一种食品加工机的制作方法

本实用新型涉及家用厨房电器的控制领域，尤其涉及一种食品加工机。

背景技术：

随着控制技术不断的发展，给人类生活带来了巨大变化，而且越来越智能化的家庭电器进入人们的生活，提升人们的生活水平。而这些智能化的家庭电器，之所以能够实现智能化是由于之智能化的控制以及智能化的操作。

现有技术中的食品加工机由于更加的智能因此其所制备的食品更加多样，尤其是功能配方的更加丰富，使得食品加工机在实际工作应用中物料种类庞杂，虽然对物料量的控制在说明书中有相应的说明，但是用户在实际使用过程中对物料的添加都是随机的，不可能按照要求进行物料的配置，而且用户大多的时候物料都是添加较多，这时候，对电机过负载能力要求较高，也就是电机的工作电流和启动电流都要比正常使用条件下增加很多，且对于食品加工机的粉碎效果要求也越来越高，从而导致电机工作的时间较长且频繁，因此，现有食品加工机的电机工作特点为启动频繁、启动电流大、工作电流大。

而在食品加工机的电机控制中，一般都通过低压端的开关控制设置在高压电源开关，而现有技术中开关一般有两种，其一为继电器类的机械开关进行控制，电机转速在切换的过程中是处于波动状态即无法进行平滑调速，电机寿命和电机火花由于频繁处于启动停止状态而造成电机损伤从而影响电机寿命。并且在电机启动过程中，由于电机功率大，电压低，如果没有降压启动会造成电机启动电流过大，这时候不仅对电机本身的冲击较大影响电机的机械寿命，而 且对整个食品加工机的电路结构也要求更高，其过压能力要求增加，增加了电路成本同时存在很大的浪涌电流对整个电路的EMI也有影响。另一种采用可控硅等电子开关控制，同样在高压电源侧也会存在相同的问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可节约成本、实现电机平滑调速、提高系统可靠性且对控制整体电路冲击小便于采用微控制器控制的食品加工机。

为了解决以上技术问题，本实用新型一种食品加工机，包括电机，所述电机通过控制装置进行控制，其中，所述电机为直流电机，所述电机的额定电压V≤48伏，所述控制装置包括电源模块和驱动模块，市电电源通过电源模块给所述食品加工机提供直流电源，所述电源模块包括输入整流模块、高频变压隔离模块以及输出整流模块，所述输入整流模块与所述变压隔离模块之间设有逆变开关模块，所述逆变开关模块向所述高频变压隔离模块高频输出信号。

优选的，所述逆变开关模块包括逆变开关电路，所述逆变开关电路包括逆变管，所述逆变管通过逆变启动控制电路进行触发启动。

优选的，所述逆变启动电路为自启动触发电路，所述自启动触发电路包括电容C101，电容C102以及触发管。

优选的，所述触发管为双向稳压二极管DB101。

优选的，所述逆变开关电路包括绕在同一磁芯上且有同名端的多组驱动绕组。

优选的，所述逆变管包括第一逆变管和第二逆变管，所述驱动绕组包括第 一驱动绕组T2-1，第二驱动绕组T2-2，第三驱动绕组T2-3，所述逆变开关电路还包括电容C105、电阻R106、电容C106。

优选的，所述高频变压隔离模块包括高频变压器，所述驱动绕组为所述高频变压器的次级绕组。

优选的，所述逆变启动电路包括启动芯片IR2151，或者所述逆变启动电路包括控制芯片。

优选的，所述逆变开关模块的频率为f，15KHZ≤f≤2MHZ。

优选的，所述输入整流模块采用肖特基二极管。

通过使用低压的直流电机进行工作，使得整体电路中的元器件要求降低且安全性更高，且使用高频电源技术，从而使得食品加工机整体做成安全隔离的低电压的电器形式。利用电容分压以及双向稳压二极管给逆变开关电路提出触发电压。通过逆变启动电路发出信号控制逆变控制电路工作，实现用小信号控制逆变电压然后控制低压端电源，从而控制电机按要求工作，减少主电源回路元件。可以节约成本、实现电机的平滑调速性能、提高系统可靠性、对电路冲击小以及便于采用微控制器控制等好处。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：

图1是本实用新型一种食品加工机的实施例1的系统框图；

图2是本实用新型一种食品加工机的实施例1的局部电路示意图；

图3是本实用新型一种食品加工机的实施例1的局部电路示意图

图4是本实用新型一种食品加工机的实施例1的局部电路示意图；

图5是本实用新型一种食品加工机的实施例1的局部电路示意图。

具体实施方式

实施例1：

本实用新型涉及一种食品加工机，包括电机和加热装置，所述电机和加热装置通过控制装置进行控制，其中，所述电机为直流电机，所述电机的额定电压V≤48伏，所述控制装置包括电源模块和驱动模块，所述市电电源通过电源模块给所述食品加工机提供直流电源。

如图1所示，所述电源模块包括输入整流模块、高频变压隔离模块以及输出整流模块，所述输入整流模块与所述变压隔离模块之间设有逆变开关模块，所述逆变开关模块向所述高频变压隔离模块高频输出信号，所述逆变开关模块包括逆变开关电路，所述逆变开关电路包括逆变管，所述逆变管通过逆变启动控制电路进行触发启动。

在本实施例中，所述输入整流模块连接市电电源的火线L和零线N，在所述输入整流模块与所述市电电源之间设有保险管FUSE101，确保整体电路的可靠安全想，在本实施例中，使用桥式整流对输入市电电源进行整流，其中桥式整流为四个肖特基二极管组成的整流桥堆，通过四个肖特基二极管组成全桥整流，当然，也可以使用半桥进行整流。输入整流模块输出高压直流电源给逆变开关模块。

所述开关逆变模块包括逆变开关电路，所述逆变开关电路包括逆变管，所述逆变管通过逆变启动控制电路进行触发启动。如图2所示，在本实施例中，所述逆变启动电路为自启动触发电路，所述自启动触发电路包括电容C101，电 容C102以及触发管，所述触发管为双向稳压二极管DB101。其中，电容C101与电容C102串联跨接在输入整流电路的输出端，从而形成相应的电容分压，所述双向稳压二极管DB101一端同时连接电容C101和电容C102，所述双向稳压二极管DB101的另一端连接所述逆变开关电路，通过双向稳压二极管DB101给所述逆变开关电路提供启动电压。在本实施例中，在电容C101处并联电阻R101对分压电路进行保护，并且在接通电源的起始时间加快对电容C102的充电速度，通过使用电容进行分压，而电容的容值和工作频率的关系问题，容抗大启动工作电流不太大，从而不会导致较大电流，有利于电路的可靠性。

在本实施例中，所述逆变开关电路是由两个逆变管为主体组成的半桥逆变开关电路，其中逆变管为三极管，第一逆变管即为三极管Q101和第二逆变管即为三极管Q102。所述逆变开关电路与所述高频变压隔离模块连接，所述高频变压隔离模块包括高频变压器T1，所述逆变开关电路与所述高频变压器的初级线圈连接。所述双向稳压二极管DB101电连接所述三极管Q102的基极，通过给三极管Q102进行供电从而触发逆变开关电路。如图2所示，在所述双向稳压管DB101与所述三极管Q102的基极之间还设有穿心磁珠L102。所述高频变压器包括初级绕组、输出次级绕组，所述逆变开关电路包括绕在同一磁芯上且有同名端的多组驱动绕组，所述驱动绕组包括初级驱动绕组T2-3，所述驱动次级绕组包括第一驱动绕组T2-1、第二驱动绕组T2-2，所述第一驱动绕组T2-1、第二驱动绕组T2-2具有相同同名端。

半桥逆变开关电路可以分为由三极管Q101为主组成的第一开关电路和由三极管Q102为主组成的第二开关电路，第一开关电路包括顺序连接三极管Q101、初级驱动绕组T2-3、初级绕组以及电容C106，所述第二开关电路包括顺序连接的电容C105、初级绕组、初级驱动绕组T2-3和三极管Q102，其中第一开关电 路的三极管Q101的发射极电连接第二开关电路的三极管Q102的集电极。这样，当所述第二开关电路的三极管Q102被双向稳压管DB101触发导通后，电源信号通过电容C105、初级绕组、初级驱动绕组T2-3和三极管Q102所组成的回路，向高频变压器T1输入高频信号，当三极管Q101被触发导通后，电源信号通过三极管Q101、初级驱动绕组T2-3、初级绕组以及电容C106所组成回路，向高频变压器T1输入高频信号。

在本实施例中，第一驱动绕组T2-1跨接在三极管Q101的基极与发射极之间，第二驱动绕组T2-2跨接在三极管Q102的基极与发射极之间。其次，为了更加可靠安全的进行触发相应的三极管，在第一驱动绕组T2-1的两端相应的并联了电感L103和电阻R102，且在第一驱动绕组T2-1与三极管Q101的基极之间还设有穿心磁珠L101以消除相应的干扰；当然在第二驱动绕组T2-2的两端也并联相应的电感L104与电阻R103。当然，为了更好的是电路运行可靠，在三极管Q101的发射极与初级驱动绕组之间设有电阻R104和电阻R105，在三极管Q101的集电极和发射极之间设有相应的电容C103和二极管D102，相应的，在三极管Q102的集电极和发射极之间设有电容C104，且设有相应的的二极管D103，在是三极管Q102的发射极与电源连接处设有电阻R106和电阻R107。

所述高频变压器通过次级线圈输出高频低压电源信号，经输出整流模块输出相应的直流电源。在本实施例中，所述输出整流模块为同步整流电路，所述同步整流电路包括两个MOS管，所述高频变压器的次级绕组设有中间抽头，两个MOS管、二极管D201、二极管D202与次级绕组构成同步整流电路，具体电路如图3所示，在此不再一一赘述，整流输出的直流信号经过LC滤波后输出给相应的负载电机M，在本实施例中，对于电机的控制使用MOS管Q203进行控制。当然，输出整流电路也可以采用普通的肖特基二极管和高频变压器的次级 抽头组成普通的整流电路，也可以采用桥式整流方式；或者输出整流电路采用如图4所示的自驱动倍流整流电路。具体电路连接如图4所示，在此不再一一赘述。

在本实施例中，逆变模块的工作原理如下：

逆变电路的启动：电容C101与电容C102串联跨接在输入整流电路的输出端，从而形成相应的电容分压，所述双向稳压二极管DB101一端同时连接电容C101和电容C102，所述双向稳压二极管DB101的另一端连接所述逆变开关电路，通过双向稳压二极管DB101给所述逆变开关电路提供启动电压。三极管Q102导通后，电源L、电容C105、高频变压器T1的初级线圈、初级驱动绕组T2-3、三极管Q102、电阻R106至电源N整个回路导通，即第二开关电路导通，逆变开始工作。

逆变电路的运行：上半周期工作：第二开关电路导通工作后，初级驱动绕组T2-3上有电流流过，从而次级驱动绕组上有感应电压产生，即第一驱动绕组T2-1和第二驱动绕组T2-2上有感应电压产生，因为同名端的缘故，第一驱动绕组T2-1上电压为-，而第二驱动绕组T2-2的电压为+，因此，三极管Q101不会导通，且加速三极管Q102的导通，随着电流的继续增加，三极管Q102继续工作在深度饱和状态，直到第二开关电路的电流增加变化率变小至无变化，三极管Q102迅速进入退饱和状态至截止，电流快速下降，由于初级驱动绕组T2-3电流下降，导致第一驱动绕组T2-1的电压为+，第二驱动绕组T2-2的电压为-，此时，三极管Q101开始导通，电源L、三极管Q101、电阻R14、初级驱动绕组T2-3、高频变压器的初级线圈、电容C106至电源N整个回路导通，即第一开关电路导通，开始下半周期工作，工作原理与上半周期相同。这样整个逆变开关弄快就开始工作了，此时，双向稳压二极管DB101取消逆变回路也可以自 己振荡工作了。由于振荡工作在元器件的非线性条机即过渡状态，逆变工作频率与变压器参数，磁芯电感参数，电阻R103、电阻R106的阻值、后级负载、三极管启动时间和退饱和时间关系较大。

且由于直流电源为整流后电源，由于负载较大，整流后加滤波电容，电源电压波动较大，当电源电压接近0时，逆变模块会停止振荡就不再工作，因此双向稳压二极管DB101在自启动回路中是不能取消的，同时，也可以利用自振荡的特点，用高压三极管或其他开关器件代替双向稳压二极管，加上过零检测回路也可以控制振荡时机，从而可以控制输出电压。回路增加过零检测回路和控制电路可以设计为启动方式采用双向触发三极管、高压三极管和控制芯片控制。从电机启动来看，由于电机功率大、电压低，如果没有降压启动会造成电机启动电流很大，有时候可能在100A以上，这时候不仅对电机冲击大影响机械寿命，而且对整个电路元器件要求很高，过电压和过电流能力要求很强，同时存在的很大浪涌电流对整个电路EMI控制也非常不利，其二采用电子开关控制。在交流电源侧用可控硅也会存在同样的问题，如有过零检测回路然后控制导通角可以控制电机转速。

对于图3的同步整流电路，其中MOS管Q201和Q202为大功率MOS管，其中二极管D201和D202为寄生的本体二极管同步整流过程中主要防治电流通过本体二极管，作为同步整流电路与开关电路不同，大功率MOS管电流从S极流向D极，大功率MOS管主要特点是本体二极管饱和电压较高，而大功率管DS极间的通态阻抗仅为几个毫欧，当DS极间导通时管体阻抗很小不会导致MOS管功率变大。当高频变压器T1的次级线圈为上正下负时，电流流向为高频变压器中间抽头流出，通过电感L201、电源VCC、电源地，MOS管Q202到高频变压器T1的次级下部，这时MOS管Q202的GD极间有驱动电压导通， 而MOS管Q201关断。同理，当电源上负下正时，MOS管Q201导通，MOS管Q202截止。

对于逆变开关模块，当然，所述逆变启动电路可以通过启动芯片IR2151进行，具体如图5所示，在此不再一一赘述，当然也可以通过控制芯片控制所述逆变启动电路。对于逆变管可以是三极管也可以是MOS管等等。上述主要为半桥形式的逆变开关电路，也可以使用全桥的逆变开关电路模式。在此不再一一赘述。

对于输出整流模块，上述主要介绍了同步整流的方式，其可以通过普通二极管进行整流也可以使用全桥整流方式进行。

在本实施例中，所述逆变开关模块的频率为f，15KHZ≤f≤2MHZ。

在本实施中，初级驱动绕组T2-1，第一驱动绕组T2-1以及第二驱动绕组T2-3为单独的驱动互感绕组，当然，相应的驱动绕组可以为高频变压器的次级绕组。同时相应的电感也可以集成在高频变压器上。以便减少相应的体积。

而对于负载的控制上，可以通过其开关对负载进行控制，而且由于采用的直流电源逆变方式，因此，也可以在加热方式上采用直流电源进行加热，电源应用方案包括电机、加热分别使用低压或高压方案，或者是他们之间的组合。低压控制电机方案包括继电器或大功率MOS管或他们的组合。加热、电机单独使用低压电源可以采用独立的控制电源用控制(例如DB101用高压三极管代用)逆变回路启动的方式控制低压电源功率，从而可以取消低压驱动回路。调整电压的放射也可以是高压电源回路用双向可控硅。而对于加热装置的控制与电机的控制的原理一致，在此不再赘述。

通过使用低压的直流电机进行工作，使得整体电路中的元器件要求降低且 安全性更高，且使用高频电源技术，从而使得食品加工机整体做成安全隔离的低电压的电器形式。利用电容分压以及双向稳压二极管给逆变开关电路提出触发电压。通过逆变启动电路发出信号控制逆变控制电路工作，实现用小信号控制逆变电压然后控制低压端电源，从而控制电机按要求工作，减少主电源回路元件。可以节约成本、实现电机的平滑调速性能、提高系统可靠性、对电路冲击小以及便于采用微控制器控制等好处。

需要强调的是，本实用新型的保护范围包含但不限于上述具体实施方式。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该被视为属于本实用新型的保护范围。