专利名称：一种加热功率控制电路及控制方法
技术领域：
本发明涉及一种阻性发热元器件的加热功率控制电路及控制方法。
背景技术：
如图4，目前以阻性元器件(阻值为R，单位欧姆)发热为热源的产品功率控制的方法是市电的火线(L线)直接与阻性器件的一端相连接，阻性器件的另一端与继电器的一端相连接，继电器的另一端与市电的零线(N线)相连接，这样就构成一个加热回路，再通过主控芯片控制继电器的开通与关闭，使阻性器件开始或停止发热。继电器开通时，电流I 流过阻性器件使其发热，产品达到额定的加热功率P (单位瓦特)。继电器关闭时，流过阻性器件的电流为零，阻性器件不发热，产品的加热功率变为零。在工作过程中，产品为了达到调节加热功率的目的，主控芯片控制继电器开通 T1(单位秒)时间，再关断T2 (单位秒)时间，然后开通1\时间，再关断1~2时间，一致反复持续运行。这样通过改变T1和T2的值就可以改变产品等效功率大小。如图5所示功率等效示意图。但由于继电器特性限制，其动作次数有限，不能频繁开通，因此继电器开通与关闭的时间都是以秒为单位进行转换，这样产品的等效Pa实际上是通过额定功率离散实现的， 发热源的功率只是在额定功率P与零之间不断变化，从而使其功率等效于PA。用这种方法实现加热源的功率等效为Pa所产生的效果与使用功率值为Pa的热源持续加热所产生的效果是有很大差异的。以电饭煲为煮粥例，若直接以大小为Pa的功率直接加热，不会造成溢出现象。但以功率为P，通过继电器的开和关实现等效功率Pa的产品进行加热，则可能造成溢出。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种可实现产品功率连续变化的加热功率控制电路及控制方法。为解决上述技术问题，本发明的第一技术方案是一种加热功率控制电路，包括与市电连接的滤波电路、整流电路、阻性加热器件、半导体功率开关、电源电路、功率开关控制电路和主控芯片，整流电路的输入端连接滤波电路的输出端，阻性加热器件的一端连接整流电路的输出端，另一端与半导体功率开关相连接，主控芯片、半导体功率开关与功率开关控制电路依次电连接，整流电路的输出端连接电源电路，电源电路向功率开关控制电路和主控芯片供电。进一步的，所述滤波电路通过保险管和压敏电阻与市电连接。本发明的第二技术方案是提供上述加热功率控制电路的控制方法 包括如下步骤
步骤1 市电经过滤波电路输出正弦交流电，再经过整流电路输出脉动的直流电； 步骤2 脉动的直流电一部分供给电源电路进行转换，变换为向功率开关控制电路和主控芯片供电的电压，另一部分转化为阻性加热器件发热的热量；
步骤3 主控芯片产生PWM波形通过功率开关控制电路控制半导体功率开关的动作，调整阻性加热器件的发热功率。进一步的，所述主控芯片根据阻性加热器件加热的需要产生具有不同占空比的 PWM波形。与现有技术相比，本发明相对于现有技术的有益效果是
本发明通过主控芯片产生高频率的PWM信号控制阻性加热器件的功率连续变化，实现阻性加热器件的连续发热，使产品有连续的功率输出。采用半导体功率开关控制加热，与机械式继电器开关相比，无寿命的限制，可以延长产品的使用寿命，半导体功率开关可工作在高速的开关状态下调整阻性加热器件的发热功率。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。图1为本发明加热功率控制的电路模块图； 图2为本发明加热功率电路的实例图3为本发明加热功率控制电路的控制方法实现的流程如图； 图4为现有技术的电路模块图； 图5为现有技术功率等效示意图。
具体实施例方式如图1，本发明加热功率控制的电路模块图，包括与市电连接的滤波电路1、整流电路2、阻性加热器件3、半导体功率开关4、电源电路5、功率开关控制电路6和主控芯片7， 整流电路2的输入端连接滤波电路1的输出端，阻性加热器件3的一端连接整流电路2的输出端，另一端与半导体功率开关4相连接，主控芯片7、半导体功率开关4与功率开关控制电路6依次电连接，整流电路2的输出端连接电源电路5，电源电路5向功率开关控制电路 6和主控芯片7供电。如图2，本发明加热功率电路的实例图，市电经过保险管Fl和压敏电阻Zl后与滤波电路1相连接，滤波电路1是由电容C1、C2和电感Ll组成的π型滤波器，整流电路2由整流桥Bl和电容C3组成，电阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7，三极管Ql、Q2、Q3、Q4共同组成功率开关控制电路6，主控芯片7采用MCU，阻性加热器件3为RH阻性器件。本发明加热功率控制电路的控制方法包括如下步骤
1、市电220V交流电压经过保险管Fl和压敏电阻Zl后与滤波电路相连接，滤波电路主要的作用是防止外界对电路工作过程造成干扰，同时防止电路在工作过程将一些干扰传递给市电电网。2、经过由电容C1、C2和电感Ll组成的π型滤波电路后的正弦交流电经过整流桥 Bl和电容C3变为脉动的直流电，脉动的直流电一部分供给电源电路5进行转换，变换为向功率开关控制电路6、主控芯片7供电的电压VCCl和VCC2 ；另一部分可转化为阻性器件RH 发热的热量。3、MCU根据程序设定可产生PWM波形，根据加热的需要产生具有不同占空比的波形。4、当MCU端口输出高电平时三极管Q4为导通状态，三极管Q3的基极变为低电平， Q3为截至状态，Ql处于导通状态，Q2为截至状态，功率开关导通；当MCU端口输出低电平时三极管Q4为截至状态，Q3为导通状态，Ql变为截至状态，Q2变为导通状态，功率开关关闭。综上，本发明加热功率控制电路的控制方法实现的流程如图3所示，
市电输入——市电滤波——市电整流——半导体器件开关频率调整——市电斩波处理——发热器件功率变化。
权利要求
1.一种加热功率控制电路，其特征在于包括与市电连接的滤波电路(1)、整流电路 (2)、阻性加热器件(3)、半导体功率开关(4)、电源电路(5)、功率开关控制电路(6)和主控芯片(7)，整流电路(2)的输入端连接滤波电路(1)的输出端，阻性加热器件(3)的一端连接整流电路(2)的输出端，另一端与半导体功率开关(4)相连接，主控芯片(7)、半导体功率开关(4)与功率开关控制电路(6)依次电连接，整流电路(2)的输出端连接电源电路(5)，电源电路(5)向功率开关控制电路(6)和主控芯片(7)供电。
2.根据权利要求1所述的加热功率控制电路，其特征在于所述滤波电路(1)通过保险管和压敏电阻与市电连接。
3.一种加热功率控制电路的控制方法，其特征在于如下步骤步骤1 市电经过滤波电路(1)输出正弦交流电，再经过整流电路(2)输出脉动的直流电；步骤2 脉动的直流电一部分供给电源电路(5)进行转换，变换为向功率开关控制电路(6)和主控芯片(7)供电的电压，另一部分转化为阻性加热器件(3)发热的热量；步骤3 主控芯片(7)产生PWM波形通过功率开关控制电路(6)控制半导体功率开关 (4)的动作，调整阻性加热器件(3)的发热功率。
4.根据权利要求1所述的加热功率控制电路的控制方法，其特征在于所述主控芯片(7)根据阻性加热器件(3)加热的需要产生具有不同占空比的PWM波形。
全文摘要
本发明涉及一种阻性发热元器件的加热功率控制电路及控制方法。加热功率控制电路包括与市电连接的滤波电路、整流电路、阻性加热器件、半导体功率开关、电源电路、功率开关控制电路和主控芯片，整流电路的输入端连接滤波电路的输出端，阻性加热器件的一端连接整流电路的输出端，另一端与半导体功率开关相连接，主控芯片、半导体功率开关与功率开关控制电路依次电连接，整流电路的输出端连接电源电路，电源电路向功率开关控制电路和主控芯片供电。市电通过整流电路整流后变为脉动的直流电，主控芯片产生PWM波形控制功率开关的动作，调整阻性加热器件的发热功率，控制加热器件的功率连续变化，实现加热器件的连续发热，使产品有连续的功率输出。
文档编号G05F1/66GK102436283SQ20111027893
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者刘慧芳, 卞在银, 梁三林, 董远, 雷俊, 麻百忠, 黄兵, 黄庶锋 申请人:美的集团有限公司