电磁电热一体机的制作方法

本发明涉及电磁炊具技术领域，具体涉及一种电磁电热一体机。

背景技术：

对比起传统的煤气灶，电磁炉采用电磁感应加热，由于无明火，会更节能、更干净、更安全。而且烹饪时，电磁炉不会对周围环境散发热量，也不怕周围的火把风吹灭，使得厨房可以方便地安装空调和风扇，烹饪环境更加凉爽。

但是，由于电磁炉对烹饪的锅具有要求，只能对铁锅和部分不锈钢锅进行加热，无法对铝锅、陶瓷锅、铜锅等人们喜欢用的锅加热，导致电磁炉无法被人们广泛地接受，电磁炉无法进入大众家庭，作为主要的烹饪炉具。

目前主要有如下几种解决方案：

1.在不兼容的锅具下面复合一层、或者涂一层可以电磁感应的的材料，比如：在陶瓷锅底下，涂一层可电磁加热的铁质材料；在铝锅底下复合一层可电磁加热的不锈钢；在玻璃锅里放一块铁用以煮水等等。本方案的缺点是，人们在选择锅具时，还是有很大局限性，只能选择特殊定制的锅，不能随心所欲地选择自己想用的锅。

2.采用电磁加热+电热丝加热(市场上叫做电陶炉或红外炉)的双头炉方案或者3头炉方案，让无法使用电磁加热的锅具采用电热丝加热，从而达到锅具兼容的目的。本方案的缺点是，虽然使得选择锅具更加随心所欲了，但是增加了炉具的面积，大大影响了人们的使用欲望。

3.在一个发热盘上，采用中间是电热丝发热盘，电热丝发热盘周围加一圈电磁加热发热盘的方案，实现锅具兼容。本方案的缺点是，虽然能兼容各种炉具，也没有增加炉具面积，但是，加热的效果不好，电磁加热时，只能加热到锅具的四周，中心没有加热，电热丝加热时，只能加热到中心，四周没有加热。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种电磁电热一体机，在炉具占用面积不变的情况下，使得该炉具对可以电磁加热的锅具进行电磁加热，无法电磁加热的炉具(如铝锅、陶瓷锅等)进行电热加热，从而使得电磁炉能够被大众接受，达到节能减排的目的。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

电磁电热一体机，包括外壳以及设于所述外壳内部的控制电路板、电磁发热盘、电热发热盘、隔热层；所述控制电路板上集成有电磁发热控制电路、电热发热控制电路、功能选择与功率控制电路；所述功能选择与功率控制电路分别连接于所述电磁发热控制电路和电热发热控制电路，所述电磁发热盘连接于所述电磁发热控制电路，所述电热发热盘连接电热发热控制电路；所述电热发热盘设于所述电磁发热盘的上方，所述隔热层设于所述电热发热盘和电磁发热盘之间；所述外壳对应于所述电热发热盘的位置为微晶玻璃板。

进一步地，所述电磁发热控制电路包括电源模块、半桥电路、高频互感器、核心控制器、ac220电压检测模块、ac220电流检测模块、人机交互模块、开关管隔离驱动器；所述半桥电路包括开关管t1模块、开关管t2模块、串联谐振电容一c5和串联谐振电容二c6，开关管t1模块和开关管t2模块的一端相连接，串联谐振电容一c5和串联谐振电容二c6的一端相连接；所述电磁发热盘的一端连接开关管t1模块和开关管t2模块之间的连接点，另一端连接于所述高频互感器的一端；所述高频互感器的另一端连接于所述串联谐振电容一c5和串联谐振电容二c6之间的连接点；所述电源模块的正极和负极分别连接于开关管t1模块和开关管t2模块的另一端，所述串联谐振电容一c5和串联谐振电容二c6的另一端分别连接于所述开关管t1模块和开关管t2模块的另一端；所述高频互感器、ac220电压检测模块、ac220电流检测模块、人机交互模块、开关管隔离驱动器分别连接于所述核心控制器，所述核心控制器通过开关管隔离驱动器分别连接于所述开关管t1模块和开关管t2模块。

更进一步地，所述电磁发热控制电路还包括有开关管t1模块温度检测模块、开关管t2模块温度检测模块和电磁发热盘温度检测模块，所述开关管t1模块温度检测模块、开关管t2模块温度检测模块和电磁发热盘温度检测模块分别连接于所述核心控制器，并分别用于检测开关管t1模块、开关管t2模块和电磁发热盘的实时温度并传输至核心控制器。

再进一步地，所述核心控制器由32位单片机和硬件可编程逻辑器件cpld组成。

更进一步地，所述高频互感器通过比较器u9b连接于所述核心控制器。

再进一步地，所述高频互感器和比较器u9b之间还设有过零取样电路。

本发明的有益效果在于：

1、在炉具占用面积不变的情况下，使得该炉具对可以电磁加热的锅具进行电磁加热，无法电磁加热的炉具(如铝锅、陶瓷锅等)进行电热加热，从而使得电磁炉能够被大众接受，达到节能减排的目的。

2、通过对电磁发热控制电路的改进，可以使得电磁发热盘和锅具有较大距离时仍然能够对锅具进行加热，并且电路依然安全可靠。

附图说明

图1为本发明实施例中电磁电热一体机的总体结构示意图；

图2为图1省略外壳部分的结构示意图；

图3为本发明实施例中电磁发热控制电路的电路结构示意图；

图4为图3中核心控制器和高频互感器的电路连接示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。

如图1-2所示，电磁电热一体机，包括外壳1以及设于所述外壳1内部的控制电路板、电磁发热盘2、电热发热盘3、隔热层4；所述控制电路板上集成有电磁发热控制电路5、电热发热控制电路6、功能选择与功率控制电路7；所述功能选择与功率控制电路7分别连接于所述电磁发热控制电路5和电热发热控制电路6，所述电磁发热盘2连接于所述电磁发热控制电路5，所述电热发热盘3连接于所述电热发热控制电路6；所述电热发热盘3设于所述电磁发热盘2的上方，所述隔热层4设于所述电热发热盘3和电磁发热盘2之间；所述外壳对应于所述电热发热盘3的位置为微晶玻璃板8。

当锅具不能通过电磁加热时，通过功能选择与功率控制电路选择启动电热发热控制电路并设定加热功率，所述电热发热控制电路控制所述电热发热盘按照设定的加热功率实现加热。当锅具可以采用电磁加热时，通过功能选择与功率控制电路选择启动电磁发热控制电路并设定加热功率，所述电磁发热控制电路控制所述电磁发热盘按照设定的功率实现加热。在电磁发热盘和电热发热盘之间增加隔热层，可以保证当炉具处于电热加热功能时，电热发热盘的热量不会向下散发，传导到电磁发热盘和控制电路板上。

通过上述电磁电热一体机，可以降低对锅具的要求，使用范围更加广泛，有助于电磁炊具的推广。

进一步地，如图3所示，所述电磁发热控制电路5包括电源模块、半桥电路、高频互感器、核心控制器、ac220电压检测模块、ac220电流检测模块、人机交互模块、开关管隔离驱动器；所述半桥电路包括开关管t1模块、开关管t2模块、串联谐振电容一c5和串联谐振电容二c6，开关管t1模块和开关管t2模块的一端相连接，串联谐振电容一c5和串联谐振电容二c6的一端相连接；所述电磁发热盘的一端连接开关管t1模块和开关管t2模块之间的连接点，另一端连接于所述高频互感器的一端；所述高频互感器的另一端连接于所述串联谐振电容一c5和串联谐振电容二c6之间的连接点；所述电源模块的正极和负极分别连接于开关管t1模块和开关管t2模块的另一端，所述串联谐振电容一c5和串联谐振电容二c6的另一端分别连接于所述开关管t1模块和开关管t2模块的另一端；所述高频互感器、ac220电压检测模块、ac220电流检测模块、人机交互模块、开关管隔离驱动器分别连接于所述核心控制器，所述核心控制器通过开关管隔离驱动器分别连接于所述开关管t1模块和开关管t2模块。

进一步地，所述电磁发热控制电路还包括有开关管t1模块温度检测模块、开关管t2模块温度检测模块和电磁发热盘温度检测模块，所述开关管t1模块温度检测模块、开关管t2模块温度检测模块和电磁发热盘温度检测模块分别连接于所述核心控制器，并分别用于检测开关管t1模块、开关管t2模块和电磁发热盘的实时温度并传输至核心控制器。

在本实施例的电磁电热一体机中，由于电磁发热盘的上方有电热发热盘，导致电磁发热盘离锅具的距离比较远，根据不同的设计距离会不同，在30毫米到50毫米之间。目前市面上绝大部分的电磁炉，大部分采用单管电路(并联谐振电路)，电磁发热盘离锅的距离必须在15毫米以内，超过这个距离，电磁炉内部电路板发热量会很大，会进行自我保护，或者被损坏。而在本实施例中，为了解决距离的问题，采用了半桥电路(串联谐振电路)搭建电磁发热控制电路，该电路在锅具离电磁线圈盘100毫米时仍然能加热，只是功率会小点，但是并没有造成电能的损耗，只是电磁发热盘感应到锅具上的能量变小的同时，输入到电磁发热控制电路上的电能也一样变小，能量的转换率还是一样的。

如图4所示，本实施例中，半桥电路是以20k～30k之间的频率，交替打开和关闭开关管t1模块、开关管t2模块的，使得电磁发热盘上产生同样频率的交变电流，从而产生无数封闭磁场力，当磁场磁力线通过导磁(如：铁质锅)的底部，既会在锅底产生无数小涡流，使锅体自行高速发热。

在本实施例中，所述核心控制器由32位单片机和硬件可编程逻辑器件cpld组成。

本实施例中，为了保证可靠性，电磁发热控制电路采用32位单片机、硬件可编程逻辑器件cpld作为核心控制器，结合高频互感器、电压检测模块、电压检测模块、温度检测模块，对通过电磁发热盘的电流进行实时、快速的过流保护和相位保护。

在本实施例中，如图4所示，所述高频互感器通过比较器u9b连接于所述核心控制器。更进一步地，所述高频互感器和比较器u9b之间还设有过零取样电路。该设置可以帮助可靠地控制着通过电磁发热盘的电流与电压的相位差，保证系统稳定运行。

电磁发热盘的上方是电热发热盘，电热发热盘可以是金属丝制造的，也可以是非金属的碳纤维材料或者其他材料制造。

磁力线要完全密封的金属屏蔽物才能隔离，稀疏的发热盘是隔离不了的，但不排除有影响，针对这种情况，做了如下实验：

1.电磁发热盘上方没有金属发热盘时，电磁发热盘输出2000w，有电热发热盘时，而且电热发热盘的线与线的间距为5毫米时，电磁发热盘输出功率为1950w；

2.电磁发热盘上方没有金属电热发热盘时，电磁发热盘输出2000w，有金属电热发热盘时，而且金属电热发热盘的线与线的间距为10毫米时，电磁发热盘输出功率为1980w；

3.电磁发热盘上方没有金属电热发热盘时，电磁炉输出2000w，有发热盘时，而且电热发热盘的线与线的间距为15毫米时，电磁发热盘输出功率为1990w；

4.电磁发热盘上方没有碳纤维电热发热盘时，电磁发热盘输出2000w，有碳纤维电热发热盘时，而且电热发热盘的线与线的间距为5毫米时，电磁发热盘输出功率为2000w。

由此可知，当采用了金属丝发热盘时，为了使得电磁炉线盘发出的功率不受影响，应该使得发热丝之间的间距大一些。

对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。