安全节能的电磁烹调器制造技术

本实用新型专利技术安全节能的电磁烹调器属于加热和照明中的家用炉灶技术领域。它是利用电磁感应原理，使铁质锅形成电涡流，从而产生焦耳热损耗，来达到食物被迅速烹调的目的。它具有下列特点：一是全部采用国产元器件；二是节能；三是安全无明火；四是技术不复杂。所以它给商品化生产带来强大的竞争力，也给家庭烹调带来美满的前景。（*该技术在1997年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术的安全节能的电磁烹调属于家用电器，更确切地说是利用电涡流热损耗进行加热的民用烹调炊具。现有的电磁烹调器，无论是美、日、联邦德国，还是国内研制的，不是体积大，使用不便，就是价格高或者热效率低，而且给国产化、商品化生产带来一定的困难。本技术的目的是要提供一种改进的安全节能的电磁烹调器，它全部采用国产元器件。本技术的实质内容一、本技术的安全节能的电磁烹调器，其总结构框图如附图1所示。它由主回路、功率开关管驱动电路1、同步比较电路2、微分延迟电路3、脉宽调制电路4、禁止门电路5、过电压保护电路6、标称电平产生电路7、用户功率调节设定电路8、功率强弱指示电路9、负载检测电路10、过电流保护电路11和过温度保护电路12组成。(一).主回路市电经桥式整流滤波后，在电容C1上形成直流电压，加热线圈L2的电感值应选取在200μH至300μH之间，谐振电容C2的电容值应选取在0.1μf至0.4μf之间。(二).功率开关管驱动电路功率开关管驱动电路的原理图如附图2所示。控制该电路，使二只功率管BG17和BG18并联工作在开关交替状态，以产生高频电流。为了使BG17和BG18都能同时进入饱和区或者截止区，它们以推、拉方式激励。其转换频率约为25KHZ。其工作原理如下当导通激励脉冲正宽度期间(附图3中b所示的t0－t1)，功率管BG17导通，进入饱和区，C1上的直流电压经L2、BG17流通。由于回路中存在感抗元件L2，所以流经L2上的电流il在t0至t1期间线性上升，其上升速率决定于C1上的直流电压值Vdc和电感L2的值，t1时刻，BG17突然截止，流经该管的电流突然被关断，此时，电感L2要产生反电势，以企图维持主回路内关断前流经的电流值。反电势方向是a点为正，b点为负。于是t1时刻后，即向电容C2充电，充电过程中，充电电流由大变小直至零，充电完毕。充足电荷的电容C2反过来经L2和C1进行反向放电。反向放电电流(即电流由a点流向b点)，由零值变大，然后再由大变小。当反向放电电流由大变小的过程中，电感L2又要产生反电势(即b点为正，a点为负)，在反电势值增至一定值时，即可使阻尼二极管D1导通。于是存贮在电容C2上的电能及电感L2中的磁能迅速经D1放掉。反向电流也迅速回到零。以完成交变电流的一个周期。其电流il的波形近似于锯齿波。在t0至t2的一个交变周期中BG17管集极上的电压波形如附图3中的d所示。在t0至t1导通期中BG17管进入饱和区，其饱和压降Vce小于1伏，t1时刻开始，BG17管进入截止区，电感L2电容C2的充放电过程如上所述，它们组成串联谐振回路，所以截止区的宽度由L2和C2值决定。波形近似半个正弦波，电压峰值为电容C1上的电压Vdc值乘以谐振回路的品质因素Q(约为2至2.5)的乘积。当功率管BG17的截止期达到t2时刻，其集极电压波形Vc刚好降至零伏值，所以第二个导通激励正脉冲产生时刻并应控制在t2时刻产生。这时BG17集极电压为零值时导通，虽流入大电流，但其功耗很小，达到导通时低功耗的目的。为了控制在t2时刻产生第二个导通激励脉冲，电路的设计是在线圈L2两端a、d点的电压值，分别引至同步比较电路的两个输入端以进行比较。(三).主回路、功率开关管驱动电路、同步比较电路、微分延迟电路、脉宽调制电路和禁止门电路构成一个闭环系统。以使锯齿波振荡频率与主回路的振荡频率保持同步，同时，使一周振荡工作期间，谐振电感和谐振电容上的充放电刚好使它们的储能全部释放掉。其工作原理为输入到同步比较电路的二个信号Vc与Vdc进行比较。当它们电平相等的两个时刻t1′和t2′(参阅附图3中的d)，同步比较电路输出一个负脉冲，其波形如附图3中的e所示)，该负脉冲加至二级微分延迟电路，其输出脉冲波形图如附图3中的f和g所示。因此，微分延迟电路输出的负脉冲，即从t2′时刻开始被延迟至t2时刻产生。这个负向窄脉冲加至脉宽调制电路。脉宽调制电路由锯齿波发生器及比较器构成。锯齿波与一个可调的标称电平相比较，比较波形如图3中的a所示。当锯齿波上升至t2时刻，由于此时微分延迟电路输出负向窄脉冲作用将迫使锯齿波在此t2时刻迅速放电下降，以与标称电平在t2时刻发生比较，其比较输出电压波形如附图3中b所示，此即为驱动脉冲，它再经过禁止门电路输出后，去推动激励级功率开关管驱动电路，以使在t2时刻产生第二个导通激励脉冲，再次使BG17管导通，于是电感L2中又进行第二个交变电流周期，其过程如上所述。这样的il交变周期一直进行下去，由L2产生的高频交变磁场在铁质锅底形成电涡流，热交换也可一直进行下去，锅内食物即被迅速加热。BG18管作用与BG17管作用相同。(四).过电压保护电路同步比较电路和过电压、过电流及过温度保护电路如附图4所示。当市电220伏升高时，C1上的直流电压也将升高，当锅子体积尺寸不同，材料性质不同时，L2的值也将不同。这时截止期Vc的峰值也将不同。当峰值高于1200伏时，即大于BG17管的耐压值时，该管将会造成永久性击穿而损坏。把a点的Vc值输入到过电压保护电路6，如果Vc值超过850伏时，该电路发生比较，输出负脉冲加至标称电平产生电路7中，使标称电平值下降，于是脉宽调制电路在此低值的标称电平下，将输出较窄的导通正激励脉冲。由于导通脉宽变窄，il电流在此导通期内幅值减小，致使加热线圈在a点形成的反电势减小，截止期的峰值电平将被拉下，並低于850伏，对BG17或者BG18管起到保护作用。(五).过电流保护电路当市电220伏升高时，由于C1上的直流电压也将升高，将会使il的上升速率增大。另外，当使用导磁率较低的材料制成的锅子加热时，L2值也将降低，这也会导致增大il在导通期的上升速率。其结果使il值在t1时刻点将会升至较高的电流值，从而使交变周期内流过更大的电流，产生的功耗就有可能大于1100W，而烧毁BG17。当主回路的il值流经电阻R1时产生压降，在桥式整流的负端将得到负电平。il值越大，该负电平值也越大，当il达到5.2安培时，将使过电流保护电路发生比较，输出负脉冲加至标称电平产生电路上，其作用如同前述过电压保护电路，避免BG17或者BG18管的烧毁。(六).禁止门电路同步比较电路的输出也加至禁止门电路的输入端，以使附图3中e所出的t1′至t2′期间，使禁止门的输出电平拉至地电平，使截止期的任何干扰脉冲都无法通过禁止门，而使BG17或者BG18管导通，起到截止期抗干扰的保护作用。(七).负载检测电路桥式整流的负端也接到负载检测电路。使它在较低的负电平值时即可发生比较，使“加热”指示的发光二极管点亮，以指示负载(锅子)已放在灶台上，並可开始加热。当空载时(无锅子)或者放上不含铁质的锅子，那么i1值就很小，不足以使“加热”指示灯点亮，它们也就不会被加热。(八).过温度保护电路由于在大功率情况下使用，或者环境温度过高，不易散热，以致机内温度上升至摄氏70度时，过温度保护电路将起作用，它将使禁止门电路的输出拉至地电平，将不再有任何导通激励脉冲通过。主回路将处于关断状态，il值为零，而不加热。当机内温度低于摄氏70度时，过温度保护电路才释放禁止门，于是加热过程又开始进行下去。二、本技术的安全节能的电磁烹调器的外型结构图本文档来自技高网...

【技术保护点】
安全节能的电磁烹调器，它由主回路、功率开关管驱动电路、同步比较电路、微分延迟电路、脉宽调制电路、禁止门电路、过电压保护电路、标称电平产生电路、用户功率调节设定电路、功率强弱指示电路、负载检测电路、过电流保护电路和过温度保护电路以及灶台所构成。其特征在于：ａ．全部采用国产元器件；ｂ．主回路的加热线圈电感值在２００ｕＨ至３００ｕＨ之间，谐振电容的电容值在０．１ｕｆ至０．４ｕｆ之间。

【技术特征摘要】
1.安全节能的电磁烹调器，它由主回路、功率开关管驱动电路、同步比较电路、微分延迟电路、脉宽调制电路、禁止门电路、过电压保护电路、标称电平产生电路、用户功率调节设定电路、功率强弱指示电路、负载...

【专利技术属性】
技术研发人员：王纲镛，秦宝明，陈福生，
申请(专利权)人：电子工业部第五十一研究所，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]