專利名稱：燒烤管的控制裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及燒烤管控制技術，尤其涉及一種燒烤管的控制裝置及方法。
背景技術：
一般來講，微波爐是利用電能通過磁控管產生超短波，并將超短波照射在食物等被加熱物上的一種裝置。然而在消費者需求的帶動下，目前的微波爐中除了磁控管外，還設置了加熱器、燒烤管等加熱源，以提供更豐富的料理功能。帶燒烤功能的微波爐通常是在烹調室的頂部設置燒烤管，同時配合烹調室內部設置的燒烤架，來向食物提供充足熱量。出于加熱不同食物以及適于食物不同加熱階段的需要，對上述燒烤管還提出了功率控制的需求。目前常見的燒烤管控制大多通過串電阻調壓的方式或者通過控制燒烤管通斷時間的方式來改變燒烤管的功率。然而，這兩種方式都存在一定的缺點對于串電阻調壓，雖然能改變燒烤管兩端的電壓，但電阻上消耗了一定的電能，不僅不利于節(jié)能，而且電阻發(fā)熱易損壞，電路也不穩(wěn)定；對于后一種方式，只通過控制烤管的通斷，實質上并沒有改變加在烤管兩端的電壓值，從而無法真正改變燒烤管的光輻射波長及工作效率，因此不利于控制食物的燒烤程度，容易發(fā)生類似烤焦的情況。并且，對于食物由生至熟的不同加熱階段，需要的溫度也不一樣，上述普通的控制方式也無法實現分階段加熱的溫度控制。

發(fā)明內容
本發(fā)明的實施例旨在提供一種燒烤管的控制裝置及方法，以解決本領域普通控制方式存在的上述問題。為實現上述目的，本發(fā)明的實施例提供了一種功率控制裝置，包括脈寬調制單元，連接至燒烤管，用于對所述燒烤管兩端的輸入電壓進行電壓調制；加熱定時單元，連接在所述燒烤管與所述脈寬調制單元之間，用于將待加熱食物的總加熱時間分為多個加熱時間段，且在由先至后進入的各個加熱時間段內，觸發(fā)所述脈寬調制單元以依次降低的目標電壓對所述燒烤管兩端的輸入電壓進行電壓調制；溫度監(jiān)控單元，連接至所述燒烤管，用于在所述燒烤管以電壓調制后得到的工作電壓對所述待加熱食物進行加熱的過程中，監(jiān)控所述待加熱食物的當前溫度，且在所述當前溫度達到預設的目標溫度時使所述燒烤管關斷。本發(fā)明的實施例還提供一種燒烤管功率控制方法，包括以下步驟SI.將待加熱食物的總加熱時間分為多個加熱時間段，且在由先至后的所述多個加熱時間段內，以依次降低的目標電壓對燒烤管兩端的輸入電壓進行電壓調制； S2.在所述燒烤管以電壓調制后得到的工作電壓對所述待加熱食物進行加熱的過程中，監(jiān)控所述待加熱食物的當前溫度，且在所述當前溫度達到預設的目標溫度時使所述燒烤管關斷。由上述技術方案可知，本發(fā)明實施例提供的功率控制裝置及方法可以實現分階段對燒烤管的工作功率進行階梯式的電壓調制，從而滿足食物不同加熱階段的需要，不僅能夠防止食物烤生或烤焦，而且能夠節(jié)約能源。


圖I為本發(fā)明燒烤管功率控制裝置的實施例功能框圖；圖2為本發(fā)明燒烤管功率控制裝置中脈寬調制部分的實施例電路圖；圖3為本發(fā)明燒烤管功率控制裝置中過零檢測和中斷觸發(fā)部分的實施例電路圖；圖4為本發(fā)明燒烤管功率控制方法的實施例一流程圖；圖5為本發(fā)明燒烤管功率控制方法的實施例二流程圖；
圖6為圖5所示實施例中過零檢測、中斷觸發(fā)以及脈寬調制部分的處理流程圖；圖7為圖5所示實施例中過零檢測、中斷觸發(fā)以及脈寬調制部分的波形示意圖。
具體實施例方式下面將詳細描述本發(fā)明的具體實施例。應當注意，這里描述的實施例只用于舉例說明，并不用于限制本發(fā)明。圖I為本發(fā)明燒烤管功率控制裝置的實施例功能框圖，如圖所示，本實施例的燒烤管功率控制裝置，包括脈寬調制單元11、加熱定時單元12及溫度監(jiān)控單元13。其中，脈寬調制單元11用于對燒烤管10兩端的輸入電壓進行電壓調制；加熱定時單元12用于將待加熱食物的總加熱時間分為多個加熱時間段，且在由先至后進入的各個加熱時間段內，觸發(fā)脈寬調制單元11以依次降低的目標電壓對燒烤管10兩端的輸入電壓進行電壓調制；溫度監(jiān)控單元13則用于在燒烤管10以電壓調制后得到的工作電壓對待加熱食物進行加熱的過程中，監(jiān)控待加熱食物的當前溫度，且在當前溫度達到預設的目標溫度時使燒烤管10關斷。進一步，在一個實施例中，上述脈寬調制單元11可以包括可控硅111及脈沖調制發(fā)生器112。其中可控硅111連接在交流市電電源20與燒烤管10之間，且可控硅111的控制端連接至脈沖調制發(fā)生器112的輸出端；脈沖調制發(fā)生器112則用于產生輸出至可控硅111的控制端的脈沖，以控制可控硅111的導通時間。在一個實施例中，本發(fā)明燒烤管功率控制裝置的脈寬調制部分電路如圖2所示，其中在串聯(lián)連接的燒烤管Gr i 11與交流市電電源AC220V兩端連接有可控硅BCR25R，其用于控制交流市電電源AC220V所輸出交流電的導通角。該電路是通過脈沖調制發(fā)生器的PWM_input端高低電平的變化，控制可控硅BCR25R的可控端電位高低，來控制可控硅BCR25R的導通時間，進而達到控制交流電導通角的目的，最終能夠實現調整O 220V的輸出電壓。就圖2需要說明的是，本實施例中采用脈寬調制的各部件對本領域普通技術人員來說可輕易理解，且圖中也給出了優(yōu)選的參數取值，因此此處不一一贅述。進一步，在一個實施例中，燒烤管功率控制裝置還可以包括中斷發(fā)生電路14及過零檢測電路15。其中，中斷發(fā)生電路14連接至脈沖調制發(fā)生器112的輸入端，用于產生輸出至脈沖調制發(fā)生器112的中斷信號，該中斷信號用于觸發(fā)脈沖調制發(fā)生器112產生上述脈沖；過零檢測電路15則與交流市電電源20及中斷發(fā)生電路14連接，用于在檢測到交流市電電源電壓小于預設閾值(在一個實施例中,例如為O. 7v)時，觸發(fā)中斷發(fā)生電路14產生上述中斷信號。通過設置過零檢測電路15及中斷發(fā)生電路14，可以排除交流頻率的干擾，使脈沖調制發(fā)生器112的脈沖發(fā)生頻率與交流市電的頻率保持同步，能隨后者的變化而變化，從而保證電壓調制更為穩(wěn)定、準確。在一個實施例中，本發(fā)明燒烤管功率控制裝置的過零檢測和中斷發(fā)生部分的電路如圖3所示，其中過零檢測電路包括一個雙向發(fā)光二極管及相應的驅動電路，只有當市電電壓幅值小于O. 7V時，ICOlM不導通，INTO端出現低電平產生中斷，其他時間INTO均不發(fā)中斷。中斷輸出調制的PWM脈沖，輸出至圖2所示實施例中PWMjnput端。進一步，在由先至后進入的各個加熱時間段內，脈沖調制發(fā)生器112在收到中斷后是以依次增加的脈沖延時觸發(fā)時間來產生脈沖，以此控制可控硅的導通時間，從而實現調制出依次降低的目標電壓的目的。
在一個實施例中，燒烤管功率控制裝置還可以包括加熱時間確認單元16，其用于根據待加熱的食物的總重量、加熱時間段的個數、以及各個加熱時間段內對食物重量與加熱時間之間進行換算的已知經驗系數來確定上述實施例中所需的總加熱時間。進一步，在一個實施例中，可以根據以下公式(I)來確定總加熱時間；Tsum = Σ (an*Weight+bn) ；(I)其中，Tsum為總加熱時間，η的取值范圍為[1，m]內的整數，m為加熱時間段的個數，an、bn則為各個加熱時間段內對食物重量與加熱時間之間進行換算的已知經驗系數。本發(fā)明的實施例還提出一種燒烤管功率控制方法，如圖4所示，在一個實施例，該方法包括以下步驟S0.在交流市電電源與燒烤管之間設置可控硅，且可控硅的控制端連接至脈沖調制發(fā)生器；脈沖調制發(fā)生器通過其輸出端產生輸出至可控硅的控制端的脈沖，以控制可控娃的導通時間； 在一個實施例中，該步驟還包括設置與交流市電電源連接的過零檢測電路以及與脈沖調制發(fā)生器的輸入端連接的中斷發(fā)生電路；所述過零檢測電路在檢測到交流市電電源電壓小于預設閾值(在一個實施例中，例如為O. 7v)時，觸發(fā)中斷發(fā)生電路產生輸出至脈沖調制發(fā)生器的中斷信號，該中斷信號則用于觸發(fā)脈沖調制發(fā)生器產生脈沖。S00.根據待加熱的食物的總重量、加熱時間段的個數、以及各個加熱時間段內對食物重量與加熱時間之間進行換算的已知經驗系數來確定所述總加熱時間；在一個實施例中，本步驟具體可以根據以下公式⑴來確定總加熱時間；Tsum = Σ (an*Weight+bn) ；(I)其中，Tsum為總加熱時間，η的取值范圍為[1，m]內的整數，m為加熱時間段的個數，an、bn則為各個加熱時間段內對食物重量與加熱時間之間進行換算的已知經驗系數。SI.將待加熱食物的總加熱時間分為多個加熱時間段，且在由先至后的多個加熱時間段內，以依次降低的目標電壓對燒烤管兩端的輸入電壓進行電壓調制。在由先至后進入的各個加熱時間段內，脈沖調制發(fā)生器在收到步驟SO中提及的中斷信號后是經過依次增加的脈沖延時觸發(fā)時間之后才產生所述脈沖，從而實現調制出依次降低的目標電壓的目的。S2.在燒烤管以電壓調制后得到的工作電壓對待加熱食物進行加熱的過程中，監(jiān)控待加熱食物的當前溫度，如果當前溫度達到預設的目標溫度則使燒烤管關斷。
進一步，在一個實施例中，上述實施例的燒烤管功率控制方法可以通過如圖5所示的流程來實現，如圖所示，該流程包括以下步驟S501、采集所放入食物的總重量；S502、根據所采集的食物總重量計算加熱總時間；在一個實施例中，通過步驟S501采集到食物總重量后，便可以由該總重量的值Weight以及已知的多組經驗系數士、1^來根據上述公式⑴得到加熱總時間T·。S503、接通燒烤管，同時初始化脈沖調制發(fā)生器的輸入端口，并啟動加熱計時器對待加熱食物的加熱時間t開始計時；S504.判斷t是否小于總加熱時間Tsum的30%，如果是，則設置脈沖延時觸發(fā)時間為TP1，否則轉步驟S505 ；S505.判斷t是否小于總加熱時間Tsum的50%，如果是，則設置脈沖延時觸發(fā)時間為TP2，否則轉步驟S506 ；S506.判斷t是否小于總加熱時間Tsum的70%，如果是，則設置脈沖延時觸發(fā)時間為TP3，否則設置脈沖延時觸發(fā)時間時間為TP4并轉步驟S507 ；S507.判斷t是否達到總加熱時間Tsum的100%，如果是，則使所述燒烤機關斷；否則一直執(zhí)行本步驟的判斷操作；由步驟S504 S507可以看出，本實施例中將食物的加熱總時間Tsum分成了 O 30%、30% 50%、50% 70%以及70% 100%這四個階段，且這四個階段中對應的由脈沖調制發(fā)生器控制的脈沖延時觸發(fā)時間TP1 TP4依次增大。并且在一個實施例中，TP1 TP4 依次采用 I. 14ms,2. 37,3. 97ms,4. 95ms，從而依次對應大約 220V、209V、166V、131. 5V 的目標電壓，該目標電壓便是燒烤管的工作電壓。由此便實現了通過電壓調制來分階段控制調整燒烤管功率的目的，從而能夠很好地滿足食物不同加熱階段的需求。繼續(xù)，在本實施例中，燒烤管以電壓調制后得到的工作電壓對待加熱食物進行加熱的過程，也一直伴隨著對待加熱食物當前所到達溫度的監(jiān)控，如后續(xù)步驟所述。S508.判斷當前溫度是否小于目標溫度減去第一溫度調節(jié)因子后的差值，如果是則使燒烤管接通，否則轉步驟S509 ；S509.判斷當前溫度是否大于目標溫度加上第二溫度調節(jié)因子后的和值，如果是則使燒烤管關斷。當然，也可以根據實際使用情況來改變步驟S508 S509的目標溫度判斷操作。例如，可以將兩個步驟省略為前述實施例步驟S2的判斷，即一旦達到或超過預設目標溫度 時，即使燒烤管關斷，從而起到防止食物烤焦的作用。圖5中顯示步驟S508和S509是插于步驟S506與S507之間，然而可以理解，步驟S508和S509的溫度監(jiān)控伴隨整個加熱計時階段進行的，其對于步驟S504 S507的分階段加熱過程來說實際上不存在先后順序。進一步，通過步驟S508和S509對食物當前溫度的監(jiān)控，可以進一步保證對食物加熱過程的全面控制，能夠防止食物出現過生或烤焦的情況。在一個實施例中，上兩個步驟提及的第一、第二溫度調節(jié)因子可以根據具體情況設置，可以不同，也可以相同，例如都為5°C。進一步，在圖5所示實施例流程的步驟S504 S506的脈沖延時觸發(fā)時間設置過程，可以通過圖6所示的流程來表示。如圖6所示，其顯示的過零檢測、中斷觸發(fā)以及電壓調制流程包括以下步驟S601、過零檢測電路對交流市電的輸出進行檢測，在檢測到該輸出小于預設閾值時觸發(fā)中斷發(fā)生電路；在一個實施例中，本步驟所述的預設閾值為O. 7v。S602、中斷發(fā)生電路觸發(fā)中斷，輸出高電平至脈沖調制發(fā)生器的輸入端，觸發(fā)后者發(fā)出脈沖；S603、啟動脈沖延時觸發(fā)計時器，且該脈沖延時觸發(fā)計時器以預設的步進時間值累加計時；S604、判斷脈沖延時觸發(fā)計時器是否達到當前所設置的脈沖延時觸發(fā)時間，如果是則轉入步驟S605，否則回到步驟S603 ；
結合參考圖5所示的流程，例如，如果是在步驟S505中，也即在加熱總時間的第二階段(30% 50% )，脈沖調制發(fā)生器受到中斷發(fā)生電路的中斷觸發(fā)，則此時相應的脈沖延時觸發(fā)時間就應該是TP2。圖7為與上述第二階段對應地過零檢測、中斷觸發(fā)以及電壓調制的波形示意圖，如圖所示，脈沖調制發(fā)生器收到中斷信號觸發(fā)后是經過脈沖延時觸發(fā)時間TP2后才產生脈沖，以此來控制可控硅的導通時間，圖中輸入電壓波形的虛線部分即表示可控硅不導通時燒烤管的兩端沒有加載輸入電壓，實線部分則表示可控硅導通時燒烤管兩端加載有輸入電壓，以此來實現電壓調制。進而可以理解，在由先至后進入的各加熱時段內，通過設置依次增加的脈沖延時觸發(fā)時間，一個電壓周期內可控硅的導通時間依次降低，從而實現調制出依次降低的目標電壓的目的。如之前步驟S508所述，在一個實施例中，TP1 TP4 依次采用 I. 14ms,2. 37,3. 97ms,4. 95ms，從而依次對應大約 220V、209V、166V、131. 5V 的目標電壓，該目標電壓便是燒烤管的工作電壓。S605、將脈沖調制發(fā)生器的輸入端置為低電平；相應地，可控硅的控制端也被置為低電平，從而不再導通，至此便完成一個脈沖的電壓調制周期。直到交流電壓下一次低于預設閾值而經由過零檢測電路、中斷發(fā)生電路觸發(fā)脈沖調制發(fā)生器產生脈沖時，便開始新的一次電壓調制周期。由此便實現了脈沖調制發(fā)生器與交流市電頻率的同步，使得本實施例的脈寬電壓調制排除了市電頻率的干擾，從而更加穩(wěn)定、準確。雖然已參照幾個典型實施例描述了本發(fā)明，但應當理解，所用的術語是說明和示例性、而非限制性的術語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實施而不脫離發(fā)明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限于任何前述的細節(jié)，而應在隨附權利要求所限定的精神和范圍內廣泛地解釋，因此落入權利要求或其等效范圍內的全部變化和改型都應為隨附權利要求所涵蓋。
權利要求
1.一種功率控制裝置，包括 脈寬調制單元，連接至燒烤管，用于對所述燒烤管兩端的輸入電壓進行電壓調制； 加熱定時單元，連接在所述燒烤管與所述脈寬調制單元之間，用于將待加熱食物的總加熱時間分為多個加熱時間段，且在由先至后進入的各個加熱時間段內，觸發(fā)所述脈寬調制單元以依次降低的目標電壓對所述燒烤管兩端的輸入電壓進行電壓調制； 溫度監(jiān)控單元，連接至所述燒烤管，用于在所述燒烤管以電壓調制后得到的工作電壓 對所述待加熱食物進行加熱的過程中，監(jiān)控所述待加熱食物的當前溫度，且在所述當前溫度達到預設的目標溫度時使所述燒烤管關斷。
2.如權利要求I所述的功率控制裝置，其中所述脈寬調制單元包括可控硅及脈沖調制發(fā)生器； 所述可控硅連接在交流市電電源與燒烤管之間，且所述可控硅的控制端連接至所述脈沖調制發(fā)生器的輸出端； 所述脈沖調制發(fā)生器通過其輸出端產生輸出至所述可控硅的控制端的脈沖，以控制所述可控娃的導通時間。
3.如權利要求2所述的功率控制裝置，其中，還包括中斷發(fā)生電路及過零檢測電路； 所述中斷發(fā)生電路連接至所述脈沖調制發(fā)生器的輸入端，用于產生輸出至所述脈沖調制發(fā)生器的中斷信號，所述中斷信號用于觸發(fā)所述脈沖調制發(fā)生器產生所述脈沖；且在由先至后進入的各個所述加熱時間段內，所述脈沖調制發(fā)生器收到所述中斷信號后是以依次增加的脈沖延時觸發(fā)時間產生所述脈沖； 所述過零檢測電路連接在所述交流市電電源與所述中斷發(fā)生電路之間，用于在檢測到所述交流市電電源電壓小于預設閾值時，觸發(fā)所述中斷發(fā)生電路產生所述中斷信號。
4.如權利要求I 3任一項所述的功率控制裝置，其中，還包括加熱時間確認單元，所述加熱時間確認單元連接在所述加熱定時單元與所述燒烤管之間，用于根據待加熱的食物的總重量、加熱時間段的個數、以及各個加熱時間段內對食物重量與加熱時間之間進行換算的已知經驗系數來確定所述總加熱時間。
5.一種燒烤管功率控制方法，包括以下步驟 51.將待加熱食物的總加熱時間分為多個加熱時間段，且在由先至后的所述多個加熱時間段內，以依次降低的目標電壓對燒烤管兩端的輸入電壓進行電壓調制； 52.在所述燒烤管以電壓調制后得到的工作電壓對所述待加熱食物進行加熱的過程中，監(jiān)控所述待加熱食物的當前溫度，且在所述當前溫度達到預設的目標溫度時使所述燒烤管關斷。
6.如權利要求5所述的燒烤管功率控制方法，其中，所述步驟SI之前還包括 SO.在交流市電電源與所述燒烤管之間設置可控硅，且所述可控硅的控制端連接至脈沖調制發(fā)生器的輸出端；所述脈沖調制發(fā)生器通過其輸出端產生輸出至所述可控硅的控制端的脈沖，以控制所述可控硅的導通時間。
7.如權利要求6所述的燒烤管功率控制方法，其中，所述步驟SO還包括 設置與所述交流市電電源連接的過零檢測電路以及與所述脈沖調制發(fā)生器的輸入端連接的中斷發(fā)生電路； 所述過零檢測電路在檢測到所述交流市電電源電壓小于預設閾值時，觸發(fā)所述中斷發(fā)生電路產生輸出至所述脈沖調制發(fā)生器的中斷信號，所述中斷信號用于觸發(fā)所述脈沖調制發(fā)生器產生所述脈沖；且在由先至后進入的各個所述加熱時間段內，所述脈沖調制發(fā)生器收到所述中斷信號后是以依次增加的脈沖延時觸發(fā)時間產生所述脈沖。
8.如權利要求7所述的燒烤管功率控制方法，其中，所述步驟SI具體包括 接通所述燒烤管并初始化所述脈沖調制發(fā)生器，啟動加熱計時器對所述待加熱食物的加熱時間t開始計時； 判斷t是否小于總加熱時間Tsum的30%，如果是，則設置所述脈沖延時觸發(fā)時間為TP1,否則進入下一步驟； 判斷t是否小于總加熱時間Tsum的50%，如果是，則設置所述脈沖延時觸發(fā)時間為TP2,否則進入下一步驟； 判斷t是否小于總加熱時間Tsum的70%，如果是，則設置所述脈沖延時觸發(fā)時間為TP3,否則設置所述脈沖延時觸發(fā)時間為TP4并進入下一步驟； 判斷t是否達到總加熱時間Tsum的100%，如果是，則使所述燒烤機關斷；其中，TP1 < TP2 < TP3 < TP4。
9.如權利要求7所述的燒烤管功率控制方法，其中，步驟S2中的所述監(jiān)控具體包括 判斷所述當前溫度是否小于所述目標溫度減去第一溫度調節(jié)因子后的差值，如果是則使所述燒烤管接通，否則進入下一步驟； 判斷所述當前溫度是否大于所述目標溫度加上第二溫度調節(jié)因子后的和值，如果是則使所述燒烤管關斷。
10.如權利要求5 9任一項所述的燒烤管功率控制方法，其中，所述步驟SI之前還包括 S00.根據待加熱的食物的總重量、加熱時間段的個數、以及各個加熱時間段內對食物重量與加熱時間之間進行換算的已知經驗系數來確定所述總加熱時間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燒烤管功率控制方法，包括以下步驟S1.將待加熱食物的總加熱時間分為多個加熱時間段，且在由先至后的所述多個加熱時間段內，以依次降低的目標電壓對燒烤管兩端的輸入電壓進行電壓調制；S2.在所述燒烤管以電壓調制后得到的工作電壓對所述待加熱食物進行加熱的過程中，監(jiān)控所述待加熱食物的當前溫度，且在所述當前溫度達到預設的目標溫度時使所述燒烤管關斷。本發(fā)明還相應公開一種燒烤管功率控制裝置。本發(fā)明實施例提供的燒烤管功率控制裝置及方法可以實現分階段對燒烤管的工作功率進行準確的電壓調制，從而滿足食物不同加熱階段的需要，不僅能夠防止食物烤生或烤焦，而且能夠節(jié)約能源。
文檔編號F24C7/08GK102644951SQ201110042489
公開日2012年8月22日 申請日期2011年2月22日 優(yōu)先權日2011年2月22日
發(fā)明者余婷婷, 冉蓉, 齊靜明 申請人:樂金電子(天津)電器有限公司