车载微波炉及车载微波炉的控制方法与流程

本发明涉及电器技术领域，特别涉及一种车载微波炉和一种车载微波炉的控制方法。

背景技术：

在相关的车载微波炉中，通常将直流电源升压逆变成交流电后输入到车载微波炉，以为车载微波炉供电。但是，相关技术存在的缺点是，供电结构复杂，并且只能由直流电源供电，适用范围较小。

因此，相关技术需要进行改进。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种车载微波炉，能够兼容交流供电和直流供电，适应范围较广。

本发明的另一个目的在于提出一种车载微波炉的控制方法。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出的一种车载微波炉，包括：电源接口，所述电源接口与供电电源相连；微波发生装置，所述微波发生装置用于产生微波；整流器，所述整流器的输入端与所述电源接口相连；变频器，所述变频器的输入端与所述整流器相连，所述变频器的输出端与所述微波发生装置相连，所述变频器用于为所述微波发生装置供电；电压检测模块，所述电压检测模块用于根据所述供电电源的类型生成检测信号，其中，所述供电电源的类型包括交流电源和直流电源；控制单元，所述控制单元与所述电压检测模块和所述变频器相连，所述控制单元根据所述检测信号对所述变频器进行控制。

根据本发明实施例提出的车载微波炉，供电电源通过电源接口为车载微波炉供电，电压检测模块对供电电源的供电类型进行检测并生成相应的检测信号，整流器对供电电源提供的交流电进行整流，控制单元根据检测信号控制变频器将整流获得的电压变换为供微波发生装置工作的电压，以调整车载微波炉的输出功率。由此，本发明实施例能够识别供电电源的类型，并根据供电电源的类型进行控制，从而能够兼容直流供电和交流供电，具有较宽的适用范围，并且有利于功率控制。

根据本发明的一个实施例，所述电压检测模块包括：降压单元，所述降压单元的第一端与所述电源接口的第一端相连；第一电阻，所述第一电阻的第一端与预设电源相连；光电耦合器，所述光电耦合器的第一脚与所述降压单元的第二端相连，所述光电耦合器的第二脚接强电地，所述光电耦合器的第三脚接弱电地，所述光电耦合器的第四脚与所述第一电阻的第二端相连；第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述光电耦合器的第四脚相连，所述第二电阻的第二端与所述控制单元相连。

根据本发明的一个实施例，所述降压单元包括：第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述电源接口的第一端相连，所述第三电阻的第二端与所述光电耦合器的第一脚相连。

根据本发明的一个实施例，所述整流器具有第一输入端和第二输入端，所述整流器的第一输入端与所述电源接口的第一端相连，所述整流器的第二输入端与所述电源接口的第二端相连。

根据本发明的一个实施例，当所述供电电源的类型为所述交流电源时，所述电压检测模块生成检测信号为高低电平变换信号；当所述供电电源的类型为所述直流电源时，所述电压检测模块生成检测信号为高电平信号或低电平信号。

根据本发明的一个实施例，所述直流电源通过直流升压模块与所述电源接口相连。

根据本发明的一个实施例，所述车载微波炉还包括：开关电源，所述开关电源的输入端与所述整流器的输出端相连，所述开关电源的输出端与所述控制单元的供电端相连，所述开关电源用于将所述整流器输出的电压进行变换以为所述控制单元供电。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种车载微波炉的控制方法，供电电源为所述车载微波炉供电，所述方法包括以下步骤：根据所述供电电源的类型生成检测信号，其中，所述供电电源的类型包括交流电源和直流电源；根据所述检测信号对所述变频器进行控制。

根据本发明实施例提出的车载微波炉的控制方法，在对车载微波炉进行供电时，根据供电电源的类型生成检测信号，并根据检测信号对变频器进行控制，以调整车载微波炉的输出功率。由此，本发明实施例能够识别供电电源的类型，并根据供电电源的类型进行控制，从而能够兼容直流供电和交流供电，具有较宽的适用范围，并且有利于功率控制。

根据本发明的一个实施例，当所述供电电源的类型为所述交流电源时，所述检测信号为高低电平变换信号；当所述供电电源的类型为所述直流电源时，所述检测信号为高电平信号或低电平信号。

附图说明

图1是根据本发明实施例的车载微波炉的方框示意图；

图2a是根据本发明一个实施例的车载微波炉的方框示意图，其中，供电电源为交流市电；

图2b是根据本发明一个实施例的车载微波炉的方框示意图，其中，供电电源为直流(车载)电源；

图3是根据本发明一个实施例的车载微波炉的电路原理图；

图4是根据本发明一个具体实施例的车载微波炉的交流电源的电压的波形示意图；

图5是供电电源为图4所示的交流电源时检测信号的波形示意图；以及

图6是根据本发明实施例的车载微波炉的控制方法的流程图。

附图标记：

车载微波炉 100、电源接口 10、微波发生装置 20、整流器 30、变频器 40、电压检测模块 50和控制单元 60；

供电电源 200；开关电源 70；

直流升压模块 201；第三电阻 R3；

降压单元 501、第一电阻 R1、光电耦合器 502和第二电阻 R2。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图来描述本发明实施例提出的车载微波炉及其控制方法。

图1是根据本发明实施例的车载微波炉的方框示意图。如图1所示，该车载微波炉100包括：电源接口10、微波发生装置20、整流器30、变频器40、电压检测模块50和控制单元60。

其中，电源接口10与供电电源200相连；微波发生装置20用于产生微波；整流器30的输入端与电源接口10相连；变频器40的输入端与整流器30相连，变频器40的输出端与微波发生装置20相连，变频器40用于为微波发生装置20供电；电压检测模块50用于根据供电电源200的类型生成检测信号，其中，供电电源200的类型包括交流电源和直流电源；控制单元60与电压检测模块50和变频器40相连，控制单元60根据检测信号对变频器40进行控制。

具体来说，电源接口10能够兼容连接交流电源的接口和直流电源的接口，以使不同类型的供电电源200通过电源接口10为车载微波炉100供电。电压检测模块50对供电电源200输入的交流市电和直流电进行识别，并生成相应的检测信号，控制单元60对检测信号进行分析、计算和存储，并根据检测信号对变频器40进行控制，以将整流器30输出的直流电的电压变换为供微波发生装置20工作的电压例如4000V电压，以控制微波发生装置20进行工作。微波发生装置20在变频器40的控制下发生微波，并通过车载微波炉100的波导管传入炉腔内来加热负载。

更具体地，如图2a和2b所示，车载微波炉100的供电电源200有两种类型，即交流电源例如220V交流市电和直流电源例如车载点烟器提供的12V/10A、12V/15A或24V车载直流电源。如图2a所示，当供电电源200为交流电源时，交流电源直接通过电源接口10接入车载微波炉100，整流器30将交流电源提供的交流电整流为直流电，同时，电压检测模块50生成第一检测信号，控制单元60根据第一检测信号控制变频器40将整流器30输出的直流电压变换为供微波发生装置20工作的电压例如4000V电压，并控制微波发生装置20非限功率运行。

根据本发明的一个实施例，如图2b所示，直流电源通过直流升压模块201与电源接口10相连。

具体来说，如图2b所示，当供电电源200为直流电源时，首先通过直流升压模块201对直流电源的低压直流电进行升压处理，然后通过电源接口10将升压后的直流电接入车载微波炉100，此时，整流器30直接导通，升压后的直流电通过整流器30输入变频器40，同时，电压检测模块50生成第二检测信号，控制单元60根据第二检测信号控制变频器40将整流器30输出的直流电压变换为供微波发生装置20工作的电压例如4000V电压，并控制微波发生装置20限功率运行。

根据本发明的一个具体实施例，在供电电源200为直流电源时，即车载微波炉100由直流电源进行供电时，对输出电流和输出功率进行限制，例如当直流电源为车载点烟器时，如果车载点烟器的规格为12V/10A，则将车载微波炉的输出功率限制为120W；如果车载点烟器的规格为12V/15A，则将车载微波炉的输出功率限制为180W。

由此，通过识别供电电源的类型，在直流电源供电时对车载微波炉的输出功率进行限制，有利于对车载微波炉的功率进行控制，从而避免不限制输出功率导致的车载直流电源的损坏问题，提高了产品的可靠性。

根据本发明的一个实施例，如图3所示，电压检测模块50包括：降压单元501、第一电阻R1、光电耦合器502和第二电阻R2，其中，降压单元501的第一端P1与电源接口10的第一端A相连；第一电阻R1的第一端Q1与预设电源VCC相连；光电耦合器502的第一脚1与降压单元501的第二端P2相连，光电耦合器502的第二脚2接强电地GND1，光电耦合器502的第三脚3接弱电地GND2，光电耦合器502的第四脚4与第一电阻R1的第二端Q2相连；第二电阻R2的第一端N1与光电耦合器502的第四脚4相连，第二电阻R2的第二端N2与控制单元60相连。在本发明的一个具体实施例中，第一电阻R1为上拉电阻，第二电阻R2为限流电阻，其中，第一电阻R1的阻值可大于10倍的第二电阻R2的阻值。

根据本发明的一个实施例，如图3所示，降压单元501包括：第三电阻R3，其中，第三电阻R3的第一端与电源接口10的第一端A相连，第三电阻R3的第二端与光电耦合器502的第一脚相连。在本发明的一个具体实施例中，第三电阻R3可为200kΩ。

根据本发明的一个实施例，整流器30具有第一输入端和第二输入端，整流器30的第一输入端与电源接口10的第一端A相连，整流器30的第二输入端与电源接口10的第二端B相连。在本发明的一个具体示例中，整流器30包括四个二极管，即第一二极管D1至第四二极管D4，当供电电源200为交流电源时，整流器30可将输入的交流电整流为脉动的直流电，当供电电源200为直流电源时，整流器30直接导通并输出高压直流电。

根据本发明的一个实施例，如图3所示，车载微波炉100还包括：开关电源70，开关电源70的输入端与整流器30的输出端相连，开关电源70的输出端与控制单元60的供电端相连，开关电源70用于将整流器30输出的电压进行变换以为控制单元60供电。

具体来说，交流电(或高压直流电)经过电源接口10输入车载微波炉100，当供电电源200为交流电时，整流器30将交流电整流成脉动直流电；当供电电源200为高压直流电时，整流器30直接导通并输出高压直流电。整流器30将输出的脉动直流电(或高压直流电)输入到开关电源70中，开关电源70将整流器30输出的脉动直流电(或高压直流电)的电压变换为第二电压例如直流5V，以为控制单元60供电。

并且，降压单元501的第三电阻R3对电源接口10的第一端A的电压进行降压处理，并将降压处理后的电压输入光电耦合器502的第一脚1，光电耦合器502发光部的发光二极管根据第一脚1的电压点亮或者熄灭，光电耦合器502的受光部根据发光二极管点亮或者熄灭而相应的导通或关断。当光电耦合器502的第一脚1的电平高于第二脚2的电平时，光电耦合器502发光部的发光二极管点亮，进而光电耦合器502的受光部接收光线后导通即光电耦合器502的输出端(第三脚3和第四脚4之间)导通，光电耦合器502的第三脚3接弱电地GND2，进而光电耦合器502的第四脚4输出低电平信号，并将低电平信号输出给控制单元60；当光电耦合器502的第一脚1的电平低于第二脚2的电平时，光电耦合器502发光部的发光二极管熄灭，进而光电耦合器502的受光部无法接收到光线而关断即光电耦合器502的输出端(第三脚3和第四脚4之间)关断，光电耦合器502的第四脚4输出高电平信号，并将高电平信号输出给控制单元60。这样，电压检测模块50根据光电耦合器502的发光二极管的亮与灭可以输出不同电平的检测信号，控制单元60根据接收到的检测信号对变频器40进行控制。

根据本发明的一个实施例，如图4和图5所示，当供电电源200的类型为交流电源时，电压检测模块50生成检测信号为高低电平变换信号；当供电电源200的类型为直流电源时，电压检测模块50生成检测信号为高电平信号或低电平信号。

具体来说，当供电电源200为交流电源时，电压检测模块50对供电电源200进行交流检测；当供电电源200为直流电源时，电压检测模块50对供电电源200进行直流检测，具体的工作原理如下：

一)交流检测

当供电电源200为交流电源时，以图4所示的220V交流市电为例进行说明，其中，交流电源的电压波形是频率为50Hz的正弦波。当交流电源的电压在零点电压附近时，光电耦合器502的第一脚1的电平低于第二脚2的电平，光电耦合器502发光部的发光二极管熄灭，光电耦合器502的受光部无法接收到光线而关断即光电耦合器502的输出端(第三脚3和第四脚4之间)关断，光电耦合器502的第四脚4输出高电平信号，并将高电平信号输出给控制单元60；当交流电源的电压幅值变大时，光电耦合器502的第一脚1的电平高于第二脚2的电平，光电耦合器502发光部的发光二极管点亮，光电耦合器502的受光部接收光线后导通即光电耦合器502的输出端(第三脚3和第四脚4之间)导通，光电耦合器502的第四脚4输出低电平信号，并将低电平信号输出给控制单元60。这样，电压检测模块50在检测到交流电时生成图5所示的检测信号为高低电平变换信号。

需要说明的是，电压检测模块50输出的检测信号是以50Hz的频率进行高低电平变化的波形，具体的高电平的占空比与降压单元501的第三电阻R3的取值有关。

由此，当控制单元60接收到以50Hz的频率进行高低电平变换的检测信号时，控制单元60判断供电电源200为交流电源，并控制变频器40以使微波发生装置20非限功率运行。

二)直流检测

当供电电源200为直流电源时，电源接口10的第一端A接收到的高压直流电可为高电平或者低电平。当高压直流电的正极即高电平端接入电源接口10的第一端A时，光电耦合器502的第一脚1接收到高电平，光电耦合器502内部的发光二极管一直处于点亮状态，光电耦合器502的输出端即光电耦合器502的第三脚3和第四脚4之间持续开通，光电耦合器502的第四脚4持续输出低电平信号，并将低电平信号输出给控制单元60；当高压直流电的负极即低电平端接入电源接口10的第一端A时，光电耦合器502的第一脚1接收到低电平，光电耦合器502内部的发光二极管一直处于熄灭状态，光电耦合器502的输出端即光电耦合器502的第三脚3和第四脚4之间持续关断，光电耦合器502的第四脚4持续输出高电平信号，并将高电平信号输出给控制单元60。

因此，当控制单元60接收到的检测信号的电平状态保持不变即持续保持为低电平信号或者高电平信号时，控制单元60判断供电电源200为直流电源，并控制变频器40以使微波发生装置20限功率运行。

由此，控制单元60可以根据接收到的检测信号的电平状态判断供电电源的类型以根据供电电源的类型对车载微波炉100进行控制。

综上，根据本发明实施例提出的车载微波炉，供电电源通过电源接口为车载微波炉供电，电压检测模块对供电电源的供电类型进行检测并生成相应的检测信号，整流器对供电电源提供的交流电进行整流，控制单元根据检测信号控制变频器将整流获得的电压变换为供微波发生装置工作的电压，以调整车载微波炉的输出功率。由此，本发明实施例能够识别供电电源的类型，并根据供电电源的类型进行控制，从而能够兼容直流供电和交流供电，具有较宽的适用范围，并且有利于功率控制。

图6是根据本发明实施例的车载微波炉的控制方法的流程图。如图6所示，供电电源为车载微波炉供电，该方法包括以下步骤：

S10：根据供电电源的类型生成检测信号，其中，供电电源的类型包括交流电源和直流电源。

S20：根据检测信号对变频器进行控制。

具体来说，车载微波炉的供电电源有两种类型，即交流电源例如220V交流市电和直流电源例如车载点烟器提供的12V/10A或12V/15A的电源。当供电电源为交流电源时，生成第一检测信号，根据第一检测信号对变频器进行控制，并控制车载微波炉的微波发生装置非限功率运行；当供电电源为直流电源时，首先对直流电源的低压直流电进行升压处理，然后根据升压后的直流电生成第二检测信号，进而，根据第二检测信号对变频器进行控制，并控制车载微波炉的微波发生装置限功率运行。

根据本发明的一个具体实施例，在供电电源为直流电源，即车载微波炉由直流电源进行供电时，对输出电流和输出功率进行限制，例如当直流电源为车载点烟器时，如果车载点烟器的规格为12V/10A，则将车载微波炉的输出功率限制为120W；如果车载点烟器的规格为12V/15A，则将车载微波炉的输出功率限制为180W。

由此，通过识别供电电源的类型，在直流电源供电时对车载微波炉的输出功率进行限制，有利于对车载微波炉的功率进行控制，从而避免不限制输出功率导致的车载直流电源的损坏问题，提高了产品的可靠性。

根据本发明的一个实施例，当供电电源的类型为交流电源时，检测信号为高低电平变换信号；当供电电源的类型为直流电源时，检测信号为高电平信号或低电平信号。

具体来说，当供电电源为交流电源时，以220V交流市电为例进行说明，其中，交流电源的电压波形是频率为50Hz的正弦波。当交流电源的电压在零点电压附近时，生成高电平信号；当交流电源的电压幅值变大时，生成低电平信号。这样，当供电电源为交流电源时，生成的检测信号为高低电平变换信号。

需要说明的是，当供电电源为交流电源时，生成的检测信号是以50Hz的频率进行高低电平变化的波形，具体的高电平的占空比与电路中降压电阻的取值有关。

因此，当接收到以50Hz的频率进行高低电平变化的检测信号时，判断供电电源为交流电源，并控制变频器以使车载微波炉的微波发生装置非限功率运行。

当供电电源为直流电源时，如果高压直流电的正极即高电平端接入车载微波炉，则持续输出低电平信号；当高压直流电的负极即低电平端接入车载微波炉，则持续输出高电平信号。

因此，当检测信号的电平状态保持不变即持续保持为低电平信号或者高电平信号时，判断供电电源为直流电源，并控制变频器以使车载微波炉的微波发生装置限功率运行。

由此，可以根据检测信号的电平状态判断供电电源的类型以根据供电电源的类型对车载微波炉进行控制。

综上，根据本发明实施例提出的车载微波炉的控制方法，在对车载微波炉进行供电时，根据供电电源的类型生成检测信号，并根据检测信号对变频器进行控制，以调整车载微波炉的输出功率。由此，本发明实施例能够识别供电电源的类型，并根据供电电源的类型进行控制，从而能够兼容直流供电和交流供电，具有较宽的适用范围，并且有利于功率控制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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发明和简化描述，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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，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；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，除非另有明确的限定。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。

在本发明中，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。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。