便攜式電磁爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種便攜式電磁爐，包括加熱線圈盤、主控單元和控制面板，加熱線圈盤與主控單元電連接，主控單元與控制面板電連接，還包括內(nèi)置電池組、交直流高頻轉(zhuǎn)換電路、充放電端口和充放電保護(hù)電路，充放電端口與充放電保護(hù)電路電連接，充放電保護(hù)電路與內(nèi)置電池組電連接，內(nèi)置電池組與主控單元和交直流高頻轉(zhuǎn)換電路電連接，交直流高頻轉(zhuǎn)換電路與主控單元和加熱線圈盤電連接。本發(fā)明為電磁爐設(shè)置內(nèi)置電池組，通過交直流高頻轉(zhuǎn)換電路將內(nèi)置電池組的直流電變換為交流電，當(dāng)電磁爐上放置鐵制或者含鐵鍋具時，鍋具的底部發(fā)熱。當(dāng)在室外或者停電的情況下本發(fā)明的便攜式電磁爐可以正常工作，避免了傳統(tǒng)電磁爐對工頻電源的依賴。
【專利說明】便攜式電磁爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及家用電器領(lǐng)域，特別是涉及一種不受工頻電源限制的便攜式電磁爐。

【背景技術(shù)】
[0002]電磁爐是根據(jù)電磁感應(yīng)加熱原理，利用交變電流通過線圈產(chǎn)生高頻交變磁場，磁力線經(jīng)線圈與鍋底構(gòu)成的磁回路穿透灶面作用于鍋底，在鐵質(zhì)鍋的底部產(chǎn)生感應(yīng)電流(渦流)，感應(yīng)電流使鍋體底部迅速發(fā)熱，用來加熱和烹煮食物。
[0003]電磁爐目前雖然在國內(nèi)外市場的需求量很大，千家萬戶都已習(xí)慣使用這類智能化程度高、環(huán)保、高效的微電腦電磁爐，但基本上都只能在有工頻電源作為能源的固定使用環(huán)境中使用，對工頻電源的需求限制了使用電磁爐的環(huán)境。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種便攜式電磁爐，其內(nèi)部設(shè)有內(nèi)置電池組，在沒有工頻電源的情況下內(nèi)置電池組可以為電磁爐提供電源，因此，即使在戶外或者停電的情況下也能使用電磁爐，使日常生活更加潔凈、環(huán)保。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0006]一種便攜式電磁爐，包括加熱線圈盤、主控單元和控制面板，加熱線圈盤與主控單元電連接，主控單元與控制面板電連接，還包括內(nèi)置電池組、交直流高頻轉(zhuǎn)換電路、充放電端口和充放電保護(hù)電路，充放電端口與充放電保護(hù)電路電連接，充放電保護(hù)電路與內(nèi)置電池組和主控單元電連接，內(nèi)置電池組與主控單元和交直流高頻轉(zhuǎn)換電路電連接，交直流高頻轉(zhuǎn)換電路與主控單元和加熱線圈盤電連接。在電磁爐內(nèi)設(shè)置內(nèi)置電池組，交直流高頻轉(zhuǎn)換電路將內(nèi)置電池組的直流電轉(zhuǎn)換成高頻交流電然后作用于加熱線圈盤，當(dāng)加熱線圈盤上放置鐵制或者含鐵的鍋具時，加熱線圈盤利用高頻交變電流產(chǎn)生高頻交變磁場，磁力線經(jīng)加熱線圈盤與鍋底構(gòu)成的磁回路穿透灶面作用于鍋底，在鐵質(zhì)鍋的底部產(chǎn)生感應(yīng)電流(渦流)，感應(yīng)電流使鍋體底部迅速發(fā)熱，用來加熱和烹煮食物。從而擺脫了工頻電源對電磁爐工作環(huán)境的限制。并且，本發(fā)明的便攜式電磁爐還設(shè)有充放電端口，既可以使用工頻電源為內(nèi)置電池組充電后作為能源，還可以作為內(nèi)置電池組的輸出端口為外部設(shè)備提供直流電源。
[0007]前述便攜式電磁爐中，交直流高頻轉(zhuǎn)換電路包括諧振電容Cl和電流互感器Tl，諧振電容Cl、電流互感器Tl和加熱線圈盤依次串聯(lián)。其能源由內(nèi)置電池組統(tǒng)一供電。輸出功率調(diào)整方法可以采用:脈沖移相功率調(diào)制法(PSM)即通過輸出脈沖改變兩斜對功率管信號之間的相位差來改變輸出電壓值，以達(dá)到調(diào)節(jié)功率的目的；脈沖頻率功率調(diào)制法(PFM)，就是通過輸出脈沖控制的頻率改變逆變側(cè)輸出電壓的頻率來改變負(fù)載的阻抗，從而達(dá)到調(diào)節(jié)輸出功率的目的；還可以采用脈沖密度功率調(diào)制法(PDM)，即是通過調(diào)節(jié)輸出脈沖的密度來調(diào)節(jié)輸出功率，實質(zhì)就是通過控制電路向負(fù)載輸送能量的時間來控制輸出功率。其原理是在N個調(diào)功單位內(nèi)，其中的M個單位內(nèi)逆變器向負(fù)載輸送能量，而其余的N-M個單位內(nèi)逆變器停止向負(fù)載輸送能量，負(fù)載能量以自然頻率逐漸衰減。從而達(dá)到調(diào)節(jié)功率的目的。該方法的優(yōu)點是，向負(fù)載輸送能量時，功率輸出不變，開關(guān)損耗小。易于實現(xiàn)數(shù)字化控制。根據(jù)輸出功率大小的需求，綜合采用脈沖移相功率調(diào)制法(PSM)和脈沖密度功率調(diào)制法(PDM)，最終實現(xiàn)功率大小的調(diào)節(jié)。
[0008]上述便攜式電磁爐中，充放電端口包括工頻電源端口、直流電源端口和供電端口，充放電保護(hù)電路包括升壓模塊和功率限制模塊；直流電源端口與升壓模塊和功率限制模塊電連接，升壓模塊和功率限制模塊與內(nèi)置電池組電連接；工頻電源端口和供電端口與充放電保護(hù)電路電連接。將工頻電源接入工頻電源接口，可以為內(nèi)置電池組充電然后作為電磁爐的供電電源；供電端口是內(nèi)置電池組的輸出端，可以為移動通訊設(shè)備等進(jìn)行充電；可以將蓄電池或者汽車內(nèi)的電池組接入直流電源端口，蓄電池或者汽車內(nèi)的電池組的電壓經(jīng)升壓模塊升壓后，為電磁爐的內(nèi)置電池組進(jìn)行充電，并且功率限制模塊對蓄電池或者汽車內(nèi)的電池組起到了保護(hù)作用，防止蓄電池或者汽車內(nèi)的電池及發(fā)電機(jī)等因過度放電而損壞。
[0009]還包括外置電池和/或太陽能充電板，外置電池和/或太陽能充電板與直流電源端口電連接。當(dāng)在室外或者沒有工頻電源的時候為電磁爐的正常使用了提供了更多的選擇。
[0010]本產(chǎn)品中，還包括開關(guān)電源，開關(guān)電源與內(nèi)置電池組電連接。為電磁爐的內(nèi)部電子元件提供工作電源。內(nèi)置電池組包括串聯(lián)的磷酸鐵鋰電池,磷酸鐵鋰電池重量輕、體積小、壽命長、使用安全并且耐高溫、綠色環(huán)保。內(nèi)置電池組設(shè)有電池保護(hù)板。本發(fā)明中的電池保護(hù)板采用帶電量平衡功能的電池保護(hù)專用IC(集成電路)，該IC內(nèi)置高精度電壓檢測電路和延時電路，具有采用級聯(lián)方式構(gòu)成多節(jié)電池的保護(hù)電路。
[0011 ] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明為電磁爐設(shè)置內(nèi)置電池組，通過交直流高頻轉(zhuǎn)換電路將內(nèi)置電池組的直流電變換為交流電，當(dāng)電磁爐上放置鐵制或者含鐵鍋具時，加熱線圈盤與鍋具形成回路，鍋具的底部發(fā)熱。當(dāng)在室外或者停電的情況下本發(fā)明的便攜式電磁爐可以正常工作，避免了傳統(tǒng)電磁爐對工頻電源的依賴。便攜式電磁爐上設(shè)有與內(nèi)置電池組相連的充放電端口，可以通過其為內(nèi)置電池組充電,也可以將移動通訊設(shè)備與之相連,為移動通訊設(shè)備充電，從而增強(qiáng)實用性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的一種實施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖2是本發(fā)明的另一種實施例的機(jī)構(gòu)框圖；
[0014]圖3是交直流高頻轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0015]圖4是便攜式電磁爐功率控制部分電路圖；
[0016]圖5是功率控制驅(qū)動電壓和諧振電流的波型及相位的關(guān)系圖；
[0017]圖6是充放電源端口的電路圖；
[0018]圖7是便攜式電磁爐內(nèi)部用電切換模式電路圖。
[0019]附圖標(biāo)記:1-充放電端口，2-充放電保護(hù)電路，3-內(nèi)置電池組，4-交直流高頻轉(zhuǎn)換電路，5-加熱線圈盤，6-主控單元，7-控制面板，8-報警器，9-開關(guān)電源，10-機(jī)內(nèi)電子元件，11-工頻電源端口，12-直流電源端口，13-供電端口，14-升壓模塊，15-功率限制模塊，16-驅(qū)動電路，17-電流采集裝置。

【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明的實施例:
[0021]實施例1:如圖1所示，一種便攜式電磁爐，包括加熱線圈盤5、主控單元6和控制面板7，加熱線圈盤5與主控單元6電連接，主控單元6與控制面板7電連接，還包括內(nèi)置電池組3、交直流高頻轉(zhuǎn)換電路4、充放電端口 I和充放電保護(hù)電路2，充放電端口 I與充放電保護(hù)電路2電連接，充放電保護(hù)電路2與內(nèi)置電池組3和主控單元6電連接，內(nèi)置電池組3與主控單元6和交直流高頻轉(zhuǎn)換電路4電連接，交直流高頻轉(zhuǎn)換電路4與主控單元6和加熱線圈盤5電連接。
[0022]如圖2所示，充放電端口 I包括工頻電源端口 11、直流電源端口 12和供電端口 13，充放電保護(hù)電路2包括升壓模塊14和功率限制模塊15 ;直流電源端口 12與升壓模塊14和功率限制模塊15電連接，升壓模塊14和功率限制模塊15與內(nèi)置電池組3電連接；工頻電源端口 11和供電端口 13與充放電保護(hù)電路2電連接。其中，直流電源端口的電路圖如圖6所示，采用全橋逆變的方式進(jìn)行，主控單元對內(nèi)置電池組的輸出電壓和電流進(jìn)行釆樣，可完成充電、供電、補充供電等功能，并對外置電源提供的功率進(jìn)行限制。
[0023]還包括外置電池和/或太陽能充電板，外置電池和/或太陽能充電板與直流電源端口 12電連接。
[0024]實施例2:如圖1所示一種便攜式電磁爐，包括加熱線圈盤5、主控單元6和控制面板7，加熱線圈盤5與主控單元6電連接，主控單元6與控制面板7電連接，還包括內(nèi)置電池組3、交直流高頻轉(zhuǎn)換電路4、充放電端口 I和充放電保護(hù)電路2，充放電端口 I與充放電保護(hù)電路2電連接，充放電保護(hù)電路2與內(nèi)置電池組3和主控單元6電連接，內(nèi)置電池組3與主控單元6和交直流高頻轉(zhuǎn)換電路4電連接，交直流高頻轉(zhuǎn)換電路4與主控單元6和加熱線圈盤5電連接。
[0025]如圖2所示，充放電端口 I包括工頻電源端口 11、直流電源端口 12和供電端口 13，充放電保護(hù)電路2包括升壓模塊14和功率限制模塊15 ;直流電源端口 12與升壓模塊14和功率限制模塊15電連接，升壓模塊14和功率限制模塊15與內(nèi)置電池組3電連接；工頻電源端口 11和供電端口 13與充放電保護(hù)電路2電連接。
[0026]還包括開關(guān)電源9，開關(guān)電源9與內(nèi)置電池組3電連接，為便攜式電磁爐的機(jī)內(nèi)電子元件10供電。內(nèi)置電池組3包括串聯(lián)的磷酸鐵鋰電池。
[0027]實施例3:如圖1所示，一種便攜式電磁爐，包括加熱線圈盤5、主控單元6和控制面板7，加熱線圈盤5與主控單元6電連接，主控單元6與控制面板7電連接，還包括內(nèi)置電池組3、交直流高頻轉(zhuǎn)換電路4、充放電端口 I和充放電保護(hù)電路2，充放電端口 I與充放電保護(hù)電路2電連接，充放電保護(hù)電路2與內(nèi)置電池組3和主控單元6電連接，內(nèi)置電池組3與主控單元6和交直流高頻轉(zhuǎn)換電路4電連接，交直流高頻轉(zhuǎn)換電路4與主控單元6和加熱線圈盤5電連接。
[0028]如圖2所示，充放電端口 I包括工頻電源端口 11、直流電源端口 12和供電端口 13，充放電保護(hù)電路2包括升壓模塊14和功率限制模塊15 ;直流電源端口 12與升壓模塊14和功率限制模塊15電連接，升壓模塊14和功率限制模塊15與內(nèi)置電池組3電連接；工頻電源端口 11和供電端口 13與充放電保護(hù)電路2電連接。
[0029]內(nèi)置電池組3設(shè)有電池保護(hù)板。
[0030]實施例4:一種便攜式電磁爐，包括加熱線圈盤5、主控單元6和控制面板7，加熱線圈盤5與主控單元6電連接，主控單元6與控制面板7電連接，其特征在于，還包括內(nèi)置電池組3、交直流高頻轉(zhuǎn)換電路4、充放電端口 I和充放電保護(hù)電路2，充放電端口 I與充放電保護(hù)電路2電連接，充放電保護(hù)電路2與內(nèi)置電池組3和主控單元6電連接，內(nèi)置電池組3與主控單元6和交直流高頻轉(zhuǎn)換電路4電連接，交直流高頻轉(zhuǎn)換電路4與主控單元6和加熱線圈盤5電連接。
[0031]如圖3所示，交直流高頻轉(zhuǎn)換電路4包括諧振電容Cl和電流互感器Tl，諧振電容Cl、電流互感器Tl和加熱線圈盤5依次串聯(lián)。
[0032]諧振電容Cl、電流互感器Tl和加熱線圈盤5組成串聯(lián)諧振回路，其諧振頻率為:

I
[0033]F0 =冗辰
[0034]其中，L是電流互感器Tl的電感，C是諧振電容Cl的電容。中控單元6提供的頻率也是Ftl,并且，電流互感器Tl還接有電流采集裝置17，電流采集裝置17時時采集電流互感器Tl的電流頻率脈沖信號，并將采集到的電流頻率脈沖信號反饋給主控單元6，主控單元6實時跟蹤電流互感器Tl的頻率，使主控單元6提供的電流頻率與諧振電容Cl、電流互感器Tl和加熱線圈盤5的諧振頻率Ftl保持同步。本實施例中，驅(qū)動功率級由四個大功率縱向場效應(yīng)管Ql、Q2、Q3和Q4組成，通過連接主控單元6的四個驅(qū)動電路16進(jìn)行驅(qū)動，通電后在諧振回路形成類似于正弦波的電路，見圖5，在加熱線圈盤5上產(chǎn)生渦流，當(dāng)加熱線圈盤5上放置鐵質(zhì)鍋具時，加熱線圈盤5對鍋具的底部進(jìn)行加熱。
[0035]由于電磁爐在啟動時，負(fù)載還沒有電流，無法進(jìn)行頻率跟蹤，所以必須先依靠他激信號使電源正常啟動，當(dāng)反饋電流達(dá)到一定幅值后再轉(zhuǎn)化為自激狀態(tài)。
[0036]本方案在系統(tǒng)啟動時先通過中控單元6產(chǎn)生20kHz至50kHz的掃頻信號，然后不斷檢測負(fù)載電流有效值反饋，當(dāng)反饋電流有效值高于閥值時(該環(huán)節(jié)也完成開機(jī)鍋檢過程)，跳出掃頻程序進(jìn)入到數(shù)字鎖相環(huán)程序，使模塊工作在自激狀態(tài)。
[0037]工作原理:本便攜式電磁爐的控制面板7采用觸摸感應(yīng)式面板，通過控制面板7調(diào)控電磁爐的功率，其控制功率部分電路圖如圖4所示。通過LED數(shù)碼顯示器顯示運行狀態(tài)。當(dāng)沒有工頻電源的情況下，內(nèi)置電池組3為加熱線圈盤5供電，交直流高頻轉(zhuǎn)換電路4將內(nèi)置電池組3的直流電變換為高頻的交流電，從而滿足加熱線圈盤5的電源需求。主控單元6實時檢測電磁爐的工作狀態(tài)，當(dāng)電磁爐的運行狀態(tài)異常時，主控單元6控制報警器8報警。當(dāng)外部有工頻電源時，將工頻電源接入工頻電源端口 11，工頻電源為內(nèi)置電池組3進(jìn)行充電的同時還可為加熱線圈盤5的正常運行供電，其模式控制電路圖如圖7所示。當(dāng)直流電源端口 12接有外接電源或者太陽能電池板時，升壓模塊14將外接電源或者太陽能電池板提供的電源提升至預(yù)設(shè)電壓值，為內(nèi)置電池組3進(jìn)行充電，或作為內(nèi)置電池組3的能量補充，一同為加熱線圈盤5的正常運行供電。直流電源端口的電路圖如圖6所示，采用全橋逆變的方式進(jìn)行，主控單元對內(nèi)置電池組及外供電源的輸出電壓和電流進(jìn)行釆樣，可完成充電、供電、補充供電等功能，并對外置電源提供的功率進(jìn)行限制。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式電磁爐，包括加熱線圈盤(5)、主控單元(6)和控制面板(7)，加熱線圈盤(5)與主控單元(6)電連接，主控單元(6)與控制面板(7)電連接，其特征在于，還包括內(nèi)置電池組(3)、交直流高頻轉(zhuǎn)換電路(4)、充放電端口(I)和充放電保護(hù)電路(2)，充放電端口⑴與充放電保護(hù)電路⑵電連接，充放電保護(hù)電路⑵與內(nèi)置電池組⑶和主控單元(6)電連接，內(nèi)置電池組(3)與主控單元(6)和交直流高頻轉(zhuǎn)換電路(4)電連接，交直流高頻轉(zhuǎn)換電路(4)與主控單元(6)和加熱線圈盤(5)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式電磁爐，其特征在于，交直流高頻轉(zhuǎn)換電路(4)包括諧振電容Cl和電流互感器Tl，諧振電容Cl、電流互感器Tl和加熱線圈盤(5)依次串聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式電磁爐，其特征在于，充放電端口(I)包括工頻電源端口(11)、直流電源端口(12)和供電端口(13)，充放電保護(hù)電路(2)包括升壓模塊(14)和功率限制模塊(15);直流電源端口(12)與升壓模塊(14)和功率限制模塊(15)電連接，升壓模塊(14)和功率限制模塊(15)與內(nèi)置電池組(3)電連接；工頻電源端口(11)和供電端口(13)與充放電保護(hù)電路(2)電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式電磁爐，其特征在于，還包括外置電池和/或太陽能充電板，外置電池和/或太陽能充電板與直流電源端口(12)電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式電磁爐，其特征在于，還包括開關(guān)電源(9)，開關(guān)電源(9)與內(nèi)置電池組(3)電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的便攜式電磁爐，其特征在于，內(nèi)置電池組(3)包括串聯(lián)的磷酸鐵鋰電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式電磁爐，其特征在于，內(nèi)置電池組(3)設(shè)有電池保護(hù)板。
【文檔編號】F24C7/00GK104180403SQ201410471441
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】孔凡榮 申請人:孔凡榮