1.本实用新型涉及蒸汽发生装置技术领域，尤其涉及一种可调节功率的蒸汽发生装置。


背景技术：

2.相关技术中，蒸汽烹饪设备通常内置蒸汽发生器，其作用是通过加热水产生蒸汽供到蒸汽烹饪设备的腔体内部，达到蒸煮食物的效果。常用的方案是通过继电器控制交流蒸汽发生器通断，当继电器接通时，蒸汽发生器以固定功率运行，当继电器关断时，蒸汽发生器停止工作，此方案并不能根据蒸汽烹饪设备的腔体内蒸汽温度灵活调节输出功率，造成蒸汽补充速度过慢，只能实现粗略的蒸汽量控制，不能精准控制蒸汽量大小，影响烹饪效果。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有相关技术中存在的问题之一，为此，本实用新型的一个目的在于提出一种可调节功率的蒸汽发生装置，其可实现精准控制蒸汽发生量，提升烹饪效果。
4.上述的目的是通过如下技术方案来实现的：
5.一种可调节功率的蒸汽发生装置，包括ptc加热器、微处理器和控制电路，其中所述控制电路包括功率调节电路和电流反馈电路，所述微处理器的pwm信号输出端口通过所述功率调节电路和所述ptc加热器电性连接，所述微处理器的电流采样端口通过所述电流反馈电路和所述ptc加热器电性连接，所述微处理器的电压采样端口连接于所述功率调节电路和所述ptc加热器之间，所述微处理器根据所述电压采样端口和所述电流采样端口采集反馈的信号通过所述功率调节电路调节控制所述ptc加热器工作。
6.在一些实施方式中，所述功率调节电路包括mos管q1和mos管q3，其中所述微处理器的pwm信号输出端口和所述mos管q3的栅极连接，所述mos管q3的源极接地，所述mos管q3的漏极和所述mos管q1的栅极连接，所述mos管q1的源极和供电端口连接，所述mos管q1的漏极和ptc加热器连接。
7.在一些实施方式中，所述电流反馈电路包括运算放大器u1、电阻r1、电阻r2、电阻r5和电容c1，其中所述ptc加热器和所述电阻r2一端连接，所述电阻r2另一端接地，所述运算放大器u1的正向输入端连接于所述ptc加热器和所述电阻r2之间，所述运算放大器u1的反向输入端通过所述电阻r5接地，所述电阻r1和所述电容c1并联设置于所述运算放大器u1的反向输入端和所述运算放大器u1的输出端之间，且所述运算放大器u1的输出端和所述微处理器的电流采样端口连接。
8.在一些实施方式中，所述ptc加热器包括若干热敏陶瓷元件和散热铝条，若干所述热敏陶瓷元件组合后和所述散热铝条粘接在一起。
9.与现有技术相比，本实用新型的至少包括以下有益效果：
10.1、本实用新型的一种可调节功率的蒸汽发生装置，其可实现精准控制蒸汽发生量，提升烹饪效果。
附图说明
11.图1是本实用新型实施例中蒸汽发生装置的方框示意图；
12.图2是本实用新型实施例中控制电路的电路示意图；
13.图3是本实用新型实施例中pwm信号和ptc加热电压的关系图。
具体实施方式
14.以下实施例对本实用新型进行说明，但本实用新型并不受这些实施例所限制。对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本实用新型方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
15.实施例一：如图1、图2和图3所示，本实施例提供一种可调节功率的蒸汽发生装置，包括ptc加热器、微处理器和控制电路，ptc加热器用于加热水使水变成蒸汽并进入到蒸汽烹饪设备的腔体内部达到蒸煮食物的效果，其中控制电路包括功率调节电路和电流反馈电路，微处理器的pwm信号输出端口pwm通过功率调节电路和ptc加热器的h+端口电性连接，微处理器的电流采样端口fb通过电流反馈电路和ptc加热器的h
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端口电性连接，微处理器的电压采样端口voltage连接于功率调节电路和ptc加热器的h+端口之间，微处理器根据电压采样端口voltage和电流采样端口fb采集反馈的信号通过功率调节电路调节控制ptc加热器工作。
16.本实施例的一种可调节功率的蒸汽发生装置，其可实现精准控制蒸汽发生量，提升烹饪效果。
17.如图2所示为最大工作电压为12v的ptc加热器控制电路，分为功率调节部分和电流反馈部分，p1为ptc加热器的接插端子，其具有h+端口和h
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端口，整个电路设计的输出端为功率调节的pwm信号，由微处理器的由pwm信号输出端口pwm输出，输入端为电流反馈fb信号，由微处理器mcu内部的ad转换器进行采样。以及电压反馈voltage信号，由微处理器mcu内部的ad转换器进行采样。
18.进一步的，功率调节电路包括mos管q1和mos管q3，其中微处理器的pwm信号输出端口pwm和mos管q3的栅极g连接，mos管q3的源极s接地，mos管q3的漏极d和mos管q1的栅极g连接，mos管q1的源极s和供电端口+12v连接，mos管q1的漏极d和ptc加热器的h+端口连接。
19.在本实施例中，功率调节电路主要由pmos管q1和nmos管q3作为开关器件控制12v到ptc加热器的通断。
20.当微处理器mcu输出的pwm信号为高电平时，nmos管q3的栅极g和源极s压降达到导通阈值nmos管q3导通，即nmos管q3的漏极d和源极s导通，此时pmos管q1的栅极g和源极s压降达到导通阈值pmos管q1导通，即pmos管q1的源极d和栅极s导通，供电端口12v与ptc加热器的h+端口接通，ptc加热器工作；当微处理器mcu输出的pwm信号为低电平时，nmos管q3的栅极g和源极s压降达不到导通阈值nmos管q3截止，即nmos管q3的漏极d和源极s不导通，此时pmos管q1的栅极g和源极s未形成压降pmos管q1截止，即pmos管q1的源极d和栅极s不导通。
21.更进一步的，电流反馈电路包括运算放大器u1、电阻r1、电阻r2、电阻r5和电容c1，其中ptc加热器的h
‑
端口和电阻r2一端连接，电阻r2另一端接地，运算放大器u1的正向输入端c+连接于ptc加热器的h
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端口和电阻r2之间，运算放大器u1的反向输入端c
‑
通过电阻r5接地，电阻r1和电容c1并联设置于运算放大器u1的反向输入端c
‑
和运算放大器u1的输出端c_o之间，且运算放大器u1的输出端c_o和微处理器的电流采样端口fb连接。
22.在本实施例中，电流反馈电路主要由集成运算放大器u1构成的放大电路组成，采样电阻r2串联在ptc加热器电路中且阻值较小，本实施例中，采样电阻r2的电阻值为0.1欧姆，运算放大器u1的正向输入端c+输入信号为采样电阻r2到地的压降，经过电阻r1和电阻r5形成的放大倍数＝10k/1k＝10倍后，输出到运算放大器u1的输出端c_o被微处理器mcu采样。设ptc加热器工作电流为2a，则采样电阻r2到地压降为0.2v，运算放大器u1的输出端c_o到地压降为2v，微处理器mcu采集到电流采样端口fb到地的压降也为2v，故微处理器mcu可知采样电阻r2的压降，再除以采样电阻r2的电阻值便知ptc加热器的工作电流。
23.优选的，ptc加热器包括若干热敏陶瓷元件和散热铝条，若干所述热敏陶瓷元件组合后和所述散热铝条粘接在一起。具体的，ptc加热器采用ptcr热敏陶瓷元件，由若干单片ptcr热敏陶瓷元件组合后与波纹散热铝条经高温胶粘结组成，其具有热阻小、换热效率高的显著优点。此外，利用发热类ptc性能稳定、升温迅速、受电源电压波动影响小等特性，制成的各种加热器产品，已成为金属电阻丝类发热材料最理想的替代产品。主要电特性是温度越高，表现出来的电阻越大，温度越低，表现出来的电阻越小，本实用新型正是基于这特性进行控制。
24.对于功率调节，如图3所示，设pwm信号的周期为100us，占空比可调节步长为1％(即1us)，第一pwm信号线所描绘的占空比为40％，等效加到ptc加热器的平均加热电压为6v，第二pwm信号线所描绘的占空比为41％，等效加到ptc加热器的平均加热电压为6.1v，即可实现ptc加热器加热电压以0.1v的步长调节，此调节步长较小，调节精度较高。
25.蒸汽发生量与ptc加热器温度相关，ptc加热器温度大于100度时蒸汽才会产生，所以ptc加热器以100度为目标温度作调控。ptc加热器的阻值与其温度相关，设ptc加热器在100度时对应的电阻值为100欧姆，而当前ptc加热器工作电阻为r，上述步骤已阐述了ptc加热器电压采样端口voltage和电流采样端口fb，根据欧姆定律r＝u/i便得ptc加热器电阻值。
26.当检测到ptc加热器电阻值小于100欧姆时，pwm占空比＝(100欧姆
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r)/100us，例如当前ptc加热器电阻为60欧姆，则pwm占空比＝(100
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60)/100＝40％，即高电平脉冲宽度为40us。
27.为了避免ptc加热器温度过冲，需每隔1秒后才进行1次上述步骤检测电阻值和调节pwm占空比操作。
28.当需要停止蒸汽产生时，不必完全关停ptc加热器(即占空比0％)，而是可以维持较低的pwm占空比(例如5％以下)，这样可以使ptc加热器以极低的功耗维持工作，好处是避免下次重启ptc加热器时由完全关停状态(占空比0％)突然变为全功率状态(100％)造成的功率飙升导致整机功耗增大和器件损耗问题。
29.本实施例的蒸汽发生装置通过控制直流加热器功率的方法，解决交流加热器无法精准控制蒸汽发生量的问题。
30.此外，通过以ptc加热器作为加热器材料，替代传统的金属导热材料，根据ptc阻值作为反馈量实时推算出加热器温度并作功率补偿。
31.因此，可以实现电蒸箱精准控制蒸汽发生量目的，使蒸汽补充速度加快，使烹饪效果更佳，提升用户烹饪体验。
32.相比于交流蒸汽发生器，直流蒸汽发生器由于能实时控制功率，使得开停次数减少，从而降低电蒸箱整体能耗水平。
33.以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。