可以是桥式整流单元，若对于功率没有要求的话，甚至可以是半波整流单元。至于选取何种类型的整流模块200，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。
40.优选地，参照图2所示，降噪模块300可以是电解电容，且电解电容的容值范围在100μf
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1000μf之间，当电解电容的容值处于上述范围时，电磁烹饪器具具有更小的噪声。并且，本实施例中降噪单元400的类型可以有多种，除电解电容外，例如还可以是云母电容、陶瓷电容等，本实施例对此不作限定。不过为了便于理解和叙述，本技术所公开的下述内容均以降噪模块300为电解电容时的情况为例进行阐释。
41.具体地，当接入的电解电容的容值大于100μf时，实际测试中电磁烹饪器具的噪声就已经有所改善，电解电容的容值越大，噪声改善越明显；当容值达到330μf时，电磁噪声已经明显改善；当容值达到680μf时，电磁烹饪器具的噪声大幅度消除；当容值容值达到1000μf时，电磁烹饪器具的噪声基本消除。
42.本实用新型提供的电磁烹饪器具的控制电路，控制模块700能够根据过零信号和
降噪模块300的电压信号对开关模块400和负载100进行实时控制，在降噪模块300的电压信号过零点时，使其接入控制电路能够很大程度上防止降噪模块300充放电过程中产生的瞬时大电流对与降噪模块300相连接的前后端电器元件造成冲击，避免电器元件的损坏，从而提升控制电路的稳定性。并且，本实施例中的控制模块700可以根据降噪模块300的电压变化来对负载100进行启闭控制，将过电压转移至负载100，从而也能够防止因降噪模块300的充放电而导致的电压冲击，进而进一步提升控制电路的稳定性。
43.作为本实用新型的一种优选实施方式，参照图3所示，过零检测模块500例如可以包括瞬态抑制单元510、第一二极管d1、rc滤波单元520和稳压单元530。其中，所述瞬态抑制单元510的输入端与所述外接电源相连接，输出端与所述第一二极管d1的正极相连接；所述第一二极管d1的负极与所述rc滤波单元520的输入端相连接，所述rc滤波单元520的输出端与所述稳压单元530的输入端相连接，所述稳压单元530的输出端与所述控制模块700相连接。
44.进一步地，瞬态抑制单元510例如可以包括第二二极管d2和第三二极管d3。其中，所述第二二极管d2与所述外接电源的火线引出端连接，所述第二二极管d2的负极与所述第三二极管d3的负极相连接，所述第三二极管d3的正极与所述外接电源的零线引出端相连接。瞬态抑制单元510的设置能够防止过压和浪涌、雷击等对于控制电路的干扰，提升控制电路稳定性。
45.rc滤波单元520例如可以包括依次连接的第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4，以及与所述第四电阻r4并联的第一电容c1。rc滤波单元520的设置能够起到平滑信号或电压的作用，且rc滤波单元520相较于其他滤波结构其成本更低。此外，稳压单元530例如可以包括相并联的稳压二极管d4和第二电容c2，第一二极管d1和稳压单元530的设置则能够起到滤波和稳压的作用，从而进一步利于控制电路的平稳运行。
46.作为本实用新型的一种优选实施方式，参照图4所示，所述电压检测模块600可以包括依次串联的第一分压电阻rs1、第二分压电阻rs2、第三分压电阻rs3和第四分压电阻rs4。多个分压电阻串联的方式能够避免进入电压检测模块600的电流过大，从而实现对于降噪模块300电压值的安全稳定的检测。
47.作为本实用新型的一种优选实施方式，参照图5所示，所述开关模块400可以包括接入开关k1、续流单元410和放大单元420；其中，所述接入开关k1的第一触点j1与所述整流模块200的输出端相连接，所述接入开关k1的第二触点j2与所述降噪模块300的输入端相连接，且所述接入开关k1与所述续流单元410相连接；所述放大单元420的一端与所述续流单元410相连接，另一端与所述控制模块700相连接。
48.进一步地，所述续流单元410例如可以包括第五电阻r5、第六电阻r6和续流二极管d5，且所述第五电阻和所述第六电阻并联后与所述续流二极管串联。续流单元410的设置能够在开关模块400处于断开状态时，释放掉接入开关k1(如继电器)中所储存的能量，防止因继电器的感应电压过高而击穿放大单元420中的三极管，从而利于提升放大单元420的使用寿命，提升开关模块400的运行稳定性和安全性。此外，接入开关k1除了可以是继电器之外，还可以是可控硅、mos管(场效应管)等，本实施例对于接入开关k1的类型不作限定。
49.在一个具体地示例中，放大单元420例如可以包括：三极管q1、第七电阻r7和第八电阻r8；所述三极管q1的集电极与所述续流单元410相连接，所述三极管q1的基极和发射极
并联有第七电阻r7，且所述三极管q1和所述第七电阻r7并联后与所述第八电阻r8串联。
50.在一个实施例中，所述控制电路还可以包括温度检测模块(图中未示出)，所述温度检测模块与所述控制模块700连接，用于检测电磁烹饪器具的温度，且当所述电磁烹饪器具的温度达到预设值时所述控制模块700控制所述开关模块400导通。
51.为了能够对本实施例所提供的电磁烹饪器具的工作过程进行充分理解，可以参照图6和下述步骤：
52.s1、开始加热。
53.s2、判断电磁烹饪器具的温度是否达到预设值。若是，则执行步骤s3；若否，则执行步骤s4。
54.s3、判断降噪单元电压信号是否过零点。若是，则执行步骤s5；若否，则执行步骤s7。
55.s4、开关模块断开。
56.s5、关闭负载且开关模块导通。
57.s6、判断降噪单元的电压是否达到阈值。若是，则执行步骤s7；若否，则执行步骤s8。
58.s7、启动负载。
59.s8、结束加热。
60.电磁烹饪器具的上述工作过程中，当其加热温度不在预设范围内时，控制模块700控制负载100启动和开关模块400断开，以使电磁烹饪器具继续加热；当其加热温度达到预设范围，且过零检测模块500检测到电压信号过零点时，控制模块700能够控制负载100关闭和开关模块400导通，以使降噪模块300接入控制电路；当电磁烹饪器具的加热温度达到预设范围，且电压信号不过零点时，控制模块700控制负载100启动和开关模块400断开，以使电磁烹饪器具继续加热；当电磁烹饪器具的加热温度达到预设范围、电压信号过零点，且电压检测模块600检测的降噪模块300的电压值大于阈值时，控制模块700控制负载100启动和开关模块400导通，以使降噪模块300接入控制电路，并使电磁烹饪器具继续加热；当电磁烹饪器的加热温度达到预设范围、电压信号过零点，但是电压检测模块600检测的降噪模块300的电压值不大于阈值时，结束加热过程。
61.需要注意的是，本实施例对于电磁烹饪器具加热温度的预设值没有限定，不过由于实际测试中发现电磁烹饪器具的噪声在一定温度范围(t1
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t2)内烧水时最大，具体地，t1一般在60℃左右，t2一般在90℃左右。因此，本实施例中的温度预设值可以是60℃
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90℃这一温度范围，也可以是某一具体数值(如75℃等)。此外，降噪单元的电压阈值可以是200v，也可以是150v或者300v等，本实施例对此也没有限定。
62.本技术中温度检测模块的设置能够使得电磁烹饪器具可以根据合理的温度范围控制降噪单元的接入，不仅能够节省电磁烹饪器具的能耗，而且降噪单元这种选择性的接入方式利于其自身寿命的延长，从而降低产品的后期维护成本，提升用户的使用体验。
63.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。
64.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。
65.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。