一种基于脉宽调制的电加热设备及其电饭煲制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于脉宽调制的电加热设备，以及具有该电加热设备的电饭煲；该基于脉宽调制的电加热设备通过在布设电热线的加热盘上增加温度传感器进行温度采集和反馈，结合占空比控制器和脉宽调制电路，对电热线的平均加热功率加以控制，从而能够实现对指定加热温度的精准控制，解决了传统电加热设备难以实现精准控温加热的问题，并且还能够基于本实用新型专利技术基于脉宽调制的电加热设备通过进一步的设计使其能够适用于多种不同的应用场景，满足不同的加热需求；具有该电加热设备的电饭煲不仅能够实现电器自动化控制蒸煮米饭，还具备加热温度的精准控制的优点；该电加热设备还可以应用到其它的电加热功能产品中，具有很好的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于脉宽调制的电加热设备及其电饭煲
本技术涉及电加热
，尤其涉及一种基于脉宽调制的电加热设备，以及具有该电加热设备的电饭煲。
技术介绍
在目前厨用加热设备中，主要有天然气加热和电力加热两种方式。在电力加热设备中，又主要有微波加热、电磁加热以及电阻加热三种类型的产品。其中，虽然电阻性加热具有传热效率较低的缺点，但是，其对可加热器皿的材料限制少，具有较好的通用性。而微波和电磁加热对加热器皿材料有较为特殊的限制，如微波不能加热金属器皿、电磁加热对于低导磁率材料的加热效率底下，等等。因此，电阻加热类的电加热设备产品，在家庭、餐厨中的使用更为广泛。在人们生活水平不断提高的今天，人们对食物味道要求也越来越高。食物的味道，不仅仅取决于食物材料，也与烹饪水平密切相关，而烹饪水平的高低，往往取决于火候的掌握，而火候的掌握，往往跟加热温度的精准调控有关。而对于电加热设备而言，如何提供能够更易于精准控温的电加热设备产品，则成为了产品具备市场竞争力的一个重要影响因素。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足，本技术目的在于提供一种基于脉宽调制的电加热设备，其能够基于脉宽调制实现对指定加热温度的控制，从而更易于实现精准控温操作，解决传统电加热设备难以实现精准控温加热的问题。为解决上述技术问题，实现技术目的，本技术采用的技术方案如下：一种基于脉宽调制的电加热设备，包括加热盘，加热盘上布设有用于作为加热源的电热线，所述加热盘上还安装有温度传感器，还包括脉宽调制加热控制电路；所述脉宽调制加热控制电路包括整流桥电路、滤波电路、逆变电路、脉宽调制电路和占空比控制器，所述整流桥电路的输入端连接交流电源，整流桥电路的输出端与逆变电路的输入端相连接，逆变电路的输出端与电热线相连接，逆变电路的逆变频率控制端与脉宽调制电路的调制信号输出端相连接，脉宽调制电路的脉宽控制输入端与占空比控制器的占空比信号输出端相连接，占空比控制器的信号输入端与温度传感器的感应信号输出端相连接。上述基于脉宽调制的电加热设备中，作为优选方案，所述电热线为多组，分别与逆变电路的输出端相并联，且各组电热线呈同心圆环状分布盘绕在加热盘上，所述温度传感器安装在加热盘上位于其中两组同心圆环状盘绕的电热线之间的位置处。上述基于脉宽调制的电加热设备中，作为优选方案，所述整流桥电路为单相桥式整流电路。上述基于脉宽调制的电加热设备中，作为优选方案，所述单相桥式整流电路的输入端通过变压器耦合连接至交流电源。上述基于脉宽调制的电加热设备中，作为优选方案，所述逆变电路采用绝缘栅双极型晶体管，所述脉宽调制电路为IGBT驱动模块。上述基于脉宽调制的电加热设备中，作为优选方案，所述占空比控制器为集成有脉宽调制占空比控制单元的微处理器。本技术还提供了一种电饭煲，包括上述的基于脉宽调制的电加热设备，作为电饭煲的电加热单元。相比于现有技术，本技术基于脉宽调制的电加热设备的技术优点是，其通过在布设电热线的加热盘上增加温度传感器进行温度采集和反馈，结合占空比控制器和脉宽调制电路，对电热线的平均加热功率加以控制，从而能够实现对指定加热温度的精准控制，解决传统电加热设备难以实现精准控温加热的问题。具有该电加热设备的电饭煲不仅能够实现电器自动化控制蒸煮米饭，还具备加热温度的精准控制的优点。该电加热设备还可以应用到其它的电加热功能产品中，具有很好的市场应用前景。附图说明图1为本技术基于脉宽调制的电加热设备一种具体实施方式的结构俯视示意图。图2为本技术基于脉宽调制的电加热设备中脉宽调制加热控制电路一种具体实施方式的结构框图。图3为具有本技术电加热设备的电饭煲的一种具体实施结构示意图。具体实施方式在电阻中流过电流时，会产生热量，将电阻热效应作为热源，可以为器皿加热。这种电阻也被称为电热线。在电热线上面产生的热跟电阻消耗的功率有关：P＝UI＝I2R；(1)式(1)中各项含义为：P—电热线平均消耗功率；R—电热线的阻值；U—电源电压；I—电热线上的电流。在式(1)中，若电源为直流电源，U表示直流电源的电压，I表示直流电源的电流；若电源为交流电，则U和I则代表它们的有效值。在日常生活中使用的电源是交流电，有效值220V，电热线的阻值可认为近似不变，由此，当电热线阻值一旦固定，其上消耗的功率P保持不变。若对电热线的供电回路增加开关，Us代表对电热线供电的直流电源，R代表电热线阻值，S为开关，假设S断开和闭合的时间分别为T1和T2，定义：T＝T1+T2；(2)若表达式(2)中的T为固定值，则有：D＝T2/T；(3)式(3)中的D即为占空比，D的取值范围为[0,1]，在电阻R上消耗的平均功率为：式(4)中，I为开关S闭合时电阻R上的电流，为一定值。由此可以看出，通过改变占空比D的大小，可以对电热线平均功率在[0,I2R]区间内调节，由此便可以达到对加热温度的精确控制。基于上述的技术原理，本技术提供了一种基于脉宽调制的电加热设备，如图1所示，其包括加热盘100，加热盘100上布设有用于作为加热源的电热线200，加热盘100上还安装有温度传感器300，且该电加热设备中还包括脉宽调制加热控制电路(未在图1中示出)。脉宽调制加热控制电路的结构框图如图2所示，其包括整流桥电路、滤波电路、逆变电路、脉宽调制电路和占空比控制器，所述整流桥电路的输入端连接交流电源，整流桥电路的输出端与逆变电路的输入端相连接，逆变电路的输出端与电热线相连接，逆变电路的逆变频率控制端与脉宽调制电路的调制信号输出端相连接，脉宽调制电路的脉宽控制输入端与占空比控制器的占空比信号输出端相连接，占空比控制器的信号输入端与温度传感器的感应信号输出端相连接。本技术基于脉宽调制的电加热设备，其工作过程是：交流电源通过整流桥电路整流成直流电，经过滤波电路后，由逆变电路变换成频率和占空比能够在一定范围内连续可调的单相交流电输出给电热线，这个输出给电热线的单相交流电可以看做是以某种频率进行通/断切换的直流电，在通电时电热线有电流通过，电热线产生热量，在断电时电热线无电流通过，电热线不产生热量，进而由占空比控制器通过控制脉宽调制电路所输出的脉宽调制信号的占空比而实现对逆变电路输出的单相交流电的占空比和频率加以调节，从而达到控制电热线的加热平均功率、实现加热温度调节的目的；同时，由于加热盘上还安装有温度传感器，能实时的检测加热盘上被加热器皿的温度，并反馈给占空比控制器，因此占空比控制器可以根据其设置指定的加热温度与温度传感器反馈的实时温度作对比，调整其输出的占空比信号，从而较为精准的控制电热线达到指定加热温度的要求。在本技术基于脉宽调制的电加热设备中，具体实施时，加热盘上的电热线可以采用多组的设计方式，各组电热线分别与逆变电路的输出端相并联，以对各组电热线提供均衡的供电电压，并且作为一种优选的布局方式，如图1所示，各组电热线200可以设计呈同心圆环状分布盘绕在加热盘100上，同时温度传感器300设计安装在加热盘100上位于其中两组同心圆环状盘绕的电热线之间的位置处。这样设计的好处是，多组电热线呈同心圆环状分布盘绕在加热盘上，形成一个特定的加热区，并且由于各组电热线具备均衡的供电电压，可以使得该加热区内各个部位的加热均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于脉宽调制的电加热设备，包括加热盘，加热盘上布设有用于作为加热源的电热线，其特征在于，所述加热盘上还安装有温度传感器，还包括脉宽调制加热控制电路；所述脉宽调制加热控制电路包括整流桥电路、滤波电路、逆变电路、脉宽调制电路和占空比控制器，所述整流桥电路的输入端连接交流电源，整流桥电路的输出端与逆变电路的输入端相连接，逆变电路的输出端与电热线相连接，逆变电路的逆变频率控制端与脉宽调制电路的调制信号输出端相连接，脉宽调制电路的脉宽控制输入端与占空比控制器的占空比信号输出端相连接，占空比控制器的信号输入端与温度传感器的感应信号输出端相连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于脉宽调制的电加热设备，包括加热盘，加热盘上布设有用于作为加热源的电热线，其特征在于，所述加热盘上还安装有温度传感器，还包括脉宽调制加热控制电路；所述脉宽调制加热控制电路包括整流桥电路、滤波电路、逆变电路、脉宽调制电路和占空比控制器，所述整流桥电路的输入端连接交流电源，整流桥电路的输出端与逆变电路的输入端相连接，逆变电路的输出端与电热线相连接，逆变电路的逆变频率控制端与脉宽调制电路的调制信号输出端相连接，脉宽调制电路的脉宽控制输入端与占空比控制器的占空比信号输出端相连接，占空比控制器的信号输入端与温度传感器的感应信号输出端相连接。2.根据权利要求1所述基于脉宽调制的电加热设备，其特征在于，所述电热线为多组，分别与逆变电路的输出端相并联，且各组电热线呈同心圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹劲松，梁燕，肖晓，
申请(专利权)人：重庆能源职业学院，
类型：新型
国别省市：重庆,50