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電烤箱是目前市場(chǎng)中非常受歡迎的廚房電器產(chǎn)品之一。尤其是最近兩年來(lái)，無(wú)論是家電賣場(chǎng)、超市的零售，還是禮贈(zèng)品市場(chǎng)，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的電烤箱都是銷售量的產(chǎn)品。電烤箱對(duì)于日常生活也具有十分重要的作用，智能電烤箱能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于烤箱的全自動(dòng)控制，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電烤箱的各個(gè)工作狀態(tài)，在烤箱運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)意外情況，系統(tǒng)可以進(jìn)行報(bào)警等智能化控制。

智能家電是目前家電發(fā)展的重要方向，對(duì)于提升家電的智能化水平以及家電的實(shí)際應(yīng)用具有重要的作用。智能家電能夠滿足現(xiàn)在社會(huì)對(duì)于家電領(lǐng)域的多樣化要求。本文將討論智能電烤箱的設(shè)計(jì)方案以及相關(guān)電路的工作原理，對(duì)于其中的關(guān)鍵技術(shù)以及重要內(nèi)容做了詳細(xì)的分析探討，對(duì)于其它智能家電的研發(fā)具有重要的參考意義。

一、電烤箱的工作原理

智能電烤箱由穩(wěn)定的電源電路、單片機(jī)控制運(yùn)算電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路以及智能報(bào)警電路等功能模塊構(gòu)成，同時(shí)根據(jù)工作的需求還可以進(jìn)行工作狀態(tài)的預(yù)先設(shè)置。電源采用了傳統(tǒng)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源模塊，能夠根據(jù)需求輸出6-12V的直流電壓，單片機(jī)控制電路考慮到大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)以及工作性能的要求，采用了單片機(jī)進(jìn)行控制，經(jīng)過(guò)測(cè)試分析能夠完成勝任產(chǎn)品的工作，在顯示部分采用的VFD顯示技術(shù)，以達(dá)到顯示清晰、能見(jiàn)度高、顯示內(nèi)容豐富等家電產(chǎn)品的顯示要求。整體電路的設(shè)計(jì)遵循模塊化的設(shè)計(jì)方案，符合目前智能家電的發(fā)展趨勢(shì)，滿足了智能電烤箱應(yīng)用過(guò)程中所有的實(shí)際需求。

二、智能電烤箱方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)

根據(jù)實(shí)際的用戶需求調(diào)查，結(jié)合了目前市場(chǎng)上智能電烤箱的特點(diǎn)，制定了智能電烤箱的工作性能指標(biāo)，主要分為以下幾個(gè)方面。為了能夠具有更好的適應(yīng)性，產(chǎn)品設(shè)計(jì)具備3-24V的電源工作范圍；控制電路要能夠具備較強(qiáng)的實(shí)際驅(qū)動(dòng)能力，其輸出阻抗大不大于10千歐，輸出驅(qū)動(dòng)電流不小于20mA；產(chǎn)品要能夠?qū)崿F(xiàn)精確的計(jì)時(shí)，連續(xù)工作兩天，其系統(tǒng)控制時(shí)間誤差小于3秒；產(chǎn)品具備良好的人際界面，方便實(shí)現(xiàn)控制；產(chǎn)品要具備可移植性以及性能提升的空間。

三、智能電烤箱的技術(shù)方案

基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的智能電烤箱控制板是由電源電路，單片機(jī)信號(hào)處理，顯示單元，輸出繼電器控制電路，工作狀態(tài)設(shè)置，工作狀態(tài)報(bào)警電路等六個(gè)功能部分構(gòu)成。在電路設(shè)計(jì)中遵循了模塊化的設(shè)計(jì)方案，各個(gè)電路之間的功能相對(duì)獨(dú)立，在電路的連接中要采用了對(duì)應(yīng)的方案，盡量減少了模塊電路之間的耦合。

電源電路的實(shí)現(xiàn)方案較多，目前常用的就是開(kāi)關(guān)電源以及串聯(lián)型穩(wěn)壓電源，由于設(shè)計(jì)中各個(gè)芯片的電源工作范圍較寬，因此對(duì)于電源的穩(wěn)定度以及紋波系數(shù)的要求不是非常高，從成本的角度考慮，設(shè)計(jì)中采用了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單性能較好的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源。電路采用了經(jīng)典的變壓、整流、濾波以及穩(wěn)壓的工作思路，在輸出加入了兩個(gè)接地電容，有效地減少了輸出信號(hào)的諧波分量，提高了電源的穩(wěn)定性；信號(hào)調(diào)理電路中采用了基于運(yùn)算放大器的放大電路，其核心是比例運(yùn)算放大電路，采取了三級(jí)放大，能夠保證對(duì)于微小信號(hào)的檢測(cè)以及處理；單片機(jī)采用的是性價(jià)比較高，同時(shí)也是家電等控制方面經(jīng)常采用的單片機(jī)型號(hào)，其實(shí)時(shí)性以及控制能力都適應(yīng)家電控制的要求；VFD顯示器要求有較高的電流，因此采用了基于三極管的驅(qū)動(dòng)方案，保證VFD顯示的亮度以及其他效果；報(bào)警模塊采用了直流蜂鳴器實(shí)現(xiàn)，同時(shí)電路具有多個(gè)繼電器的控制，具有較強(qiáng)的外部控制功能。

四、電烤箱的電路板的設(shè)計(jì)與程序開(kāi)發(fā)

在電路原理圖的基礎(chǔ)上就可以應(yīng)用輔助軟件進(jìn)行電子線路板（PCB）的設(shè)計(jì)以及單片機(jī)控制程序的開(kāi)發(fā)。本產(chǎn)品采用了人工布局元件、自動(dòng)布線的總體設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中先與產(chǎn)品的機(jī)械特性綜合考慮，然后布局產(chǎn)品中的核心控制器件，比如說(shuō)單片機(jī)等；最后進(jìn)行其他一般元器件的布置，整體電路的布局要能夠體現(xiàn)工藝化的生產(chǎn)要求以及結(jié)構(gòu)化布線的需求進(jìn)行，電路了整體布局美觀使用，布線穩(wěn)定可靠，整體產(chǎn)品工作性能良好。在控制程序的編寫(xiě)方面，采用了實(shí)時(shí)性較好以及存儲(chǔ)空間要求較小的匯編指令集，在程序中大量應(yīng)用了例子程序，增強(qiáng)了程序的可讀性以及程序的模塊設(shè)計(jì)思路。

五、電烤箱方案設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)

縱觀市場(chǎng)上銷售的主流電烤箱產(chǎn)品，各企業(yè)都認(rèn)為電烤箱技術(shù)的難點(diǎn)主要是在精確控溫上，而生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵點(diǎn)是外殼的工藝處理上。而零配件的選材也是決定電烤箱耐用性的關(guān)鍵因素。

1、電烤箱的成型工藝

電烤箱的外殼一般采用冷軋板和不銹鋼，這兩種材料在工藝處理上主要是拉伸、卷邊、擠壓、打孔等五金成型工藝。成型之后，表面還需要做噴涂、噴油等防銹處理和表面的美化處理。冷軋板和不銹鋼成型處理工藝難度較高，由平板拉伸成立體的外殼的過(guò)程中，容易出現(xiàn)斷裂、起皺等情況。

2、電烤箱的精確控溫技術(shù)

精確控溫多年來(lái)一直是電烤箱企業(yè)的主攻方向。控溫一直是困擾電烤箱生產(chǎn)企業(yè)的一個(gè)難點(diǎn)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于電烤箱箱體內(nèi)溫度偏差允許±30℃。決定電烤箱精確控溫主要是感溫方式和測(cè)溫的位置。這其中有一個(gè)數(shù)據(jù)是非常重要的，即溫度補(bǔ)償值。電烤箱中的實(shí)際溫度與感溫器感受到的溫度是存在偏差的。一般情況下，實(shí)際溫度要高于感溫器感受到的溫度值，就需要給感溫器加上補(bǔ)償值來(lái)精確控溫。感溫器的補(bǔ)償值要通過(guò)多次的試驗(yàn)獲得，每次試驗(yàn)所得出數(shù)值不同，因此補(bǔ)償值是一個(gè)多次試驗(yàn)之后計(jì)算出的平均值。試驗(yàn)次數(shù)越多，得出的補(bǔ)償值就越準(zhǔn)確。

另一個(gè)影響精確控溫的是感溫器擺放的位置。一般情況下，感溫器都放在電烤箱右側(cè)，通過(guò)傳感器與控制器鏈接起來(lái)。感溫器感溫的方式有三種，一是使用感溫支架進(jìn)行測(cè)溫；一是使用探頭測(cè)溫；還有就是感溫器利用對(duì)空氣進(jìn)行測(cè)溫，這種方式是精確的測(cè)溫方式。

3、電烤箱選材的耐溫性

另外，由于電烤箱是一種高溫加熱的電器產(chǎn)品，材質(zhì)的耐溫也是至關(guān)重要的，材質(zhì)的優(yōu)劣直接影響到產(chǎn)品的品質(zhì)和使用者的使用效果。電烤箱使用材質(zhì)中，以塑膠件和門(mén)玻璃的耐溫關(guān)鍵。一般情況下，電烤箱的旋鈕、拉手等都是塑膠產(chǎn)品，使用的材料一定是耐溫在200°C以上的PBT、PF及尼龍等材料。有的企業(yè)為了節(jié)省成本，在原料中摻雜其它物質(zhì)，這樣會(huì)造成旋鈕等經(jīng)常使用的部件很快出現(xiàn)老化而壞損。另外，電烤箱控制板的盒子也要使用耐溫的塑膠材料，否則容易在高溫下變形。電烤箱的玻璃門(mén)直接與腔內(nèi)的高溫接觸，要使用耐溫在300°C以上的耐溫鋼化玻璃，否則容易出現(xiàn)爆裂傷人的情況。電烤箱的門(mén)玻璃采用了鋼化鏡面玻璃，玻璃門(mén)與烤網(wǎng)采用連動(dòng)機(jī)構(gòu)，玻璃門(mén)與微動(dòng)電源開(kāi)關(guān)采用有機(jī)結(jié)合，使用時(shí)更加安全，在工藝方面盡可能不采用尖角，棱角，以免傷到消費(fèi)者。

隨著消費(fèi)者需求的不斷變化，方便操作，精確控溫的微電腦型電烤越來(lái)越受到消費(fèi)者的青睞，也逐步成為電烤箱突圍的一個(gè)突破口。這種產(chǎn)品外觀精致，取消了溫控和時(shí)間控制的旋鈕，而使用觸控、液晶顯示的方式。在技術(shù)要求上，液晶顯示器對(duì)于溫度也是非常敏感的。在高溫下，液晶顯示器容易出現(xiàn)亂碼的現(xiàn)象。因此，智能化的電烤箱在液晶顯示器的耐溫上也要進(jìn)行處理。

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