功率因数调整电路和烹饪器具的制作方法

本发明涉及家用电器领域，更具体而言，涉及一种功率因数调整电路及一种烹饪器具。

背景技术：

目前，随着烹饪器具面向专业化发展，各种新品类的烹饪器具大量产生，而且每个家庭所使用的烹饪器具也会越来越多，如用于做饭的电饭煲；用于煮汤烹肉的电压力锅，以及面包机、豆浆机、打汁机等等。

但是，当多种烹饪器具同时进行烹饪工作时，特别是烹饪器具的数量较多时，烹饪器具的用电效率就会大大降低。

因此，当多种烹饪器具同时工作时如何提高烹饪器具的用电效率成为目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于，提供一种功率因数调整电路，用于调整烹饪器具的加热元件的功率因数。

本发明的另一个目的在于，提供一种烹饪器具，包括上述功率因数调整电路。

为实现上述目的，根据本发明第一方面实施例提供了一种功率因数调整电路，用于烹饪器具，包括：供电电路，连接至调整信号接收电路的第一端，用于为所述烹饪器具提供电信号；所述调整信号接收电路，所述调整信号接收电路的第一端连接至所述供电电路的第一输入端，所述调整信号接收电路的第二端连接至所述烹饪器具的加热元件的第一端，所述调整信号接收电路的第三端连接至检测控制电路的第一输出端，用于接收来自所述检测控 制电路发送的功率因数调整信号；所述检测控制电路，所述检测控制电路的电流采样输入端连接至所述加热元件的第二端，所述检测控制电路的电压采样输入端连接至所述供电电路的输出端，用于检测所述供电电路的输出电压值和流过所述加热元件的电流值以确定所述输出电压值的电压过零点时刻和所述电流值的电流过零点时刻，并根据所述电压过零点时刻和所述电流过零点时刻是否相同来生成所述功率因数调整信号，以将所述功率因数调整信号通过所述第一输出端发送至所述调整信号接收电路，以通过控制所述加热元件是否通电来调整所述烹饪器具的功率因数。

根据本发明实施例的功率因数调整电路，根据检测控制电路检测到的供电电路的输出电压值和流过加热元件的电流值，确定电压值的电压过零点时刻和电流值的电流过零点时刻，从而根据电压过零点时刻是否比电流过零点时刻提前或是滞后来生成功率因数调整信号，从而通过功率因数调整信号控制调整信号接收电路是否通电，进而通过控制加热元件是否通电来调整烹饪器具的功率因数接近于一，使输出电压值的电压过零点时刻和电流值的电流过零点时刻完全相同，进而提高了烹饪器具的用电效率，因此，即使多种烹饪器具同时工作，也可以有效地保证了烹饪器具的用电效率。

另外，根据本发明上述实施例提供的功率因数调整电路还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述功率因数调整信号包括用于控制所述加热元件是否通电的脉冲信号；以及所述检测控制电路具体用于：当所述电压过零点时刻小于所述电流过零点时刻时，生成增大所述脉冲信号的占空比的功率因数调整信号，以通过增大所述加热元件的通电时间来调整所述烹饪器具的功率因数；当所述电压过零点时刻大于所述电流过零点时刻时，生成减小所述脉冲信号的占空比的功率因数调整信号，以通过减小所述加热元件的通电时间来调整所述烹饪器具的功率因数。

根据本发明实施例的功率因数调整电路，功率因数调整信号包括用于控制加热元件是否通电的脉冲信号，根据电压过零点时刻比电流过零点时刻提前或是滞后生成脉冲信号的占空比不同的功率因数调整信号，从而通过不同占空比的功率因数调整信号控制调整信号接收电路的通电时间，进而通过调 整加热元件的通电时间来调整烹饪器具的功率因数接近1，并最终实现提高了烹饪器具的用电效率，而功率因数的具体调节过程为：当电压过零点时刻小于电流过零点时刻时，说明供电电路的输出电压值不满足要求，则生成增大脉冲信号的占空比的功率因数调整信号，以增大加热元件的通电时间，进而实现增大烹饪器具的功率因数；当电压过零点时刻大于电流过零点时刻时，说明供电电路的输出电压值超出要求，则生成减小脉冲信号的占空比的功率因数调整信号，以减小加热元件的通电时间，进而实现增大烹饪器具的功率因数。

当然，功率因数调整信号还包括用于控制加热元件是否通电的脉动信号，以及当功率因数调整信号为脉动信号时，检测控制电路具体用于：若电压过零点时刻小于电流过零点时刻时，生成脉动信号的实时电压值大于预设电压值的时间的功率因数调整信号，以通过增大加热元件的通电时间来调整烹饪器具的功率因数；当电压过零点时刻大于电流过零点时刻时，生成脉动信号的实时电压值大于预设电压值的时间的功率因数调整信号，以通过减小加热元件的通电时间来调整烹饪器具的功率因数，其中，所述预设电压值为使所述调整信号接收电路导通的临界电压值，而当调整信号接收电路导通时，烹饪器具的加热元件就会与供电电路相连通，就会通电。

根据本发明的一个实施例，还包括：电阻，所述电阻的一端与所述供电电路的第二输入端相连接，另一端与所述加热元件的第二端和所述检测控制电路的电流采样输入端相连接；以及所述检测控制电路用于通过所述电流采样输入端检测所述电阻的另一端的目标电压值，并根据所述目标电压值和所述电阻的阻值，确定所述电流值和所述电流值的电流过零点时刻；所述检测控制电路还用于通过所述电压采样输入端检测所述供电电路的输出端的输出电压值，并根据所述输出电压值，确定所述输出电压值的过零点时刻。

根据本发明实施例的功率因数调整电路，在供电电路和加热元件之间设置电阻，并通过检测控制电路的电流采样输入端检测电阻的目标电压值，从而可以根据目标电压值和电阻的阻值计算出流过该电阻的电流值，由于流过该电阻的电流值即为流过加热元件的电流值，进而根据流过加热元件的电流值确定流过加热元件的电流值的电流过零点时刻，另外，由于供电电路两端 的输出端的输出电压值约等于加热元件两端的电压值，因此，可以通过检测控制电路的电压采样输入端检测供电电路的输出端的输出电压值，从而根据输出电压值的过零点时刻确定加热元件的电压值过零点时刻。

根据本发明的一个实施例，还包括：第一三极管，所述第一三极管的集电极与所述加热元件的第二端相连接，基极与所述检测控制电路的第二输出端相连接，发射极与所述电阻的另一端相连接，其中，所述检测控制电路的第二输出端用于为所述基极提供高电平，以在所述功率因数调整信号控制所述加热元件可以通电时，确保所述加热元件处于通电状态。

根据本发明实施例的功率因数调整电路，当检测控制电路的第二输出端为第一三极管的基极提供高电平时，第一三极管才具有基本的导通条件，而在第一三极管的基极提供低电平时，第一三极管不可能导通，因此，通过控制检测控制电路的第二输出端为基极提供高电平，可以确保功率因数调整信号输出高电平脉冲信号以控制加热元件可以通电时，加热元件就可以通电。

根据本发明的一个实施例，所述调整信号接收电路包括：第二三极管，与所述加热元件的第一端相连接，其中，所述功率因数调整信号通过控制所述第二三极管的通断状态来控制所述加热元件是否通电，以及当所述功率因数调整信号为高电平脉冲信号时，所述第二三极管处于导通状态，当所述功率因数调整信号为低电平脉冲信号时，所述第二三极管处于断开状态。

根据本发明实施例的功率因数调整电路，通过功率因数调整信号为高电平脉冲信号或低电平脉冲信号来控制第二三极管的通断状态，从而控制加热元件是否通电，进而通过控制加热元件是否通电来调整烹饪器具的功率因数接近1，从而实现提高了烹饪器具的用电效率。

根据本发明的一个实施例，所述调整信号接收电路还包括：电容，并联在所述第二三极管的两端，所述电容的正极和所述第二三极管的第一端相连接，所述电容的负极和所述第二三极管的第二端相连接，且所述电容用于在所述第二三极管处于导通状态时，对所述供电电路提供的电信号进行滤波。

根据本发明实施例的功率因数调整电路，由于电容具有通交流阻直流的作用，因此，通过电容对供电电路提供的电信号进行滤波处理，从而使滤波处理后的电信号为平滑的电信号，避免电信号中的干扰信号对烹饪器具的功 率造成影响，进一步地提高了烹饪器具的用电效率。

根据本发明的一个实施例，所述调整信号接收电路还包括：二极管，并联连接在所述电容的两端，用于在所述加热元件未通电时，消耗所述电容两端的电荷。

根据本发明实施例的功率因数调整电路，当加热元件由通电状态变为断电状态时，由于电容会利用之前存储的电荷进行放电，可能会反向击穿第二三极管，而通过并联连接在电容两端的二极管即可消耗电容存储的电荷，即二极管具有续流的作用，从而避免了与电容并联的三极管被损坏，进而提升了该功率因数调整电路的可靠性。

根据本发明的一个实施例，所述供电电路包括：全桥整流电路；以及所述检测控制电路还包括：模数转换器，用于将检测到的所述输出电压值和所述电流值进行采样，以对所述输出电压值和所述电流值进行模数转换。

根据本发明实施例的功率因数调整电路，通过全桥整流电路将供电电路提供的交流电转化成直流电，从而便于检测控制电路对电压值的检测，另外，由于检测控制电路检测到的输出电压值和电流值均为模拟信号，因此，需要通过模数转换器将采样到的输出电压值和电流值的模拟信号转化成数字信号，便于对输出数字的电压值和数字的电流值进行处理。

根据本发明的一个实施例，所述检测控制电路包括：微处理器。

根据本发明实施例的功率因数调整电路，通过微处理器对输出电压值和电流值的数字信号进行处理，以生成功率因数调整信号，并通过功率因数调整信号控制调整信号接收电路，从而通过控制加热元件是否通电来调整烹饪器具的功率因数，进而提高烹饪器具的用电效率，另外，微处理器还可以为第一三极管的基极提供高电平，从而在功率因数调整信号控制加热元件可以通电时，确保加热元件处于通电状态。

本发明的第二方面的实施例提出了一种烹饪器具，包括如上述技术方案中任一项所述的功率因数调整电路，因此，该烹饪器具具有和上述技术方案中任一项所述的功率因数调整电路相同的技术效果，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明的一个实施例的功率因数调整电路与加热元件的结构示意图；

图2是本发明的一个实施例的功率因数调整电路的原理结构示意图。

其中，图1和图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1功率因数调整电路，11供电电路，12调整信号接收电路，121第二三极管，122电容，123二极管，13检测控制电路，14电阻，15第一三极管，2加热元件。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1是本发明的一个实施例的功率因数调整电路与加热元件的结构示意图。

如图1所示，根据本发明第一方面实施例提供了一种功率因数调整电路1，用于烹饪器具，包括：供电电路11，连接至调整信号接收电路12的第一端，用于为所述烹饪器具提供电信号；所述调整信号接收电路12，所述调整信号接收电路12的第一端连接至所述供电电路11的第一输入端(供电电路11中的In1端口)，所述调整信号接收电路12的第二端连接至所述烹饪器具的加热元件2的第一端，所述调整信号接收电路12的第三端连接至检测控制电路13(MCU)的第一输出端(检测控制电路13中的Out1端口)，用于接收来自所述检测控制电路13发送的功率因数调整信号；所述检测控制电路13，所述检测控制电路13的电流采样输入端P1.1连接至所述加热元件2的 第二端，所述检测控制电路13的电压采样输入端P1.2连接至所述供电电路11的输出端，用于检测所述供电电路11的输出电压值(即Out端的电压值)和流过所述加热元件2的电流值以确定所述输出电压值的电压过零点时刻和所述电流值的电流过零点时刻，并根据所述电压过零点时刻和所述电流过零点时刻是否相同来生成所述功率因数调整信号，以将所述功率因数调整信号通过所述第一输出端发送至所述调整信号接收电路12，以通过控制所述加热元件2是否通电来调整所述烹饪器具的功率因数。

根据本发明实施例的功率因数调整电路1，根据检测控制电路13检测到的供电电路11的输出电压值和流过加热元件2的电流值，确定电压值的电压过零点时刻和电流值的电流过零点时刻，从而根据电压过零点时刻是否比电流过零点时刻提前或是滞后来生成功率因数调整信号，从而通过功率因数调整信号控制调整信号接收电路12是否通电，进而通过控制加热元件2是否通电来调整烹饪器具的功率因数接近于一，使输出电压值的电压过零点时刻和电流值的电流过零点时刻完全相同，进而提高了烹饪器具的用电效率，因此，即使多种烹饪器具同时工作，也可以有效地保证了烹饪器具的用电效率。

另外，根据本发明上述实施例提供的功率因数调整电路1还具有如下附加技术特征：

如图1所示，根据本发明的一个实施例，所述功率因数调整信号包括用于控制所述加热元件2是否通电的脉冲信号；以及所述检测控制电路13具体用于：当所述电压过零点时刻小于所述电流过零点时刻时，生成增大所述脉冲信号的占空比的功率因数调整信号，以通过增大所述加热元件2的通电时间来调整所述烹饪器具的功率因数；当所述电压过零点时刻大于所述电流过零点时刻时，生成减小所述脉冲信号的占空比的功率因数调整信号，以通过减小所述加热元件2的通电时间来调整所述烹饪器具的功率因数。

根据本发明实施例的功率因数调整电路1，功率因数调整信号包括用于控制加热元件2是否通电的脉冲信号，根据电压过零点时刻比电流过零点时刻提前或是滞后生成脉冲信号的占空比不同的功率因数调整信号，从而通过不同占空比的功率因数调整信号控制调整信号接收电路12的通电时间，进而 通过调整加热元件2的通电时间来调整烹饪器具的功率因数接近1，并最终实现提高了烹饪器具的用电效率，而功率因数的具体调节过程为：当电压过零点时刻小于电流过零点时刻时，说明供电电路11的输出电压值不满足要求，则生成增大脉冲信号的占空比的功率因数调整信号，以通过增大调整信号接收电路12的导通时间来增大加热元件2的通电时间，进而实现增大烹饪器具的功率因数；当电压过零点时刻大于电流过零点时刻时，说明供电电路11的输出电压值超出要求，则生成减小脉冲信号的占空比的功率因数调整信号，以通过减小调整信号接收电路12的导通时间来减小加热元件2的通电时间，进而实现增大烹饪器具的功率因数。

当然，功率因数调整信号还包括用于控制加热元件2是否通电的脉动信号，以及当功率因数调整信号为脉动信号时，检测控制电路13具体用于：若电压过零点时刻小于电流过零点时刻时，生成脉动信号的实时电压值大于预设电压值的时间的功率因数调整信号，以通过增大加热元件2的通电时间来调整烹饪器具的功率因数；当电压过零点时刻大于电流过零点时刻时，生成脉动信号的实时电压值大于预设电压值的时间的功率因数调整信号，以通过减小加热元件2的通电时间来调整烹饪器具的功率因数，其中，所述预设电压值为使所述调整信号接收电路12导通的临界电压值，而当调整信号接收电路12导通时，烹饪器具的加热元件2就会与供电电路11相连通，就会通电。

如图1所示，根据本发明的一个实施例，还包括：电阻14，所述电阻14的一端与所述供电电路11的第二输入端(供电电路11的In2端口)相连接，另一端与所述加热元件2的第二端和所述检测控制电路13的电流采样输入端(检测控制电路13中的P1.1端口)相连接；以及所述检测控制电路13用于通过所述电流采样输入端检测所述电阻14的另一端的目标电压值，并根据所述目标电压值和所述电阻14的阻值，确定所述电流值和所述电流值的电流过零点时刻；所述检测控制电路13还用于通过所述电压采样输入端检测所述供电电路11的输出端(供电电路11的Out端口)的输出电压值，并根据所述输出电压值，确定所述输出电压值的过零点时刻。

根据本发明实施例的功率因数调整电路1，在供电电路11和加热元件2 之间设置电阻14，并通过检测控制电路13的电流采样输入端检测电阻14的目标电压值，从而可以根据目标电压值和电阻14的阻值计算出流过该电阻14的电流值，由于流过该电阻14的电流值即为流过加热元件2的电流值，进而根据流过加热元件2的电流值确定流过加热元件2的电流值的电流过零点时刻，另外，由于供电电路11两端的输出端的输出电压值约等于加热元件2两端的电压值，因此，可以通过检测控制电路13的电压采样输入端(检测控制电路13中的P1.2端口)检测供电电路11的输出端的输出电压值，从而根据输出电压值的过零点时刻确定加热元件2的电压值过零点时刻。

如图1所示，根据本发明的一个实施例，还包括：第一三极管15，所述第一三极管15的集电极与所述加热元件2的第二端相连接，基极与所述检测控制电路13的第二输出端(检测控制电路13中的Out2)相连接，发射极与所述电阻14的另一端相连接，其中，所述检测控制电路13的第二输出端用于为所述基极提供高电平，以在所述功率因数调整信号控制所述加热元件2可以通电时，确保所述加热元件2处于通电状态。

根据本发明实施例的功率因数调整电路1，当检测控制电路13的第二输出端为第一三极管15的基极提供高电平时，第一三极管15才具有基本的导通条件，而在第一三极管15的基极提供低电平时，第一三极管15不可能导通，因此，通过控制检测控制电路13的第二输出端为基极提供高电平，可以确保功率因数调整信号输出高电平脉冲信号以控制加热元件2可以通电时，加热元件2就可以通电。

如图1所示，根据本发明的一个实施例，所述调整信号接收电路12包括：第二三极管121，与所述加热元件2的第一端相连接，其中，所述功率因数调整信号通过控制所述第二三极管121的通断状态来控制所述加热元件2是否通电，以及当所述功率因数调整信号为高电平脉冲信号时，所述第二三极管121处于导通状态，当所述功率因数调整信号为低电平脉冲信号时，所述第二三极管121处于断开状态。

根据本发明实施例的功率因数调整电路1，通过功率因数调整信号为高电平脉冲信号或低电平脉冲信号来控制第二三极管121的通断状态，从而控制加热元件2是否通电，进而通过控制加热元件2是否通电来调整烹饪器具 的功率因数接近1，从而实现提高了烹饪器具的用电效率。

如图1所示，根据本发明的一个实施例，所述调整信号接收电路12还包括：电容122，并联在所述第二三极管121的两端，所述电容122的正极和所述第二三极管121的第一端相连接，所述电容122的负极和所述第二三极管121的第二端相连接，且所述电容122用于在所述第二三极管121处于导通状态时，对所述供电电路11提供的电信号进行滤波。

根据本发明实施例的功率因数调整电路1，由于电容122具有通交流阻直流的作用，因此，通过电容122对供电电路11提供的电信号进行滤波处理，从而使滤波处理后的电信号为平滑的电信号，避免电信号中的干扰信号对烹饪器具的功率造成影响，进一步地提高了烹饪器具的用电效率。

如图1所示，根据本发明的一个实施例，所述调整信号接收电路12还包括：二极管123，并联连接在所述电容122的两端，用于在所述加热元件2未通电时，消耗所述电容122两端的电荷。

根据本发明实施例的功率因数调整电路1，当加热元件2由通电状态变为断电状态时，由于电容122会利用之前存储的电荷进行放电，可能会反向击穿第二三极管121，而通过并联连接在电容122两端的二极管123即可消耗电容122存储的电荷，即二极管123具有续流的作用，从而避免了与电容122并联的三极管被损坏，进而提升了该功率因数调整电路1的可靠性。

如图1所示，根据本发明的一个实施例，所述供电电路11包括：全桥整流电路；以及所述检测控制电路13还包括：模数转换器，用于将检测到的所述输出电压值和所述电流值进行采样，以对所述输出电压值和所述电流值进行模数转换。

根据本发明实施例的功率因数调整电路1，通过全桥整流电路将供电电路11提供的交流电转化成直流电，从而便于检测控制电路13对电压值的检测，另外，由于检测控制电路13检测到的输出电压值和电流值均为模拟信号，因此，需要通过模数转换器将采样到的输出电压值和电流值的模拟信号转化成数字信号，便于对输出数字的电压值和数字的电流值进行处理。

根据本发明的一个实施例，所述检测控制电路13包括：微处理器(MCU,Micro Control Unit)。

根据本发明实施例的功率因数调整电路1，通过微处理器对输出电压值和电流值的数字信号进行处理，以生成功率因数调整信号，并通过功率因数调整信号控制调整信号接收电路12，从而通过控制加热元件2是否通电来调整烹饪器具的功率因数，进而提高烹饪器具的用电效率，另外，微处理器还可以为第一三极管15的基极提供高电平，从而在功率因数调整信号控制加热元件2可以通电时，确保加热元件2处于通电状态。

本发明的第二方面的实施例提出了一种烹饪器具，包括如上述技术方案中任一项所述的功率因数调整电路1，因此，该烹饪器具具有和上述技术方案中任一项所述的功率因数调整电路1相同的技术效果，在此不再赘述。

图2是本发明的一个实施例的功率因数调整电路的原理结构示意图。

如图2所示，根据本发明的一个实施例的功率因数调整电路200(相当于图1示出的功率因数调整电路1)包括：微处理器、负载驱动电路(第一三极管)和调整信号接收电路，当烹饪器具中的加热元件开始进行加热时，微处理器通过控制负载驱动电路导通从而控制加热元件处于通电状态，以及通过模数转换器对市电电压(供电电路的输入电压值)进行检测，且对负载电流值(流过加热元件的电流值)进行检测，并将检测到的市电电压的输入电压值和负载电流值进行模数转换，以及将模数转换转换后的输入电压值和负载电流值发送至微处理器，以使微处理器确定输出电压值的电压过零点时刻和电流值的电流过零点时刻，并根据电压过零点时刻和电流过零点时刻是否相同来生成功率因数调整信号，以将功率因数调整信号通过第一输出端发送至调整信号接收电路，以通过控制加热元件是否通电来调整烹饪器具的功率因数。

在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”表示两个或两个以上；术语“相连”、“连接”等均应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意 指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明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一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。