本發(fā)明涉及電磁加熱控制技術(shù)，尤其是一種大功率商用電磁灶及電磁灶的功率控制方法。

背景技術(shù)：

一般電磁灶加熱系統(tǒng)，輸入電源經(jīng)過整流濾波后，將與鍋底線盤及諧振電容、igbt組成串聯(lián)諧振回路。一般通過熱敏電阻或熱電偶來檢測(cè)鍋底溫度。通過檢測(cè)出來溫度對(duì)比設(shè)定值。當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，關(guān)斷電磁加熱系統(tǒng)停止加熱，來調(diào)節(jié)加熱鍋體的溫度。當(dāng)鍋體溫度停于設(shè)定溫度一定值時(shí)，再啟動(dòng)電磁加熱系統(tǒng)。為避免電磁加熱系統(tǒng)開停頻率過高，電磁開啟溫度一般低于設(shè)定值1～3℃。加上傳感器遲后性，對(duì)于用于大功率電磁爐，這種電磁爐控溫方式存在被控制加熱鍋體溫幅偏差大，特別是200～300℃高溫加熱時(shí)偏差達(dá)30～50℃，不能達(dá)到用戶對(duì)精準(zhǔn)控制溫度要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種大功率商用電磁灶及功率控制方法，旨在至少在一定程度上解決上述的技術(shù)問題之一。

一種大功率商用電磁灶的功率控制方法，其包括步驟：

通過第一/第二溫度傳感器檢測(cè)鍋具第一/第二底部區(qū)域的溫度，將溫度采樣值發(fā)給微控制器，由微控制器對(duì)第一溫度傳感器/第二溫度傳感器輸出的溫度采樣值進(jìn)行篩選處理，獲得鍋具第一/第二底部區(qū)域的即時(shí)溫度；

微控制器分別判斷鍋具第一/第二底部區(qū)域的即時(shí)溫度與預(yù)設(shè)工作溫度的大??；

若鍋具第一/第二底部區(qū)域的即時(shí)溫度小于預(yù)設(shè)工作溫度，微控制器使pwm調(diào)制電路輸出的第一/第二pwm信號(hào)頻率增加，提高內(nèi)環(huán)線圈盤l1/外環(huán)線圈盤l2的加熱功率從而使鍋具第一/第二底部區(qū)域的溫度升高至預(yù)設(shè)工作溫度；

若鍋具第一/第二底部區(qū)域的即時(shí)溫度大于預(yù)設(shè)工作溫度，微控制器使pwm調(diào)制電路輸出的第一/第二pwm信號(hào)頻率減小，降低內(nèi)環(huán)線圈盤/外環(huán)線圈盤的加熱功率從而使鍋具第一/第二底部區(qū)域的溫度降低至預(yù)設(shè)工作溫度。

其中，當(dāng)鍋具第一/第二底部區(qū)域的即時(shí)溫度等于預(yù)設(shè)工作溫度時(shí)，使內(nèi)環(huán)線圈盤/外環(huán)線圈盤進(jìn)入保溫模式。

其中，內(nèi)環(huán)線圈盤/外環(huán)線圈盤進(jìn)入保溫模式后，使內(nèi)環(huán)線圈盤/外環(huán)線圈盤維持進(jìn)入保溫模式之前的工作模式進(jìn)行加熱。

其中，內(nèi)環(huán)線圈盤/外環(huán)線圈盤進(jìn)入保溫模式后，pwm調(diào)制電路按預(yù)設(shè)頻率輸出第一/第二pwm信號(hào)分別使內(nèi)環(huán)線圈盤/外環(huán)線圈盤的保持恒功率工作。

其中，由微控制器對(duì)溫度采樣值進(jìn)行篩選處理獲得鍋具第一/第二底部區(qū)域的即時(shí)溫度具體包括：

步驟s11.在一個(gè)采樣周期內(nèi)，第一/第二溫度傳感器在鍋具第一/第二底部區(qū)域連續(xù)采集n個(gè)溫度采樣值a1、a2、a3、……和an，n為大于5的自然數(shù)；

步驟s12.微控制器先將采樣值求合算出其平均值ax，(a1+a2+a3+a4+……an)/n＝ax，再將平均值ax減去a1的差值x1，ax減去a2的差值x2，ax與a3的差值x3……ax與an的差值，判斷這些差值x1、x2、x3……是否在允許值內(nèi)，刪除與平均值ax之差超出允許值的各個(gè)溫度采樣值；

步驟s13.將與平均值ax之差不超出允許值的剩余各個(gè)溫度采樣值，重復(fù)步驟s12，直到最終剩下的各個(gè)溫度采樣值，與這些最終剩下的各個(gè)溫度采樣值的平均值ay之差都不超過預(yù)設(shè)的允許值，則微控制器將平均值ay作為當(dāng)前鍋具第一/第二底部區(qū)域的即時(shí)溫度。

其中，當(dāng)微控制器判斷當(dāng)前采樣周期內(nèi)鍋具第一/第二底部區(qū)域的即時(shí)溫度小于上一個(gè)采樣周期即時(shí)溫度且兩者差值超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)，微控制器給pwm調(diào)制電路發(fā)送一個(gè)攜帶補(bǔ)償值ka的溫度補(bǔ)償信號(hào)，使得從下時(shí)刻開始pwm調(diào)制電路輸出的第一/第二pwm信號(hào)頻率相比當(dāng)前頻率提高到1+ka倍，使內(nèi)環(huán)線圈盤/外環(huán)線圈盤的輸出功率快速增加，從而使鍋具第一/第二底部區(qū)域的溫度快速調(diào)整至預(yù)設(shè)工作溫度。

一種大功率商用電磁灶，至少包括：電源模塊，逆變電路，鍋具，分別位于鍋具第一、第二底部區(qū)域下方的內(nèi)環(huán)線圈盤和外環(huán)線圈盤，含有內(nèi)環(huán)線圈盤及鍋具的第一lc諧振電路，含有外環(huán)線圈盤及鍋具的第二lc諧振電路，分別驅(qū)動(dòng)第一、第二lc諧振電路工作的第一、第二驅(qū)動(dòng)電路，輸出第一、第二pwm信號(hào)至第一、第二驅(qū)動(dòng)電路的pwm調(diào)制電路，用于對(duì)鍋具第一、第二底部區(qū)域進(jìn)行溫度測(cè)量的第一、第二溫度傳感器，以及連接第一、第二溫度傳感器和pwm調(diào)制電路的微控制器，該電磁灶使用了如上所述的功率控制方法。

其中，該第一/第二溫度傳感器均為熱敏電阻或熱電偶且設(shè)置在鍋具的底部。

其中，該微控制器為單片機(jī)或dsp控制器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明的電磁灶采用雙線圈盤，好處在于：內(nèi)環(huán)線圈盤l1、外環(huán)線圈盤l2可獨(dú)立控制獨(dú)立工作。比如烹飪物較少位于鍋底中央時(shí)，對(duì)應(yīng)于內(nèi)環(huán)線圈盤l1所在的鍋具第一底部區(qū)域，此時(shí)，可以僅讓內(nèi)環(huán)線圈盤l1工作從而達(dá)到節(jié)能目的。又如，由于商用電磁灶的規(guī)格較大，所采用的鍋具尺寸也較大，單一線圈盤給鍋具加熱時(shí)，容易出現(xiàn)鍋具的邊緣區(qū)域與中央?yún)^(qū)域的即時(shí)溫度相差較大的缺陷，故本發(fā)明采用內(nèi)環(huán)線圈盤l1、外環(huán)線圈盤l2分別控制，當(dāng)內(nèi)環(huán)線圈盤l1達(dá)到預(yù)設(shè)工作溫度進(jìn)入保溫模式后，仍可以使外環(huán)線圈盤l2繼續(xù)加熱確保鍋具的外環(huán)區(qū)域(第二底部區(qū)域)也達(dá)到預(yù)設(shè)工作溫度，從而確保了鍋具內(nèi)部各區(qū)域溫度的一致性，為確保烹飪效果及提高烹飪效率提供了實(shí)現(xiàn)條件。另外，通過對(duì)第一/第二溫度傳感器的篩選處理，從而減小了誤差，可以準(zhǔn)確獲得鍋具底部的即時(shí)溫度，為基于溫度對(duì)電磁灶的工作狀態(tài)控制提供了先決條件。并且，通過本發(fā)明可以控制電磁灶在相應(yīng)的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行保溫，可以更好地滿足用戶的烹飪需求，提高烹飪效率及烹飪效果。另外，該方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且方便用戶使用，可以廣泛用于各種基于電磁加熱的器具之中，具有適應(yīng)性好、推廣運(yùn)用前景佳的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電磁灶的

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電磁灶的控制方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，以內(nèi)環(huán)線圈盤l1和外環(huán)線圈盤l2共同構(gòu)成電磁灶的加熱電磁線圈為例，來說明采用多線圈盤的電磁灶的功率控制。

該大功率商用電磁灶至少包括：電源模塊；由2個(gè)大功率開關(guān)管igbt1和igbt2構(gòu)成的第一逆變電路，由串接的諧振電容c1、諧振電容c2及內(nèi)環(huán)線圈盤l1、設(shè)置在內(nèi)環(huán)線圈盤l1上方的鍋具(圖1未畫出)組成的第一lc諧振電路，用于根據(jù)第一pwm信號(hào)(簡(jiǎn)稱pwm1)控制第一逆變電路的第一驅(qū)動(dòng)電路；由2個(gè)大功率開關(guān)管igbt3和igbt4構(gòu)成的第二逆變電路，由串接的諧振電容c3、諧振電容c4及外環(huán)線圈盤l2、設(shè)置在外環(huán)線圈盤l2上方的鍋具組成的第二lc諧振電路，用于根據(jù)第二pwm信號(hào)(簡(jiǎn)稱pwm2)控制第二逆變電路的第二驅(qū)動(dòng)電路；連接第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路的pwm調(diào)制電路，用于分別向第一驅(qū)動(dòng)電路、第二驅(qū)動(dòng)電路輸出第一、第二pwm信號(hào)；分別用于檢測(cè)內(nèi)環(huán)線圈盤l1、外環(huán)線圈盤l2分別所對(duì)應(yīng)的鍋具第一底部區(qū)域、第二底部區(qū)域的即時(shí)溫度的第一溫度傳感器、第二溫度傳感器；連接第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路的微控制器。

該微控制器一般是由單片機(jī)或dsp控制器實(shí)現(xiàn)。第一、第二溫度傳感器均為為熱敏電阻或熱電偶。

由第一、第二逆變電路分別將電源模塊輸出電壓轉(zhuǎn)換成高頻交流電信號(hào)，第一、第二lc諧振電路中內(nèi)環(huán)線圈盤l1、外環(huán)線圈盤l2上分別流過高頻交流電流，高頻的交流電流產(chǎn)生交變的電磁場(chǎng)，根據(jù)電磁感應(yīng)加熱原理，在內(nèi)環(huán)線圈盤l1、外環(huán)線圈盤l2的上方放置鍋具后，電磁能輻射至鍋具的鍋底，鍋具的鍋底產(chǎn)生渦流，由于渦流的熱效應(yīng)加熱鍋具，從而實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換成熱能加熱鍋具。

而微控制器通過控制pwm調(diào)制電路輸出的第一、第二pwm信號(hào)的頻率，達(dá)到分別調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)線圈盤l1功率和外環(huán)線圈盤l2功率的目的，從而滿足不同烹飪時(shí)對(duì)功率的要求。

在電磁灶使用過程中，比如需要先加熱到某個(gè)預(yù)設(shè)溫度一定時(shí)間時(shí)，電磁灶就進(jìn)入保溫模式，因此，檢測(cè)鍋具是否被加熱到預(yù)設(shè)工作溫度是保證烹飪質(zhì)量的前提條件，也是進(jìn)行下一步烹飪控制的關(guān)鍵。比如，由于油炸烹飪時(shí)，可以預(yù)設(shè)加熱溫度達(dá)到240℃并持續(xù)加熱1分鐘，然后保持加熱溫度不低于220℃。因此，電磁灶的一個(gè)烹飪過程中，不同烹飪階段可能有不同的預(yù)設(shè)工作溫度。

當(dāng)然，進(jìn)入保溫模式后功率控制方式也可以進(jìn)行預(yù)設(shè)。比如，微控制器也可以讓pwm調(diào)制電路輸出第一、第二的pwm信號(hào)頻率維持進(jìn)入保溫模式前的狀態(tài)，從而使內(nèi)環(huán)線圈盤l1功率和外環(huán)線圈盤l2維持進(jìn)入保溫模式之前的工作模式進(jìn)行加熱。又比如，微控制器也可以讓pwm調(diào)制電路按各自預(yù)設(shè)頻率分別輸出第一、第二的pwm信號(hào)，以讓內(nèi)環(huán)線圈盤l1功率、外環(huán)線圈盤l2分別處于恒功率工作。

結(jié)合圖2所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括如下實(shí)現(xiàn)步驟：

步驟s1.通過第一、第二溫度傳感器分別檢測(cè)鍋具的第一、第二底部區(qū)域的溫度，將溫度采樣值發(fā)給微控制器，由微控制器對(duì)溫度采樣值進(jìn)行篩選處理獲得鍋具的第一、第二底部區(qū)域相應(yīng)的即時(shí)溫度。

以對(duì)第一溫度傳感器的采樣值進(jìn)行篩選處理獲得鍋具的第一底部區(qū)域的即時(shí)溫度為例。

步驟s11.在一個(gè)采樣周期內(nèi)，第一溫度傳感器連續(xù)采集n(n大于5的自然數(shù))個(gè)溫度采樣值a1、a2、a3、……和an。

步驟s12.微控制器先將采樣值求合算出其平均值ax，(a1+a2+a3+a4+……an)/n＝ax，再將平均值ax減去a1的差值x1，ax減去a2的差值x2，ax與a3的差值x3……ax與an的差值，判斷這些差值x1、x2、x3……是否在允許值內(nèi)，刪除與平均值ax之差超出允許值的各個(gè)溫度采樣值。

步驟s13.將與平均值ax之差不超出允許值的剩余各個(gè)溫度采樣值，重復(fù)步驟s12，直到最終剩下的各個(gè)溫度采樣值，與這些最終剩下的各個(gè)溫度采樣值的平均值ay之差都不超過預(yù)設(shè)的允許值，則微控制器將這些最終剩下的各個(gè)溫度采樣值的平均值ay作為當(dāng)前鍋具第一底部區(qū)域的即時(shí)溫度。

均采用步驟s2～步驟s5調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)線圈盤l1、外環(huán)線圈盤l2的工作功率。

步驟s2.微控制器分別判斷鍋具第一/第二底部區(qū)域的即時(shí)溫度與預(yù)設(shè)工作溫度的大小。

步驟s3.若鍋具第一/第二底部區(qū)域的即時(shí)溫度小于預(yù)設(shè)工作溫度，微控制器使pwm調(diào)制電路輸出的第一/第二pwm信號(hào)的頻率增加，使內(nèi)環(huán)線圈盤l1/外環(huán)線圈盤l2的電流增高，進(jìn)而提高內(nèi)環(huán)線圈盤l1/外環(huán)線圈盤l2的輸出功率增加，從而使鍋具第一/第二底部區(qū)域快速加熱以升溫至預(yù)設(shè)工作溫度。

步驟s4.若鍋具第一/第二底部區(qū)域的即時(shí)溫度不于預(yù)設(shè)工作溫度，微控制器使pwm調(diào)制電路輸出的第一/第二pwm信號(hào)的頻率減小，使內(nèi)環(huán)線圈盤l1/外環(huán)線圈盤l2的電流降低，進(jìn)而提高內(nèi)環(huán)線圈盤l1/外環(huán)線圈盤l2的輸出功率降低，從而使鍋具第一/第二底部區(qū)域因加熱較慢導(dǎo)致鍋具吸收熱量小于散發(fā)熱量，從而逐步降低溫度至預(yù)設(shè)工作溫度。

s5.當(dāng)鍋具第一/第二底部區(qū)域的即時(shí)溫度等于預(yù)設(shè)工作溫度時(shí)，使內(nèi)環(huán)線圈盤l1/外環(huán)線圈盤l2進(jìn)入保溫模式，如果保溫結(jié)束后，不再需要加熱則可以控制電磁灶斷電。

其中，可以針對(duì)電磁灶不同的烹飪?nèi)蝿?wù)，各個(gè)烹飪?nèi)蝿?wù)對(duì)應(yīng)的保溫模式下具有不同的控制方式，比如油炸烹飪過程中，預(yù)設(shè)工作溫度是240℃，保溫模式是保持鍋具溫度不低于220℃，進(jìn)入保溫模式后，驅(qū)動(dòng)電路輸出以預(yù)設(shè)占空比的pwm信號(hào)使內(nèi)環(huán)線圈盤l1和外環(huán)線圈盤l2的保持恒功率工作，并當(dāng)鍋具底部的即時(shí)溫度低于220℃時(shí)恢復(fù)加熱工作模式，即進(jìn)入步驟s3。

另外，本發(fā)明還可以根據(jù)鍋具第一/第二底部區(qū)域的即時(shí)溫度變化來間接判斷鍋具內(nèi)部烹飪物的狀態(tài)。當(dāng)量突然被烹飪物吸收時(shí)，檢測(cè)到鍋具第一/第二底部區(qū)域的即時(shí)溫度突然快速下降，此時(shí)需要對(duì)進(jìn)行額外的溫度補(bǔ)償使鍋具快速加熱方可保證烹飪的效率及烹飪效果。

當(dāng)微控制器判斷當(dāng)前采樣周期內(nèi)鍋具第一/第二底部區(qū)域的即時(shí)溫度小于上一個(gè)采樣周期內(nèi)即時(shí)溫度且兩者差值超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)，判斷在當(dāng)前采樣周期內(nèi)往鍋具內(nèi)添加了溫度較低的烹飪物，此時(shí)，微控制器給pwm調(diào)制電路發(fā)送一個(gè)攜帶補(bǔ)償值ka的溫度補(bǔ)償信號(hào)，此時(shí)，使得從下時(shí)刻開始pwm調(diào)制電路輸出的第一/第二pwm信號(hào)頻率相比當(dāng)前頻率提高到1+ka倍，使內(nèi)環(huán)線圈盤l1/外環(huán)線圈盤l2的輸出功率快速增加，從而使鍋具溫度快速調(diào)整至預(yù)設(shè)工作溫度。

本發(fā)明的電磁灶采用雙線圈盤，好處在于：內(nèi)環(huán)線圈盤l1、外環(huán)線圈盤l2可獨(dú)立控制獨(dú)立工作。比如烹飪物較少位于鍋底中央時(shí)，對(duì)應(yīng)于內(nèi)環(huán)線圈盤l1所在的鍋具第一底部區(qū)域，此時(shí)，可以僅讓內(nèi)環(huán)線圈盤l1工作從而達(dá)到節(jié)能目的。又如，由于商用電磁灶的規(guī)格較大，所采用的鍋具尺寸也較大，單一線圈盤給鍋具加熱時(shí)，容易出現(xiàn)鍋具的邊緣區(qū)域與中央?yún)^(qū)域的即時(shí)溫度相差較大的缺陷，故本發(fā)明采用內(nèi)環(huán)線圈盤l1、外環(huán)線圈盤l2分別控制，當(dāng)內(nèi)環(huán)線圈盤l1達(dá)到預(yù)設(shè)工作溫度進(jìn)入保溫模式后，仍可以使外環(huán)線圈盤l2繼續(xù)加熱確保鍋具的外環(huán)區(qū)域(第二底部區(qū)域)也達(dá)到預(yù)設(shè)工作溫度，從而確保了鍋具內(nèi)部各區(qū)域溫度的一致性，為確保烹飪效果及提高烹飪效率提供了實(shí)現(xiàn)條件。

當(dāng)然，電磁灶也可以采用兩個(gè)以上獨(dú)立控制的線圈盤搭配為鍋具加熱，每個(gè)線圈盤分布在鍋具底部的不同位置，從而可以更靈活的調(diào)節(jié)電磁灶的功率，確保鍋具不同區(qū)域的即時(shí)溫度一致性。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。