专利名称：电饭锅控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电饭锅的控制装置，尤其是由降压整流电路，工作状态显示电路，以及扩展功能电路组成的控制装置。
目前市场上出售的电饭锅的控制系统有磁钢控制和电脑控制两种，磁钢控制是利用特定磁钢的居里点在100℃以上时磁性消失，在弹簧作用下分离并带动电源触点断离，自动切断电源，当锅内温度降至70℃～75℃时，由温控器保温。这种锅功能单一，只适于自动煮干饭，煮汤或煮稀饭时必须由人直接控制。优点是成本低廉，制造容易，使用方便因而被大量使用。电脑控制的电饭锅采用电脑技术控制食物的烧煮过程，功能齐全，使用方便，设定好工作过程后自动按照食物的最佳烧煮需要完成烧煮过程。但在市场上售价较贯，普及率不高。
本实用新型的任务是提供一种电饭锅的控制装置，它的可调节保温功能和双温度烧煮功能，以及扩展功能可以达到电脑控制电饭锅的相似功能，电路采用普通元器件，具有与磁钢控制的电饭锅相近的低廉成本。
为解决上述任务，本实用新型采用的解决方案是控制电路包括温度检测比较级，双温度烧煮控制级，烧煮功率选择级和工作状态显示级，以及扩展功能。温度检测比较级由一级运算放大器构成比较器，负输入端输入温度检测电压，正输入端分别通过二极管接保温温度电位设置输出端和双温度烧煮电位输出端；双温度烧煮控制级由三只电阻Ra、Rb、Rc构成双温度电位分配器，电阻Ra一端接烧煮延时控制器的输出端，Rb的一端接升温控制器的输出端，Rc的一端接地，三只电阻的另一端连接为双温度烧煮电位输出端；在保温状态，烧煮延时控制器输出低电位，升温控制器输出高电位，双温度烧煮电位输出端输出低于最低保温温度电位的温度电位，由保温温度电位设定输出端控制温度检测比较级工作；按动《烧煮》按钮，烧煮延时控制器输出高电位，升温控制器输出低电位，双温度烧煮电位输出端输出略低于100℃的烧煮转换温度电位；烧煮转换温度的最佳范围在95℃～99℃之间；达到烧煮转换温度，温度检测比较器的输出端在输出低电位的瞬间使升温控制器翻转为输出高电位，双温度烧煮温度输出端输出105℃～145℃之间的烧煮结束温度电位，温度检测比较器的输出端立即又输出高电位，同时烧煮延时开始计时。
当烧煮延时时间达到设定值，烧煮延时控制器翻转输出低电位；当温度达到烧煮结束温度，温度检测比较电路输出端输出低电位，经复原电路短暂延时后，烧煮延时控制器翻转输出低电位；在烧煮过程中，按动《保温》按钮，复原电路立即使烧煮延时控制器输出低电位，升温控制器输出高电位，电路立即回复到可调节恒温保持状态。
温度检测电压由热敏电阻随温度变化的阻值产生的变化电压作为温度检测电压或由测温半导体的PN结随温度变化的压降经放大器改变为适宜于比较器工作的电压作为温度检测电压，输入比较器的负输入端。
在烧煮延时期间，烧煮功率选择电路若选择了弱火或微火，在烧煮延时期间，电路将以间断驱动可控硅的方式，降低功率输出，改变占空比可改变可控硅的输出功率，也可以不选择弱火或微火，电路以连续方式驱动可控硅，以全功率烧煮。
工作状态显示电路串联在降压整流电路和稳压电路之间，串联的发光二极管分别与三极管或开关并联，三极管截止或开关断开使发光二极管发光反之发光二极管熄灭，三极管的开关状态由烧煮延时控制器和升温控制器分别控制，开关的通断由功能需要设定，结合面板的指示显示出电路的工作状态。
还可以增加定时启动电路，电路的输出端在延时期间输出低电位，通过《定时》开关接在可控硅的控制级或功率选择振荡器的正输入端，锁闭对可控硅的功率驱动，直至延时时间结束，输出端解除对可控硅功率驱动的锁闭，电路按原设定功能开始工作。
改变烧煮延时计时器的计时时间达到改变延时计时的目的，可增加炖汤用的《长煮》延时档位。
由于上述解决方案采用的电路功能已能满足绝大多数食物的烧煮需要，应用范围与电脑控制的电饭锅相当，而且还有现有电饭锅所没有的可调节保温功能，因而比现有电饭锅使用面更宽，电路采用通用集成电路和普通元器件构成，具有与磁钢控制的电饭锅基本相当的低廉成本。
以下结合附图
和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
图一是实施例一的电路原理图；图二是实施例一的面板功能示意图；图三是电饭锅外观示意图；图四是实施例二的电路原理图；图五是实施例二的面板功能示意图；图六是实施例三的电路原理图。
在图一所示电路原理图中，温度检测比较级(3)由一级运算放大器(A2)构成的比较器，在负输入端输入温度检测电压，正输入端与二极管(D10)、(D11)正极连接，二极管(D10)负极接保温温度电位设置输出端。温度检测可以使用热敏电阻或半导体PN结，或其他测温元件，本实施例中采用热敏电阻(Rt)与电阻(R14)串联在电源之间，热敏电阻的电阻值随温度变化而产生的电压变化输入比较器负输入端，当温度检测电压高于保温设定电压时，温度检测比较器(A2)输出低电位，停止驱动可控硅(BCR )，反之输出高电位驱动可控硅升温。
双温度烧煮控制级(4)中，由三只电阻(Ra)、(Rb)、(Rc)构成双温度烧煮电位分配器，电阻(Ra)一端接烧煮延时控制器(A3)的输出端，电阻(Rb)一端接升温控制器(A4)的输出端，电阻(Rc)的一端接地，三只电阻的另一端与二极管(D11)负极连接，输出烧煮温度控制电位。升温控制器(A4)是一只双稳态控制器，在初始态由于本级内复原电路的作用设置为输出高电位，与保温状态时输出一致。升温控制器(A4)输出端接二极管(D13)正极，二极管(D13)负极接烧煮延时控制器(A3)的负输入端，延时电容器(C5)一端接在电源止极，另一端串联电阻(R22)后接在烧煮延时控制器(A3)的负输入端。在初始态和保温态时，延时电容器(C5)未充电，电位高于正输入端的时间设定电位，延时控制器(A3)输出端输出低电位，使双温度电位分配器输出的电位低于最低保温温度电位，即保温调节对温度检测比较级(A2)进行控制。《烧煮》按钮(AN2)点动接触使升温控制器(A4)输出并保持低电位，通过二极管(D13)使烧煮延时控制器(A3)输出高电位，双温度电位分配器输出的电位经二极管(D11)后为略低于于100℃的烧煮结束温度，温度检测比较器(A2)立即又输出高电位，继续驱动可控硅导通。由于二极管(D13)反相截止，烧煮延时电容器(C5)电位作用于烧煮延时控制器(A3)负输入端，由三极管(BG5)构成的恒流源缓慢放电，使烧煮延时电容器(C5)电位逐渐升高，当超过正输入端的时间设定电位时，烧煮延时控制器(A3)翻转输出低电位，电路结束烧煮过程，返回保温状态。在烧煮过程中，当检测温度达到烧煮结束温度，温度检测比较器(A2)持续输出低电位，复原延时电容器(C4)经电阻(R19)逐渐放电，达到一定程度时，使一端与电阻(R19)和复原延时电容器(C4)连接串联后另一端接在电源正极的电阻(R20)、(R21)的抽头连接的三极管(BG4)导通，使延时电容器(C5)放电，烧煮延时控制器(A3)输出低电位，电路返回保温状态。在烧煮过程中，若《保温》按钮(AN1)点动接触，立即通过二极管(D12)使升温控制器(A4)翻转输出高电位，同时复原延时电容器(C4)放电并使三极管(BG4)导通使烧煮延时电容器(C5)放电，导致延时控制器(A3)输出低电位，电路返回保温状态。
电源和工作状态显示级(1)采用无变压器整施电路，由电阻(R1)降压，二极管(D1)半波整流，滤波电容器(C1)滤波，构成降压整流级。工作状态显示级由发光二极管串联连接在整流电路和稳压电路之间，经电阻(R2)串联的发光二极管分别与开关和三极管并联，由开关的断开或闭合使与之并联的发光二极管发光或熄灭，由烧煮延时控制器(A3)，升温控制器(A4)输出端的电位高低通过串联在整流电路之后的电阻(R3)、(R4)或(R5)、(R6)使与发光二极管并联的三极管截止或导通使发光二极管发光或熄灭，由控制面板的指示显示出工作状态。功率输出级串联显示功率输出端发光二极管(D6)启动可控硅时发光二极管发光显示正在加热。
强弱火选择电路由振荡器(A1)构成，电阻(R12)和电容器(C3)构成RC延时电路。二极管(D8)、(D9)负极接振荡器(A1)负输入端，二极管(D9)正极接烧煮延时控制器(A3)输出端，二极管(D8)正极通过强弱火选择开关(K2)可分别接通升温控制器(A4)正输入端或地，温度检测比较器(A2)输出端串联电阻(R10)、(R11)接地，电阻(R10)和(R11)抽头处接振荡器(A1)正输入端和反馈电阻(R9)的一端，反馈电阻(R9)和反馈电阻(R8)串联接在振荡器(A1)输出端。二极管(D7)正极接温度检测比较器(A2)输出端，负极接电阻(R8)、(R9)的抽头处。选择弱火烧煮，开关(K2)将电阻(R8)正极接升温控制器(A4)输出端，在烧煮延时期间，烧煮延时控制器(A3)、升温控制器(A4)均输出高电位时，两只二极管反相截止，振荡器(A1)振荡，在保温状态，升温过程中，烧煮延时控制器(A3)、升温延时器(A4)之一输出低电位时，振荡器(A1)停止振荡，振荡器(A1)输出端电位跟随温度检测比较级(A2)输出端电位。在选择强火时开关(K2)便二极管(D8)正极接地，烧煮延时期间以全功率烧煮。温度检侧比较器(A2)输出低电位时振荡器(A1)也随之输出低电位。
图二是实施例一的面板示意图，图中(5)是保温显示设定区，其中发光二极管对应于图一中的(D4)，保温按钮对应于(AN2)，温度调节旋钮对应于(W1)。发光二极管发光显示电路处于保温状态，保温温度是旋钮所设定的温度。在烧煮过程中按动保温按钮使电路返回保温状态。图中(6)是强弱火选择区，发光二极管对应于(D2)开关对应于(K1)和(K2)，发光二极管发光显示选择了弱火功能，在烧煮延时期间以间断加温方式降低功率输出。图中(7)是烧煮延时显示设定区，延时发光二极管对应于(D3)，升温发光二极管对应于(D5)，旋钮对应于(W2)，启动按钮对应于(AN2)，按动烧煮按钮，延时和升温两只发光二极管同时发光，电路以全功率升温，达到烧煮转换温度时，锅内开始沸腾，升温发光二极管熄灭，电路开始计时，烧煮时间达到旋钮设定的时间，延时发光二极管熄灭，保温发光二极管发光，电路返回保温状态。在烧煮过程中，温度达到烧煮结束温度，不等烧煮时间到达，即返回保温状态。图中(8)是加热显示，驱动可控硅加热时发光二极管发光，否则不发光。
使用中可灵活选择各功能，烧煮各种食物，例如选择烧煮时间为30分钟，弱火，可以烧煮干饭或稀饭；选择烧煮时间为5分钟，强火弱火均可，可蒸出可口的蒸蛋；设定温度在40℃左右，冬天小孩吃饭就不怕食物冷却；设定温度在80℃冬天锅内食物保持不冷，等等。
图三是电饭锅的外观示意图，图中(9)是锅体，(10)是控制面板。
图四是实施例二的电路原理图，是在实施例一的基础上增加若干附属功能使之使用范围更宽。图中(11)是延时启动级的选择和显示电路，选择开关(K3)接二极管(D15)负极，与之联动的开关(K4)断，电压经电阻(R32)和(R33)分压使图中(12)的二进制分频延时器(CD4060)清零，发光二极管(D14)不发光，显示延时启动功能没有使用。开关(K3)接通发光二极管(D14)，开关(K4)将二极管(D17)负极与可控硅触发级接通，电路开始振荡并分频计时输出端(Q14)输出低电位，使驱动可控硅的电流旁路，所有烧煮功能暂时被锁闭不能执行，延时结束，输出端(Q14)输出高电位，二极管(D17)反相截止，解除了对电路功能的锁闭，电路按原设定功能开始执行。
图中(13)是强弱火选择的另一种方式，开关(K2)分别接通振荡器(A1)或温度检测比较器(A2)的输出端，图中(14)中的二极管(D8)直接接升温控制器输出端，在烧煮延时期间，振荡器(A1)振荡，通过开关(K2)选择输出全功率或弱火功率。
图中(15)是微火选择电路，开关(K8)、电阻(R35)，二极管(D19)串联后与电阻(R12)并联，开关(K8)接通，烧煮延时期间，由于占空比的改变，烧煮功率大约以额定功率的25％烧煮，适用于微火久炖的食物。图中(16)是发光二极管显示电路，与开关(K8)联动的开关(K9)闭合则发光二极管(D20)熄灭，否则发光显示微火烧煮状态。
图中(17)是烧煮时间选择电路，可分别选择普通延时和长延时时间，与图中(18)恒流源电流选择电路配合，到达选择普通延时和长延时的目的。
图中(19)是两只三极管(BG6)、(BG7)组成的双稳态升温控制器，启动按钮(AN2)串联电阻(R46)接在电源正极和三极管(BG6)的基极之间，三极管(BG7)的集电极通过电阻(R18)接在温度检测控制器(A2)的输出端。
图五是实施例二的面板功能示意图，图中(22)是延时启动控制区其中发光二极管对应于图四中的(D14)，开关对应于开关(K3)、(K4)时间设置旋钮对应于电位器(W3)，图中(23)是微火控制区，开关对应于(K8)、(K9)，发光二极管对应于(D16)，图中(24)是长延时烧煮控制区，发光二极管对应于(D20)，开关对应于(K5)、(K6)、(K7)，时间调节旋钮对应于(W4)。
图六是实施例三的电饭锅控制电路，图中(20)是强弱火选择电路，利用二进制分频集成电路(CD4060)在烧煮延时期间的振荡输出由开关(K2)选择是否使驱动可控硅的电流间断旁路，集成电路(CD4060)的输出端(Q5)通过电阻(R18)驱动三极管(BG4)间断导通，当开关(K2)接通时，可控硅间断导通，完成强弱火选择，输出端(Q6)通过开关(K8)串联电阻(R35)与电阻(R18)并联，开关闭时，电路输出微火功率。开关(K1)与开关(K2)联动，选择弱火则发光二极管亮指示功能。图中(21)是双温度控制级电路，两只双稳态控制器(A3)、(A4)在初始态由复原延时电容器(C4)设置为(A3)输出低电位，(A4)输出高电位，双温度电位分配器输出低于最低保温温度电位，《烧煮》按钮(AN2)点动接触，使(A3)输出高电位，(A4)输出低电位，双温度电位分配器输出烧煮转换温度电位，达到此电位，(A2)瞬间输出低电位通过二极管(D12)使双稳态控制器(A4)翻转输出高电位双温度电位分配器输出烧煮结束温度电位，同时，与两只双稳态控制器输出端连接的二极管(D14)、(D15)反相截止，由三极管(BG5)构成的反相器使集成电路(CD4060)的清零端结束清零开始振荡分频计时，电位器(W2)调节烧煮延时时间，电阻(R18)、(R35)引出振荡电压供强弱火选择电路使用，当延时时间结束输出端(Q14)输出高电位，经二极管(D13)使(A3)翻转输出低电位，电路回复到保温状态。在延时期间、温度达到烧煮结束温度温度检测比较器(A2)输出低电位，通过电阻(R19)使电容器(C4)电位逐渐降低、达到一定程度电路复原返回可调节保温状态。
当然双温度控制电路满足双温度电位分配器工作的电路不局限于上述形式，还可以有其他形式。
在本实施例中所述略低于100℃的烧煮转换温度的最佳范围在95℃～99℃之间；高于100℃的烧煮转换温度的最佳范围在105℃～145℃之间；普通烧煮延时时间为0分钟～60分钟之间；长延时烧煮时间在0.5小时-3小时之间；弱火功率约为额定功率的50％；微火功率约为额定功率的25％。
权利要求1．一种由降压整流电路，功率选择电路，工作状态显示电路以及扩展功能电路组成的电饭锅控制装置，其特征在于温度检测比较级由一级比较器(A2)构成，负输入端输入温度检测电压，正输入端输与二极管(D10)、(D11)的正极连接，二极管(D10)负级连接保温温度电位设置输出端，二极管(D11)负极连接双温度设置电位输出端；双温度烧煮控制级中的电阻(Ra)一端与烧煮延时控制器(A3)的输出端连接，电阻(Rb)的一端与升温控制器(A4)的输出端连接，电阻(Re)的一端接地，这三只电阻的另一端连接为双温度烧煮电位输出端；在保温态，烧煮延时控制器(A3)输出低电位，升温控制器(A4)输出高电位，双温度电位分配器的输出端输出低于最低保温温度的温度电位；在升温过程中烧煮延时控制器(A3)输出高电位，升温控制器(A4)输出低电位，双温度电位分配器的输出端输出略低于100℃的烧煮转换温度电位；达到烧煮转换温度电位，温度检测比较器(A2)输出的低电位使升温控制器(A4)输出高电位，双温度电位分配器的输出端输出高于100℃的烧煮结束温度电位。
2．由权利要求1所述电饭锅控制装置，其特征在于在烧煮延时过程中，温度检测比较级(A2)输出低电位，复原延时电容器(C4)经电阻(R19)逐渐放电，经延时后使烧煮延时控制器(A3)输出低位。
3．由权利要求1所述电饭锅控制装置，其特征在于烧煮功率选择开关(K2)选择烧煮延时期间的功率输出以全功率或一定占空比的部分功率输出；开关(K8)闭合使输出功率更小。
4．由权利要求1所述电饭锅控制装置，其特征在于工作状态显示电路串联在降压整流电路和稳压电路之间，经电阻(R2)串联的发光二极管分别与三极管或开关并联，三极管导通或开关闭合，并联的发光二极管熄灭，反之发光二极管发光，电阻(R3)、(R4)串联，一端接电阻(R2)与降压整流电路的连接处，另一端接升温控制器(A4)输出端，电阻(R5)、(R6)串联一端接电阻(R2)与降压整流电路的连接处另一端接烧煮时间控制器(A3)的输出端，抽头接三极管(BG2)、(BG3)的基极。
5．由权利要求1或2所述电饭锅控制装置，其特征在于在开关(K2)选择弱火，开关(K8)闭合使输出功率更小。
6．由权利要求1所述电饭锅控制装置。其特征在于延时启动输出端与电阻(R7)与发光二极管(D6)连接点连接或与振荡器(A1)正输入端连接。
7．由权利要求1所述电饭锅控制装置，其特征在于热敏电阻(Rt)与电阻(R14)串联接在电源之间，抽头输出温度检测电压，或反相放大器(A0)的输入端输入二极管(Dt)的电压降，输出端输出温度检测电压接温度检测比较器负输入端。
专利摘要本实用新型公开了一种带有控制电路的电饭锅,它具有可调节保温功能、双温度烧煮功能,能够设定烧煮延时时间和保温温度,能够选择烧煮功率的大小,有启动烧煮功能的按钮和回复到保温状态的按钮,还可以增加延时启动功能,设定后自动完成烧煮过程,烧煮结束后自动返回保温功能。所有功能由发光二极管显示工作状态。电路结构合理,使用方便,成本低廉,能适应绝大多数食物的烧煮需要。
文档编号A47J36/00GK2346358SQ9824345
公开日1999年11月3日 申请日期1998年9月19日 优先权日1998年9月19日
发明者顾晓青 申请人:顾晓青