專(zhuān)利名稱(chēng)：一種具有恒溫功能的電火鍋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電加熱技術(shù)，尤其是涉及一種具有恒溫功能的電火鍋。
背景技術(shù)：
目前，常用的電火鍋內(nèi)設(shè)置有機(jī)械式的雙金屬片溫控器，使用電火鍋時(shí)，內(nèi)部系統(tǒng) 通過(guò)調(diào)整雙金屬片的張力來(lái)控制溫度。這種機(jī)械控制加熱技術(shù)不能真正有效控制電火鍋 的溫度， 一般情況下仍然會(huì)經(jīng)常燒開(kāi)電火鍋，僅僅是調(diào)整了電火鍋燒開(kāi)的時(shí)間而已，使 得電火鍋頻繁處于燒開(kāi)狀態(tài)，很多情況下由于頻繁燒開(kāi)而導(dǎo)致鍋內(nèi)食品營(yíng)養(yǎng)的嚴(yán)重流失 或者受到破壞，并且存在使用不便和浪費(fèi)電能的缺點(diǎn)。
2003年12月31日中國(guó)公告的實(shí)用新型專(zhuān)利"一種功率可調(diào)的電火鍋"(專(zhuān)利號(hào) CN02272361.7)公開(kāi)了一種功率可調(diào)電火鍋，包括底座、裝在底座上的外殼，設(shè)置在外 殼內(nèi)的第一發(fā)熱源和第二發(fā)熱源，其中，第一發(fā)熱源由設(shè)在外殼上的調(diào)溫?fù)茆o控制其工 作，第二發(fā)熱源與安裝在外殼上的加速開(kāi)關(guān)串聯(lián)，跨接在第一發(fā)熱源上，使得第二發(fā)熱 源的啟停同時(shí)受調(diào)溫?fù)茆o和加速開(kāi)關(guān)控制。這種功率可調(diào)的電火鍋，用戶可以在任何需 要的時(shí)候，根據(jù)情況進(jìn)行功率選擇，做到食物少時(shí)火力既滿足要求又不費(fèi)電，食物多時(shí) 真正達(dá)到了 "猛火"而節(jié)約加熱時(shí)間，但這種電火鍋仍然頻繁處于被燒開(kāi)狀態(tài)。
1995年5月17日中國(guó)公告的實(shí)用新型專(zhuān)利"電火鍋調(diào)溫節(jié)能插頭"(專(zhuān)利號(hào) CN94219173.0)公開(kāi)了一種電火鍋調(diào)溫節(jié)能插頭，它是在鍋體的電源輸入插座與輸入電 源之間插入一個(gè)電子調(diào)溫電路，該電路安裝在一個(gè)幾何形狀為電源導(dǎo)線引入端與該插頭 輸出端相垂直的小盒內(nèi)，使用電火鍋時(shí)利用電子調(diào)溫電路調(diào)節(jié)加到發(fā)熱盤(pán)上的實(shí)際電 壓，從而達(dá)到調(diào)節(jié)電火鍋溫度的目的，而使用者通常根據(jù)發(fā)光二極管的亮度強(qiáng)弱來(lái)判斷 電火鍋內(nèi)溫度的高低，再憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)定恒溫溫度，但實(shí)際上，這種電火鍋根本無(wú)法精確調(diào) 節(jié)到想要設(shè)定的恒溫溫度，給使用者帶來(lái)了極大的不便。
上述各種解決方案均存在兩大問(wèn)題 一、上述電火鍋在使用過(guò)程中仍會(huì)頻繁處于燒 開(kāi)狀態(tài)，不僅破壞了食物的原有營(yíng)養(yǎng)，而且在使用過(guò)程中也給使用者帶來(lái)了不便，同時(shí) 頻繁的燒開(kāi)極大的浪費(fèi)了電能；二、在電路失靈以及極端意外情況下，上述電火鍋缺乏 安全保護(hù)，在實(shí)際使用中可能存在嚴(yán)重的安全隱患。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠使電火鍋的鍋底溫度維持在一定 的溫度范圍內(nèi)，而不會(huì)頻繁處于燒開(kāi)狀態(tài)的，且有效地節(jié)省了電能的具有恒溫功能的電火鍋。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為 一種具有恒溫功能的電火鍋， 該電火鍋內(nèi)設(shè)置有加熱單元，所述的電火鍋內(nèi)還設(shè)置有信號(hào)收集單元和信號(hào)處理單元， 所述的加熱單元和所述的信號(hào)收集單元分別與所述的信號(hào)處理單元連接；所述的信號(hào)收 集單元包括用于檢測(cè)鍋底溫度的鍋溫檢測(cè)電路和用于檢測(cè)恒溫溫度設(shè)定值的恒溫檢測(cè) 電路，所述的鍋溫檢測(cè)電路緊貼設(shè)置在所述的電火鍋的鍋底內(nèi)；信號(hào)處理單元接收鍋溫 檢測(cè)電路和恒溫檢測(cè)電路輸出的代表溫度的電壓信號(hào)，信號(hào)處理單元中預(yù)設(shè)有溫差設(shè)定 值，通過(guò)判斷鍋底溫度和恒溫溫度設(shè)定值之間的溫差的絕對(duì)值是否大于溫差設(shè)定值，由 信號(hào)處理單元將控制信號(hào)傳輸給加熱單元，控制加熱單元電氣的通斷，使鍋底溫度維持 在恒溫溫度設(shè)定值加減溫差設(shè)定值范圍內(nèi)；溫差設(shè)定值可選擇為2°C。
所述的電火鍋的底座上設(shè)置有溫度調(diào)整旋鈕，通過(guò)所述的溫度調(diào)整旋鈕設(shè)定恒溫溫 度設(shè)定值。
所述的電火鍋的鍋底內(nèi)緊貼設(shè)置有空燒保護(hù)器，所述的空燒保護(hù)器的第一端通過(guò)設(shè) 置在所述的電火鍋底座上的電源接口接入交流電，所述的空燒保護(hù)器的第二端與所述的 加熱單元通過(guò)一 電源電路相互連接。
所述的加熱單元包括加熱盤(pán)和加熱控制電路，所述的加熱控制電路連接有LED顯 示電路；所述的加熱控制電路通過(guò)控制信號(hào)控制所述的加熱盤(pán)的通斷狀態(tài)，所述的電源 電路為設(shè)置在所述的加熱控制電路與所述的空燒保護(hù)器之間的降壓整流電路，用于將通 過(guò)電源接口接入的交流電轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)所述的加熱控制電路工作的驅(qū)動(dòng)電源，和用于所述 的電火鍋內(nèi)的整個(gè)控制電路的工作電源。
所述的信號(hào)處理單元包括微處理器和與所述的微處理器連接的復(fù)位電路，所述的微 處理器內(nèi)設(shè)置有AD轉(zhuǎn)換器(ADC， Analog to Digit Converter)。
當(dāng)所述的加熱單元中的加熱盤(pán)加熱使所述的空燒保護(hù)器的溫度達(dá)到108i3"C時(shí)，所 述的空燒保護(hù)器自動(dòng)切斷所述的加熱單元。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于在電火鍋內(nèi)設(shè)置有信號(hào)收集單元和信號(hào)處 理單元，且信號(hào)收集單元包括用于測(cè)量鍋底溫度的鍋溫檢測(cè)電路和用于測(cè)量恒溫溫度設(shè) 定值的恒溫檢測(cè)電路，通過(guò)判斷鍋底溫度和恒溫溫度設(shè)定值之間的溫差的絕對(duì)值是否大 于預(yù)設(shè)在信號(hào)處理單元中的溫差設(shè)定值，使鍋底溫度維持在恒溫溫度設(shè)定值加減溫差設(shè) 定值范圍內(nèi)，避免了電火鍋處于頻繁的燒開(kāi)狀態(tài)，同時(shí)節(jié)省了電資源；在電火鍋的鍋底 內(nèi)設(shè)置有空燒保護(hù)器，當(dāng)加熱盤(pán)加熱使空燒保護(hù)器的溫度達(dá)到108士3'C時(shí)，空燒保護(hù)器 將自動(dòng)切斷加熱單元，避免了電火鍋內(nèi)的整個(gè)控制電路失靈而損壞電火鍋，有效地保護(hù) 了電火鍋。
圖1為本實(shí)用新型電火鍋的內(nèi)部控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2為本實(shí)用新型的空燒保護(hù)器、降壓整流電路和加熱控制電路的電路圖3為本實(shí)用新型的信號(hào)處理單元及信號(hào)收集單元的電路圖4為本實(shí)用新型恒溫控制方法的控制過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
如圖l、圖2和圖3所示， 一種具有恒溫功能的電火鍋，該電火鍋內(nèi)設(shè)置有加熱單 元1、信號(hào)收集單元2和信號(hào)處理單元3，加熱單元1和信號(hào)收集單元2分別與信號(hào)處 理單元3連接；信號(hào)收集單元2包括檢測(cè)鍋底溫度的鍋溫檢測(cè)電路21和用于檢測(cè)恒溫 溫度設(shè)定值的恒溫檢測(cè)電路22，鍋溫檢測(cè)電路21緊貼設(shè)置在電火鍋的鍋底內(nèi)，信號(hào)處 理單元3位于加熱單元1下方并與加熱單元1之間設(shè)置有隔熱分離層(圖中未畫(huà)出)，以 免信號(hào)處理單元3因高溫失去其處理功能。信號(hào)收集單元2采集溫度信息并轉(zhuǎn)化為電信 號(hào)傳輸給信號(hào)處理單元3，信號(hào)處理單元3中預(yù)設(shè)有溫差設(shè)定值，通過(guò)判斷鍋底溫度和 恒溫溫度設(shè)定值之間的溫差的絕對(duì)值是否大于溫差設(shè)定值，由信號(hào)處理單元3將控制信 號(hào)傳輸給加熱單元l，控制加熱單元l電氣的通斷，當(dāng)鍋底溫度減去恒溫溫度設(shè)定值大 于溫差設(shè)定值，將加熱單元1切斷，而當(dāng)恒溫溫度設(shè)定值減去鍋底溫度大于溫差設(shè)定值 時(shí)，維持加熱單元l繼續(xù)加熱，這樣使得鍋底溫度較好的維持在恒溫溫度設(shè)定值加減溫 差設(shè)定值范圍內(nèi)。
本實(shí)施例中的溫差設(shè)定值的大小與鍋溫檢測(cè)電路中感溫元件的品質(zhì)有關(guān)，常規(guī)情況 下該溫差設(shè)定值可以達(dá)到2°C。恒溫溫度設(shè)定值可以由人工通過(guò)設(shè)置在電火鍋的底座上 的溫度調(diào)整旋鈕4設(shè)定，設(shè)定恒溫溫度設(shè)定值的誤差小于溫度調(diào)整旋鈕4制造工藝確定
的誤差范圍內(nèi)，但是最小不小于rc。
電火鍋的鍋底內(nèi)緊貼設(shè)置有空燒保護(hù)器F1并遠(yuǎn)離加熱單元1中的加熱盤(pán)11，空燒 保護(hù)器F1的第一端通過(guò)設(shè)置在電火鍋的底座上的電源接口接入220V交流電(市電)， 空燒保護(hù)器Fl的第二端與加熱單元1通過(guò)一電源電路6相互連接；本實(shí)例中空燒保護(hù) 器F1選用集成自恢復(fù)保險(xiǎn)絲器件KSD301，當(dāng)加熱單元1中的加熱盤(pán)11加熱使空燒保 護(hù)器F1的溫度達(dá)到108±3〔時(shí)，空燒保護(hù)器F1自動(dòng)切斷加熱單元l。
上述信號(hào)處理單元3包括微處理器IC2 (即MCU)和與微處理器IC2連接的復(fù)位電 路31。本實(shí)施例中微處理器IC2采用型號(hào)為SN8P2711的單片機(jī)，其內(nèi)部設(shè)置有具有 12位測(cè)量精度的AD轉(zhuǎn)換器(ADC， Analog to Digit Converter);復(fù)位電路31包括第三 電阻R3、第四電阻R4和第五電容C5，第五電容C5的第一端接地，第五電容C5的第 二端分別與第三電阻R3的第一端和第四電阻R4的第一端連接，第三電阻R3的第二端 和第四電阻R4的第二端分別與微處理器IC2連接，有效地保證了微處理器IC2上電時(shí)可以可靠復(fù)位。
上述加熱單元1包括加熱盤(pán)11和加熱控制電路12，加熱控制電路12通過(guò)控制信號(hào) 控制加熱盤(pán)11的通斷狀態(tài)。上述電源電路6為設(shè)置在加熱控制電路12與空燒保護(hù)器Fl 之間設(shè)置的降壓整流電路，降壓整流電路用于將通過(guò)電源接口接入的220V交流電轉(zhuǎn)換 為用于驅(qū)動(dòng)加熱控制電路12工作的驅(qū)動(dòng)電源和用于電火鍋內(nèi)的整個(gè)控制電路的工作電 源5。加熱控制電路12包括第一三極管Q1、第二電阻R2和繼電器J1，繼電器J1上連 接有第五二極管D5。降壓整流電路包括交流小型磁飽和變壓器T1和由第一二極管D1、 第二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4組成的橋式整流電路61，交流小型磁 飽和變壓器T1的初級(jí)和空燒保護(hù)器F1的第二端之間設(shè)置有第一電容C1，第一電容C1 的兩端并聯(lián)設(shè)置有第一電阻R1，橋式整流電路61連接有小功率三端穩(wěn)壓器IC1，小功 率三端穩(wěn)壓器IC1的接地端GND接地，小功率三端穩(wěn)壓器IC1的輸入端Vin分別與橋 式整流電路61及第五二極管D5的負(fù)端和繼電器Jl的公共連接端連接，小功率三端穩(wěn) 壓器IC1的輸入端Vin與地之間設(shè)置有第二電容C2，小功率三端穩(wěn)壓器IC1的輸出端 Vout與地之間設(shè)置有第三電容C3和第四電容C4，第一三極管Q1的集電極與第五二極 管D5和繼電器J1的公共連接端連接，第一三極管Q1的發(fā)射極接地，第一三極管Q1 的基極通過(guò)第二電阻R2與LED顯示電路13連接，LED顯示電路13為一發(fā)光二極管 D6，發(fā)光二極管D6的負(fù)端與第二電阻R2連接，發(fā)光二極管D6的正端與微處理器IC2 連接。本實(shí)施例中小功率三端穩(wěn)壓器IC1的型號(hào)為78L05;第一電容C1為降壓電容； 第二電容C2、第三電容C3和第四電容C4均為濾波電容。經(jīng)過(guò)空燒保護(hù)器F1的220V 交流電，通過(guò)第一電容C1降壓后接入80V交流電壓，第一電阻R1用于釋放第一電容 Cl上的電荷，接入初級(jí)電壓為80V交流電壓且變壓比為10: 1的交流小型磁飽和變壓 器T1，在交流電(市電)發(fā)生波動(dòng)時(shí)變壓器T1也可基本維持其初級(jí)的電壓80V不變， 變壓器Tl的次級(jí)的電壓8V在經(jīng)過(guò)橋式整流電路51通過(guò)第二電容C2濾波后得到約9V 的直流電壓，9V直流電壓用于驅(qū)動(dòng)加熱控制電路32工作；9V直流電壓經(jīng)過(guò)小功率三 端穩(wěn)壓器IC1及第三電容C3和第四電容C4的進(jìn)一步穩(wěn)壓和濾波得到穩(wěn)定的5V直流電 壓，用作電火鍋內(nèi)整個(gè)控制電路的工作電源5。
在5V工作電源5和微處理器IC2之間設(shè)置有第七電阻R7，第七電阻R7的第一端 與工作電源5連接，第七電阻R7的第二端與微處理器IC2連接，第七電阻R7的第二 端連接有第八電阻R8，第八電阻R8的一端接地；第七電阻R7和第八電阻R8分壓5V 工作電源5后通過(guò)微處理器IC2為AD轉(zhuǎn)換器提供參考電壓。
上述鍋溫檢測(cè)電路21包括第六電阻R6和第一熱敏電阻RT1，第一熱敏電阻RT1 緊貼設(shè)置在電火鍋的鍋底內(nèi)；恒溫檢測(cè)電路22包括第五電阻R5和電位器W1，通過(guò)設(shè) 置在電火鍋的底座上的溫度調(diào)整旋鈕4和電位器W1配合，用于調(diào)整恒溫溫度設(shè)定值， 電位器W1的中心抽頭引入微處理器IC2，用于檢測(cè)恒溫溫度設(shè)定值。本實(shí)用新型的電火鍋還可以將其內(nèi)部的容器制作成水壺容器，可用于提供恒溫開(kāi) 水。水壺容器上面還可以進(jìn)一步設(shè)置茶壺容器，利用水壺容器中的恒溫開(kāi)水產(chǎn)生的水蒸 氣加熱茶壺容器，茶壺容器內(nèi)置茶葉和開(kāi)水用于提供恒溫茶水。
應(yīng)用于上述電火鍋的恒溫控制方法，如圖4所示，該恒溫控制方法主要包括以下步
驟
a. 對(duì)電火鍋內(nèi)的硬件電路和微處理器IC2的軟件環(huán)境進(jìn)行上電初始化；
b. 利用鍋溫檢測(cè)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)電火鍋的鍋底溫度，并將鍋底溫度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳輸
給信號(hào)處理單元的微處理器；
C.利用恒溫檢測(cè)電路檢測(cè)溫度調(diào)整旋鈕設(shè)定的恒溫溫度設(shè)定值，并將恒溫溫度設(shè)定 值轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳輸給信號(hào)處理單元的微處理器；
d. 判斷鍋底溫度是否超過(guò)103士rC，如果超過(guò)，則確定為空燒，切斷加熱單元并返
回執(zhí)行步驟b;否則，繼續(xù)執(zhí)行；
e. 微處理器判斷鍋底溫度減去恒溫溫度設(shè)定值的差值是否大于溫差設(shè)定值，如果
是，則切斷加熱單元并返回執(zhí)行步驟b;否則，繼續(xù)執(zhí)行；
f. 微處理器判斷恒溫溫度設(shè)定值減去鍋底溫度的差值是否大于溫差設(shè)定值，如果 是，則維持加熱單元進(jìn)行加熱，并返回執(zhí)行步驟b。
為了預(yù)防電火鍋的整個(gè)控制電路失靈狀態(tài)下的空燒，當(dāng)加熱單元1中的加熱盤(pán)11
加熱使空燒保護(hù)器F1的溫度達(dá)到108士3'C時(shí)，空燒保護(hù)器F1自動(dòng)切斷加熱單元l。
權(quán)利要求1、一種具有恒溫功能的電火鍋，該電火鍋內(nèi)設(shè)置有加熱單元，其特征在于所述的電火鍋內(nèi)還設(shè)置有信號(hào)收集單元和信號(hào)處理單元，所述的加熱單元和所述的信號(hào)收集單元分別與所述的信號(hào)處理單元連接；所述的信號(hào)收集單元包括用于檢測(cè)鍋底溫度的鍋溫檢測(cè)電路和用于檢測(cè)恒溫溫度設(shè)定值的恒溫檢測(cè)電路，所述的鍋溫檢測(cè)電路緊貼設(shè)置在所述的電火鍋的鍋底內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有恒溫功能的電火鍋，其特征在于所述的電火鍋 的底座上設(shè)置有溫度調(diào)整旋鈕，通過(guò)所述的溫度調(diào)整旋鈕設(shè)定恒溫溫度設(shè)定值。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有恒溫功能的電火鍋，其特征在于所述的電火鍋 的鍋底內(nèi)緊貼設(shè)置有空燒保護(hù)器，所述的空燒保護(hù)器的第一端通過(guò)設(shè)置在所述的電火鍋 底座上的電源接口接入交流電，所述的空燒保護(hù)器的第二端與所述的加熱單元通過(guò)一電 源電路相互連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有恒溫功能的電火鍋，其特征在于所述的加熱單 元包括加熱盤(pán)和加熱控制電路，所述的加熱控制電路連接有LED顯示電路；所述的加 熱控制電路通過(guò)控制信號(hào)控制所述的加熱盤(pán)的通斷狀態(tài)，所述的電源電路為設(shè)置在所述 的加熱控制電路與所述的空燒保護(hù)器之間的降壓整流電路，用于將通過(guò)電源接口接入的 交流電轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)所述的加熱控制電路工作的驅(qū)動(dòng)電源，和用于所述的電火鍋內(nèi)的整個(gè) 控制電路的工作電源。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有恒溫功能的電火鍋，其特征在于所述的信號(hào)處 理單元包括微處理器和與所述的微處理器連接的復(fù)位電路，所述的微處理器內(nèi)設(shè)置有 AD轉(zhuǎn)換器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有恒溫功能的電火鍋，其特征在于當(dāng)所述的加熱 單元中的加熱盤(pán)加熱使所述的空燒保護(hù)器的溫度達(dá)到108士3'C時(shí)，所述的空燒保護(hù)器自 動(dòng)切斷所述的加熱單元。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有恒溫功能的電火鍋，該電火鍋內(nèi)設(shè)置有加熱單元、信號(hào)收集單元和信號(hào)處理單元；信號(hào)收集單元包括用于檢測(cè)鍋底溫度的鍋溫檢測(cè)電路和用于檢測(cè)恒溫溫度設(shè)定值的恒溫檢測(cè)電路，鍋溫檢測(cè)電路緊貼設(shè)置在電火鍋的鍋底內(nèi)，信號(hào)處理單元接收鍋溫檢測(cè)電路和恒溫檢測(cè)電路輸出的代表溫度的電壓信號(hào)，信號(hào)處理單元中預(yù)設(shè)有溫差設(shè)定值，通過(guò)判斷鍋底溫度和恒溫溫度設(shè)定值之間的溫差的絕對(duì)值是否大于溫差設(shè)定值，由信號(hào)處理單元將控制信號(hào)傳輸給加熱單元，控制加熱單元電氣的通斷，使鍋底溫度維持在恒溫溫度設(shè)定值加減溫差設(shè)定值范圍內(nèi)，避免了電火鍋處于頻繁的燒開(kāi)狀態(tài)，同時(shí)節(jié)省了電資源。
文檔編號(hào)A47J36/24GK201227186SQ20082012085
公開(kāi)日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月3日
發(fā)明者張衛(wèi)強(qiáng), 徐鐵鋒, 胡建平, 蔣剛毅 申請(qǐng)人:寧波大學(xué)