原标题：采用SPMC65P2404单片机实现电磁炉的设计

1 引言

电磁灶是应用电磁感应原理进行加热工作的,是现代家庭烹饪食物的先进电子炊具。它使用起来非常方便,可用来进行煮、炸、煎、蒸、炒等各种烹调操作。特点:效率高、体积小、重量轻、噪音小、省电节能、不污染环境、安全卫生,烹饪时加热均匀、能较好地保持食物的色、香、味和营养素,是实现厨房现代化不可缺少的新型电子炊具。电磁灶的功率一般在700--1800W左右。

电磁炉按感应线圈中的电流频率分为低频和高频两大类,相比较高频电磁灶受热效率高,比较省电。

按样式分类,可以分以下三种。

台式电磁炉:分为单头和双头两种,具有摆放方便、可移动性强等优点。因为价格低较受欢迎。

埋入式电磁炉:是将整个电磁炉放入橱柜面内,然后在台面上挖个洞,使灶面与橱柜台面成一个平面。业内专家认为这种安装方法只求美观,但不科学,很大一部分消费群体把电磁炉当做火锅,埋入式炒菜并不方便。

嵌入式电磁炉:可适应不同锅具的需要,不再对锅具有特殊要求。

本文主要介绍利用SPMC65P2404芯片来实现电磁炉的设计。SPMC65P2404是凌阳推出的一款工业控制8位单片机,具有很高的性价比,抗干扰能力强,非常适合应用于工业控制类、家电类产品的设计。使用SPMC65P2404设计的电磁炉具有如下性能:

六种加热模式:火锅、煎炸、炒菜、烧烤、蒸煮、烧焖;

一种自动工作模式:烧水;

最大720分钟的定时开机功能;

2小时自动关机保护功能;

小物件检测功能,对不合适的物件不进行加热;

系统采用过流、过压、超温等多种保护措施;

采用开关电源,使系统能够在180~250V的电压范围内正常工作;

系统设置了故障报警功能,方便故障查找及检修;

系统含有自检程序,方便生产测试。

2芯片特性简介

SPMC65P2404是凌阳推出的8位工业控制单片机,最高工作频率为8MHz,工作电压2.5V~5V,有192字节的RAM和4K字节的OTP ROM,有23个可编程IO口,内置上/下拉电阻,8通道10位A/D转换器(100KHz),SPMC65P2404其他特性包括:

◆凌阳科技8位单片机

☉182条指令

☉11种寻址模式

☉支持位操作(Set,Clear,Inverse,Test)

◆2个8位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值)

☉普通的定时/计数器

☉具有8位捕获功能

☉具有8位比较功能

◆2个16位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值)

☉普通的定时/计数器

☉具有8或16位捕获功能

☉具有16位比较功能

☉12位PWM输出

◆中断方式

☉支持IRQ和NMI中断

☉4种外部中断

☉11种内部中断

◆5种复位功能:上电复位、低电压复位、看门狗复位、外部复位及错误地址复位

◆支持3种时钟电路:晶体振荡器、RC振荡、外部信号

◆2种低功耗模式:Halt模式和Stop模式

◆低电压监测(LVD)功能

◆一个蜂鸣器驱动输出口

◆具有SPI总线

利用SPMC65P2404的这些资源,能够份方便的实现电磁炉的功能。

3电磁炉加热原理

电磁炉是应用电磁感应原理对食品进行加热的。电磁炉的炉面是耐热陶瓷板,交变电流通过陶瓷板下方的线圈产生磁场,磁场内的磁力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时,产生涡流,令锅底迅速发热,达到加热食品的目的。

电磁炉加热原理如图3-1所示,灶台台面是一块高强度、耐冲击的陶瓷平板(结晶玻璃),台面下边装有高频感应加热线圈(即励磁线圈)、高频电力转换装置及相应的控制系统,台面的上面放有平底烹饪锅。

其工作过程如下:电流电压经过整流器转换为直流电,又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电,将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上,由此产生高频交变磁场。其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅。在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生。涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换,所产生的焦耳热就是烹调的热源。

4电磁炉设计要求

电磁炉作为一种普遍的家用产品,除了要具有基本的加热功能外,它的安全性能及稳定性能是设计的关键。

电磁炉设有多种保护装置,包括小物件检测、过热自动停机保护、过压或欠压自动停机保护、空烧自动停止加热保护、2小时断电保护、1～2分钟自动停机保护以及声光报警显示等。

综合起来,电磁炉可由下述技术特性参数考核:

(1)自身保护特性。输出开关管是电磁炉的关键元件,工作于高电压、大功率状态,受成本和器件参数限制,设计时不可能有很大的富裕量,故在工作过程中,若电源电压过高、工作状态切换时产生瞬间冲击、电流增大、机内温升过高、铁锅挪离灶板或空载,开关管都可能损坏。因此,应保证过压、过流、过温、锅检测等保护装置正常;

(2)锅底温度控制特征。锅底发热直接传至灶板(陶瓷玻璃),灶板是导热材料,故一般都将热敏元件安装在灶板底部,探测锅底的温度;

(3)功率稳定性。电磁炉应具有输出功率自动调整功能,以改善电源适应性和负载适应性;

(4)电磁兼容性。该性能涉及对其余家电的干扰和对人体的危害。电磁炉均在电源回路中设有LC滤波电路并用金属围框吸收漏磁通,同时采用脉冲方式,使平均辐射功率控制在最小限度;

在实现以上电磁炉的性能规格的基础上,我们设计的电磁炉还具有以下的功能规格:

手动控制火力,从300W~1600W 的范围,共分为14 档火力,每档均有稳定的功率;

手动定温选择,从70 ~240℃的范围,共分为6 档定温选择,每档都能达到精确定温;

自动烹调功能,内部自带1 自动烹调功能:烧水。

6 种自选功能:火锅,炒菜,蒸煮,炖焖,煎炸,烧烤,其中火锅,炒菜可以调节不同的火力档位;蒸煮,炖焖,煎炸,烧烤4 种功能可以选择不同的温度。

可以实现1~720 分钟预约开机功能,1~180 分钟的定时关机功能。

系统提供2 小时自动关机的保护功能。

5 系统硬件设计

系统采用SPMC65P2404 作为主控MCU,主要模式有:键盘扫描,锅体温度检测,IGBT

温度检测,电流过流检测,超压欠压检测,振荡信号检测,风扇控制,数码管显示控制,LED 控制,蜂鸣器控制,系统启动控制。

5.1 功率板电路分析

5.1.1 加热线圈工作电路

交流电220V 经过前端滤波处理,通过整流桥,变成大约310v 左右的直流电,通过MCU控制IGBT 的导通和关闭,来控制加热线圈的工作状态。

5.1.2开关电源电路部分

开关电源部分采用TI 公司最新推出的集成电路VIPer12A,来实现不同电压的输出,AC 接入后经过半波整流,接到VIPer12A 的电压输入脚,输出端通过稳压变压的方式来得到18V 和5V 直流电,为IC 和其他外围元件提供电源。

5.1.3 电压值测量电路

AC 接入后,经过半波整流,由R10 和R17 产生分压,对电路的电压进行比例式测量,以判断电路电压是否超过或者不足。

5.1.4 温度测量

通过两个热敏电阻分别来测试IGBT 和瓷砖底面的温度,以此来保护IGBT,和对系统进行温度控制时提供参考。

5.1.5 IGBT 控制电路

电路中包含有电流检测部分,通过电流互感器将总回路的电流按比较缩小后,通过整流,变成直流,连接电阻到地,系统通过检查电阻端的电压来判断回路的电流大小。同时回路电流若超过一定值后,通过另一端的保护信号反馈到IGBT 的控制端,将控制信号拉低,使IGBT 停止工作,同时送到MCU,让系统停止工作,并产生报警信号。

5.2 控制板电路分析

主控板中主要由MCU,数码管,发光二极管,按键,复位电路组成,数码管采用共阳型的,发光二极管驱动方法为动态扫描,按键与SEG 线复用,控制COM 口,回读SEG 数据的I/O 来扫描按键。复位电路为低电压复位电路,当电压低于2.6V 时,系统产生复位。

6 系统软件设计

主流程采用分时结构,在每个不同的时间片进行不同的工作,时间片可以对动态扫描的LED进行定时刷新和扫描,方便程序控制。

工作时采用时间轮循的方式,能有效的利用时间资源。过程中主要通过标志的方式将信息传递到其他模块。

6.2 中断子程序流程图

电流过流中断是整个系统唯一的中断,当产生中断时,系统马上停止控制信号,然后置电流过流标志,让系统在其他地方检测过流的状态是否持续3 秒,若是,则产生电流过流的报警信号,系统停止工作。

6.3 功率调节模块

系统需要根据外部电压和电流的大小,来计算是否已经达到了设定的功率值,通过比较后的功率大小关系来调整PWM 值,以输出比较恒定的功率。

假设外部电压为V1,

MCU 检测到的电压值V2,根据电路计算得:

V2=5.1*V1/(330+5.1)

得到的A/D 值DATA 为:

DATA=V2*256/5

外部电流和MCU 通过转换的电压的测试值的关系为:

外部电流值/转换后的电压=2.4

根据上述关系来换算功率值的大小:

P=V*I=0.06*AD(V)*AD(I)

推出:AD(I)=100*P/(6*AD(V))

确定AD(I)后,再通过调整PWM 值,以使AD(I)达到计算的值。

6.4 系统资源分配

7 结语

电磁炉的优势首先表现在它的热效率极高。作为倡导“绿色厨房文化”的高科技产品,电磁炉的应用原理是电流通过线圈产生磁场,磁场内的磁力线通过含铁物质(铁锅、不锈钢锅、搪瓷锅等)的底部时,促使铁分子高速运动,产生无数小涡流,因此热效率高。

卫生、清洁,环保是电磁炉的另一个优越性,铁物质利用磁场感应加热,不释放任何物质,无火、无烟、无味,也不升高室温,真正实现了清洁房间,保护环境。

基于以上优点,电磁炉在家庭生活中得到越来越广泛的应用,现在许多家庭都在使用电磁炉作为他们的必备炊具之一,而且市场的容量还在不断壮大。

SPMC65P2404芯片非常适合设计电磁炉产品。它具有的丰富资源能够设计出一款功能丰富、使用简易方便的电磁炉产品。而SPMC65P2404具备很强的抗干扰能力,使得设计出的产品具有很高的稳定性和安全性。

SPMC65P2404A芯片特性简介

SPMC65系列单片机是凌阳科技公司设计开发的8位工业级通用型单片机,具有超强的抗干扰能力,广泛应用于家用电器、工业控制、仪器仪表等控制领域。SPMC65P2404A单片机功能特点如下:

【电磁炉】

电磁炉又称为电磁灶,1957年第一台家用电磁炉诞生于德国。1972年,美国开始生产电磁炉,20世纪80年代初电磁炉在欧美及日本开始热销。

电磁炉的原理是电磁感应现象,即利用交变电流通过线圈产生方向不断改变的交变磁场,处于交变磁场中的导体的内部将会出现涡旋电流(原因可参考法拉第电磁感应定律),这是涡旋电场推动导体中载流子(锅里的是电子而绝非铁原子)运动所致;涡旋电流的焦耳热效应使导体升温,从而实现加热。

原理

电磁炉的炉面是耐热陶瓷板,交变电流通过陶瓷板下方的线圈产生磁场,磁场内的磁力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时,产生涡流,令锅底迅速发热,达到加热食品的目的。灶台台面是一块高强度、耐冲击的陶瓷平板(结晶玻璃),台面下边装有高频感应加热线圈(即励磁线圈)、高频电力转换装置及相应的控制系统,台面的上面放有平底烹饪锅。其工作过程如下:电流电压经过整流器转换为直流电,又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电,将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上,由此产生高频交变磁场,其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅。在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生,涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换,所产生的焦耳热就是烹调的热源。

锅的材质必须为铁质或合金钢,以其高磁导率来加强磁感,从而大大增强涡旋电场及涡流热功率。 其他材质的炊具由于材料电阻率过大或过小,会造成电磁炉负荷异常而启动自动保护,不能正常工作。同时由于铁对磁场的吸收充分、屏蔽效果也非常好,这样减少了很多的磁辐射,所以铁锅比其他任何材质的炊具也都更加安全。此外,铁是人体长期需要摄取的必要元素,但人体只能吸收二价铁,铁锅炒菜中含的是三价铁,然而身体中的还原性维生素可将3价铁转换为2价铁以利吸收 。

结构

电磁炉又名电磁灶,是现代厨房革命的产物,它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生,因此热效率得到了极大的提高。是一种高效节能橱具,完全区别于传统所有的有火或无火传导加热厨具。 电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具。由高频感应加热线圈(即励磁线圈)、高频电力转换装置、控制器及铁磁材料锅底炊具等部分组成。

电磁炉主要有两大部分构成:一是能够产生高频交变磁场电子线路系统(含电磁炉线圈盘);二是用于固定电子线路系统,并承载锅具的结构性外壳(含能承受高温和冷热急变的炉面板)。

(1)电子线路系统包括:功率板、主机板、灯板(操控显示板)、温控、线圈盘及热敏支架、风机、电源线等。

(2)结构性外壳包括:炉面板(瓷板、黑晶板)、塑胶上下盖等;

(3)说明书、功率贴纸、操作胶片、合格证、塑胶袋、防震泡沫、包装盒、条码、卡通箱。

1、炉面板:用于承载锅具,有进口和国产,国产A、B级已能满足使用要求。

2、高压主基板:构成主电流回路。

3、低压主基板:用于电脑控制功能。

4、LED线路板:显示工作状态和传递操作指令。

5、线盘:将高频交变电流转换成交变磁场(PAN)。

6、风扇组件:散热辅助元件(FAN),降低炉内元器件温度。

7、IGBT:俗称功率管,通过低电流信号、控制大电流的通断(IGBT)。

8、桥式整流块:将交流电源转换为直流电源(BD101)。

9、热敏电阻件:将热量信号传递到控制电路。

10、热开关组件:感应IGBT工作温度,从而保护IGBT由于过热损坏

特点

电磁炉系利用线圈盘在控制电路的作用下产生低频(20~25KHZ)之交变磁场,经过导磁性(铁质)锅具产生大量密集涡流,兼有感应电流转化为热量来加热食物,能源效率特高。使用铁质、特殊不锈钢或铁烤珐琅之平底锅具,且其锅底直径以12~26厘米为宜。电磁炉附有温度控制器,可防过热,省电又安全。

优点

1、加热速度快——电磁炉能使锅底的温度在15秒内升到300度以上,速度远快于油炉及燃气炉,大大节约烹调时间,提高出菜速度。

2、节能环保——电磁炉无明火,锅体自身发热,减少了热量传递损失,因而其热效率可达 80%至92%以上,而且无废气排放,无噪音,大大改善了厨房环境。

3、多功能性——电磁炉“炒、蒸、煮、炖、涮”样样全行。在上海,新三口之家一般都是用电磁炉,基本取代了煤气灶,管道煤气主要用淋浴器。

4、容易清洁——电磁炉没有燃料残渍和废气污染,因而锅具、炉具都非常容易清洁,这在其它炉具是不可想象的。

5、安全性高——电磁炉不会像煤气那样,易产生泄露,也不产生明火,安全性明显优于其它炉具。特别是,它本身设有多重安全防护措施,包括炉体倾斜断电、超时断电、干烧报警、过流、过压、欠压保护、使用不当自动停机等等,即使有时汤汁外溢,也不存在煤气灶熄火跑气的危险,使用起来省心。尤其是炉子面板不发热,不存在烫伤的危险,令老人和儿童倍感放心。

6、使用方便——民用电磁炉的“一键操作”指示非常人性化,老人小孩一看就会,加之炉体本身仅几斤重,拿上它随便去哪都不成问题,只要是有电源的地方都能使用。对于居室狭小的外地打工人员,用时把它从床下拿出,用完再塞进去,什么炉具能有这么便利呢?

7、经济实惠——电磁炉是用电大户,但由于加热升温快速、电价相对又较低,计算起来,费用比煤气、天然气都要便宜。此外,1600W电磁炉最 低价仅100多元,而且还送锅具。

8、减少投资——商业电磁炉比传统炉灶需要厨房空间要少得多,因无燃烧废气,故减少部分给排风装置的投资,并且免除了煤气管道的施工和配套费用。

9、精确温控——电磁炉可精确控制烹饪温度,既节能又保证食品的美味,便重要的是有利于中餐菜肴制作标准的推广。

10、电磁炉与微波炉单一的功能比较起来,蒸、煮、煎、炒、炸样样全能,亦可作家用火锅及商用火锅,火力可随意调整,而且能自动化保温。

缺点

1、温升特别快,开炉之前应做好准备工作,否则,容易发生空锅干烧,缩短锅具和电磁炉的使用寿命;

2、电磁炉发生故障概率比传统炉具要高,维修起来要麻烦一些,若发生故障,没有备用炉会影响经营;

3、电磁炉的功率与锅具密切相关,因此对锅具要求较高,锅的通用性较差;

4、电磁炉工作时,锅底与锅身的温度相差较大,烹调时,如果不及时翻动锅底容易烧焦;

5、民用普通电磁炉通常是平面板,要求使用平底锅,而浅底平锅,翻炒时不像传统那么方便;

6、电磁炉面板上显示的功率、温度都是程序事先设置好的,与实际功率和温度都会有较大差异;

7、还没有汤汁外溢自动关机功能的电磁炉

8、电磁炉无明火,一般人难以直观掌握火候,专业厨师从明火改为电磁炉需要较长时间适应。

9、电磁炉产生的磁场由于不可能100%被锅具吸收,部分磁场从锅具周围向外泄漏,就形成电磁辐射。

主要性能

一、多功能性

由于它采用的是电磁感应原理加热,减少了热量传递的中间环节,因而其热效率可达80%至92%以上,以1600w功率的电磁炉计,烧两升水,在夏天仅需7分钟,与煤气灶的火力相当。用它蒸、煮、炖、涮样样全行,即使炒菜也完全可以。在北京,有许多家庭还没有使用管道燃气,但自从用上电磁炉之后,液化气罐反而成了备用厨具。电磁炉完全可以取代煤气灶,而不像电火锅、微波炉那样,仅是煤气灶的补充。这是它最大的优势所在。

二、清洁

由于其采用电加热的方式,没有燃料残渍和废气污染。因而锅具、灶具非常清洁,使用多年仍可保持鲜亮如新,使用后用水一冲一擦即可。电磁炉本身也很好清理,没有烟熏火燎的现象。这在其它炉具是不可想象的,煤气灶具用不多长时间就是黑糊糊的一层。同样,微波炉的内膛清理是非常令人头疼的事情,而使用电磁炉却没有这些麻烦。它无烟、无明火、不产生废气外形简洁,工作起来静悄悄的。

三、安全

电磁炉不会像煤气那样,易产生泄露,也不产生明火,不会成为事故的诱因。

四、方便

电磁炉本身仅几斤重,拿上它随便去哪都不成问题,只要是有电源的地方它全能使用。电磁炉结构简单、维修方便,它设有多段火力选择,使用起来像燃气一样方便。它具有的定时功能十分便利。尤其是在炖、煮、烧热水的时候,人可以走开做其他的事情,即省心又省时。

五、经济

电磁炉是用电大户,要用它作为厨房主流厨具,功率一定要选择1600W以上。但是,由于电磁炉加热升温快速、电价相对又较低,计算起来,所费并不多。以烧开水计,约7分钟2升开水,电费约5分钱(以北京市每度电0.4783元计),而用天然气每走一个字则要1.7元;如果要用电饭煲烧开水,2升水以 700W功率的锅计,则要 20分钟以上。此外,电磁炉售价较低,在北京市面上,电磁炉最 低价,像1600W功率的炉子200多元,而且还送锅具。比微波炉的价格还低。对于居室狭小的用户来说,电磁炉节省地方,一些外地打工人员,用时把它从床下拿出,用完再塞进去,什么炉具能有这么便利呢?

电磁炉虽具有种种便利,但也有不尽如人意的地方。在做中餐上,它与微波炉一样,也有无法克服的弊病。因为电磁炉的炊具是利用铁磁分子与磁力感应产生振荡来加热的,所以炊具要求是平底,要大面积接触炉面才成。这样在炒菜时就给人带来了不便,要使用平底锅,翻炒时不像传统炒勺那么如意,像颠勺的技巧要重新捉摸,而且中餐翻炒时那种火包锅的烹饪效果也不可能产生,这些对烹调的口味会有一些影响。此外,绝大多数电磁炉,在火力的调节上还没有实现无级调节,一般均是从60℃保温挡到140℃、160℃、180℃、240℃分为五挡,这样在实际使用时就感觉不够精确。比如在煮粥、炖肉等时候,用140℃挡,放满水,肯定溢锅,要是放在60℃挡,火力又太小。另外,还需要设计一种汤汁外溢自动关机的功能,这样使用起来才更为理想。

电磁炉产生的磁场由于不可能100%被锅具吸收,部分磁场从锅具周围向外泄漏,就形成电磁辐射。

据一些专家表示,电磁炉的辐射频率虽然大约相当于手机信号频率的六十分之一,但是真正决定辐射大小的功率却要比手机信号大得多,这个辐射功率主要取决于电磁炉的电磁波的泄漏值,泄漏越大对使用者的伤害就越大,由于这种伤害是我们肉眼看不到的,因此电磁炉被称为“隐形杀手”,长期或长时间使用对人的身体健康会有较大的负面影响。

操作优势

1、无明火,无废气排放、大幅降低温室效应;

2、锅具底部自身发热,能量转化利用率高;

3、电磁炉加热速度快,使用前应做好注备工作,切忌空锅干烧;

4、电磁炉实际功率与所使用的锅具材质、结构、形状及大小有关。

注:电磁炉的标称功率是在额定电源下,用标准锅调试出来的功率。因此,为实现最佳功率,电磁炉通常配备锅具销售。

分类

电磁炉按使用场所分为民用电磁炉和商用电磁炉;按用途分为家用电磁炉、专业火锅电磁炉、自助餐厅保温炉、后厨煲汤炉、后厨炒炉;按功率分为电磁炉小功率电磁炉(800W以下)、常用功率电磁炉(1000W-2500W)、大功率电磁炉(3KW-35KW);按使用或安装方式分为嵌入(沉降)式电磁炉、台式电磁炉、落地式电磁炉。此外,一些专业电磁炉,也有按炉头数量、形状、配置等来命名。

台式电磁炉:分为单头和双头2种,具有摆放方便、可移动性强等优点,因为价格低较受欢迎;埋入式电磁炉:是将整个电磁炉放入橱柜面内,然后在台面上挖个洞,使灶面与橱柜台面成一个平面。业内专家认为这种安装方法只求美观,但不科学,很大一部分消费群体把电磁炉当做火锅。埋入式炒菜并不方便,嵌入式电磁炉可适应不同锅具的需要,不再对锅具有特殊要求。

商用电磁炉与家用电磁炉的区别

商用电磁炉顾名思义,指的是应用在公共场所的电磁炉,如火锅店、饭店、宾馆酒楼、厂矿企事业、机关院校、部队、火车、轮船等公共厨房,特别合适限制使用明火的所有商用厨房。

1、外观上不同。家用炉体积小、比较薄,外观设计新颖、色彩丰富,商用炉通常体积较大,外观设计以安全、实用为主,除专业火锅电磁炉外,基本以不锈钢为外壳主材料,无装饰;

2、功率大小不同。家用炉功率一般在2.5KW以内,商用炉,除专业火锅电磁外,通常功率一般在3KW~35KW之间;

3、开关操作摸式不同。家用炉主要是按键、触摸屏开关,商用炉通常线控按键、线控触摸、线控滑杆等远离炉面的开关;

4、产品品质不同。商用炉因为功率大,连续工作时间长,故采用的是工业级元器件,按照工业级标准设计和生产,因而比家用电磁炉具有无法比拟的稳定性和耐用性。

根据电磁炉的功率大小可分为家用电磁炉和商用电磁炉两种。

家用电磁炉根据炉头分类,可分为单头炉、双头炉、多头炉及一电一气。

单头炉

单头炉工作电压为120V-280V,最常见的是1900W-2200W的,广泛应用家庭炒菜做饭。发展比较早,在我国已经被广泛应用了。

双头炉

双头炉工作电压也是120V-280V,国内市面有一平一凹及双平的,一般单头功率2100W,双头同时工作不超过3500W,国内使用者还不多。

多头炉

多头炉,一般为两个电磁炉炉头外加一个远红外炉头,国内能生产的非常少,只有美的引进国外技术在做; 商用电磁炉:多为380V电压,3-35KW为主,且应用广泛,煎、炒、炸、煮。随着、蒸、炖、焖、扒、煲等样样皆能。比传统的燃油灶节约50%的燃料成本,比传统燃气灶节约60%的燃料成本。无明火、无热辐射、无烟、无灰、无污染、不升高室温,不产生CO、CO2、SO3等有害物质,环境得到保护。厨房清静、清洁、清爽,让厨师感觉安逸而身心健康。是名副其实的环保产品。适用场合:任何使用传统炉具的场所,例如医院、厂矿企业、宾馆、餐厅、院校、机关等;特别适合无燃料供应或限制燃料使用的场合,例如地下室、铁路、车辆、船舶、航空等我国的发展,尤其电力发展的迅速,这种大功率的商用电磁炉将会被广泛应用。

一电一气

一电一气是结合电磁炉和煤气灶的产物,一个炉头可使用传统煤气,另一个炉头使用电磁炉,一般功率2100W,是近两年新兴的产品。

过程与趋势

电磁炉民用化的最早记载是从年德国公司开始的,而后在年美国也开始了电磁炉的研发,而到上世纪年代初,电磁炉已经在西方普及开来了。美国研究电磁炉历史悠久,100多年前已研制出电磁炉,由于该种电磁炉热效率不是很高,并且易产生工频噪声,所以没有大量推广。在20世纪70年代,美国率先研制出高频电磁炉(工作频率20一50KHz),紧接着日本也研制出高频电磁炉。国内电磁炉市场最初的启动时间是上世纪年代末,在年代初期,由于技术不过关,难以适应国内电网质量不稳定以及中国人大火爆炒的饮食需求,曾经一度出现过空档期,直到世纪末才出现起色,并引起国内家电行业的关注,随之而来的是众多家电品牌以及新品的诞生。从目前状况来看,国内电磁炉市场比西方发达国家至少晚了5-10年的时间。随着技术的进步,元器件质量的提高,国产电磁炉己走向成熟。

国内电磁炉的发展大致经历了以下几个阶段:

第一代产品有环保牌(包括雅达)电磁炉等,其特点为采用独立振荡单元,多个功率管并联、驱动放大电路采用分立元件,电路可靠性较好,工作稳定,缺点是电路复杂,维修不太方便。

第二代产品有上海德兴和富士宝电磁炉、控制电路用3片LM339、采用大回环振荡工作原理,保温功能用硬件电路实现(用74Lsl45),功率管用IGBT,可靠性尚可,缺点是电路较复杂,返修率略高。

第三代产品有美的PSD系列产品和浙江永康公司电磁炉产品等。美的PSD系列产品采用大回环振荡原理,其保护电路做得非常完善,重点解决了工作过程突然拔电烧机等长期困扰国内其他厂家的难题、是国内第一款较成熟的采用IGBT的电磁炉产品。其缺点是电路偏复杂,维修不太方便。佳玲电磁炉由深圳拓邦公司开发生产控制板部分,采用独立振荡单元,其可靠性很好。缺点是电路较复杂,生产测试不方便,第四代产品有美的PD系列产品和广东南海威利宝电磁炉等。美的PD系列产品特点是电路设计简单可靠,工作可靠性很好,并且PD系列产品成本有所降低。威利宝电磁炉由深圳拓邦公司设计生产控制板部分,是国内第一家改进松下电磁炉方案较为成熟的产品,其可靠性指标与松下电磁炉相当。

电磁炉的发展现状

纵观国内电磁炉的发展现状,从技术角度分析,主要有以下几个方面:

呈现“百家争鸣”

国内电磁炉市场目前的发展状况比较混乱,据调查,年,国内电磁炉厂家不足一百家,与电磁炉相关的电子元器件及配套产品厂家也很少电磁炉厂勃然崛起,多达五、六百家,而在商场销售的,加起来也有四、五十个,而加工生产电磁炉零配件的厂家更是数不胜数。

外观设计“百花齐放”,结构性能有待提高

说国内的电磁炉市场,各外观设计是“百花齐放”一点也不夸张,随便到哪个卖场走一圈,就发现,电磁炉的外观设计真的是丰富多彩,从色彩的搭配到控制界面的设计,无一不体现着自己的个性,这与国外成熟的电磁炉市场格局就大相径庭了。但这样丰富的外观设计中,却很少有品牌能做到结构性能俱佳的水平,大多数品牌将电磁炉包装成千变万化的样式,但多结构设计站在技术的角度来看,并不是很理想。

零件设置“层次不齐”

比较成熟,电磁炉的主要零配件一定会采用性能优越,兼容性强的零件,工芯片采用、东芝以及台湾、韩国的,但拆开各品牌的电磁炉就会发现,主要元器件真是层次不齐,有的竟然连生产厂家都没有,这样做,势必阻碍电磁炉的正常发展。

技术上的“停滞不前”

由于国内电磁炉尚未完全步入成熟期,就开始了不正常的价格战,导致有很好地在技术上钻研,将精力都投放在成本的降低方面,导致技术上一时间内没有称雄的霸主出现。国外在这类成长期的产品研发的投入上,少则占总销浙江大学硕仁学位论文智能型宽电扭电磁炉的研制售的,多则占,但国内电磁炉品能在研发上投入上百万的己经寥寥可数了。

电磁炉的发展趋势

1)HI电饭堡:IH电饭堡是利用电磁感应加热原理与模糊控制技术相组合,其煮饭效果非常理想,目前在日本己成为电饭堡主流产品。

2)电磁热水器:电磁热水器是利用电磁感应加热原理对水进行加热,其突出优点是实现了水与电的隔离,从原理上解决了电热水器的漏电保护问题。

3)双头电磁炉:双头电磁是具有两个加热单元的电磁炉,两个单元可以相互独立工作、其技术难度比单头电磁炉大,主要是抗干扰性、噪声、电磁辐射等设计措施需要得到加强。

4)可加热铝锅的更高频率的电磁炉:由于铝的电阻率只有铁的1/20一1/50,当频率超过50KHz以上时,铝锅也可以加热,日本己研制出此种产品,国内尚无此产品。

工作流程

当一个回路线圈通予电流时,其效果相当于磁铁棒。因此线圈面有磁场N-S极的产生,亦即有磁通量穿越。若所使用的电源为交流电,线圈的磁极和穿越回路面的磁通量都会产生变化。

感应的电流越大则所产生的热量就越高,煮熟食物所需的时间就越短。要使感应电流越大,则穿越金属面的磁通变化量也就要越大,当然磁场强度也就要越强。这样一来,原先通过交流电的线圈就需要越多匝数缠绕在一起。 因为使用高强度的磁场感应,所以电磁炉炉面没有电流产生,因此在烹煮食物时炉面不会产生高温。正规的电磁炉炉面都是使用了能耐高温的黑晶板,是一种相对安全的烹煮器具。在使用过程中,因为黑晶板会与锅具接触,会局部产生高温,所以在加热后的一段时间里,不要触摸炉面,以防烫伤。