專利名稱：多功能電子灶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種高效率電子發(fā)熱裝置，特別是指一種適用于烹調(diào)的多功能電子灶。
從89年10月12日公布題為“高頻電磁加熱器”的中國專利CN87204199U中有關(guān)該裝置主要性能是這樣描述的它利用高頻電磁感應(yīng)和渦流加熱的原理直接加熱被加熱器，熱效率可達(dá)70％以上，具有功率大小可調(diào)，溫度、定時自動控制。有過熱過流保護(hù)和電源自動啟閉與防止意外加熱等多種功能，適用于不同形狀的烹調(diào)器具。從它的說明書和附圖中得知，高頻變換電路使用可控硅控制，由于可控硅在快速的高頻開關(guān)響應(yīng)中存在不足，使變換效率受到影響。它的全部電路均采用分立元器件，加上繼電器和較多的機(jī)械接點(diǎn)，電路之間的控制關(guān)系又較復(fù)雜，這些都可能使可靠性下降，它的灶面使用5毫米普通瓷板，當(dāng)遇到幾百度急速變化的溫差沖擊時，有可能使瓷板破裂，在使用時需配備專門炊具，平底鍋由于不能固定，需用手支撐，給使用者帶來麻煩。由于炊具在灶的平面上與流動空氣較充分的接觸，使熱能不能有效利用。
現(xiàn)在市場上常見的電磁灶，雖然比上述的“高頻電磁加熱器”有所改進(jìn)，熱效率可達(dá)80％左右，灶面使用微晶玻璃，大功率開關(guān)管采用組合晶體管或模塊，具有多種保護(hù)和自動功率調(diào)整等功能。由于這種電磁灶對大功率開關(guān)管和微晶玻璃要求苛刻，大都需進(jìn)口，在挪動灶具時，由于自動功率調(diào)整的作用，將在大功率開關(guān)管兩端產(chǎn)生上千伏的瞬間脈沖高壓，這樣有可能損壞開關(guān)管。質(zhì)量稍差的微晶玻璃在遇到幾百度急速變化溫差沖擊時也有可能使之破裂，現(xiàn)在電磁灶的大功率開關(guān)管或模塊大都毫無例外的使用NPN結(jié)構(gòu)的硅材料，由于這種材料制造的管子或模塊內(nèi)阻較大，輸入阻抗較小，需壓大功率推動電路工作，使機(jī)內(nèi)熱損耗較大，需配備專門的散熱電機(jī)。其保護(hù)和控制電路之間的關(guān)系也較復(fù)雜，它的平板式灶面與前述“高頻電磁加熱器”都有相同的缺點(diǎn)的不足。
本實(shí)用新型根據(jù)電磁感應(yīng)和渦流加熱原理，采用獨(dú)特的設(shè)計(jì)手段，克服了上述產(chǎn)品的缺點(diǎn)與不足，制作了一種高效率具有多種功能的電子灶，其特點(diǎn)①熱效率在90％以上；②雙灶型臥式機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)；③電路設(shè)計(jì)簡單，內(nèi)損耗很小；④有開機(jī)復(fù)位、慢起動、挪動炊具無高壓沖擊、功率和定時可無級調(diào)整，多種自動保護(hù)、并有故障顯示和監(jiān)控等功能；⑤對大功率開關(guān)管可放寬要求，同時可免去使用微晶玻璃或瓷板；⑥有良好的可靠性，并有多種烹調(diào)功能，它是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型為了提高熱效率，首先把220伏交流電經(jīng)橋式整流和濾波電路，得到一個300伏左右的電壓，然后用VNOS場效應(yīng)大功率管轉(zhuǎn)換成30KC－50KC的高頻電流，作用在加熱線圈上，產(chǎn)生強(qiáng)烈電磁場，通過鐵磁性鍋生成渦流使之發(fā)熱。由于采用了內(nèi)阻很小，輸入阻抗很高VNOS管，無需推動功率，使機(jī)內(nèi)主要的損耗大幅度降低，同時灶體采用凹下的雙層結(jié)構(gòu)方式，并在外層灶的外表面加貼石棉等保溫材料，使熱能得到二次充分利用，在它們共同作用下熱效率有了明顯的提高。它電路結(jié)構(gòu)簡單，各種功能較齊全，主要電路由5塊集電塊擔(dān)任，
以下結(jié)合附圖作詳細(xì)的描述。


圖1是本實(shí)用新型原理方塊圖；圖2是本實(shí)用新型電路原理圖；圖3是本實(shí)用新型外觀結(jié)構(gòu)圖；圖4是本實(shí)用新型橫截面圖。
如圖1所示，本實(shí)用新型由高壓數(shù)流、濾波、加熱、大功率開關(guān)、穩(wěn)壓、自動保護(hù)開關(guān)、定時、振蕩、故障顯示與監(jiān)控等電路組成。
圖2是本實(shí)用新型詳細(xì)電路原理圖，它是這樣工作的通過插座CZ1接通220伏交流電，經(jīng)D1－D4橋式數(shù)流，通過π型濾波電路得到一個30伏左右的電壓，經(jīng)過加熱電路作用于VNOS場效應(yīng)管上。低壓通過B1變壓器，橋式數(shù)流、濾波、穩(wěn)壓后得到一個15伏電壓加在各低壓電路中。由于接通電源瞬間有一個脈沖電壓加在自動保護(hù)開關(guān)電路中使IC1輸出端為零及開機(jī)復(fù)位，IC2、IC3均不能工作，監(jiān)控電路IC4的雙排發(fā)光管的第一個燈亮，分別指示溫度和直流高壓的起始狀態(tài)，整機(jī)處于等待工作位置。當(dāng)用手觸模AN1觸點(diǎn)時，IC1輸出高電位、D17發(fā)亮、電壓加在IC2電路上，BG4是恒流源通過調(diào)節(jié)W2可得到1分鐘至60分鐘的定時，C10為定時電容，BG5是放電管，當(dāng)定時完成后，觸模AN3使BG5導(dǎo)通，放掉C10上的電壓，在預(yù)定的定時范圍內(nèi)D18發(fā)亮。按鈕開關(guān)K1、K2是固定雙層灶體左右靠近端頭兩邊的下面如圖3、10、11所示，通過一種帶彈簧的絕緣桿連接，其桿的端頭是埋頭式的，當(dāng)加熱鍋壓下K1、K2時，振蕩電路IC3處于慢起動中，它將輸出一個由小至大的高頻調(diào)寬脈沖電壓加在BG6基極上，這個慢起動過程在30秒左右，調(diào)整C15可改變慢起動的時間，W3是功率調(diào)整電位器，改變它的大小，可無級調(diào)整功率。BG6是倒相放大管，它把振蕩信號適當(dāng)放大倒相后去觸發(fā)大功率開關(guān)管。BG2、BG3是一種串并聯(lián)形式是組合管，有良好的開關(guān)和自動穩(wěn)定特性，因它輸入阻抗很高，無需推動功率就能很好的工作，D13是12V左右穩(wěn)壓管是為了防止輸入脈沖電壓過高，擊穿柵極，起保護(hù)作用。當(dāng)大功率VWOS管被觸發(fā)后，將在加熱線圈中產(chǎn)生強(qiáng)烈諧振及電磁場，使加熱鍋產(chǎn)生渦流發(fā)熱。
過熱保護(hù)BG9是溫度傳感器，放置于加熱鍋底部邊沿處，為了使BG9對溫度有較高的敏感性，去掉了該管金屬外殼頂端。調(diào)節(jié)R38、R27可調(diào)整起始溫度和指示溫度，D28－32顯示各種不同溫度，當(dāng)溫度超過預(yù)定值時，最后一個發(fā)光管工作，將從R33一端輸出一脈沖信號給BG8，放大后，經(jīng)隔離二極管D22自動關(guān)閉定時和振蕩電路。
過壓保護(hù)它是通過R4和W1對高頻電壓取樣經(jīng)D33半波整流濾波后得到一電壓使D23－27工作，指示出不同電壓值，當(dāng)超過預(yù)定高頻電壓時，最后一個發(fā)光管工作，在R28一端輸出脈沖信號，經(jīng)BG7放大后，經(jīng)D21關(guān)閉定時和振蕩電路，調(diào)節(jié)R26和W1可改變起始電壓和工作電壓。
過流保護(hù)是跨接在濾波線圈兩端的BG1管完成的，當(dāng)電流超過預(yù)定值時，在線圈兩端會產(chǎn)生一個0.7伏左右的電壓，使BG1飽和導(dǎo)通輸出一信號經(jīng)D7自動關(guān)閉定時和振蕩電路。
挪動炊具無高壓和慢起動電路當(dāng)炊具挪動時，K1K2上的絕緣彈簧自動跳起，切掉了觸發(fā)信號源，在BG2、BG3兩端不會產(chǎn)生瞬間高壓脈沖，有效保護(hù)了大功率開關(guān)管，當(dāng)炊具放回定位的灶面時，絕緣桿壓下K1、K2接通，振蕩電路處于慢起動過程中，從IC3輸出一個從小至大的脈沖電壓經(jīng)BG6放大后，加到BG2、BG3柵極上。這樣有效的避免了在起動過程中的大電流沖擊保護(hù)了大功率開關(guān)管。
圖三是本實(shí)用新型外觀結(jié)構(gòu)圖，①是炊具的鍋蓋，由金屬薄板壓制而成，②溫度指示發(fā)光二極管，③開關(guān)、定時器放電接點(diǎn)，④定時無級調(diào)節(jié)電位器，⑤直流高壓指示發(fā)光管，⑥低壓指示發(fā)光管，⑦定時指示發(fā)光管，⑧功率調(diào)節(jié)電位器，⑨高頻電壓指示發(fā)光管，⑩⑾⑿是K1、K2傳感接點(diǎn)。
圖四是本實(shí)用新型橫截面圖①炊具鍋蓋，②二次反射保溫鍋，它的內(nèi)表面必需光潔，有利于反射紅外線，外表面由一層石棉等復(fù)蓋。③加熱鍋，它是由鐵磁性金屬經(jīng)模壓而成，④放置加熱線圈瓷盤的位置，加熱線圈繞好后放入瓷盤中引出線固定在瓷性接線柱上，然而用環(huán)氧樹脂灌封，⑤與②等同，⑥與③等同。通過圖四可看到內(nèi)加熱鍋與外保溫鍋之間有一個定位的空氣隔離層，經(jīng)過隔離層的空氣阻尼作用有效的避免了加熱線圈瓷盤受到幾百度急變溫差的沖擊，同時又省去了要求苛刻的微晶玻璃或瓷板。調(diào)節(jié)瓷盤與加熱鍋的高度可改變高頻電壓的大小。
至此，已經(jīng)介紹了多功能電子灶的原理、組成和調(diào)整，它滿足于對該灶的理解、制作的必要條件，對于一般較熟煉的電子技術(shù)人員不會有理解和制作上的困難。
權(quán)利要求1.多功能電子灶屬于一種高效率電子發(fā)熱裝置，它是機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)，外形為臥式金屬框架，在臥式灶的斜面上設(shè)置有監(jiān)控組件，平面下方設(shè)置有凹下的雙層結(jié)構(gòu)灶體。里面設(shè)置有大功率開關(guān)、整流組件，其特征是a、上述監(jiān)控組件包括有一塊具有雙排指示功能的集成電路和三塊時基集成電路組成；b、上述大功率開關(guān)，整流組件主要由大功率橋式整流、π型濾波、過流保護(hù)、大功率VWOS管，低壓變壓器等電路組成；c、上述雙層結(jié)構(gòu)灶體，里層是加熱鐵磁性鍋，外層為非導(dǎo)磁性金屬鍋；d、多功能電子灶具有單灶型或多灶型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能電子灶，其特征在于所述監(jiān)控組件是由一塊雙指示功能的集成塊和10個發(fā)光管組成顯示電路、三塊時基集成電路分別擔(dān)任自動開關(guān)定時和振蕩電路，該監(jiān)控組件有6只NPN型硅管和一只結(jié)型場效應(yīng)管、7只普通硅二極管等組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能電子灶，其特征在于所述大功率開關(guān)，整流組件是由四只大功率整流二極管、濾波電容、加熱線圈、阻尼二極管、大功率VNOS場效應(yīng)管、變壓器及三端穩(wěn)壓塊等組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能電子灶，其特征在于所述雙層灶體的內(nèi)層是加熱用的鐵磁性鍋(梯形或圓矩形)和拱形的金屬蓋。外層是稍大于里鍋的金屬鍋，該金屬鍋的內(nèi)表面它是光潔的紅外線反射層，其外表面則是一個帶石棉或其它保溫材料的保溫層，它的底面中心有一個凹進(jìn)的圓形空腔。
專利摘要適用于烹調(diào)的高效多功能電子灶，是機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)，外形為臥式，該灶由監(jiān)控和大功率開關(guān)、整流組件構(gòu)成。利用高頻電磁感應(yīng)和渦流加熱原理，采用了內(nèi)損耗很小的VMOS大功率開關(guān)管和具有二次利用熱能的雙層灶結(jié)構(gòu)，使它的熱效率高達(dá)90％以上，具有電路簡單實(shí)用，開機(jī)復(fù)位、慢起動、故障自動顯示、功率和定時預(yù)選、多種保護(hù)和多種烹調(diào)功能的特征。
文檔編號H05B6/12GK2059489SQ8921163
公開日1990年7月18日 申請日期1989年9月18日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月18日
發(fā)明者涂為明 申請人:涂為明