一种等离子体火焰灶电路及等离子体火焰灶
阅读说明：本技术 一种等离子体火焰灶电路及等离子体火焰灶 (Plasma flame stove circuit and plasma flame stove ) 是由 周华龙 于 2021-07-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种等离子体火焰灶电路及等离子体火焰灶,包括整流滤波模块、主控模块、N个逆变模块、N个升压变压器、M个电容以及M个等离子体火焰发生头,整流滤波模块连接N个逆变模块,主控模块连接N个逆变模块,每个逆变模块连接一个升压变压器,每个升压变压器连接至少一个电容。本发明通过主控模块控制N个逆变模块通路或断路实现等离子体火焰灶的输出功率大小的粗调；通过主控模块控制改变N个逆变模块的工作频率,改变对应升压变压器的工作功率,改变对应电容上的等离子体火焰发生头的输出功率,以实现等离子体火焰灶的输出功率大小的微调；控制灶具整体输出功率大小,实现对灶具火力大小和火力分布的调控。(The invention discloses a plasma flame stove circuit and a plasma flame stove, which comprise a rectifying and filtering module, a main control module, N inversion modules, N step-up transformers, M capacitors and M plasma flame generating heads, wherein the rectifying and filtering module is connected with the N inversion modules, the main control module is connected with the N inversion modules, each inversion module is connected with one step-up transformer, and each step-up transformer is connected with at least one capacitor. The invention realizes the rough adjustment of the output power of the plasma flame stove by controlling the connection or disconnection of N inversion modules through the main control module; the working frequency of the N inversion modules is controlled and changed through the main control module, the working power of the corresponding step-up transformer is changed, and the output power of the plasma flame generating head on the corresponding capacitor is changed, so that the fine adjustment of the output power of the plasma flame stove is realized; the integral output power of the cooker is controlled, and the firepower distribution of the cooker are regulated and controlled.)
技术领域
本发明属于灶具
技术领域
，特别涉及一种等离子体火焰灶电路及等离子体火焰灶。背景技术
燃气灶具、电磁炉和电陶炉等是中国老百姓目前日常使用频率较高的烹饪灶具。燃气灶具使用不可再生的石化能源，燃烧会产生一氧化碳和二氧化碳等有毒和温室气体，燃气本身也是有毒的，尤其是罐装的液化气，像一颗颗不定时炸弹，威胁着人民群众的生命财产安全；而管道天然气的输送管道建设周期长，成本高，目前的覆盖率不高，使用便利性不好。电磁炉和电陶炉等灶具虽然使用电能，便利性好，也安全，但由于无明火，不太符合中国人“猛火出好菜”的“爆炒”烹饪习惯，所以大多数中国人的厨房还是采用燃气灶具。
等离子体火焰灶就是兼具了以上两类灶具的优点，以热等离子体为基础，以电能作为直接能源，产生等离子体火焰(明火)来对锅具加热，满足中国人“猛火出好菜”的“爆炒”烹饪习惯。等离子火焰灶几乎无碳排放，除了电能，不消耗任何其它能源，而产生类似燃气灶具的火焰来给锅具加热烹饪，具有绿色环保、节能减排、使用便利和高效率等众多优点。
等离子体，是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质，是近似电中性的，所以就叫等离子体。等离子体火焰灶就是利用等离子体的特性，用高压电击穿空气形成热等离子体，将电能转换为热能,产生类似火焰特性的热等离子体束给锅具加热来进行烹饪的新型灶具。
目前应用于等离子体火焰灶电路的灶具，灶具的等离子体火焰发生头的火焰分布不均匀，不能均匀地给锅具加热，影响烹饪效果；而且等离子体火焰灶电路设计较为复杂、电路效率较低造成使用成本高昂。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种可以解决上述问题的等离子体火焰灶电路及等离子体火焰灶。
一种等离子体火焰灶电路，包括整流滤波模块、主控模块、N个逆变模块、N个升压变压器、M个电容以及M个等离子体火焰发生头，所述整流滤波模块连接N个所述逆变模块，所述主控模块连接N个所述逆变模块，每个所述逆变模块连接一个所述升压变压器，每个所述升压变压器连接至少一个所述电容，每个所述电容连接一个所述等离子体火焰发生头，所述N和所述M均为大于或等于1的正整数；
所述整流滤波模块用于与市电连接且对所述市电输入的交流电进行整流滤波输出直流电于每个所述逆变模块上；
每个所述逆变模块用于将所述整流滤波模块输入的直流电逆变为交流电；
每个所述升压变压器用于将对应所述逆变模块输入的交流电升压至等离子体火焰灶点火所需要的工作电压；
每个所述等离子体火焰发生头与放置在所述等离子体火焰灶上的锅具底部有一定距离，当N个所述升压变压器输出的高压交流电通过M个所述电容输入到对应所述等离子体火焰发生头时，高压交流电击穿对应所述等离子体火焰发生头与所述锅具底部之间的空气，形成等离子体火焰束，以对所述锅具底部进行加热；
所述主控模块用于控制每个所述逆变模块通路或断路，使对应所述逆变模块上的至少一个所述等离子体火焰发生头点火或不点火，以实现等离子体火焰灶的输出功率大小的粗调，还用于控制每个所述逆变模块的工作频率，以改变对应所述逆变模块上的N个所述升压变压器的工作功率，以实现对应所述逆变模块上的M个所述等离子体火焰发生头的工作功率大小的微调。
进一步的，每个所述等离子体火焰发生头依次等间距排列且形成至少一排、至多N排环状排列。
进一步的，所述等离子体火焰灶电路还包括与每个所述逆变模块连接的锁相环，用于提升每个所述逆变模块的功率因数。
进一步的，所述整流滤波模块通过插头与所述市电连接。
进一步的，所述等离子体火焰灶电路还包括连接于N个所述逆变模块和所述整流滤波模块之间或连接于所述插头和所述整流滤波模块之间且与所述主控模块连接的功率计量模块，用于检测等离子体火焰灶的输入功率大小，所述主控模块根据所述功率计量模块的输入功率大小控制N个所述逆变模块通路、断路或调整对应所述逆变模块的工作频率。
进一步的，所述等离子体火焰灶电路还包括连接于N个所述逆变模块和N个所述升压变压器之间且与所述主控模块连接的N个功率计量模块，用于检测等离子体火焰灶的输入功率大小，所述主控模块根据所述功率计量模块的输入功率大小控制N个所述逆变模块通路、断路或调整对应所述逆变模块的工作频率。
进一步的，所述主控模块可控制所述逆变模块的工作频率，以使对应所述逆变模块和对应所述逆变模块上的所述升压变压器工作于谐振状态。
本发明还提供一种等离子体火焰灶，包括上述的等离子体火焰灶电路。
与现有技术相比，本发明提供的等离子体火焰灶电路及等离子体火焰灶通过主控模块控制N个逆变模块通路或断路实现等离子体火焰灶的输出功率大小的粗调；通过主控模块控制改变N个逆变模块的工作频率，改变对应升压变压器的工作功率，改变对应电容上的等离子体火焰发生头的输出功率，以实现等离子体火焰灶的输出功率大小的微调；来控制灶具整体输出功率大小，从而实现对灶具火力大小和火力分布的调控；而且，通过主控模块控制逆变模块的工作频率，以使对应的逆变模块和对应逆变模块上的升压变压器通常工作于谐振状态，这时电路的工作效率最高，能耗最少，从而减少耗电量，降低使用成本。
附图说明
图1为本发明提供的一种等离子体火焰灶电路的结构框图。
图2为一种等离子体火焰灶电路实施例一的结构框图。
图3为一种等离子体火焰灶电路实施例二的结构框图。
图4为一种等离子体火焰灶电路实施例三的结构框图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
如图1至图4所示，其为本发明提供的一种等离子体火焰灶电路及等离子体火焰灶的结构示意图。一种等离子体火焰灶电路，包括整流滤波模块10、主控模块20、N个逆变模块30、N个升压变压器40、M个电容50以及M个等离子体火焰发生头60，所述整流滤波模块10连接N个所述逆变模块30，所述主控模块20连接N个所述逆变模块30，每个所述逆变模块30连接一个所述升压变压器40，每个所述升压变压器40连接至少一个所述电容50，每个所述电容50连接一个所述等离子体火焰发生头60，所述N和所述M均为大于或等于1的正整数；
所述整流滤波模块10用于与市电连接且对所述市电输入的交流电进行整流滤波输出直流电于每个所述逆变模块30上；
每个所述逆变模块30用于将所述整流滤波模块10输入的直流电逆变为交流电；
每个所述升压变压器40用于将对应所述逆变模块30输入的交流电升压至等离子体火焰灶点火所需要的工作电压；
每个所述等离子体火焰发生头60与放置在所述等离子体火焰灶上的锅具底部有一定距离，当N个所述升压变压器40输出的高压交流电通过M个所述电容50输入到对应所述等离子体火焰发生头60时，高压交流电击穿对应所述等离子体火焰发生头60与所述锅具底部之间的空气，形成等离子体火焰束，以对所述锅具底部进行加热；
所述主控模块20用于控制每个所述逆变模块30通路或断路，使对应所述逆变模块30上的至少一个所述等离子体火焰发生头60点火或不点火，以实现等离子体火焰灶的输出功率大小的粗调，还用于控制每个所述逆变模块30的工作频率，以改变对应所述逆变模块30上的N个所述升压变压器40的工作功率，以实现对应所述逆变模块30上的M个所述等离子体火焰发生头60的工作功率大小的微调。
比如，N个逆变模块30分为第一逆变模块31、第二逆变模块32和第三逆变模块33等，假设第一逆变模块31控制的最大输出功率为500W，第二逆变模块32控制的最大输出功率为1000W，第三逆变模块33控制的最大输出功率为1500W；当使用者使用应用等离子体火焰灶电路的灶具时，灶具连接市电，通过整流滤波模块10将市电输入的交流电进行整流滤波转换并输出直流电于每个逆变模块30上，放置锅具在灶具上；锅具需要500W功率的火焰加热时，通过主控模块20控制第一逆变模块31开启，第二逆变模块32和第三逆变模块33关闭，即实现灶具对锅具进行500W功率的火焰加热；锅具需要1500W功率的火焰加热时，通过主控模块20控制第一逆变模块31和第二逆变模块32开启，第三逆变模块33关闭，即实现灶具对锅具进行1500W功率的火焰加热；锅具需要3000W功率的火焰加热时，通过主控模块20控制第一逆变模块31、第二逆变模块32和第三逆变模块33开启，即实现灶具对锅具进行3000W功率的火焰加热；即通过主控模块20控制N个逆变模块30通路或断路实现等离子体火焰灶的输出功率大小的粗调。
对应第一逆变模块31、第二逆变模块32和第三逆变模块33的M个升压变压器40分为第一升压变压器41、第二升压变压器42和第三升压变压器43。
再者，锅具需要300W功率的火焰加热时，通过主控模块20控制第一逆变模块31开启，第二逆变模块32和第三逆变模块33关闭，主控模块20再控制第一逆变模块31的工作频率，改变对应第一升压变压器41的工作功率，改变对应电容50上的等离子体火焰发生头60的输出功率大小，从而实现灶具对锅具进行300W功率的火焰加热；锅具需要1200W功率的火焰加热时，通过主控模块20控制第一逆变模块31和第二逆变模块32开启，第三逆变模块33关闭，这时，第一逆变模块31工作在最大功率500W，主控模块20再控制第二逆变模块32改变其工作频率，以改变对应升第二压变压器42的工作功率，以改变对应电容50上的等离子体火焰发生头60的输出功率大小为700W，从而实现灶具对锅具进行1200W功率的火焰加热；锅具需要2300W功率的火焰加热时，通过主控模块20控制第一逆变模块31、第二逆变模块32和第三逆变模块33开启，这时，第一逆变模块31工作在最大功率500W，第二逆变模块32工作在最大功率1000W，主控模块20再控制第三逆变模块33改变其工作频率，以改变对应第三升压变压器43的工作功率，以改变对应电容50上的等离子体火焰发生头60的输出功率大小为800W，从而实现灶具对锅具进行2300W功率的火焰加热；即通过主控模块20控制改变N个逆变模块30的工作频率，以改变对应升压变压器40的工作功率，以改变对应电容50上的等离子体火焰发生头60的输出功率，以实现等离子体火焰灶的输出功率大小的微调；从而实现对灶具火力大小和火力分布的调控，以使锅具加热更均匀。
每个所述等离子体火焰发生头60依次等间距排列且形成至少一排、至多N排环状排列。每个等离子体火焰发生头60接入高压电产生等离子气流时，M个等离子体火焰发生头60能够产生更加均匀的热量，以实现对于锅具均匀加热，提高了灶具的发热稳定性和安全性，利用M个均匀分布的谐振电容50可使得对应的等离子体火焰发生头60集中产生更加稳定的热量，对于锅具达到最佳的烹饪效果。
需要说明的是，以等离子体火焰发生头总数为30个为例，一内排环状的等离子体火焰发生头60为5个，即第一逆变模块31控制的等离子体火焰发生头60为5个，最大输出功率500W；一中间排环状的等离子体火焰发生头60为10个，第二逆变模块32控制的等离子体火焰发生头60为10个，最大输出功率1000W；一外排环状的等离子体火焰发生头60为15个，第三逆变模块33控制的等离子体火焰发生头60为15个，最大输出功率1500W；根据烹饪需求，通过控制第一逆变模块31、第二逆变模块32和第三逆变模块33的通断，可使内排、中间排、外排的整排等离子体火焰发生头60依次点火或灭火；还可通过分别控制第一逆变模块31、第二逆变模块32和第三逆变模块33的工作频率，从而分别调整内排、中间排、外排的等离子体火焰发生头60的工作功率，让它们分别点火或灭火，以达到对锅具均匀加热的效果。
所述等离子体火焰灶电路还包括与每个所述逆变模块30连接的锁相环70，用于提升每个所述逆变模块30的功率因数。逆变模块30可由锁相环70(PLL)调节，锁相环70(phaselocked loop)是一种利用相位同步产生的电压，去调谐压控振荡器以产生目标频率的负反馈控制系统；锁相环70可以是数字锁相环70(DPLL)，还可以是其他的锁相环70，锁相环70可以提升电路的功率因数，因此可提升每个逆变模块30的工作效率。
所述整流滤波模块10通过插头80与所述市电连接。
所述等离子体火焰灶电路还包括连接于N个所述逆变模块30和所述整流滤波模块10之间或连接于所述插头80和所述整流滤波模块10之间且与所述主控模块20连接的功率计量模块90，用于检测等离子体火焰灶的输入功率大小，所述主控模块20根据所述功率计量模块90的输入功率大小控制N个所述逆变模块30通路、断路或调整对应所述逆变模块30的工作频率。
实施例一中，功率计量模块90连接于N个逆变模块30和整流滤波模块10之间；
实施例二中，功率计量模块90连接于插头80和整流滤波模块10之间；
实施例三中，所述等离子体火焰灶电路还包括连接于N个所述逆变模块30和N个所述升压变压器40之间且与所述主控模块20连接的N个功率计量模块90，用于检测等离子体火焰灶的输入功率大小，所述主控模块20根据所述功率计量模块90的输入功率大小控制N个所述逆变模块30通路、断路或调整对应所述逆变模块30的工作频率。
根据其他实际需求可设置在以上三处位置其中一处。
所述主控模块20可控制所述逆变模块30的工作频率使其工作在功率最大值，通常，这时对应所述逆变模块30和对应所述逆变模块30上的所述升压变压器40工作于谐振状态。通常情况下，主控模块20分别控制每个逆变模块30的工作频率，让每个组别的逆变模块30和变压器40工作在谐振状态，此时，等离子体火焰灶电路的输出功率最高，效率最高，能耗最小。
还提供一种等离子体火焰灶，包括上述的等离子体火焰灶电路。
与现有技术相比，本发明提供的等离子体火焰灶电路及等离子体火焰灶通过主控模块20控制N个逆变模块30通路或断路实现等离子体火焰灶的输出功率大小的粗调；通过主控模块20再次控制改变N个逆变模块30的工作频率，改变对应升压变压器40的工作功率，改变对应电容50上的等离子体火焰发生头60的输出功率，以实现等离子体火焰灶的输出功率大小的微调；来控制灶具整体输出功率，从而实现对灶具火力大小和火力分布的调控；而且，通过主控模块20控制所述逆变模块30的工作频率，以使对应的逆变模块30和对应逆变模块30上的升压变压器40通常工作于谐振状态，这时电路的工作效率最高，能耗最少，从而减少耗电量，降低使用成本。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。