[0001] 本发明涉及电器驱动及控制电路技术领域，具体为一种集成式厨房电器的驱动电路及其功率分配方法。

[0002] 厨房电器的种类有很多，例如：冰箱能够冷藏食品、饮品和药物，微波炉能够加热/翻热食品，电磁炉能够烹饪和煮水，烤箱能够烘烤食品，蒸箱能够蒸制食品，电烤炉能够烤制/煎制食品，其中，微波炉、电磁炉、烤箱、蒸箱以及电烤炉等都属于烹饪电器，上述的厨房电器都能够直接提高生活质量，都是居住空间和一些办公空间中必不可少的配置。

[0003] 冰箱和各类烹饪电器都需要占据一定的独立空间，例如冰箱直接占据一部分的地面，而烹饪电器又需要占据一部分的台面空间，然而，现代城市的土地资源越发珍贵，居住和办公空间寸金寸土的趋势越来越明显，被各种电器占据空间后，居住和办公空间将显得越发局促。

[0004] 近年来，集成有燃气灶、抽油烟机以及烤箱/洗碗机的集成灶越来越普及，起到了节省空间的作用。

[0005] 然而，市面上仍未有出现集成有冰箱和各类烹饪电器的集成式厨房电器；此外，大多数烹饪电器都属于大功率电器，而冰箱的压缩机在运行时，也需要占据一定的功率，如何协调控制冰箱和各类烹饪电器的运行功率，也是需要解决的问题之一。

[0024] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0025] 本实施例提供一种集成式厨房电器的驱动电路，应用在集成式厨房电器上，以驱动和控制集成式厨房电器的运行。

[0026] 请参阅图1，本实施例的集成式厨房电器的驱动电路包括第一烹饪电器模块、第二烹饪电器模块、冰箱模块以及驱动控制模块。

[0027] 请参阅图2，其中，第一烹饪电器模块1为箱式烹饪电器模块，例如微波炉、烤箱、蒸箱或微蒸烤一体机，第二烹饪电器模块2则为面板式烹饪电器模块，例如电磁炉和电烤炉；第一烹饪电器模块1、第二烹饪电器模块2以及冰箱模块3均集成在一个主壳体之中，使本实施例的集成式厨房电器获得一体化的特性。

[0028] 需要说明的是，驱动控制模块可以集成在一块印刷电路板上，也可以分别集成在多块印刷电路板上，还可以集成为驱动控制盒的形式。

[0029] 驱动控制模块分别与第一烹饪电器模块、第二烹饪电器模块以及冰箱模块电性连接，以驱动第一烹饪电器模块以第一输入功率P1运行、第二烹饪电器模块以第二输入功率P2运行，以及，冰箱模块以第三输入功率P3运行；其中，第一输入功率P1即输入至第一烹饪电器模块的功率(第一烹饪电器模块消耗的功率)，第二输入功率P2即输入至第二烹饪电器模块的功率(第二烹饪电器模块消耗的功率)，第三输入功率P3即输入至冰箱模块的功率(即冰箱模块消耗的功率)。

[0030] 驱动控制模块能够限定第一输入功率P1、第二输入功率P2以及第三输入功率P3之和不大于集成式厨房电器的最大输入功率Pmax；驱动控制模块能够限定第一输入功率P1、第二输入功率P2以及第三输入功率P3之和不大于集成式厨房电器的最大输入功率Pmax。

[0031] 需要说明的是，最大输入功率Pmax是根据集成式厨房电器的用电条件而定义；例如，在中国，普通的家用电源插座，其额定电压为220V，其最大允许电流为10A，可见，该电源插座允许的最大功率为2200W，基于该用电条件，应当将最大输入功率Pmax定义为略低于2200W；又例如，在美国，家用电源插座应当依照125V电压进行设计，并且，其熔断电流为
15A，可见，该电源插座允许的最大功率为1875W，基于该用电条件，应当将最大输入功率Pmax定义为略低于1875W；可以理解的是，在其他国家和地区，应当根据当地的用电条件，将集成式厨房电器的最大输入功率Pmax作出适应性调整，具体可以根据意向销售的国家和地区，在出厂前即作出该最大输入功率Pmax的定义；可以理解的是，由于还存在其他负载(例如冰箱模块的照明灯、第一烹饪电器模块的照明灯、第一烹饪电器模块的转盘电机、主控子模块和用户交互子模块的运行所需功率以及内阻损耗等)，最大输入功率Pmax的定义应当略小于当地用电条件所允许的最大功率。

[0032] 请参阅图1，具体地，驱动控制模块包括主控子模块、市电输入子模块、功率开关器件子模块、继电器子模块以及旁路子模块。

[0033] 其中，主控子模块为MCU，具体可以为单片机、嵌入式芯片或者带有通用计算/控制功能的电源管理芯片中的一种；市电输入子模块包括依次连接的保险丝、滤波器及其外围电路，并且还可以选择性地包括EMC电路。

[0034] 市电输入子模块通过继电器子模块，与第一烹饪电器模块电性连接，具体来说，继电器子模块的输入端与市电输入子模块的输出端连接，继电器子模块的输出端则与第一烹饪电器模块的输入端连接。

[0035] 市电输入子模块通过功率开关器件子模块，与第二烹饪电器模块电性连接，具体来说，功率开关器件子模块的输入端与市电输入子模块的输出端连接，功率开关器件子模块的输出端则与第二烹饪电器模块的输入端连接。

[0036] 继电器子模块和功率开关器件子模块均受控于主控子模块，使主控子模块能够控制继电器子模块的通断，以驱动第一烹饪电器模块以第一输入功率P1运行，并且使主控子模块能够控制功率开关器件子模块的开关占空比，进而控制第二烹饪电器模块的第二输入功率P2。

[0037] 可以理解的是，该驱动继电器子模块至少包括继电器，主控子模块通过通用输入/输出引脚输出的电平信号控制继电器子模块，进而控制第一烹饪电器模块是否运行；若主控子模块的通用输入/输出引脚能够直接驱动该继电器时，则主控子模块的通用输入/输出引脚直接与该继电器的控制端连接；若主控子模块的通用输入/输出引脚不足以直接驱动继电器时，则继电器子模块还包括驱动电路(例如以S8050为核心的升压驱动电路)，主控子模块的通用输入/输出引脚与该驱动电路的控制端连接，以通过驱动电路控制继电器。

[0038] 可以理解的是，该功率开关器件子模块至少包括功率开关器件(例如绝缘栅双极晶体管，IGBT)，主控子模块通过PWM输出引脚输出的PWM信号控制功率开关器件子模块，以调节功率开关器件子模块的开关占空比，进而控制第二烹饪电器模块的第二输入功率P2；若主控子模块的PWM输出引脚能够直接驱动该功率开关器件时，则主控子模块的PWM输出引脚直接与该功率开关器件的控制极连接；若主控子模块的PWM输出引脚不足以直接驱动该功率开关器件时，则功率开关器件子模块还包括驱动电路(例如以S8050为核心的升压驱动电路)，主控子模块的PWM输出引脚与该驱动电路的控制端连接，以通过驱动电路控制功率开关器件。

[0039] 市电输入子模块通过旁路子模块，与冰箱模块电性连接，以驱动冰箱模块以第三输入功率P3运行；本实施例中，旁路子模块为电连接器，其预留给冰箱模块中的压缩机，使该压缩机能够直接连接至市电输入子模块。

[0040] 进一步地，驱动控制模块还包括用户交互子模块，用户交互子模块与主控子模块信号连接；在本实施例中，用户交互子模块设置为触控面板，在其他实施例中，用户交互子模块还可以设置为触摸屏、机械开关以及旋钮等形式；其可以通过串行通信数据线(SDA)和串行通信时钟线(SCL)的方式与主控子模块信号连接，也可以通过TX‑RX串行通信接口与主控子模块信号连接，还可以与主控子模块的通用输入/输出引脚连接；主控子模块能够根据用户交互子模块的输入信号，调控第一烹饪电器模块的第一输出功率Pout1和第二烹饪电器模块的第二输出功率Pout2中的至少一者。

[0041] 进一步地，驱动控制模块还包括整流与稳压电源子模块，整流与稳压电源子模块用于从市电输入子模块取电，并为主控子模块和用户交互子模块提供稳压直流电源；本实施例中，该整流与稳压电源子模块包括桥式整流电路和稳压芯片，桥式整流电路用于将市电输入子模块输入的交流电转换为直流电，稳压芯片用于降压和为用户交互子模块提供稳压直流电源。

[0042] 具体地，第一烹饪电器模块为微波炉模块，其包括磁控管变压器和磁控管，该磁控管变压器为交流变压器，磁控管的额定输入功率为1200W，额定输出功率为700W；磁控管变压器的初级绕组与继电器子模块的输出端连接，磁控管变压器的次级绕组与磁控管的输入端连接，使主控子模块能够控制继电器子模块的通断，以驱动第一烹饪电器模块运行。

[0043] 具体地，第二烹饪电器模块为电磁炉模块，其包括电磁线圈，该电磁线圈用于产生交变磁场，以加热金属器具，完成电磁炉功能；电磁线圈的输入端与功率开关器件子模块的输出端连接，使主控子模块能够控制功率开关器件子模块的开关占空比，进而控制第二烹饪电器模块的第二输入功率P2。

[0044] 本实施例还提供一种集成式厨房电器的驱动电路功率分配方法。

[0045] 该集成式厨房电器的驱动电路包括第一烹饪电器模块、第二烹饪电器模块、冰箱模块以及驱动控制模块。

[0046] 请参阅图2，其中，第一烹饪电器模块1为箱式烹饪电器模块，例如微波炉、烤箱、蒸箱或微蒸烤一体机，第二烹饪电器模块2则为面板式烹饪电器模块，例如电磁炉和电烤炉；第一烹饪电器模块1、第二烹饪电器模块2以及冰箱模块3均集成在一个主壳体之中，使本实施例的集成式厨房电器获得一体化的特性。

[0047] 需要说明的是，驱动控制模块可以集成在一块印刷电路板上，也可以分别集成在多块印刷电路板上，还可以集成为驱动控制盒的形式。

[0048] 驱动控制模块分别与第一烹饪电器模块、第二烹饪电器模块以及冰箱模块电性连接。

[0049] 请参阅图3，本实施例的集成式厨房电器的驱动电路功率分配方法，包括：

[0050] 根据集成式厨房电器的用电条件，定义集成式厨房电器的最大输入功率Pmax。

[0051] 其中，最大输入功率Pmax是根据集成式厨房电器的用电条件而定义；例如，在中国，普通的家用电源插座，其额定电压为220V，其最大允许电流为10A，可见，该电源插座允许的最大功率为2200W，基于该用电条件，应当将最大输入功率Pmax定义为2200W；又例如，在美国，家用电源插座应当依照125V电压进行设计，并且，其熔断电流为15A，可见，该电源插座允许的最大功率为1875W，基于该用电条件，应当将最大输入功率Pmax定义为1875W；可以理解的是，在其他国家和地区，应当根据当地的用电条件，将集成式厨房电器的最大输入功率Pmax作出适应性调整，具体可以根据意向销售的国家和地区，在出厂前即作出该最大输入功率Pmax的定义。

[0052] 驱动控制模块实时调控第一烹饪电器模块的第一输入功率P1、第二烹饪电器模块的第二输入功率P2以及冰箱模块的第三输入功率P3，以限定第一输入功率P1、第二输入功率P2以及第三输入功率P3之和不大于最大输入功率Pmax。

[0053] 具体地，第一烹饪电器模块运行时：第一输入功率P1为固定值，或者，第一输入功率P1被视为固定值。

[0054] 第一烹饪电器模块为微波炉模块，继电器子模块处于接通状态时，第一烹饪电器模块固定以第一输入功率P1运行，继电器子模块处于断开状态时，第一烹饪电器模块的功率则为0；调控继电器子模块的通断时间，即可调控第一烹饪电器模块在一段时间内的平均输出功率(即第一输出功率Pout1)；第一烹饪电器模块的第一输出功率Pout1能够根据用户交互子模块的输入信号而调节，例如，设定第一输出功率Pout1为700W时，则继电器子模块一直处于接通状态；设定第一输出功率Pout1为500W时，则继电器子模块接通24s后断开6s，并以此往复；设定第一输出功率Pout1为350W时，则继电器子模块接通15s后断开15s，并以此往复；设定第一输出功率Pout1为200W时，则继电器子模块接通12s后断开18s，并以此往复；设定第一输出功率Pout1为100W时，则继电器子模块接通5s后断开25s，并以此往复；当继电器子模块一直处于接通状态，则显然第一输入功率P1为固定值，当继电器子模块间隙通断时，虽然第一输出功率Pout1会有所不同，但在接通的时间内，第一输入功率P1是固定的，因此，无论将设定第一输出功率Pout1是何种数值，第一烹饪电器模块运行时(是指一段时间内，继电器子模块一直接通或者间隙接通的情形)，都应当将第一输入功率P1视为固定值。

[0055] 冰箱模块的第三输入功率P3为固定值或者被视为固定值。

[0056] 第一烹饪电器模块和第二烹饪电器模块同时运行时：驱动控制模块限制第二烹饪电器模块的第二输入功率P2，使第一输入功率P1、第二输入功率P2以及第三输入功率P3之和不大于最大输入功率Pmax。

[0057] 以此方式，即可实现协调控制第一烹饪电器模块、第二烹饪电器模块以及冰箱模块的运行功率。

[0058] 进一步具体地，第一烹饪电器模块的第一输入功率P1为800W～1600W，或者，第一烹饪电器模块的第一输入功率P1被视为800W～1600W；第一烹饪电器模块和第二烹饪电器模块同时运行时：驱动控制模块将第二烹饪电器模块的第二输入功率P2限制为350W～1150W(限制用户交互子模块的设定数值或者限制功率开关器件子模块的开关占空比，均可以实现)；并且，第一输入功率P1与第二输入功率P2之和不大于2000W；例如，当第一烹饪电器模块的第一输入功率P1为/被视为1200W时，则将第二烹饪电器模块的第二输入功率P2限制为750W，再加上冰箱模块的第三输入功率P3、冰箱模块的照明灯、第一烹饪电器模块的照明灯、第一烹饪电器模块的转盘电机、主控子模块和用户交互子模块的运行所需功率，恰好使整个集成式厨房电器的输入功率不大于2200W。

[0059] 进一步具体地，驱动控制模块上集成有功率开关器件子模块，功率开关器件子模块与第二烹饪电器模块电性连接；主控子模块能够控制功率开关器件子模块的开关占空比，进而控制第二烹饪电器模块的第二输入功率P2。

[0060] 可以理解的是，该功率开关器件子模块至少包括功率开关器件(例如绝缘栅双极晶体管，IGBT)，主控子模块通过PWM输出引脚输出的PWM信号控制功率开关器件子模块，以调节功率开关器件子模块的开关占空比，进而控制第二烹饪电器模块的第二输入功率P2；若主控子模块的PWM输出引脚能够直接驱动该功率开关器件时，则主控子模块的PWM输出引脚直接与该功率开关器件的控制极连接；若主控子模块的PWM输出引脚不足以直接驱动该功率开关器件时，则功率开关器件子模块还包括驱动电路(例如以S8050为核心的升压驱动电路)，主控子模块的PWM输出引脚与该驱动电路的控制端连接，以通过驱动电路控制功率开关器件。

[0061] 本实施例的集成式厨房电器的驱动电路及其功率分配方法，能够实时调控第一烹饪电器模块的第一输入功率P1、第二烹饪电器模块的第二输入功率P2以及冰箱模块的第三输入功率P3，以限定第一输入功率P1、第二输入功率P2以及第三输入功率P3之和不大于最大输入功率Pmax，不仅使厨房电器的集成化程度更高，更能够为第一烹饪电器模块、第二烹饪电器模块以及冰箱模块等高功率用电器合理分配功率，避免电源过流，使用普通的市电即可为该集成式厨房电器供电。

[0062] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。