[發明專利]帶有電流保護電路的電烤爐

有效

• 申請號: 201710521319.2
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107565511B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: E·奈本伯格;J·C·朱利塔;M·勒奇;J·C·艾默里奇
• 申請（專利權）人: 韋伯-斯蒂芬產品有限公司
• 主分類號: H02H3/32
• 分類號: H02H3/32;H02H3/10
• 代理公司: 11270 北京派特恩知識產權代理有限公司
• 代理人: 康艷青;姚開麗

提供了一種用于保護免受不安全電流狀況的裝置和方法。保護電路可以用在諸如電烤爐的設備中，其具有一個或多個電負載，例如加熱元件。保護電路可以保護免受各種故障情況，包括但不限于，接地故障、過電流、驅動器故障和微處理器的故障的情況。響應于故障，保護電路可以使閂鎖繼電器跳閘或禁用三端雙向可控硅開關驅動器以停止電流流動。

技術領域

本發明大體涉及電烤爐，更具體地涉及具有先進的電路以保護免受危險、故障和意外電流狀況的電烤爐。

背景技術

對電烤爐存在日益增長的需求。這是特別真實的，因為城市人口正在擴張。許多城市環境或其他環境可能不容易允許使用傳統的燃氣烤爐或木炭烤爐。例如，許多城市居民住在具有陽臺的公寓或住宅單元里，他們喜歡在陽臺使用烤爐。因為煙、氣體或其它關注點，不可能允許或期望使用典型的木炭或燃氣烤爐。

有許多可用的電氣烹調器具，如喬治福爾曼板式烤爐(以及類似的設備)、帕尼尼機、電熱平扒爐等。然而，這些現有技術的電氣烹調器具通常打算用于室內，而不是設計或構造成用于在惡劣環境或腐蝕性環境中使用，其中它們可能由于高熱、諸如日曬雨淋的天氣條件以及來自食品的油脂或來自清潔劑的酸而劣化。這些惡劣的條件可能使電氣部件劣化，這又可能導致漏電或其它不安全的狀況。

因為現有技術的電氣烹調器具通常打算用于室內環境中，典型的墻壁插座的電流保護方案對于這些設備一般是足夠的。這種設備也可以依賴接地線進行保護。一些現有技術的電路包括金屬-氧化物-半導體場效應晶體管(MOSFET)以調節電流。又一些其它現有技術的電路是熱響應的。然而，在電烤爐中需要先進的保護電路，其能響應于組件的故障，包括但不限于引起不當電流狀況的故障，諸如可以在惡劣環境中發現或由惡劣環境引起的故障。

例如，名稱為“Electronic Device with Heating Protection Circuit andHeating Protection Method Thereof”的美國專利8263911公開了一種電子設備，其中由控制模塊產生的控制信號可以輔助加熱保護電路正確確定加熱信號是否有故障，或者控制元件的控制電壓是否異常，然后自動控制加熱模塊停止加熱。加熱保護電路使用與控制模塊和加熱開關模塊耦合的MOSFET。與此相反，本發明的一些實施方案采用機電和數字邏輯的組合以檢測根本不能通過MOSFET加熱保護電路檢測的多個不同類型的故障狀況。

當加熱元件達到閾值溫度時，被稱為熱響應電路的其他現有技術設備可能會進行停機。例如，名稱為“Temperature Control Circuit”的美國專利8097835公開了溫度檢測模塊，其檢測電子設備的溫度以向保護模塊和微處理器輸出檢測信號。保護模塊控制微處理器的狀態。但這種熱響應電路對于可能導致組件故障的惡劣環境和電流狀況是不夠的。事實上，故障組件可能導致漏電，其并不總是與過熱的加熱元件相關。即使加熱元件處于正常溫度內，危險的電流狀況也可能會出現。

因此，需要一種電烤爐，其包括具有一個或多個獨立控制的加熱元件的烤爐，其具有尤其保護免受短路、過電流、驅動器故障和/或微控制器故障的保護電路。

發明內容

本發明克服了已知電氣烹調器的許多缺陷并為電烤爐提供了新的特征和優點。例如，本發明提供了保護電路，其在發生故障、意外的和/或危險的電流狀況的情況下切斷通向一個或多個加熱元件的電流。

本發明大體提供了一種具有電路和微處理器的電烤爐，其配置為保護免受不安全的電流狀況。本發明的實施方案包括一個或多個電加熱元件，其通過一個或多個閂鎖繼電器連接到電壓。每個閂鎖繼電器都是由跳閘控制器和接地故障檢測單元控制的機電開關，如果檢測到不安全的電流狀況，閂鎖繼電器產生斷路。每個加熱元件都由三端雙向可控硅開關驅動，三端雙向可控硅開關又連接到由微處理器控制的三端雙向可控硅開關驅動器。微處理器接收來自霍爾效應傳感器的電流讀數并配置為在檢測到不安全的電流狀況時通過禁用三端雙向可控硅開關來產生斷路。可選地包括看門狗監視器，以便如果微處理器進入非正常操作狀態，則禁用三端雙向可控硅開關。