一种低噪声的电磁炉及其控制方法

摘要

本发明的电磁炉具有包括水平部分和垂直部分的导热片，实现了对线圈的直接冷却，并将其热量传导到垂直设置的散热块上，减少了电磁炉的厚度，同时通过第一温度检测单元、第二温度检测单元、第三温度检测单元对电磁炉的散热环境和线圈温度进行模拟，并对风扇转速进行控制，节约了能源，降低了风扇的噪声，克服了现有技术中电磁炉风扇转速的控制滞后性和控制误差，达到了比较好的控制效果。

权利要求

1.一种电磁炉控制方法，所述电磁炉包括面板、绝热层，所述面板的上表面用于放置锅具，所述绝热层设置在导热面板与电磁炉内部空腔之间，使得面板与电磁炉内部空腔之间实现热隔离，所述电磁炉内部空腔内设置有线圈，所述线圈设置在所述绝热层之下，所述电磁炉内部具有出风口、散热块和风扇，所述出风口位于电磁炉的侧部，所述散热块呈垂直设置，所述出风口处设置有风扇，所述风扇用于将电磁炉内部的空气排出电磁炉之外，所述电磁炉内部空腔内设置有导热片，所述导热片具有水平部分和垂直部分，所述导热片的水平部分贴合所述线圈，所述垂直部分贴合所述散热块；其中垂直部分整体与线圈在垂直方向的投影没有交集，所述电磁炉内部空腔内还具有线圈供电单元；所述导热片为导热陶瓷；所述电磁炉还具有第一电路板和第二电路板，所述第一电路板上还具有第一温度检测单元，第一温度检测单元用于检测线圈供电单元的温度，所述第二电路板上包括控制单元、第二温度检测单元，其中第二温度检测单元用于检测导热片垂直部分的温度；所述电磁炉还具有入风口，所述入风口设置在电磁炉的侧部，与出风口的位置相对设置，所述入风口设置有温度隔离区，所述温度隔离区还具有第三温度检测单元，所述第三温度检测单元用于检测入风口的温度；所述电磁炉的面板上具有操作模块，所述操作模块包括开关按键和功率调整按键，所述操作模块感应用户的按压操作，并生成操作信号发送给控制单元，所述控制单元根据所述操作信号控制所述线圈供电单元的通断以及功率调节，并根据所述操作信号获知电磁炉的加热功率；所述控制单元发送控制信号给风扇，对风扇的转速进行调节；其特征在于，所述控制方法具体包括以下步骤：步骤1、控制单元获取线圈供电单元的开关状态；

步骤2、当线圈供电单元开始供电时，即相当于线圈开始通电，控制单元控制风扇开始转动；

步骤3、控制单元获取第一温度检测单元、第二温度检测单元、第三温度检测单元发送的温度信号，并转化为相应温度值；

步骤4、控制单元计算第一温度值与第三温度值的第一差值；

步骤5、控制单元计算第二温度值与预设温度阈值的第二差值；

步骤6、控制单元根据所述第一差值和第二差值对风扇的初始转速进行修正；

步骤7、当线圈供电单元的加热功率增加时，所述控制单元相应增加所述风扇转速，当线圈供电单元的加热功率降低时，所述控制单元相应地降低所述风扇的转速。

说明书

一种低噪声的电磁炉及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明属于电磁炉技术领域，尤其涉及一种低噪声的电磁炉及其控制方法。

背景技术

[0002] 电磁炉是一种依靠线圈产生的电涡流磁场对锅具进行加热的新型灶具。在电磁炉工作的过程中，线圈会产生大量的热量，因此需要及时地将热量从电磁炉内部散发出去，而仅仅依靠自然对流的方式进行热交换通常不足以有效地降低电磁炉线圈的温度，因为散热块通常采用铜或铝制成，当电磁炉线圈开始工作时，如果散热块离线圈太近，则会在散热块中产生感应电涡流，使得散热块的温度升高，反而不能实现电磁炉内部的降温，因此，现有技术中的散热块都设置在离线圈较远的地方，尤其避免设置在线圈的下方，这使得线圈和散热块之间并无物理接触，而依靠空气的流通进行散热，散热效率较低。

[0003] 为了增加散热的效果，部分现有的电磁炉内部加装了风扇，但是风扇会给电磁炉带来较大的噪声，并且也会消耗更多的电能。为了解决风扇噪声和散热的矛盾，部分现有技术开始对风扇进行调速。例如中国实用新型专利CN2715453Y公开了一种电磁炉的噪音控制装置，其温度传感器设置在电路板上，对电磁炉内部的温度进行检测，并相应地对风扇转速进行控制，与此类似的还有中国专利CN1808889A，其也是通过设置的电路板上的温度传感器对风扇转速进行控制。中国实用新型专利CN202813497U公开了一种电磁炉散热装置及电磁炉，其包括第一温度传感器和第二温度传感器，其分别设置在电磁炉的机芯和线圈盘上，分别用于检测机芯和线圈盘的温度，以对机芯风扇和线圈风扇的转速进行控制。

[0004] 以上现有技术都存在不足。首先，CN2715453Y和CN1808889A的温度传感器或温度传感电路都设置在电路板上，与发热线圈之间有空气隔离，无法直接获知线圈的温度，线圈作为电磁炉内部主要的发热源，如果电路板上的温度传感器检测到电磁炉内部温度过高，此时线圈已经持续过热一段时间了，这给温度控制带来一定的滞后性，散热风扇如果转速仍按照温度传感器所感测的温度值进行控制，电磁炉内部的温度可能会继续升高，经过较长的时间才会逐渐降低，而如果散热风扇加大转速进行散热，则带来较大的噪声，达不到静音的目的，并且，风扇垂直设置，与线圈隔离较远，两者并无物理接触，线圈只能依靠风扇所形成的流动空气进行散热，散热效果较差。CN202813497U中公开的温度传感器设置在线圈盘上，因为线圈在工作时会产生较强的变化磁场，如果将温度传感器设置在线圈盘上可能会对传感器的信号造成较大的干扰，检测的温度值不能真实反映线圈的温度，从而导致控制的误差，并且，风扇直接设置在线圈盘上大大增加了电磁炉的厚度，风扇的使得空气的运动方向与电磁炉的垂直轴线平行，也不利于散热。

[0005] 并且，现有的电磁炉风扇转速的控制方法并没有考虑到电磁炉本身所处的散热条件以及电磁炉的加热功率，在温度控制上具有滞后性，而这种滞后性会导致为了尽快降低已经过热的线圈而超速转动，加大了电磁炉的噪声。

发明内容

[0006] 本发明提出一种电磁炉，其包括面板、绝热层，所述面板的上表面用于放置锅具，所述绝热层设置在导热面板与电磁炉内部空腔之间，使得面板与电磁炉内部空腔之间实现热隔离。所述面板优选为黑晶面板，或其他耐高温的透明玻璃，或耐热陶瓷板。绝热层材料优选为绝热泡沫材料。所述绝热层将导热面板与电磁炉内部空腔的热隔离防止面板的热量返回电磁炉内部。

[0007] 所述电磁炉内部空腔内设置有线圈，所述线圈设置在所述绝热层之下，一般所述线圈设置在内部空腔的正中位置并靠近所述导热面板。

[0008] 所述电磁炉内部具有出风口、散热块和风扇，所述散热口位于电磁炉的侧部，所述散热块呈垂直设置，散热块上具有翅片，所述翅片朝向所述出风口，所述出风口处设置有风扇，所述风扇用于将电磁炉内部的空气排出电磁炉之外。

[0009] 所述电磁炉内部空腔内设置有导热片，所述导热片具有水平部分和垂直部分，所述导热片的水平部分贴合所述线圈，所述垂直部分贴合所述散热块。

[0010] 进一步地，所述电磁炉内部空腔内还具有发热元件，所述导热片优选为导热陶瓷。

[0011] 所述电磁炉还具有第一电路板和第二电路板，所述第一电路板上包括线圈供电单元和第一温度检测单元，具体地，所述线圈供电包括IGBT、整流桥等，所述第一温度检测单元用于检测线圈供电单元的温度。所述第二电路板上包括控制单元、第二温度检测单元，其中第二温度检测单元用于检测导热片垂直部分的温度。

[0012] 所述电磁炉还具有入风口，所述入风口设置在电磁炉的侧部，与出风口的位置相对设置，所述入风口设置有温度隔离区，所述温度隔离区包括隔热板，用于将温度隔离区与电磁炉内部空腔进行热隔离，所述隔热板上具有小孔。所述温度隔离区设置有挡板，所述挡板与电磁炉侧部外壳之间具有间隙，电磁炉外部的空气通过所述间隙再流经所述小孔进入所述电磁炉的内部空腔。所述温度隔离区还具有第三温度检测单元，所述第三温度检测单元用于检测入风口的温度。

[0013] 所述第一温度检测单元获取线圈供电单元的温度并发送相应的温度信号给控制单元，所述第二温度检测单元获取导热片垂直部分的温度并发送相应的温度信号给控制单元，所述第三温度检测单元获取所述入风口的温度并发送相关的温度信号给控制单元。

[0014] 所述电磁炉的面板上具有操作模块，所述操作模块包括开关按键和功率调整按键，所述操作模块感应用户的按压操作，并生成所述操作信号发送给控制单元，所述控制单元根据所述操作信号控制所述线圈供电单元的通断以及功率调节，并根据所述操作信号获知电磁炉的加热功率。所述控制单元发送控制信号给风扇，对风扇的转速进行调节。

[0015] 本发明还提出一种电磁炉控制方法，其基于上述电磁炉，具体包括以下步骤：

[0016] 步骤1、控制单元获取线圈供电单元的开关状态。

[0017] 步骤2、当线圈供电单元开始供电时，即相当于线圈开始通电，控制单元控制风扇开始转动，风扇的初始转速为R0。

[0018] 步骤3、控制单元获取第一温度检测单元、第二温度检测单元、第三温度检测单元发送的温度信号，并转化为相应温度值，所述第一温度值为T1，第二温度值为T2，第三温度值为T3。

[0019] 步骤4、控制单元计算第一温度值T1与第三温度值T3的第一差值ΔT1，即ΔT1＝T1-T3。

[0020] 步骤5、控制单元计算第二温度值T2与预设温度阈值Ts的第二差值ΔT2，即ΔT2＝T2-Ts。

[0021] 步骤6、控制单元根据所述第一差值和第二差值对风扇的初始转速R0进行修正。

[0022] 步骤7、当线圈供电单元的加热功率增加时，所述控制单元相应增加所述风扇转速，当线圈供电单元的加热功率降低时，所述控制单元相应地降低所述风扇的转速。

[0023] 本发明的电磁炉具有包括水平部分和垂直部分的导热片，实现了对线圈的直接冷却，并将其热量传导到垂直设置的散热块上，减少了电磁炉的厚度，同时通过第一温度检测单元、第二温度检测单元、第三温度检测单元对电磁炉的散热环境和线圈温度进行模拟，并对风扇转速进行控制，节约了能源，降低了风扇的噪声，克服了现有技术中电磁炉风扇转速的控制滞后性和控制误差，达到了比较好的控制效果。

附图说明

[0024] 图1为本发明的电磁炉的侧视图；

[0025] 图2为本发明电磁炉的入风口示意图，

[0026] 其中，散热块1，面板2，绝热层3，翅片4，线圈6，线圈供电单元7，风扇8，第一电路板9，第二电路板10，第二温度检测单元11，导热片水平部分12，导热片垂直部分13，入风口15，挡板16，温度隔离区17，隔热板18。

具体实施方式

[0027] 下面结合说明书附图以及具体实施例对本发明进行进一步解释。

[0028] 在一个实施例中，本发明提出一种电磁炉，其包括面板2和绝热层3，所述面板2的上表面用于放置锅具，所述绝热层3设置在导热面板与电磁炉内部空腔之间，使得面板2与电磁炉内部空腔之间实现热隔离。所述面板2优选为黑晶面板，或其他耐高温的透明玻璃，或耐热陶瓷板。绝热层材料优选为绝热泡沫材料。所述绝热层将导热面板与电磁炉内部空腔的热隔离防止面板的热量返回电磁炉内部。

[0029] 所述电磁炉内部空腔内设置有线圈6，所述线圈设置在所述绝热层3之下，一般所述线圈6设置在内部空腔的正中位置并靠近所述面板2。所述电磁炉还具有第一电路板9和第二电路板10，所述两个电路板均设置在电磁炉内部底板上，所述第一电路板9上包括线圈供电单元7，具体地，所述线圈供电单元7包括IGBT、整流桥等功率器件，其用于向线圈6提供电流。所述第一电路板上还具有第一温度检测单元，所述第一温度检测单元检测线圈供电单元的温度并生成相应的温度信号发送给控制单元。

[0030] 所述第二电路板10上设置有控制单元(未示出)，所述控制单元可以为单片机电路，也可以为MCU控制电路，用于接收温度检测单元发送的温度信号，以及控制线圈供电单元7以及风扇的转速。更具体地，所述控制单元可以控制线圈供电单元7的提供给线圈6的电流大小以及风扇8的转速。

[0031] 所述电磁炉的面板上具有操作模块(未示出)，所述操作模块包括开关按键和功率调整按键，所述操作模块感应用户的按压操作，并生成所述操作信号发送给控制单元，所述控制单元根据所述操作信号控制所述线圈供电单元7的通断以及功率调节。例如，面板上具有开关键和功率调节键，用户按下所述开关键和功率调节键后，所述控制单元通过控制所述线圈供电单元7的通断以及增加或降低提供给线圈的电流大小，以实现电磁炉的开关以及增加或降低电磁炉的加热功率，具体实施方式可参见现有技术。

[0032] 所述电磁炉内部具有出风口、散热块1和风扇8，所述出风口位于电磁炉的侧部，所述散热块1呈垂直设置，散热块上具有翅片4，所述翅片4朝向所述出风口，所述出风口处设置有风扇8，所述风扇8用于将电磁炉内部的空气排出电磁炉之外。

[0033] 所述电磁炉内部空腔内设置有导热片，所述导热片具有水平部分12和垂直部分13，所述导热片的水平部分12贴合所述线圈6，所述垂直部分13贴合所述散热块1，其中所述垂直部分13与线圈6在水平方向上有一定距离，也就是垂直部分13整体与线圈6在垂直方向的投影没有交集。具体地，所述导热片优选为导热陶瓷，所述导热片的水平部分12与线圈6直接接触，并将线圈6产生的热量在水平方向上进行传导，并传递给与线圈6在水平方向上具有一定距离的垂直部分13。通过导热片的水平部分12的延伸，与不仅可以增加了导热路径的长度，还避免了风扇与线圈安装在同一垂直方向，减小了电磁炉的厚度。同时，垂直部分13将线圈6产生的热量的传导方向改为垂直方向，利于扩大导热片与散热块1的接触面积，并且垂直部分13的下端靠近第二电路板10，允许设置在第二电路板10上的第二温度检测单元11的温敏元件对垂直部分13的温度进行检测。所述导热片与线圈6之间由导热胶粘接，采用的导热陶瓷具有优良的导热性能，还能保证线圈6与第二电路板10之间的电隔离。

[0034] 所述第二电路板10设置在导热片垂直部分13的下方，与垂直部分13一样，第二电路板10与线圈6在水平方向上有一定距离，所述第二电路板10上包括控制单元(未示出)、第二温度检测单元11，其中第二温度检测单元11用于检测导热片垂直部分13的温度。由于第二电路板10与线圈6在垂直方向的投影没有交集，减少了控制单元所受到的线圈产生的磁场干扰。

[0035] 第二温度检测单元11用于检测导热片垂直部分13的温度，由于导热陶瓷具有良好的导热性能，第二温度检测单元11所获取的温度信号可以很好地模拟线圈6的温度。在温度稳定的情况下，线圈实际温度与导热片垂直部分的温度相差可以在2℃以内。因此第二温度检测单元检测的导热片垂直部分13的温度可以直接模拟线圈6的温度并用于风扇转速的控制，避免了温度传感器直接对线圈温度进行检测而受到的电磁干扰。

[0036] 所述电磁炉还具有入风口15，所述入风口15设置在电磁炉的侧部，与出风口的位置相对设置，所述入风口设置有温度隔离区17，所述温度隔离区17由隔热板18围成，所述温度隔离区17的空腔呈立方体，其中除了左侧表面之外均由隔热板18包围，使得温度隔离区17与电磁炉内部空腔热隔离，所述隔热板18上具有小孔19。所述温度隔离区17设置有挡板
16，所述挡板16与电磁炉侧部外壳之间具有间隙，电磁炉外部的空气通过所述间隙再流经所述小孔19进入所述电磁炉的内部空腔。所述温度隔离区17还设置有第三温度检测单元，所述第三温度检测单元用于检测入风口的温度。

[0037] 所述第一温度检测单元、第二温度检测单元11、第三温度检测单元均包括温敏元件，所述温敏元件产生相应的第一温度信号、第二温度信号和第三温度信号给控制单元。具体地，所述第一温度信号为线圈供电单元温度信号，第二温度信号为导热片垂直部分温度信号，第三温度信号为入风口温度信号。

[0038] 在一个实施例中，本发明还提出一种电磁炉控制方法，其基于上述实施例中的电磁炉，具体包括以下步骤：

[0039] 步骤1、控制单元获取线圈供电单元的开关状态。由于控制单元本身就控制线圈供电单元电力的通断，因此当用户通过操作模块发出电磁炉开始加热的操作信号时，控制单元即得到线圈供电单元的开关状态，并根据所述操作信号控制线圈供电单元电力的接通，同时，控制单元也可以从面板的操作模块发送的操作信号获知线圈供电单元的开关状态。

[0040] 步骤2、当线圈供电单元开始供电时，即相当于线圈开始通电，控制单元控制风扇开始转动，风扇的初始转速为R0。更具体地，所述控制单元还根据所述操作模块发送的操作信号，即根据线圈供电单元的加热功率设置风扇的转速。例如，所述电磁炉的加热档位为10档，所述控制单元也可以根据所述风扇的最大转速设置相应的档位，也就是对应10个转速档。当用户选择并按下面板上的操作按钮时，例如用户选择了加热5档，操作模块将相应的操作信号发送给控制单元，所述控制单元根据所述操作信号调整线圈供电单元的加热功率时，也将风扇转速设置为第5档，并将该转速设置为初始转速为R0。

[0041] 步骤3、控制单元获取第一温度检测单元、第二温度检测单元、第三温度检测单元发送的温度信号，并转化为相应温度值，所述第一温度值为T1，第二温度值为T2，第三温度值为T3。

[0042] 步骤4、控制单元计算第一温度值T1与第三温度值T3的第一差值ΔT1，即ΔT1＝T1-T3。由于T1体现了电磁炉内部的温度，而T3体现了电磁炉外部的流入电磁炉内部空气的温度，因此ΔT1反映了电磁炉所处的散热环境。

[0043] 步骤5、控制单元计算第二温度值T2与预设温度阈值Ts的第二差值ΔT2，即ΔT2＝T2-Ts，所述温度阈值Ts为线圈安全工作温度阈值，当线圈温度超过该阈值时，需要加大风扇的转速，当线圈温度低于该阈值时，可以降低风扇的转速以获得静音的效果。

[0044] 步骤6、控制单元根据所述第一差值和第二差值对风扇的初始转速R0进行修正。

[0045] 步骤7、当线圈供电单元的加热功率增加时，所述控制单元相应增加所述风扇转速，当线圈供电单元的加热功率降低时，所述控制单元相应地降低所述风扇的转速。用户在使用的过程中可能随时调整电磁炉加热功率，当用户选择并按下面板上的操作按钮增加或降低电磁炉功率时，操作模块将相应的操作信号发送给控制单元，所述控制单元根据所述操作信号调整线圈供电单元的加热功率时，也相应地调整风扇转速，同样地，所述风扇转速设置与加热功率相应的多个档位，例如，所述电磁炉的加热档位为10档，所述控制单元也可以根据所述风扇的最大转速设置相应的档位，也就是对应10个转速档。当用户升高2个加热档位时，所述控制单元控制所述风扇转速相应地增加2个转速档。特殊地，当需要增加所述风扇转速时，当前转速已经处于最大档位，维持当前风扇转速；或者当需要降低所述风扇转速时，当前转速已经处于最小档位，控制单元关闭所述风扇。

[0046] 以上仅为本发明优选的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可想到变化或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。