具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

首先本申请中的加热电路可以用于任一种加热设备中，而为了便于说明，下面均以加热电路用于烹饪装置中进行说明。

请参阅图1，图1是本申请加热电路一实施例的结构示意图。本实施例中的加热电路100可以包括加热单元110和测量线圈120。

加热单元110可以包括加热线圈L1，以用于对待加热对象200进行谐振加热。其中，待加热对象200可以是各种锅具，其可放置在加热单元110上，以利用加热线圈L1对其进行谐振加热。

测量线圈120中的一部分可以与加热线圈L1互感，而另一部分可以与加热线圈L1和待加热对象200分别互感，并输出相应的测量信号，其中，测量信号用于配合测量采集的加热线圈L1的谐振电参数以确定待加热对象200的温度。

可选地，测量信号可以与加热线圈L1的谐振电参数和待加热对象200的热阻参数相关，以藉由测量信号和测量采集的加热线圈L1的谐振电参数而确定待加热对象200的热阻参数，从而根据热阻参数确定待加热对象200的温度。

本实施例可以通过测量待加热对象200在不同温度下的热阻变化来实现对待加热对象200的测温，具体地，可以通过采样测量线圈120的测量信号而侦测待加热对象200的热阻变化，并藉由待加热对象200的热阻变化与温度之间的函数关系而间接推导待加热对象200的温度，从而实现非接触耦合测温。

现有技术中是利用加热单元上的热敏电阻检测加热环境中的温度变化，但是，其并没有考虑到待加热对象本身性质与加热温度的联系；相较于现有技术，本实施例通过侦测测量线圈120、待加热对象200、加热线圈L1之间的互感，准确地获得待加热对象200的热阻参数，从而使得本实施例的加热电路100在加热的同时可以准确地测量待加热对象200的实时温度。当本实施例的加热电路100在烹饪装置中应用时，其可以实现精确控温烹饪、低温烹饪、准确感知烹饪装置中水沸腾的情况等等智能烹饪操作。

具体地，测量线圈120可以包括第一测量子线圈L2和第二测量子线圈L3。其中，第一测量子线圈L2可以靠近加热线圈L1设置，以与加热线圈L1和待加热对象200分别互感；而第二测量子线圈L3与加热线圈L1互感，在一些实施例中，第二测量子线圈L3绕在导磁体上，而加热线圈L1所在的谐振回路穿过导磁体，从而使第二测量子线圈L3与加热线圈L1互感。

其中，第一测量子线圈L2和第二测量子线圈L3的一对同名端连接，第一测量子线圈L2和第二测量子线圈L3的另一对同名端作为测量线圈120的输出端以输出测量信号。

第一测量子线圈L2和第二测量子线圈L3构成差分线圈，两者的其中一对同名端(图1中*标记)相连，加热线圈L1在第一测量子线圈L2和第二测量子线圈L3上的感应电压相互抵消，即第二测量子线圈L3可以用于抵消加热线圈L1对第一测量子线圈L2的干扰，同时，第二测量子线圈L3要求不会受到待加热对象200的影响，即远离待加热对象200的磁场干扰。

第一测量子线圈L2可以看作是待加热对象200的热阻采样线圈。加热线圈L1对待加热对象200以磁场的形式转化为电能进而转化为热能以进行谐振加热。在进行谐振加热时，待加热对象200，例如各种锅具，其可等效于感应电感和热阻所组成的电路。

可选地，第一测量子线圈L2可以以预设角度放置在加热线圈L1的盘面之上，其中，预设角度可以位于0～45度范围内。优选地，预设角度为0度，第一测量子线圈L2可以平行放置在加热线圈L1的盘面之上，第一测量子线圈L2还可以放置在加热线圈L1的盘面上的磁场较弱的中心位置，使得测量结果更加准确。

加热电路100上还可以包括采集单元130，在本实施例中，采集单元130可以为采集线圈L4，在一些实施例中，采集线圈L4绕在导磁体上，加热线圈L1的谐振回路穿过导磁体，以使采集线圈L4与加热线圈L1互感，从而采集加热线圈L1的谐振电参数。其中，谐振电参数可以为流经加热单元110的谐振电流。

采样线圈L4可以为加热线圈L1的高频信号互感器，以高频互感的形式感应加热线圈L1上流过的谐振电流，并生成相应的谐振采集电压，从而反馈至处理电路140。

继续参阅图1，加热电路100中还可以包括处理电路140。处理电路140可以连接测量线圈120的输出端和采集单元130的输出端，以采集测量信号和谐振电参数，根据测量信号和谐振电参数而确定待加热对象200的热阻参数，并根据热阻参数确定待加热对象200的温度。

测量线圈120输出的测量信号可以包括测量电压，采集单元130输出的谐振电参数可以包括谐振采集电压，其对应流经加热线圈L1的谐振电流；处理电路140可以藉由比较测量电压和谐振采集电压，例如通过比较两者之间的相位差，以确定待加热对象200的热阻参数。

具体地，处理电路140可以包括主控芯片和处理模块，当处理电路140获得测量线圈120和采集单元130的信息，例如测量电压和谐振采集电压等，可以将信息通过处理模块进行处理后，再将电路里面的模拟信号转换成数字信号送入主控芯片，主控芯片对数字信号进行解析从而得到待加热对象200的温度。

其中，处理模块至少可以包括跟随电路、放大电路、跟随电路等；主控芯片还可以同时实现其它的功能，例如控制电路中的功率管的控制等等。

进一步地，请一并参阅图1和图2，图2是图1中加热电路与待加热对象的等效电路模型图。在本实施例中，待加热对象200包括感应电感Lr和等效热阻Rz。

如图2所示，当加热单元110中的加热线圈L1进行谐振加热时，谐振电流I₁流经加热线圈L1所在的谐振回路，采样线圈L4感应加热线圈L1上流过的谐振电路I₁，并生成相应的谐振采集电压U1。测量线圈120(包括第一测量子线圈L2和第二测量子线圈L3的测量电压)输出的测量电压标示为U2。

当待加热对象200放置在加热单元110中的加热线圈L1上时，加热线圈L1与待加热对象200中的感应电感Lr互感，从而产生相应的感应电流Ir，其中，感应电流Ir流经待加热对象200中的感应电感Lr和等效热阻Rz。

加热线圈L1与待加热对象200中的感应电感Lr产生互感M_1r，则其满足下述公式：

在本申请中，测量线圈120中的第二测量子线圈L3与加热线圈L1互感，而第一测量子线圈L2与加热线圈L1和待加热对象200分别互感。因此，如图2所示，待加热对象200的感应电感Lr与第一测量子线圈L2产生互感M_r2，而不与第二测量子线圈L3产生互感；加热线圈L1与第二测量子线圈L3产生互感M₁₃，而与第一测量子线圈L2产生互感M12。

为了后续计算的方便，可预先对测量线圈120进行校正：测量线圈120在待加热对象200未放置在加热单元110上时，使两个输出端之间的电压差为预设值，从而完成校正。可选地，预设值可以为0，从而完成归零校正，以使测量线圈120所输出的测量电压U2仅仅是由于第一测量子线圈L2与待加热对象200的感应电感Lr间的互感Mr2而引起的。下述以校正后两个输出端之间的电压差为0来举例说明。

具体地，由于在放置待加热对象200时，感应电感Lr对第一测量子线圈L2产生互感M_r2；而在不放置待加热对象200时，感应电感Lr对第一测量子线圈L2没有产生互感M_r2，因此当待加热对象200未放置在加热单元110时，使得测量线圈120的两个输出端之间的电压差为0，从而归零校正测量线圈120。此时第一测量子线圈L2和第二测量子线圈L3的异名端的电压差接近0，即jωM₁₃＝jωM₁₂，以对第一测量子线圈L2和第二测量子线圈L3进行归零校正，也就是说，归零校正以使初始的U2＝0。

而当待加热对象200放置在加热单元110时，待加热对象200的感应电感Lr对第一测量子线圈L2产生互感Mr2，而不对第二测量子线圈L3产生互感；且加热线圈L1对于第一测量子线圈L2的互感M12和对于第二测量子线圈L3的互感M13归零校正后满足jωM₁₃＝jωM₁₂；因此，测量线圈120输出的测量电压U2仅仅是由于待加热对象200的感应电感Lr对第一测量子线圈L2产生互感Mr2而产生的，即：

U2＝(jωM_r2)Ir (2)

换句话来说，在测量线圈120归零校正后，第二测量子线圈L3与加热线圈L1之间产生的互感M₁₃抵消了加热线圈L1对第一测量子线圈L2的互感M₁₂，因此，后续测量线圈120输出的测量电压仅仅由于待加热对象200的感应电感Lr对第一测量子线圈L2产生互感Mr2而产生的。

因此，上述公式(1)代入公式(2)，可知

在公式(3)中，谐振电流I₁可以由采样线圈L4测得，具体地，U1为I₁的映射电压，因此，通过采样线圈L4所输出的谐振采集电压U1即可得到谐振电流I1；U2为测量线圈120输出的测量电压。则在加热线圈L1、第一测量子线圈L2、第二测量子线圈L3、采样线圈L4和电感Lr的电感值确定以及其相互位置确定后，则M_1r，M_r2也可以确定。因此，通过上述公式(3)，即可计算得到待加热对象200的热阻Rz的大小。

由于Lr是待加热对象200的感应电感，待加热对象200一般为烹饪的锅具，感应电感Lr的温度系数较小；而等效热阻Rz具有较大的温度系数，大多数不锈钢或者铁材质温度系数在0.001～0.007之间(20℃)，因此当测量出U2和I₁即可推导出待加热对象200的热阻Rz，然后，再根据预先设立的热阻-温度函数T＝f(Rz)即获取待加热对象200的温度。

因此，本实施例通过侦测测量线圈120、待加热对象200、加热线圈L1之间的互感，准确地获得待加热对象200的热阻参数，从而使得本实施例的加热电路100在加热的同时可以准确地测量待加热对象200的实时温度。当本实施例的加热电路100在烹饪装置中应用时，其可以实现精确控温烹饪、低温烹饪、准确感知烹饪装置中水沸腾的情况等等智能烹饪操作。

此外，处理电路140可以执行加热电路100中的数据处理，结合公式(3)可知，处理电路140可以根据测量电压U2和谐振采集电压U1确定待加热对象200的等效热阻Rz，并根据等效热阻Rz确定待加热对象200的温度。

处理电路140可以通过高速AD取样谐振采集电压U1和测量电压U2的波形，将其存储于内存，再进行数据处理。由于谐振采集电压U1和测量电压U2为交流电，且从公式(3)可以看出测量电压U2非标准函数，因此不能直接获取谐振采集电压U1和测量电压U2的数值。处理电路140还需要对其波形进行数字信号处理，例如DFT(Discrete FourierTransform，离散傅里叶变换)处理，包括：

选取一个长度M(1～10)的有限离散频率序列，解析出其中第N个三角函数U_2N＝C_V2N*cos(ω_Nt+Φ_V2N)；同样对U1选取M长度有限离散频率序列，解析出其中第N个三角函数U_1N＝C_V1N*sin(ω_Nt+Φ_V1N)。

由于U_2N和U_1N的激励源相同，选取离散频点相同，故两者的频率相同，即同为ω_Nt；C_V2N和C_V1N为U_2N和U_1N幅值。因此求U_1N和U_2N的相位差ΔΦ便可间接关联Rz，而无需比较测量电压U2和谐振采集电压U1的具体数值。此外，为减少干扰因素，优选的可以选取U1和U2的基波作为比较对象。

具体地，处理电路140可以根据以下方式获得相位差ΔΦ：

1)获取测量电压U2和谐振采集电压U1的比值，并对比值进行处理，例如执行反切函数运算，以获得测量电压U2和谐振采集电压U1之间的相位差。如公式：tan(Φ_V2N-Φ_V1N)＝C_V2N*cos(ω_Nt+Φ_V2N)/C_V1N*sin(ω_Nt+Φ_V1N),即求tan(Φ_V1N-Φ_V2N)反切函数arctan便可得出ΔΦ＝Φ_V1N-Φ_V2N。

2)比较测量电压U2和谐振采集电压U1的波形，以获取测量电压U2和谐振采集电压U1之间的相位差。如图3所示，图3是本申请测量电压和谐振采集电压的波形图。以U_1N电压波形a为起点，记录U_2N电压到来的b点所需的时间ΔΦ即为相位差，其中a和b点处于同电压值。

3)藉由比较器比较测量电压U2和谐振采集电压U1，以获取测量电压U2和谐振采集电压U1之间的相位差。例如将U_1N和U_2N通过U1的I/O接口输出，以U_1N和U_2N作为比较器的正负输入端接入比较器，从而获取相位差ΔΦ。

此外，本领域的技术人员还可以利用其它方法获取相位差ΔΦ，在此不再一一赘述。当获得相位差ΔΦ后，将热阻Rz在温度下(-50°～400°)对应的ΔΦ测出，再建立二者关系式T＝f(ΔΦ)。在实际使用中，即可通过查表或者二者的关系式求得待加热对象200的温度。

进一步地，请参阅图4和图5，图4是本申请加热电路一实施例的等效模型电路图，图5是本申请加热电路另一实施例的等效模型电路图。加热电路100进一步包括整流单元150、储能电容C1、谐振电容C2、直流电补充单元160和逆变单元170。其中，图4中的加热单元110包括串联在一起的加热线圈L1和谐振电容C2，即加热线圈L1和谐振电容C2构成LC串联谐振回路；图5中的加热电路110包括并列在一起的加热线圈L1和谐振电容C2，即加热线圈L1和谐振电容C2构成LC并联谐振回路。

其中，整流单元150可以为整流桥D1，可以将交流电整流为直流电，一般使用的市电为交流电，市电的范围为100～280V，整流桥D1可以将市电整流以提供直流母线电压。

储能电容C1可以用于连接整流单元150以储蓄直流电能。谐振电容C2可以与加热线圈L1以串联或者并联的方式构成加热单元110，从而形成LC串联谐振加热电路(图4所示)或者LC并联谐振加热电路(图5所示)。加热线圈L1和谐振电容C2可以逆变产生15KHz～60KHz的高频振荡，辐射磁场，在待加热对象200的底部形成涡流从而进行电磁感应加热。

直流电补充单元160，连接储能电容C1以引入直流补充电能。直流电补充单元160可以为二极管D2，其一端连接直流电源，以引入将直流电电能，其中，引入的直流电能的电压范围可以为10～400V，优选地，可以为10～50V、140～160V以及282～367V。

逆变单元170可以连接加热单元100的谐振回路，并接收振荡频率信号，从而在储蓄的直流电能和引入的直流补充电能的驱动下使加热单元110以谐振单元进行谐振加热。具体地，逆变单元可以包括半桥谐振模块171或者单管谐振模块172。

图4中的逆变单元170采用半桥谐振模块，半桥谐振模块可以包括两个开关功率管Q2和Q3，两个开关功率管Q2和Q3可以以图腾柱的形式相连接并连接在储能电容C1的两端，并以中间点作为输出，连接至加热单元110的谐振回路。开关功率管Q2和Q3的控制端分别接受振荡频率信号。

图5中的逆变单元170采用单管谐振模块，单管谐振模块可以包括功率管Q4，功率管Q4连接在储能电容C1的两端，并连接加热单元110的谐振回路，且功率管Q4的控制端接收振荡频率信号。

其中，功率管Q2、Q3、Q4可以接收对应加热单元110的谐振回路的振荡激励源，也可以接收处理电路140的驱动信号，以根据驱动信号而导通或者截止。

需要说明的是，图4加热电路中的“LC串联谐振+半桥谐振模块”或者图5加热电路中的“LC并联谐振+单管谐振模块”只是本申请的实施例，并不代表LC串联谐振电路只能跟半桥谐振模块搭配或者LC并联谐振电路只能跟单管谐振模块搭配。在其他的一些加热电路中，本领域的技术人员也可以根据实际情况搭配出“LC串联谐振+单管谐振模块”加热电路或者“LC并联谐振+半桥谐振模块”，在此不作赘述。

由上述可知，直流电补充单元160可以引入直流补充电能。具体地，请参阅图6和图7，图6是采样图4或图5中储能电容C1存储的直流电能的电压的示意图，图7是采样图4或图5中施加至加热单元110的谐振回路上的谐振电压的示意图。

如图6所示，Z1为储能电容C1的电压的峰值窗口，Z2为储能电容C1的电压的谷底窗口。如图7所示，Z11为施加至加热单元110的谐振回路上的谐振电压的峰值窗口，Z22为施加至加热单元110的谐振回路上的谐振电压的谷底窗口。

其中，Z1和Z2的持续时长可以为10微秒～3毫秒，而Z11和Z22的持续时长可以为10微秒～3毫秒，其中通过调节直流电补充单元160引入的直流补充电能的大小可以控制Z1和Z2以及Z11和Z22的持续时长。

另，上述实施例中的多个模块/单元在不冲突的情况下也可以自行搭配，在本申请没有特别说明的情况下不作限制。

此外，在一些实施例中，采集单元130也可以是电阻采样电路131。具体地，如图8所示，图8是本申请加热电路另一实施例的结构示意图。在本实施例中，并非如上述实施例采用采样线圈L4来做采集单元130，而是采用电阻采样电路131来作为采集单元130。例如，电阻采样电路131的一端可以耦接在加热单元110的谐振回路上，另一端可以接地，从而利用电阻采样电路131来采集加热线圈L1的谐振电参数。

具体地，电阻采样电路131可以包括采样电阻R1和功率管Q1，功率管Q1的控制端可以接受谐振频率，功率管Q1的一个通路端可以作为电阻采样电路131的输入端而接入谐振回路，而另一个通路端可以与采样电阻R1连接，且连接节点作为电阻采样电路131的输出端，以输出采集的电信号。

参阅图9，图9是本申请烹饪装置一实施方式的结构示意图。该烹饪装置300包括加热电路100，其中该加热电路100与上述任一项实施方式中的加热电路结构相同，具体结构可参见上述实施方式，在此不再赘述。

其中，烹饪装置300可以是电磁炉、电饭煲或电压力锅等设备，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。