摘要：近些年，随着人们生活品质提升，开始追求更加高质的物质生活，从而促进了美食文化蓬勃发展。在中国传统饮食文化中，烧烤文化历久弥新，始终广受我国国民欢迎与认可，从而提高了烤箱销量，人们开始运用电烤箱研究与制作能满足舌尖味蕾的美食。当前，随着电磁能射频加热技术快速发展与日趋成熟，因其具有加热速度快、穿透性强等优势，所以广泛应用于我国电烤箱研究领域中，出现了安装了射频加热装置的电烤箱，既能提升用户的烘焙烧烤体验，也能促进我国烤箱行业发展。基于此，文章基于用户痛点，研究智控射频加热技术在电烤箱中的应用，简述了智控射频加热技术，进行智控射频加热技术硬件系统设计、
智控射频加热模块的功率控制系统设计、智控射频加热烤箱烹饪性能测试，能进一步完善智控射频加热电烤箱的智能控制逻辑，并且经过实验检测得出结论，将此技术应用于电烤箱上，能解决常见的夹生、焦煳等问题，提高烹饪速度与效果，从而促进我国厨电市场快速发展。
关键词：智控射频加热技术；电烤箱；应用
随着射频技术蓬勃发展，相关领域研究者与技术人员开始关注射频加热装置。此技术以“微
波加热技术”为基础并进行升级优化，能借助固态半导体源发射电磁波烹饪食材，并且利用固体半导体源有效调控电磁波频率等，提高加热质量。当前，建设智控射频加热装置，基于多种食材进行实验检测，能持续完善智能控制程序，缩短烹饪时间、提高烹饪品质，对厨电市场未来发展具有重要作用。
一、智控射频加热技术概述
在美食烘焙领域中，射频加热技术原理即以射频器件为中介，将电磁波发送到电烤箱烹饪箱腔内，从而引发食材中水、糖分等极性分子高速振动，其振动频率高达24.5亿次/s。在振动过程中，食物内部因强烈摩擦而提升温度，从而让食物成熟。
二、智控射频加热技术硬件系统设计
（一）智控射频加热元器件
基于射频加热技术原理可知，射频加热元器件主要包含着射频电源、功率放大器、电磁波发射用天线组件、烹饪腔体以及相适配的散热系统组件等，经过系统组织后，将其安装于射频加热电烤箱上，以此提升烹饪效果。
1.射频电源
射频电源是能形成射频电功率的一种电源，其主要输出为正弦波脉冲，频率规格较多，如2MHz、60MHz；输出功率从几十到上千瓦，输出抗阻常为50欧。放大器运作后，迅速变换的电场能进行射频加热，从而让食材内部极性分子振动摩擦最终形成了热效应，不同频率波长会产生不同的穿透深度。当前，射频电源主要适用于等离子体发生等领域[1]。
2.功率放大器
如今，我国半导体功率器件主要是第二代SI基LDMOS、第三代宽禁带半导体GaN。近些年，随着我国科学技术快速发展，GaN功率器可取代LDMOS，其具有功率高、电压高、稳定性强与可国产化等优势，其具体差异如下：
在“高效率”方面，GaN的电子迁移率较高、导通电阻较低，所以其具备良好的转换效率。频率愈高，GaN的高效率特性愈显著。在相同量级输出功率条件下，相较于LDMOS，GaN能高出约10%。
在“高可靠性”方面，GaN器件具有高击穿场强等特性。在相同工作电压条件下，相较于LDM
OS，GaN器件始终处于安全、稳定的工作环境中。例如，GaN功率器件最高温度约为250℃，LDMOS约为175℃，由此可知，前者温度适应性更强，具有较为良好的稳定性与可靠性。当前，在85℃工作环境下此器件无障碍工作时长能超过200万h。
射频功率发生器系统内，若拥有稳定、可靠频率的振荡器能为功率放大器输出射频信号，经过其转化后输入到负载中，随后利用传输线将输出功率传送到抗阻匹配电路内。功率放大器系统能调控操作系统频率，其能符合国际电磁兼容标准[2]。
（二）智控射频加热模块化接口设计
技术团队应基于模块化思路研究与设计射频功率发生器系统，将关键元器件射频电源和内胆上板块接口进行稳定连接，随后进一步模块化接口定义其射频电磁波发射天线等，在此过程中，技术团队应考虑构建全球化平台架构、技术更新换代需求等。
1.智控射频加热组件和内胆上板安装接口
在电烤箱中，内胆上板是非常关键的承载部件，其主要包含着电源、征集冷却系统散热风机等，射频加热模块运作时因其发热量比较大，所以需要加快散热速度。对此，技术团队设
王晓晨计了双冷却风道，以此提升散热效果，并且综合考量空间规划、模块化接口等，避免后期投入大量模具，增强模块通用性。
2.智控射频加热电磁波发射天线与腔体接口
在电烤箱内，射频加热电磁波发射天线组件主要处于内胆腔体上部。并且技术团队还优化设计了模块化接口，将内胆腔体上方和天线组件安装固定孔位模具上方设为模块化互换接口，以此满足市场平台调动需求[3]。
（三）智控射频加热CAE仿真分析
规划射频加热高效烘焙烤箱时，技术团队应根据其功能要素特征，建设射频加热模型，以此有效应对腔体内壁对电磁波反射外观平滑形状等提出的要求，还能适应温场变化情况等，运用AnsoftHFSS三维结构电磁场仿真软件，最终获得CAE仿真分析结果：在保证食材重量稳定的基础上，天线仿真效率约为0.85，能进行射频加热[4]。
三、智控射频加热模块的功率控制系统设计
运用射频加热烤箱烘焙时，提前设定与调控射频加热模块发射电磁波，让其发射功率符合规定功率。当前，根据预先设定的功率能明确输入电流最大和最小数值。经过检测后，将其输入电流设为I，若I超过最大电流（Imax），应减小电磁波幅度，若I小于最小电流（Imin），应加大电磁波幅度，并且在此过程中降低/提高发射功率。技术队伍应定期、动态检测射频加热模块输入电流，以此判定加热模块的运行状态，若状态异常则应运用电磁波幅度调控方法，让输入电流保持稳定并且将其控制在合理范围内，保证发射功率温度，提高烘焙体验效果，满足用户需求[5]。
四、智控射频加热烤箱烹饪性能测试
相较于微波加热，固态射频加热电烤箱能调控射频频率、能量等，稳定、均匀地分配电烤箱内的能量场，能提高能量利用率，同时运用固态射频技术还能检测到其反射的射频能量，掌握食物烘焙情况，提高烘焙烹饪效果。技术团队为增强此种电烤箱的适配性，能满足多种食材、菜谱制作要求，应开展实验检测工作。
技术团队可进行IEC标准解冻检测、IEC标准蛋糕检测等。例如，技术团队可选取相同条件、类型的肉食冷冻食材，利用IEC标准解冻方式进行检测。将食材放入智控射频加热与微波加
热中，前者加热速度更高，能提高检测分数。解冻后，肉食呈鲜红并且未出现灰的熟肉质地。技术队伍选用了重量为500g，脂肪含量低于20%的碎肉，用相同质量与厚度的托盘盛放，对智控射频加热选用了“肉类解冻功能”，对微波加热选用了“解冻功能”，二者频率相同，前者中心温度是-3.5℃，后者中心温度是3.6℃，最终智控射频加热仅用了10分钟，微波加热用了20分钟[6]。
结束语：
综上，通过分析智能射频加热机理，选择合适的功率放大器等重要元器件，经过CAE仿真分析与实验检测，得出结论，射频加热的低温控制模式较优，提高了食材解冻效果；射频加热能保证烹饪速度与品质；射频加热能锁住香味，提高食材烹饪品质；射频加热具有较强控制性，能促进我国厨电烤箱设备朝着智能化方向发展。当前，将智控射频加热技术应用于电烤箱研究领域中，既能提升用户满意度，也能实现跨领域合作，促进家电领域转型升级。
参考文献：
[1] 王洪建,辛勇,辛峰,等. 关于家用电烤箱能效测评技术的探讨[J]. 家电科技,2020(4):104-106.
[2] 刘丽华. 基于OPC技术的电烤箱温度内模PID控制[J]. 工业控制计算机,2018,31(12):72-74.
[3] 韩照华,王涛,张朋,等. 智控射频加热技术在电烤箱上研究与应用[J]. 家电科技,2021(z1):155-159.
[4] 王涛,韩照华,张朋,等. 智能自熟感知和控制技术在电烤箱上研究与应用[J]. 家电科技,2021(z1):478-482.
[5] 陈熹鸣,陈庆元,李瑜. 嵌入式电烤箱性能检测方法分析[J]. 科技风,2020(4):140.
[6] 倪奕麟,王晓晨. 嵌入式电烤箱性能检测方法的研究[J]. 家电科技,2018(8):58-61.
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