多功能電子灶的製作方法

2023-04-28 05:04:46

專利名稱：多功能電子灶的製作方法
技術領域：
本實用新型是關於一種高效率電子發熱裝置，特別是指一種適用於烹調的多功能電子灶。
從89年10月12日公布題為「高頻電磁加熱器」的中國專利CN87204199U中有關該裝置主要性能是這樣描述的它利用高頻電磁感應和渦流加熱的原理直接加熱被加熱器，熱效率可達70％以上，具有功率大小可調，溫度、定時自動控制。有過熱過流保護和電源自動啟閉與防止意外加熱等多種功能，適用於不同形狀的烹調器具。從它的說明書和附圖中得知，高頻變換電路使用可控矽控制，由於可控矽在快速的高頻開關響應中存在不足，使變換效率受到影響。它的全部電路均採用分立元器件，加上繼電器和較多的機械接點，電路之間的控制關係又較複雜，這些都可能使可靠性下降，它的灶面使用5毫米普通瓷板，當遇到幾百度急速變化的溫差衝擊時，有可能使瓷板破裂，在使用時需配備專門炊具，平底鍋由於不能固定，需用手支撐，給使用者帶來麻煩。由於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，熱效率可達80％左右，灶面使用微晶玻璃，大功率開關管採用組合電晶體或模塊，具有多種保護和自動功率調整等功能。由於這種電磁灶對大功率開關管和微晶玻璃要求苛刻，大都需進口，在挪動灶具時，由於自動功率調整的作用，將在大功率開關管兩端產生上千伏的瞬間脈衝高壓，這樣有可能損壞開關管。質量稍差的微晶玻璃在遇到幾百度急速變化溫差衝擊時也有可能使之破裂，現在電磁灶的大功率開關管或模塊大都毫無例外的使用NPN結構的矽材料，由於這種材料製造的管子或模塊內阻較大，輸入阻抗較小，需壓大功率推動電路工作，使機內熱損耗較大，需配備專門的散熱電機。其保護和控制電路之間的關係也較複雜，它的平板式灶面與前述「高頻電磁加熱器」都有相同的缺點的不足。
本實用新型根據電磁感應和渦流加熱原理，採用獨特的設計手段，克服了上述產品的缺點與不足，製作了一種高效率具有多種功能的電子灶，其特點①熱效率在90％以上；②雙灶型臥式機電一體化結構；③電路設計簡單，內損耗很小；④有開機復位、慢起動、挪動炊具無高壓衝擊、功率和定時可無級調整，多種自動保護、並有故障顯示和監控等功能；⑤對大功率開關管可放寬要求，同時可免去使用微晶玻璃或瓷板；⑥有良好的可靠性，並有多種烹調功能，它是這樣實現的本實用新型為了提高熱效率，首先把220伏交流電經橋式整流和濾波電路，得到一個300伏左右的電壓，然後用VNOS場效應大功率管轉換成30KC－50KC的高頻電流，作用在加熱線圈上，產生強烈電磁場，通過鐵磁性鍋生成渦流使之發熱。由於採用了內阻很小，輸入阻抗很高VNOS管，無需推動功率，使機內主要的損耗大幅度降低，同時灶體採用凹下的雙層結構方式，並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。它電路結構簡單，各種功能較齊全，主要電路由5塊集電塊擔任，
以下結合附圖作詳細的描述。


圖1是本實用新型原理方塊圖；圖2是本實用新型電路原理圖；圖3是本實用新型外觀結構圖；圖4是本實用新型橫截面圖。
如圖1所示，本實用新型由高壓數流、濾波、加熱、大功率開關、穩壓、自動保護開關、定時、振蕩、故障顯示與監控等電路組成。
圖2是本實用新型詳細電路原理圖，它是這樣工作的通過插座CZ1接通220伏交流電，經D1－D4橋式數流，通過π型濾波電路得到一個30伏左右的電壓，經過加熱電路作用於VNOS場效應管上。低壓通過B1變壓器，橋式數流、濾波、穩壓後得到一個15伏電壓加在各低壓電路中。由於接通電源瞬間有一個脈衝電壓加在自動保護開關電路中使IC1輸出端為零及開機復位，IC2、IC3均不能工作，監控電路IC4的雙排發光管的第一個燈亮，分別指示溫度和直流高壓的起始狀態，整機處於等待工作位置。當用手觸模AN1觸點時，IC1輸出高電位、D17發亮、電壓加在IC2電路上，BG4是恆流源通過調節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，當定時完成後，觸模AN3使BG5導通，放掉C10上的電壓，在預定的定時範圍內D18發亮。按鈕開關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杆連接，其杆的端頭是埋頭式的，當加熱鍋壓下K1、K2時，振蕩電路IC3處於慢起動中，它將輸出一個由小至大的高頻調寬脈衝電壓加在BG6基極上，這個慢起動過程在30秒左右，調整C15可改變慢起動的時間，W3是功率調整電位器，改變它的大小，可無級調整功率。BG6是倒相放大管，它把振蕩信號適當放大倒相後去觸發大功率開關管。BG2、BG3是一種串並聯形式是組合管，有良好的開關和自動穩定特性，因它輸入阻抗很高，無需推動功率就能很好的工作，D13是12V左右穩壓管是為了防止輸入脈衝電壓過高，擊穿柵極，起保護作用。當大功率VWOS管被觸發後，將在加熱線圈中產生強烈諧振及電磁場，使加熱鍋產生渦流發熱。
過熱保護BG9是溫度傳感器，放置於加熱鍋底部邊沿處，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。調節R38、R27可調整起始溫度和指示溫度，D28－32顯示各種不同溫度，當溫度超過預定值時，最後一個發光管工作，將從R33一端輸出一脈衝信號給BG8，放大後，經隔離二極體D22自動關閉定時和振蕩電路。
過壓保護它是通過R4和W1對高頻電壓取樣經D33半波整流濾波後得到一電壓使D23－27工作，指示出不同電壓值，當超過預定高頻電壓時，最後一個發光管工作，在R28一端輸出脈衝信號，經BG7放大後，經D21關閉定時和振蕩電路，調節R26和W1可改變起始電壓和工作電壓。
過流保護是跨接在濾波線圈兩端的BG1管完成的，當電流超過預定值時，在線圈兩端會產生一個0.7伏左右的電壓，使BG1飽和導通輸出一信號經D7自動關閉定時和振蕩電路。
挪動炊具無高壓和慢起動電路當炊具挪動時，K1K2上的絕緣彈簧自動跳起，切掉了觸發信號源，在BG2、BG3兩端不會產生瞬間高壓脈衝，有效保護了大功率開關管，當炊具放回定位的灶面時，絕緣杆壓下K1、K2接通，振蕩電路處於慢起動過程中，從IC3輸出一個從小至大的脈衝電壓經BG6放大後，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衝擊保護了大功率開關管。
圖三是本實用新型外觀結構圖，①是炊具的鍋蓋，由金屬薄板壓制而成，②溫度指示發光二極體，③開關、定時器放電接點，④定時無級調節電位器，⑤直流高壓指示發光管，⑥低壓指示發光管，⑦定時指示發光管，⑧功率調節電位器，⑨高頻電壓指示發光管，⑩⑾⑿是K1、K2傳感接點。
圖四是本實用新型橫截面圖①炊具鍋蓋，②二次反射保溫鍋，它的內表面必需光潔，有利於反射紅外線，外表面由一層石棉等復蓋。③加熱鍋，它是由鐵磁性金屬經模壓而成，④放置加熱線圈瓷盤的位置，加熱線圈繞好後放入瓷盤中引出線固定在瓷性接線柱上，然而用環氧樹脂灌封，⑤與②等同，⑥與③等同。通過圖四可看到內加熱鍋與外保溫鍋之間有一個定位的空氣隔離層，經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衝擊，同時又省去了要求苛刻的微晶玻璃或瓷板。調節瓷盤與加熱鍋的高度可改變高頻電壓的大小。
至此，已經介紹了多功能電子灶的原理、組成和調整，它滿足於對該灶的理解、製作的必要條件，對於一般較熟煉的電子技術人員不會有理解和製作上的困難。
權利要求1.多功能電子灶屬於一種高效率電子發熱裝置，它是機電一體化結構，外形為臥式金屬框架，在臥式灶的斜面上設置有監控組件，平面下方設置有凹下的雙層結構灶體。裡面設置有大功率開關、整流組件，其特徵是a、上述監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，整流組件主要由大功率橋式整流、π型濾波、過流保護、大功率VWOS管，低壓變壓器等電路組成；c、上述雙層結構灶體，裡層是加熱鐵磁性鍋，外層為非導磁性金屬鍋；d、多功能電子灶具有單灶型或多灶型。
2.根據權利要求1所述的多功能電子灶，其特徵在於所述監控組件是由一塊雙指示功能的集成塊和10個發光管組成顯示電路、三塊時基集成電路分別擔任自動開關定時和振蕩電路，該監控組件有6隻NPN型矽管和一隻結型場效應管、7隻普通矽二極體等組成。
3.根據權利要求1所述的多功能電子灶，其特徵在於所述大功率開關，整流組件是由四隻大功率整流二極體、濾波電容、加熱線圈、阻尼二極體、大功率VNOS場效應管、變壓器及三端穩壓塊等組成。
4.根據權利要求1所述的多功能電子灶，其特徵在於所述雙層灶體的內層是加熱用的鐵磁性鍋(梯形或圓矩形)和拱形的金屬蓋。外層是稍大於裡鍋的金屬鍋，該金屬鍋的內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的圓形空腔。
專利摘要適用於烹調的高效多功能電子灶，是機電一體化結構，外形為臥式，該灶由監控和大功率開關、整流組件構成。利用高頻電磁感應和渦流加熱原理，採用了內損耗很小的VMOS大功率開關管和具有二次利用熱能的雙層灶結構，使它的熱效率高達90％以上，具有電路簡單實用，開機復位、慢起動、故障自動顯示、功率和定時預選、多種保護和多種烹調功能的特徵。
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 優先權日1989年9月18日
發明者塗為明 申請人:塗為明