功率控制电路和烹饪器具的制作方法

本实用新型涉及家用电器领域，具体而言，涉及一种功率控制电路和一种烹饪器具。

背景技术：

相关技术中，如图1所示，养生壶等烹饪器具采用单继电器进行加热负载模块的控制，加热负载模块设置在交流电的火线端和零线端之间，养生壶等烹饪器具一般前期是全功率加热，后期采用调功加热，例如前期是以800w的全功功率加热，后期是以400w的调功功率加热。

如图2所示，调功加热采用开通T1时间，关闭T2时间的方法来实现等效的功率调节，这样在调功加热阶段中需要频繁的开，停继电器，以调功功率为400w为例，在调功加热阶段就需要反复的断开10秒，接通10秒，直至调功加热阶段(约30分钟)结束，由于继电器属于有开，关触点的电子器件，频繁的开关断会使触点氧化产生不良，降低产品的寿命。

另外，有些烹饪器具采用无触点的可控硅开关半导体器件控制加热负载模块，可控硅方案在进行加热时需要配合散热器是使用，结构较复杂，并且成本较高。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题至少之一，本实用新型的一个目的在于提供一种功率控制电路。

本实用新型的另一个目的在于提供一种烹饪器具。

为了实现上述目的，本实用新型第一方面的实施例提出了一种功率控制电路，包括：单刀双掷继电器，单刀双掷继电器的第一输出端连接至加热负载模块；单向阻性元件，单向阻性元件的阳极连接至单刀双掷继电器的第二输出端，单向阻性元件的阴极连接至加热负载模块，其中，在第一输出端导通时，加热负载模块输出全功率，在第二输出端导通时，加热负载模块输出半功率。

在该技术方案中，通过设置单刀双掷继电器，能够控制电信号具有两种选择输出，在全功率加热阶段，单刀双掷继电器通过第一输出端直接连通加热负载模块,在调功加热阶段，单刀双掷继电器通过第二输出端与单向阻性元件连通负载模块，加热负载模块只有交变电流方向与单向阻性元件导通方向一致时才能输出功率，即串联单向阻性元件使加热负载模块输出半功率，这样在调功加热阶段，就不需要像现有技术一样需要频繁的接通和断开继电器，如果调功功率稳定为半功率的话，就只要在调功加热阶段开始时将单刀双掷继电器所连接的触点由第一输出端替换为第二输出端就行，从而能够降低触点开断的次数，进而延长了继电器的使用寿命。

另外，本实用新型提供的上述实施例中的功率控制电路还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，单刀双掷继电器包括：第一感应线圈与第二感应线圈，第一感应线圈设置有第一输入端，第二感应线圈设置有第二输入端；动触点、第一静触点与第二静触点，在第一感应线圈通电时，动触点与第一静触点连通，第一输出端导通，在第二感应线圈通电时，动触点与第二静触点连通，第二输出端导通。

在该技术方案中，单刀双掷继电器包括第一感应线圈与第二感应线圈，第一感应线圈对应第一静触点，第二感应线圈对应第二静触点，在第一感应线圈通电时，动触点与第一静触点连通，第一输出端导通，加热负载模块输出全功率，在第二感应线圈通电时，动触点与第二静触点连通，第二输出端导通，加热负载模块输出半功率，通过调节继电器的结构，实现单刀双掷功能，结构简单，可靠性高。

具体地，在中间设置衔铁，对称分布在衔铁两侧的具有两个电磁铁，第一感应线圈与第二感应线圈分别套设在两个电磁铁上，两个电磁铁相对位置磁极相同，衔铁上设置有夹在两个电磁铁中间位置的永磁铁，衔铁端部具有动触点，沿端部摆动方向的两侧，分别设置第一静触点与第二静触点，通过对输入信号的控制，实现第一静触点吸合或第二静触点吸合。

另外，也可以只设置一个电磁线圈，在电磁线圈通电时，通过吸合实现动触点与第一静触点导通，在电磁线圈断电时，通过断开实现动触点与第二静触点导通。

在上述任一技术方案中，优选地，单向阻性元件为二极管，二极管的阳极连接至单刀双掷继电器的第二输出端，二极管的阴极连接至加热负载模块。

在该技术方案中，通过将单向阻性元件设置为二极管，并将二极管的阳极连接至单刀双掷继电器的第二输出端，将阴极连接至加热负载模块，在电流由阳极向阴极流向时，二极管导通，加热负载模块工作，在电流由阴极流向阳极时，二极管截止，加热负载模块暂停工作，则在一个交变电流输出周期内，只有半个周期加热负载处于工作状态，因此输出的功率也为未设置二极管时的1/2，通过设置二极管，不需要触点吸合与断开，即可实现半功率输出，从而提升了继电器的使用寿命。

另外，改变二极管的连接方向，可以实现同样的效果。

也可以采用单向可控硅代替二极管，实现单向导通功能，由于单向可控硅需要配合散热片使用，因此采用二极管，成本更加低廉。

具体地，以养生壶的功率控制电路为例，在执行熬煮功能时，需要负载加热模块(发热管)进行功率调节，在只采用继电器进行功率控制时，通过加热T1时间，关闭T2时间，实现功率调节，但是发热管的输出功率恒定(假设为1000W)，在采用可控硅代替继电器进行功率控制时，通过加热T1时间，关闭T2时间，实现功率调节，但是加热时的输出功率可调节，在采用单刀双掷继电器配合二极管进行功率控制时，通过触点切换，由A(动触点)与B(第一静触点)之间导通，切换为A(动触点)和C(第二动触点)之间导通，由于C回路上串联的二极管的单向导通性，交流电信号只有一半可以通过，因此负载加热模块的功率能够降低一半。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：控制芯片，分别连接至第一输入端与第二输入端，以通过控制芯片控制第一感应线圈通电或第二感应线圈通电。

在该技术方案中，控制芯片上具有多个引脚，采用控制芯片上的两个指定引脚分别连接至第一输入端与第二输入端，以通过控制芯片输出的控制信号，实现第一电磁线圈或第二电磁线圈通电，进而控制第一动触点吸合或第二动触点吸合，通过设置控制芯片，使功率调节的可靠性更高。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：第一继电器驱动模块，第一继电器驱动模块的输入端连接至控制芯片，第一继电器驱动模块的输出端连接至第一输入端；第二继电器驱动模块，第二继电器驱动模块的输入端连接至控制芯片，第二继电器驱动模块的输出端连接至第二输入端，其中，第一继电器驱动模块与第二继电器驱动模块分别包括功率开关。

在该技术方案中，通过分别设置第一继电器驱动模块与第二继电器驱动模块，由于继电器驱动模块中设置有功率开关，通过功率开关控制单刀双掷继电器。

另外，也可以只设置一个继电器驱动模块。

在上述任一技术方案中，优选地，在功率开关为NPN型三极管时，NPN型三极管的基极通过第一电阻连接至控制芯片，NPN型三极管的集电极连接至第一输入端或第二输入端，NPN型三极管的发射极接地，基极与发射极之间还设置有第二电阻。

在该技术方案中，功率开关为NPN型三极管，NPN型三极管的基极通过第一电阻连接至控制芯片，在基极输入高电平时，NPN型三极管饱和导通，第一电磁线圈或第二电磁线圈通电，对应第一动触点或第二动触点导通，在基极输入低电平时，NPN型三极管截止，第一电磁线圈或第二电磁线圈断电，对应额第一动触点或第二动触点断开，通过控制芯片输出的高低电平，能够分别控制第一动触点或第二动触点的导通或断开，实现了功率的进一步调节，满足多种输出功率熬煮的需求，提升了用户的使用体验。

其中，第一电阻主要起限流作用，降低NPN型三极管的功耗，阻值可以为2KΩ，第二电阻使NPN型三极管可靠截止，阻值可以为5.1KΩ。

具体地，通过设置包括NPN型三极管的驱动模块以及控制芯片输出的控制信号，控制第二动触点的开合，通过控制信号，调节加热时间T3和关闭时间T2的比例，以实现简化版的调功加热，并且降低了加热时的输出功率，相同时间内可以使继电器的开关次数减少一半，从而能够增加继电器的使用寿命，由于不需要使用可控硅和散热片，制备成本低。

在上述任一技术方案中，优选地，包括：电源模块，电源模块的输入端分别连接至ACN端与ACL端，电源模块的输出端分别连接至控制芯片与单刀双掷继电器。

在该技术方案中，通过设置电源模块，将ACN端的市电(220V)转化为直流电压，根据不同的元件供电需求，输出不同的直流电压值，比如，电磁线圈需要12V直流电压，另外，控制芯片也需要由VDD直流电压控制。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：继电器保护回路，继电器保护回路包括：续流二极管，续流二极管的阴极连接至电源模块的输出端；稳压二极管，稳压二极管的阳极连接至续流二极管的阳极，稳压二极管的阴极连接至第一输入端或第二输入端。

在该技术方案中，通过设置继电器保护回路，继电器保护回路包括串联的稳压二极管和续流二极管，在继电器断电瞬间，继电器的线圈存储的能量通过续流二极管形成回路，造成继电器的输出回路动作延时，通过串联设置稳压二极管，在继电器断电瞬间，稳压二极管可以保持继电器电压的稳定，以使继电器每次的延长时间一致，从而能够延长继电器的使用寿命。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：按键操作模块，包括开关，开关的输入端连接至电源模块的输出端，开关的输出端连接至控制芯片。

在该技术方案中，通过设置开关，并将开关对应连接至控制芯片的多个引脚，通过用户触控按键实现开关控制，向控制芯片输入对应的控制信号，控制芯片通过解析对应的控制信号，触发不同的电路模块工作，以实现对应的控制功能。

本实用新型第二方面的实施例提出了一种烹饪器具，包括上述任一项技术方案所述的功率控制电路。

在上述技术方案中，优选地，烹饪器具为养生壶、破壁机、豆浆机或电炖锅。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/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示出了相关技术中功率控制电路的模块连接示意图；

图2示出了图1中的功率控制电路中通过加热负载模块的交流信号曲线示意图；

图3示出了根据本实用新型的一个实施例的功率控制电路的模块连接示意图；

图4示出了图3中的功率控制电路中通过加热负载模块的交流信号曲线示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型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实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图3与图4描述根据本实用新型一些实施例的功率控制电路。

如图所示3所示，根据本实用新型的实施例的功率控制电路，包括：单刀双掷继电器RL，单刀双掷继电器RL的第一输出端连接至加热负载模块；单向阻性元件，单向阻性元件的阳极连接至单刀双掷继电器RL的第二输出端，单向阻性元件的阴极连接至加热负载模块，其中，在第一输出端导通时，加热负载模块输出全功率，在第二输出端导通时，加热负载模块输出半功率。

在该技术方案中，在该技术方案中，通过设置单刀双掷继电器RL，能够控制电信号具有两种选择输出，在全功率加热阶段，单刀双掷继电器RL通过第一输出端直接连通加热负载模块，在调功加热阶段，单刀双掷继电器RL通过第二输出端与单向阻性元件连通负载模块，加热负载模块只有交变电流方向与单向阻性元件导通方向一致时才能输出功率，即串联单向阻性元件使加热负载模块输出半功率，这样在调功加热阶段，就不需要像现有技术一样需要频繁的接通和断开继电器RL，如果调功功率稳定为半功率的话，就只要在调功加热阶段开始时将单刀双掷继电器RL所连接的触点由第一输出端替换为第二输出端就行，从而能够降低触点开断的次数，进而延长了继电器的使用寿命。

另外，本实用新型提供的上述实施例中的功率控制电路还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，单刀双掷继电器RL包括：第一感应线圈与第二感应线圈，第一感应线圈设置有第一输入端，第二感应线圈设置有第二输入端；动触点A、第一静触点B与第二静触点C，在第一感应线圈通电时，动触点A与第一静触点B连通，第一输出端导通，在第二感应线圈通电时，动触点A与第二静触点C连通，第二输出端导通。

在该技术方案中，单刀双掷继电器RL包括第一感应线圈与第二感应线圈，第一感应线圈对应第一静触点B，第二感应线圈对应第二静触点C，在第一感应线圈通电时，动触点A与第一静触点B连通，第一输出端导通，加热负载模块输出全功率，在第二感应线圈通电时，动触点A与第二静触点C连通，第二输出端导通，加热负载模块输出半功率，通过调节继电器RL的结构，实现单刀双掷功能，结构简单，可靠性高。

具体地，在中间设置衔铁，对称分布在衔铁两侧的具有两个电磁铁，第一感应线圈与第二感应线圈分别套设在两个电磁铁上，两个电磁铁相对位置磁极相同，衔铁上设置有夹在两个电磁铁中间位置的永磁铁，衔铁端部具有动触点A，沿端部摆动方向的两侧，分别设置第一静触点B与第二静触点C，通过对输入信号的控制，实现第一静触点B吸合或第二静触点C吸合。

另外，也可以只设置一个电磁线圈，在电磁线圈通电时，通过吸合实现动触点A与第一静触点B导通，在电磁线圈断电时，通过断开实现动触点A与第二静触点C导通。

在上述任一技术方案中，优选地，单向阻性元件为二极管D，二极管D的阳极连接至单刀双掷继电器RL的第二输出端，二极管D的阴极连接至加热负载模块。

在该技术方案中，通过将单向阻性元件设置为二极管D，并将二极管D的阳极连接至单刀双掷继电器的第二输出端，将阴极连接至加热负载模块，在电流由阳极向阴极流向时，二极管D导通，加热负载模块工作，在电流由阴极流向阳极时，二极管D截止，加热负载模块暂停工作，则在一个交变电流输出周期内，只有半个周期加热负载处于工作状态，因此输出的功率也为未设置二极管D时的1/2，通过设置二极管D，不需要触点吸合与断开，即可实现半功率输出，从而提升了继电器的使用寿命。

如图4所示，在动触点A与第一静触点B导通时，通过加热负载模块的交流电信号如402所示，在动触点A与第二静触点C导通时，通过加热负载模块的交流电信号如404所示，通过比较402与404可知，在同一交流电信号周期内，通过增加二极管D，在调功加热阶段，就不需要像现有技术一样需要频繁的接通和断开继电器RL，如果调功功率稳定为半功率的话，就只要在调功加热阶段开始时将单刀双掷继电器RL所连接的触点由第一输出端替换为第二输出端就行，从而能够降低触点开断的次数，进而延长了继电器的使用寿命。

另外，改变二极管D的连接方向，可以实现同样的效果。

也可以采用单向可控硅代替二极管D，实现单向导通功能，由于单向可控硅需要配合散热片使用，因此采用二极管D，成本更加低廉。

具体地，以养生壶的功率控制电路为例，在执行熬煮功能时，需要负载加热模块(发热管)进行功率调节，在只采用继电器RL进行功率控制时，通过加热T1时间，关闭T2时间，实现功率调节，但是发热管的输出功率恒定(假设为1000W)，在采用可控硅代替继电器RL进行功率控制时，通过加热T1时间，关闭T2时间，实现功率调节，但是加热时的输出功率可调节，在采用单刀双掷继电器RL配合二极管D进行功率控制时，通过触点切换，由动触点A与第一静触点B之间导通，切换为动触点A和第二静触点C之间导通，由于C回路上串联的二极管D的单向导通性，交流电信号只有一半可以通过，因此负载加热模块的功率能够降低一半。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：控制芯片，分别连接至第一输入端与第二输入端，以通过控制芯片控制第一感应线圈通电或第二感应线圈通电。

在该技术方案中，控制芯片上具有多个引脚，采用控制芯片上的两个指定引脚分别连接至第一输入端与第二输入端，以通过控制芯片输出的控制信号，实现第一电磁线圈或第二电磁线圈通电，进而控制第一动触点A吸合或第二动触点A吸合，通过设置控制芯片，使功率调节的可靠性更高。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：第一继电器驱动模块，第一继电器驱动模块的输入端连接至控制芯片，第一继电器驱动模块的输出端连接至第一输入端；第二继电器驱动模块，第二继电器驱动模块的输入端连接至控制芯片，第二继电器驱动模块的输出端连接至第二输入端，其中，第一继电器驱动模块与第二继电器驱动模块分别包括功率开关。

在该技术方案中，通过分别设置第一继电器驱动模块与第二继电器驱动模块，由于继电器驱动模块中设置有功率开关，通过功率开关控制单刀双掷继电器RL。

另外，也可以只设置一个继电器驱动模块。

如图3所示，由控制芯片与继电器驱动模块配合，形成继电器控制模块，通过向单刀双掷继电器RL输出控制信号，实现对单刀双掷继电器RL开关切换的控制。

在上述任一技术方案中，优选地，在功率开关为NPN型三极管时，NPN型三极管的基极通过第一电阻连接至控制芯片，NPN型三极管的集电极连接至第一输入端或第二输入端，NPN型三极管的发射极接地，基极与发射极之间还设置有第二电阻。

在该技术方案中，功率开关为NPN型三极管，NPN型三极管的基极通过第一电阻连接至控制芯片，在基极输入高电平时，NPN型三极管饱和导通，第一电磁线圈或第二电磁线圈通电，对应第一动触点A或第二动触点A导通，在基极输入低电平时，NPN型三极管截止，第一电磁线圈或第二电磁线圈断电，对应额第一动触点A或第二动触点A断开，通过控制芯片输出的高低电平，能够分别控制第一动触点A或第二动触点A的导通或断开，实现了功率的进一步调节，满足多种输出功率熬煮的需求，提升了用户的使用体验。

其中，第一电阻主要起限流作用，降低NPN型三极管的功耗，阻值可以为2KΩ，第二电阻使NPN型三极管可靠截止，阻值可以为5.1KΩ。

具体地，通过设置包括NPN型三极管的驱动模块以及控制芯片输出的控制信号，控制第二动触点A的开合，通过控制信号，调节加热时间T3和关闭时间T2的比例，以实现简化版的调功加热，并且降低了加热时的输出功率，从而能够增加继电器RL的使用寿命，由于不需要使用可控硅和散热片，制备成本低。

如图3所示，在上述任一技术方案中，优选地，包括：电源模块，电源模块的输入端分别连接至ACN端与ACL端，电源模块的输出端分别连接至控制芯片与单刀双掷继电器RL。

在该技术方案中，通过设置电源模块，将ACN端的市电(220V)转化为直流电压，根据不同的元件供电需求，输出不同的直流电压值，比如，电磁线圈需要12V直流电压，另外，控制芯片也需要由VDD直流电压控制。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：继电器保护回路，继电器保护回路包括：续流二极管，续流二极管的阴极连接至电源模块的输出端；稳压二极管，稳压二极管的阳极连接至续流二极管的阳极，稳压二极管的阴极连接至第一输入端或第二输入端。

在该技术方案中，通过设置继电器保护回路，继电器保护回路包括串联的稳压二极管和续流二极管，在继电器RL断电瞬间，继电器RL的线圈存储的能量通过续流二极管形成回路，造成继电器RL的输出回路动作延时，通过串联设置稳压二极管，在继电器RL断电瞬间，稳压二极管可以保持继电器RL电压的稳定，以使继电器RL每次的延长时间一致，从而能够延长继电器RL的使用寿命。

如图3所示，在上述任一技术方案中，优选地，还包括：按键操作模块，包括开关，开关的输入端连接至电源模块的输出端，开关的输出端连接至控制芯片。

在该技术方案中，通过设置开关，并将开关对应连接至控制芯片的多个引脚，通过用户触控按键实现开关控制，向控制芯片输入对应的控制信号，控制芯片通过解析对应的控制信号，触发不同的电路模块工作，以实现对应的控制功能。

本实用新型第二方面的实施例提出了一种烹饪器具，包括上述任一项技术方案所述的功率控制电路。

在上述技术方案中，优选地，烹饪器具为养生壶、豆浆机或电炖锅。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”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”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”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实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”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实用新型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。

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