加热控制装置和烹饪器具的制作方法

本实用新型涉及电磁加热
技术领域：
，具体而言，涉及一种加热控制装置和一种烹饪器具。
背景技术：
：电阻式的加热控制装置的加热功率可以根据公式P＝U*U/R计算，其中，加热功率P与输入电压U的平方成正比，加热功率P与阻值R成反比，其中，加热控制装置一般由驱动电路板和加热组件构成。相关技术中，加热控制装置的结构，具有以下技术缺陷：(1)一方面，对于家用电器中的加热组件而言，其负载通常是市电三相电信号，而市电存在严重的波动现象，尤其是纹波电流可能造成加热功率瞬间增大，从而导致加热组件发生“熔盘”故障；(2)另一方面，加热组件的电阻值随工况温度发生变化，电阻值如果按照固有电阻值确定加热组件的加热功率，可能造成“熔盘”或者加热功率不足。技术实现要素：本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提供一种加热控制装置。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，本实用新型的第一方面的技术方案提供了一种加热控制装置，包括驱动电路板和加热组件，驱动电路板用于对供电信号转换为输入至加热组件的负载信号，加热控制装置还包括：温度传感器，配合加热组件设置，用于检测加热组件的工况温度，温度传感器连接至驱动电路板，并将工况温度发送至驱动电路板，其中，驱动电路板根据工况温度将供电信号转换为负载信号，驱动电路板包括电源板和处理器。在该技术方案中，通过温度传感器配合加热组件设置，将温度传感器连接至驱动电路板，用于检测加热组件的工况温度，并将工况温度发送至驱动电路板，以供驱动电路板根据工况温度准确地调整加热功率对应的占空比或负载信号，从而尽可能低地减少“熔盘”或加热功率不足。具体地，如加热组件的电阻值(可以认为是等效电阻的阻值)与工况温度正相关时，工况温度越高电阻值越大，因此，当加热组件长时间工作时工况温度升高导致加热功率降低，另外，如加热组件的电阻值(可以认为是等效电阻的阻值)与工况温度负相关时，工况温度越高电阻值越小，因此，当加热组件长时间工作时工况温度升高导致加热功率急剧升高，则既有可能导致“熔盘”故障，而通过及时获取工况温度，可以实时调整加热功率，进而降低故障率和提升加热效率。其中，供电信号可以直接接入市电信号，即工频交流电(AC)，交流电常用三个量表征：电压、电流和频率，常用交流电工频有50Hz与60Hz，民用交流电分布由100V至380V不等，加热产品常用市电电压为220V，电压范围在上调10％与下调10％之间。另外，驱动电路板包括电源板和处理器，电源板为包括晶体管开关、电阻、电容、电感和布线的硬件电路板，处理器可以为单片机、CPU、MCU和嵌入式控制模块等，以实现加热功率的调节处理，另外，驱动电路板还包括RAM、ROM、E2PROM和内存条等存储器，存储器用于对计算加热功率的预设参数和对应关系进行存储。在上述技术方案中，优选地，驱动电路板还包括：脉冲发生器，用于生成指定占空比的驱动信号；感性组件，感性组件的第一端连接至驱动信号的输出端，感性组件的第二端用于输出负载信号；电容组件，电容组件的正极端连接至感性组件的第二端，电容组件的负极端接地，其中，负载信号的幅值大小与驱动信号的占空比正相关。在该技术方案中，通过脉冲发生器生成指定占空比的驱动信号感性组件的第一端连接至驱动信号的输出端，感性组件的第二端用于输出负载信号，电容组件的正极端连接至感性组件的第二端，电容组件的负极端接地，而由于电容组件的充电电压与充电时间正相关，输出负载信号随时间增长而升高。其中，电容组件的正极端电势的一种最常用公式如下所示：u＝U(1-e-t/τ)，u表征电解电容组件的正极端电势，U表征充电电压值，e表征自然底数，t表征充电时间，τ表征由电路元件决定的衰减常数。其中，感性组件可以包括一个或多个电感元件，和/或串联其他电路元件，但是感性组件的等效输出电阻体现为感抗特性，以降低噪声信号对电容组件的损伤。感性组件可以是一个电感值为1.3mH的工字电感，电容组件的电容值可以设为100uF，充电电压为25V。其中，负载信号的幅值大小与驱动信号的占空比正相关，占空比为一个脉冲循环内通电时间所占的比例，驱动脉冲信号循环内通电时间越长，负载信号的幅值越大。在上述技术方案中，优选地，加热组件包括：至少一组串联的电阻式热盘和选通开关，选通开关连接至驱动电路板的负载信号的输出端与电阻式热盘之间，其中，选通开关获取驱动电路板生成的导通信号时，驱动电路板向对应的电阻式热盘输出负载信号以进行加热，选通开关获取驱动电路板生成的关断信号时，对应的电阻式热盘停止加热。在该技术方案中，若选通开关获取驱动电路板生成的导通信号，则将负载信号输入电阻式热盘进行加热工作，若选通开关获取驱动电路板生成的关断信号，则控制电阻式热盘停止加热工作，通过选通开关可以准确可靠地控制电阻式热盘的工作状态，可靠性高且成本低廉。在上述任一项技术方案中，优选地，加热控制装置，还包括：存储器，连接至驱动电路板，用于存储供电信号的采样值与加热功率之间的第一对应关系，以及加热功率与工况温度之间的第二对应关系，且加热功率与占空比正相关，其中，驱动电路板根据获取的加热控制指令确定对应的电阻式热盘和目标加热功率，并根据第一对应关系和供电信号的采样值确定第一补偿功率，和/或根据第二对应关系和工况温度确定第二补偿功率，驱动电路板根据第一补偿功率和/或第二补偿功率对占空比进行调节，至电阻式热盘以目标加热功率进行加热。在该技术方案中，通过存储器预存供电信号的采样值与加热功率之间的第一对应关系，以及加热功率与工况温度之间的第二对应关系，在获取加热控制指令后，确定对应的电阻式热盘和目标加热功率，通过预存的对应关系对占空比进行调节，进行加热，一方面根据预存供电信号采样值与加热功率的对应关系，准确的调节占空比，达到目标加热功率，另一方面，省去了在使用加热装置时反复检测工作环境温度确定加热的繁琐步骤，优化了电热产品功率输出的可靠性，提升了用户体验。在上述任一项技术方案中，优选地，驱动电路板还包括：电压跟随器，连接于供电信号的输出端与驱动电路板之间，用于获取供电信号的采样值，并将供电信号的采样值输出至驱动电路板。在该技术方案中，由于电压跟随器在电路中输入阻抗高、输出阻抗低的特点，用于获取供电信号的采样值，对电压采样值的放大倍数恒小于且接近1，几乎与采样值相同，但同时又起到缓冲和隔离作用，以“隔离”电压采样信号的波动对驱动电路板造成的影响，从而可以提升加热控制装置的可靠性。在上述任一项技术方案中，优选地，温度传感器包括辐射测温计、金属测温传感器和热敏电阻传感器中的至少一种。在该技术方案中，温度传感器包括辐射测温计、金属测温传感器和热敏电阻传感器中的至少一种，不同温度传感器的工作原理不同，其中，辐射测温计(包括热释电传感器、光子传感器和热电偶传感器等)支持非接触式温度检测(动态检测或静态检测)，主要用于检测700℃以下温度，金属测温传感器是基于金属的热胀冷缩原理，也即将温度变化转换为形变量或位置变化输出，另外，热敏电阻传感器基于阻值随温度线性变化测量工况温度，而由于通常为接触式检测，热敏电阻传感器通常具备最高的灵敏度。在上述任一项技术方案中，优选地，温度传感器为辐射测温计时，辐射测温计靠近所述加热组件的散热面设置，以根据散热面的辐射信号确定工况温度。在该技术方案中，辐射温度计检测方法为非接触测温法，根据加热组件散热面设置的热辐射效应原理测量加热组件的工况温度，其测量上限(可高达700℃)不受感温元件耐温程度的限制，检测响应时间短，易于快速与动态测量，但辐射温度计的灵敏度高，也极易受到环境噪声的影响，因此，通常需要额外设置降噪滤波器辅助工作。在上述任一项技术方案中，优选地，温度传感器为金属测温传感器时，金属测温传感器靠近加热组件设置，金属测温传感器的形变量与加热组件的工况温度正相关或负相关。在该技术方案中，金属测温传感器属于接触式温度传感器，金属在环境温度变化后会产生形变量或位置变化，一般设置为双金属杆进行温度检测，A金属杆的长度随着温度升高而增加，B金属杆的长度不随温度变化而变化，通常形变量(或位置变化)与温度值是正相关的，其中，形变量可以是曲率或长度等，从而检测出加热组件的工况温度，测量精度较高。在上述任一项技术方案中，优选地，温度传感器为热敏电阻传感器时，热敏电阻传感器嵌入于加热组件设置，热敏电阻传感器的电阻值与加热组件的工况温度正相关或负相关。在该技术方案中，热敏电阻传感器对温度极其敏感，不同温度下表现出不同的电阻值，正温度系数热敏电阻在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻在温度越高时电阻值越低，主要用于-200—500℃范围内的温度测量，热敏电阻传感器嵌入于加热组件设置，根据热敏电阻传感器的电阻值与加热组件的工况温度正相关或负相关的关系，检测加热组件的工况温度。根据本实用新型的第二方面，还提出了一种烹饪器具，包括上述任一项的加热控制装置。通过以上技术方案，通过温度传感器配合加热组件设置，将温度传感器连接至驱动电路板，用于检测加热组件的工况温度，并将工况温度发送至驱动电路板，以供驱动电路板根据工况温度准确地调整加热功率对应的占空比或负载信号，从而尽可能低地减少“熔盘”或加热功率不足。附图说明图1示出了根据本实用新型的一个实施例的加热控制装置的示意框图；图2示出了根据本实用新型的另一个实施例的加热控制装置的示意框图；图3示出了根据本实用新型的一个实施例的烹饪器具的示意框图；图4示出了根据本实用新型的一个实施例的加热控制方法的示意流程图。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第三方不同于在此描述的第三方方式来实施，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。实施例一：图1示出了根据本实用新型的一个实施例的加热控制装置的示意框图。如图1示出了根据本实用新型的一个实施例的加热控制装置100，包括驱动电路板104和加热组件102，驱动电路板104用于对供电信号转换为输入至加热组件102的负载信号，加热控制装置100还包括：温度传感器106，配合加热组件102设置，用于检测加热组件102的工况温度，温度传感器106连接至驱动电路板104，并将工况温度发送至驱动电路板104，其中，驱动电路板104根据工况温度将供电信号转换为负载信号，驱动电路板包括电源板和处理器。在该技术方案中，通过温度传感器106配合加热组件102设置，将温度传感器106连接至驱动电路板104，用于检测加热组件102的工况温度，并将工况温度发送至驱动电路板104，以供驱动电路板104根据工况温度准确地调整加热功率对应的占空比或负载信号，从而尽可能低地减少“熔盘”或加热功率不足。具体地，如加热组件102的电阻值(可以认为是等效电阻的阻值)与工况温度正相关时，工况温度越高电阻值越大，因此，当加热组件102长时间工作时工况温度升高导致加热功率降低，另外，如加热组件102的电阻值(可以认为是等效电阻的阻值)与工况温度负相关时，工况温度越高电阻值越小，因此，当加热组件102长时间工作时工况温度升高导致加热功率急剧升高，则既有可能导致“熔盘”故障，而通过及时获取工况温度，可以实时调整加热功率，进而降低故障率和提升加热效率。其中，供电信号可以直接接入市电信号，即工频交流电(AC)，交流电常用三个量表征：电压、电流和频率，常用交流电工频有50Hz与60Hz，民用交流电分布由100V至380V不等，加热产品常用市电电压为220V，电压范围在上调10％与下调10％之间。另外，驱动电路板104包括电源板和处理器，电源板为包括晶体管开关、电阻、电容、电感和布线的硬件电路板，处理器可以为单片机、CPU、MCU和嵌入式控制模块等，以实现加热功率的调节处理，另外，驱动电路板104还包括RAM、ROM、E2PROM和内存条等存储器108，存储器108用于对计算加热功率的预设参数和对应关系进行存储。在上述技术方案中，优选地，驱动电路板104还包括：脉冲发生器1042，用于生成指定占空比的驱动信号；感性组件1044，感性组件1044的第一端连接至驱动信号的输出端，感性组件1044的第二端用于输出负载信号；电容组件1046，电容组件1046的正极端连接至感性组件1044的第二端，电容组件1046的负极端接地，其中，负载信号的幅值大小与驱动信号的占空比正相关。在该技术方案中，通过脉冲发生器1042生成指定占空比的驱动信号感性组件1044的第一端连接至驱动信号的输出端，感性组件1044的第二端用于输出负载信号，电容组件1046的正极端连接至感性组件1044的第二端，电容组件1046的负极端接地，而由于电容组件1046的充电电压与充电时间正相关，输出负载信号随时间增长而升高。其中，电容组件1046的正极端电势的一种最常用公式如下所示：u＝U(1-e-t/τ)，u表征电解电容组件1046的正极端电势，U表征充电电压值，e表征自然底数，t表征充电时间，τ表征由电路元件决定的衰减常数。其中，感性组件1044可以包括一个或多个电感元件，和/或串联其他电路元件，但是感性组件1044的等效输出电阻体现为感抗特性，以降低噪声信号对电容组件1046的损伤。感性组件1044可以是一个电感值为1.3mH的工字电感，电容组件1046的电容值可以设为100uF，充电电压为25V。其中，负载信号的幅值大小与驱动信号的占空比正相关，占空比为一个脉冲循环内通电时间所占的比例，驱动脉冲信号循环内通电时间越长，负载信号的幅值越大。在上述技术方案中，优选地，加热组件102包括：至少一组串联的电阻式热盘1022和选通开关1024，选通开关1024连接至驱动电路板104的负载信号的输出端与电阻式热盘1022之间，其中，选通开关1024获取驱动电路板104生成的导通信号时，驱动电路板104向对应的电阻式热盘1022输出负载信号以进行加热，选通开关1024获取驱动电路板104生成的关断信号时，对应的电阻式热盘1022停止加热。在该技术方案中，若选通开关1024获取驱动电路板104生成的导通信号，则将负载信号输入电阻式热盘1022进行加热工作，若选通开关1024获取驱动电路板104生成的关断信号，则控制电阻式热盘1022停止加热工作，通过选通开关1024可以准确可靠地控制电阻式热盘1022的工作状态，可靠性高且成本低廉。在上述任一项技术方案中，优选地，加热控制装置100，还包括：存储器108，连接至驱动电路板104，用于存储供电信号的采样值与加热功率之间的第一对应关系，以及加热功率与工况温度之间的第二对应关系，且加热功率与占空比正相关，其中，驱动电路板104根据获取的加热控制指令确定对应的电阻式热盘1022和目标加热功率，并根据第一对应关系和供电信号的采样值确定第一补偿功率，和/或根据第二对应关系和工况温度确定第二补偿功率，驱动电路板104根据第一补偿功率和/或第二补偿功率对占空比进行调节，至电阻式热盘1022以目标加热功率进行加热。在该技术方案中，通过存储器108预存供电信号的采样值与加热功率之间的第一对应关系，以及加热功率与工况温度之间的第二对应关系，在获取加热控制指令后，确定对应的电阻式热盘1022和目标加热功率，通过预存的对应关系对占空比进行调节，进行加热，一方面根据预存供电信号采样值与加热功率的对应关系，准确的调节占空比，达到目标加热功率，另一方面，省去了在使用加热装置时反复检测工作环境温度确定加热的繁琐步骤，优化了电热产品功率输出的可靠性，提升了用户体验。在上述任一项技术方案中，优选地，驱动电路板104还包括：电压跟随器110，连接于供电信号的输出端与驱动电路板104之间，用于获取供电信号的采样值，并将供电信号的采样值输出至驱动电路板104。在该技术方案中，由于电压跟随器110在电路中输入阻抗高、输出阻抗低的特点，用于获取供电信号的采样值，对电压采样值的放大倍数恒小于且接近1，几乎与采样值相同，但同时又起到缓冲和隔离作用，以“隔离”电压采样信号的波动对驱动电路板104造成的影响，从而可以提升加热控制装置100的可靠性。在上述任一项技术方案中，优选地，温度传感器106包括辐射测温计、金属测温传感器和热敏电阻传感器中的至少一种。在该技术方案中，温度传感器106包括辐射测温计、金属测温传感器和热敏电阻传感器中的至少一种，不同温度传感器106的工作原理不同，其中，辐射测温计(包括热释电传感器、光子传感器和热电偶传感器等)支持非接触式温度检测(动态检测或静态检测)，主要用于检测700℃以下温度，金属测温传感器是基于金属的热胀冷缩原理，也即将温度变化转换为形变量或位置变化输出，另外，热敏电阻传感器基于阻值随温度线性变化测量工况温度，而由于通常为接触式检测，热敏电阻传感器通常具备最高的灵敏度。在上述任一项技术方案中，优选地，温度传感器106为辐射测温计时，辐射测温计靠近所述加热组件102的散热面设置，以根据散热面的辐射信号确定工况温度。在该技术方案中，辐射温度计检测方法为非接触测温法，根据加热组件102散热面设置的热辐射效应原理测量加热组件102的工况温度，其测量上限(可高达700℃)不受感温元件耐温程度的限制，检测响应时间短，易于快速与动态测量，但辐射温度计的灵敏度高，也极易受到环境噪声的影响，因此，通常需要额外设置降噪滤波器辅助工作。在上述任一项技术方案中，优选地，温度传感器106为金属测温传感器时，金属测温传感器靠近加热组件102设置，金属测温传感器的形变量与加热组件102的工况温度正相关或负相关。在该技术方案中，金属测温传感器属于接触式温度传感器106，金属在环境温度变化后会产生形变量或位置变化，一般设置为双金属杆进行温度检测，A金属杆的长度随着温度升高而增加，B金属杆的长度不随温度变化而变化，通常形变量(或位置变化)与温度值是正相关的，其中，形变量可以是曲率或长度等，从而检测出加热组件102的工况温度，测量精度较高。在上述任一项技术方案中，优选地，温度传感器106为热敏电阻传感器时，热敏电阻传感器嵌入于加热组件102设置，热敏电阻传感器的电阻值与加热组件102的工况温度正相关或负相关。在该技术方案中，热敏电阻传感器对温度极其敏感，不同温度下表现出不同的电阻值，正温度系数热敏电阻在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻在温度越高时电阻值越低，主要用于-200—500℃范围内的温度测量，热敏电阻传感器嵌入于加热组件102设置，根据热敏电阻传感器的电阻值与加热组件102的工况温度正相关或负相关的关系，检测加热组件102的工况温度。实施例二：图2示出了根据本实用新型的一个实施例的加热控制装置的示意框图。如图2示出了根据本实用新型的一个实施例的加热控制装置200，包括如图1所示的电阻式热盘1022、温度传感器106和电压跟随器110，图1中的驱动电路板104分设为电源板204(用于处理供电信号206)和单片机210(或其他如MCU等微型处理器)两部分，另外，电源板204与电阻式热盘1022之间通过热盘电极208实现电连接，具体地，单片机210综合供电信号的采样值与工况温度对负载信号的占空比进行调节，使得电阻式热盘1022的加热功率与目标加热功率基本一致，一方面根据预存供电信号采样值与加热功率的对应关系，准确的调节占空比，达到目标加热功率，另一方面，省去了在使用加热装置时反复检测工作环境温度确定加热的繁琐步骤，优化了电热产品功率输出的可靠性，提升了用户体验。图3示出了根据本实用新型的一个实施例的烹饪器具的示意框图。如图3示出了根据本实用新型的一个实施例的烹饪器具300，包括上述任一项技术方案限定的加热控制装置100和/或加热控制装置200，因此，该烹饪器具200具有和上述任一项技术方案限定的加热控制装置100和/或加热控制装置200的全部技术效果，在此不再赘述。图4示出了根据本实用新型的另一个实施例的加热控制方法的示意流程图。如图4示出了根据本实用新型的另一个实施例的加热控制方法，包括：步骤S402，产品(设有电阻式热盘)通市电；步骤S404，菜单功能选择，提示多种加热控制指令，确定基准加热功率的占空比D0；步骤S406，检测到用户对一种加热控制指令按下“开始”按键；步骤S408A，对输入的市电Ui采样；步骤S410A，查表确定与市电Ui对应的补偿功率对应的占空比Du；步骤S408B，采集工况温度T；步骤S410B，查表确定与温度T对应的补偿功率对应的占空比Dt；步骤412，计算占空比(或调功比)D＝Du+Dt+D0；步骤414，电阻式热盘获得与占空比对应的负载信号；步骤416，达到功能菜单的计时，停止加热。其中，基准加热功率的占空比D0为常温且市电没有波动的情况下的默认功率，基准加热功率的占空比D0可以是多个值，分别对应于不同的加热控制指令，如表1所示：表1功能选择市电Ui工况温度T基准加热功率的占空比D0煮粥220V/50Hz100℃0.9保温220V/50Hz65～85℃0.7焖饭220V/50Hz100℃0.9煲汤220V/50Hz90～100℃0.85例如，根据供电信号的采样值与占空比之间的第一对应关系，若采样值的变化量为10V，则对应的占空比Du为-0.08，根据工况温度与占空比之间的第二对应关系，若工况温度升高10℃，电阻式热盘1022的电阻值减小，则对应的占空比Dt为-0.1。以上结合附图详细说明了本实用新型的技术方案，本实用新型提出了一种加热控制装置，通过温度传感器配合加热组件设置，将温度传感器连接至驱动电路板，用于检测加热组件的工况温度，并将工况温度发送至驱动电路板，以供驱动电路板根据工况温度准确地调整加热功率对应的占空比或负载信号，从而尽可能低地减少“熔盘”或加热功率不足。以上所述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。当前第1页1 2 3