微波炉及其自适应功率输出控制方法技术

本发明专利技术提供一种微波炉自适应功率输出控制方法，包括以下步骤：控制模块选定数字菜谱后，温度传感器不断检测电源模块的电源变换单元当前的温度；控制模块获取数字菜谱中给定的烹饪功率值和烹饪耗时tT，根据数字菜谱的指令启动电源模块开始烹饪，同时，计时单元开始计时；在烹饪耗时tT时间段内，控制模块以平衡温度点T3为目标值、采用带上限值和下限值的PID算法调控电源变换单元的输出功率；上限值为数字菜谱给定的烹饪功率值、下限值为预设的微波炉在过温限功率运行时的功率值。本发明专利技术还提供使用上述控制方法的微波炉。采用本发明专利技术控制方法的变频微波炉况可以按环境条件，尽可能地以最大输出功率的运行方式而不至于过温。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微波炉功率输出控制技术，尤其涉及变频微波炉及其功率输出控制方法。
技术介绍
现有的变频微波炉当设定火力为满功率或接近满功率时，均采用降功率方式运行，这种降功率运行方式基本可分为两类，分别见图5和图6，不论何种工作环境或任何烹饪指令均不改变，因此功率输出能力低于工频微波炉。由于变频微波炉的电源模块(即变频器)的散热器的热容量远低于工频微波炉的电源变压器的热容量，因此在多数工作环境下，如果以额定功率连续运行，则温升过快，极易进入过温保护模式。为兼顾使用与安全，变频微波炉电源的过温保护模式一般分为两级:一级为过温降功率保护模式，当电源模块上温度监控点的温度达到降功率保护点Ts时，将微波功率降低到预设的较低等级(一般为额定值的50 60%)，将此时的微波功率值称为微波炉在过温限功率运行时的功率值；二级为过温关断保护模式，当电源模块上温度监控点的温度达到关断保护点Irff时，即关断电源输出，Irff > Ts+10。为避免这种情况，保证烹饪效果，现有变频微波炉当运行额定功率或接近额定功率时都采用降功率运行方式，即通过在运行过程中逐步降低变频器输出功率的方式来降低损耗以达到限制温升的目的。无论变频器处于何种工作环境，这种降功率运行方式都是固定不变的。于是为了保证各种工作环境下使用效果相对一致和运行安全，在设计降功率运行方式时，必须考虑可能出现的工作环境比较恶劣的情况。按照此构思制定的降功率运行方式是以较恶劣的工作环境为参考工作环境的，那么这种降功率运行方式在工作环境良好的情况下必然过于保守，势必限制了变频器在较好的工作环境下的输出功率，导致与采用工频电源的微波炉相比较，变频微波炉存在加热速度慢的缺点。另外，微波炉刚刚完成一次烹饪工作后，内部温度会很高，如果这时再次开机烹饪，纵使采用降功率运行方式，仍极有可能进入到过温保护模式。
技术实现思路
为解决现有变频微波炉加热速度慢，在通常工作环境下电源模块功率输出能力未得到充分利用的技术问题，本专利技术提供一种微波炉自适应功率输出控制方法。本专利技术的微波炉自适应功率输出控制方法，包括以下步骤: 步骤S1:控制模块选定数字菜谱后，温度传感器不断检测电源模块的电源变换单元当前的温度； 步骤s2:所述控制模块获取所述数字菜谱中给定的烹饪功率值和烹饪耗时tT ;根据所述数字菜谱的指令启动所述微波炉开始烹饪，同时，计时单元开始计时； 步骤s3:在所述烹饪耗时tT时间段内，所述控制模块以平衡温度点T3为目标值、采用带上限值和下限值的PID算法调控所述电源变换单元的输出功率；所述上限值为所述数字菜谱给定的烹饪功率值，所述下限值为预设的所述微波炉在过温限功率运行时的功率值。采用上述技术方案，可以按环境条件，尽可能地以数字菜谱规定的烹饪功率值运行；此方式较现有的降功率运行模式，功率输出能力更强，加热速度更快，同时原有的过温保护功能和效果不变。进一步的，所述平衡温度点T3小于或等于所述微波炉的降功率保护点Ts，且Ts-T3 ≤ 5℃。采用上述技术方案，在多数实际使用条件下，电源模块可明显减少降功率的幅度和时间，尽可能地长时间维持数字菜谱给定的烹饪功率；同时平衡温度点T3略低于降功率保护点Ts，而又不至于过温。进一步的，步骤s2包括以下子步骤: 子步骤s21:所述控制模块判断所述电源变换单元当前的温度是否低于强制散热温度点T0 ； 子步骤s22:若低于，则启动所述电源模块开始烹饪，并获取所述数字菜谱中给定的烹饪功率值和烹饪耗时tT ;同时，所述计时单元开始计时； 子步骤s23:若不低于，则所述控制模块启动散热装置对所述电源变换单元进行散热；再重复执行子步骤s21。由于微波炉进行一次烹饪后，电源模块中热量并非能够立即散去，电源模块仍维持在较高温度，极易进入过温降功率保护模式。而数字菜谱中规定的烹饪功率值和烹饪耗时，都是按正常运行模式确定的，如果以过温降功率保护模式烹饪，会使菜肴实际吸收的热功少于其所需的热功，势必影响菜肴的烹饪质量。采用上述技术方案，在正式开始烹饪前，先判断电源模块的初始温度是否过高，如果过高则先对其进行散热，直到其温度适合开始烹饪为止，这样，能够保证菜肴的烹饪质量。进一步的，步骤S3包括以下子步骤: 子步骤s31:所述控制模块判断所述电源变换单元当前的温度是否达到第一调控温度点T1 ； 子步骤s32:若未达到，则所述控制模块控制所述电源变换单元以所述数字菜谱中给定的烹饪功率值输出功率； 子步骤s33:若达到，则在达到所述第一调控温度点T1的时刻至计时到达烹饪耗时tT的这一时间段内，所述控制模块以所述平衡温度点T3为目标值、采用带上限值和下限值的PID算法调控所述电源变换单元的输出功率；所述上限值为所述数字菜谱给定的烹饪功率值，所述下限值为预设的所述微波炉在过温限功率运行时的功率值。采用上述技术方案，使烹饪过程的前段时期均能按照数字菜谱中规定的烹饪功率值进行烹饪，只有在存在过温风险时才修正实际烹饪功率，能够尽可能地按照数字菜谱的规定来制作菜肴，尽可能地使烹饪出的菜肴达到预期的效果。进一步的，45°C≤T0 < T1 ；5°C≤ T3-T1 ≤20℃。更进一步的，子步骤s33进一步包括以下分步骤: 分步骤s331:若达到所述第一调控温度点T1，所述控制模块判断所述电源变换单元当前的温度Tp是否达到第二调控温度点T2 ； 分步骤s332:若未达到T2,则所述控制模块以温度上升速率值a* (T3-Tp) / (tT_tp)为目标值、采用带上限值和下限值的PID算法调控所述电源变换单元的输出功率；所述上限值为所述数字菜谱给定的烹饪功率值，所述下限值为预设的所述微波炉在过温限功率运行时的功率值；其中，Tp为当前采样温度，tp为当前的温度Tp对应的当前计时值，I彡a彡4 ; 分步骤s333:若达到T2，则在达到所述第二调控温度点T2的时刻至计时到达所述烹饪耗时tT的这一时间段内，所述控制模块以所述平衡温度点T3为目标值、采用带上限值和下限值的PID算法调控所述电源变换单元的输出功率；所述上限值为所述数字菜谱给定的烹饪功率值，所述下限值为预设的所述微波炉在过温限功率运行时的功率值。对烹饪时间较长的菜谱，采用上述技术方案，可使烹饪过程的功率改变相对比较平稳。进一步的，T3- T2 ≥ 5O。本专利技术还提供使用上述功率输出控制方法的微波炉。本专利技术的有益效果是:采用本专利技术控制方法的变频微波炉况可以按环境条件，尽可能地以最大输出功率的运行方式运行；此方式较现有的降功率运行模式，功率输出能力更强，加热速度更快，同时原有的过温保护功能和效果不变；并且，在多数实际使用条件下，电源模块的温升，降功率保护点Ts还留有一定余量，可以尽可能地长时间按菜谱给定的烹饪功率值输出功率而不至于过温。附图说明图1是本专利技术实施例的变频微波炉结构示意框 图2是本专利技术实施例的自适应功率输出控制方法的流程 图3是采用本专利技术的一种控制方法的微波炉在整个烹饪过程中的输出功率曲线 图4是采用了本专利技术的一种优选控制方法的微波炉在整个烹饪过程中的输出功率曲线 图5是采用采用一种现有控制方式的变频微波炉在整个烹饪过程中的输出功率曲线 图6是采用采用另一种现有控制方式的变频微波炉在整个本文档来自技高网...

【技术保护点】
微波炉自适应功率输出控制方法，包括以下步骤：步骤s1：控制模块（2）选定数字菜谱后，温度传感器（13）不断检测电源模块（1）的电源变换单元（11）当前的温度；步骤s2：所述控制模块（2）获取所述数字菜谱中给定的烹饪功率值和烹饪耗时tT，根据所述数字菜谱的指令启动电源模块（1）开始烹饪，同时，计时单元（25）开始计时；其特征在于还包括以下步骤：步骤s3：在所述烹饪耗时tT时间段内，所述控制模块（2）以平衡温度点T3为目标值、采用带上限值和下限值的PID算法调控所述电源变换单元（11）的输出功率；所述上限值为所述数字菜谱给定的烹饪功率值、所述下限值为预设的所述微波炉在过温限功率运行时的功率值。

【技术特征摘要】
1.微波炉自适应功率输出控制方法，包括以下步骤: 步骤S1:控制模块(2 )选定数字菜谱后，温度传感器(13 )不断检测电源模块(I)的电源变换单元(11)当前的温度； 步骤s2:所述控制模块(2)获取所述数字菜谱中给定的烹饪功率值和烹饪耗时tT，根据所述数字菜谱的指令启动电源模块(I)开始烹饪，同时，计时单元(25)开始计时； 其特征在于还包括以下步骤: 步骤s3:在所述烹饪耗时tT时间段内，所述控制模块(2)以平衡温度点T3为目标值、采用带上限值和下限值的PID算法调控所述电源变换单元(11)的输出功率；所述上限值为所述数字菜谱给定的烹饪功率值、所述下限值为预设的所述微波炉在过温限功率运行时的功率值。2.根据权利要求1所述的功率输出控制方法，其特征在于:所述平衡温度点T3小于或等于所述电源模块(I)的降功率保护点Ts，且Ts -T3 ( 5°C。3.根据权利要求1所述的功率输出控制方法，其特征在于步骤s2进一步包括以下子步骤: 子步骤s21:所述控制 模块(2)判断所述电源变换单元(11)当前的温度是否低于强制散热温度点Ttl ； 子步骤s22:若低于，则启动所述电源模块(I)开始烹饪，并获取所述数字菜谱中给定的烹饪功率值和烹饪耗时tT ;同时，所述计时单元(25)开始计时； 子步骤s23:若不低于，则所述控制模块(2)启动散热装置对所述电源变换单元(11)进行散热；再重复执行子步骤s21。4.根据权利要求3所述的功率输出控制方法，其特征在于步骤s3进一步包括以下子步骤: 子步骤s31:所述控制模块(2)判断所述电源变换单元(11)当前的温度是否达到第一调控温度点T1 ； 子步骤s32:若未达到，则所述控制模块(2)控制所述电源变换单元(11)以所述数字菜谱中给定的烹饪功率值输出功率； 子步骤s33:若达到，则在达到所述第一调控温度点T1的时刻至计时到达烹饪耗时tT的这一时间段内，所述控制模块(2)以所述平衡温度点1~3为目标值、采用带上限值和下限值的PID算法调控所述电源变换单元(11)的输出功率；所述上限值为所述数字菜谱给定的烹饪功率值、所述下限值为预设的所述微波炉在过温限功率运行时的功率值。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小牧，范茂民，
申请(专利权)人：福州高奇智芯电源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：