CN101750532B - 电磁炉中igbt反冲高压强度检测方法及其电路 - Google Patents

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    • H05B6/02—Induction heating
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Abstract

一种电磁炉中IGBT反冲高压强度检测方法，包括步骤：由反冲高压采样电路采样IGBT的C极电压；比较器对反冲高压采样电路的输出电压和限压基准电压比较，检出过限脉冲信号；计数器对比较器输出的过限脉冲计数，并由该过限脉冲触发定时器开始定时；定时器定时时间到后发送定时结束信号给CPU，读取计数器的计数值，此计数值表示IGBT反冲高压强度；CPU输出复位信号对计数器清零，使定时器复位。其首次提出电磁炉中IGBT反冲高压的强度定量检测的构思，能快速检测出IGBT反冲高压强度，为CPU对电磁炉功率的调整提供了准确依据，可避免IGBT的反冲高压长时间处于比较危险的高位状态，有效降低IGBT损坏的概率。

Description

电磁炉中IGBT反冲高压强度检测方法及其电路
技术领域
本发明涉及电磁炉技术，特别涉及电磁炉中IGBT反冲高压强度检测方法及其检测电路。
背景技术
电磁炉线圈盘在谐振过程中，IGBT的C极有反冲高压产生，当反冲高压过高超过IGBT的极限值，容易造成IGBT损坏。普通电磁炉针对此IGBT反冲高压的限制和保护，一般是先经过采样电路检测反冲高压，然后通过比较器等元件与设定的基准电压比较，超过基准电压马上通过调整IGBT驱动电路减小电磁炉输出功率，这样反冲高压会下降，反冲电压降下来后，又调整IGBT驱动电路增大功率输出，如此反复调整。采用这种技术措施，当用户使用一些材料成分比较复杂的锅具(如劣质的不锈钢锅等)，并在大功率加热时，IGBT的C极反冲高压一直处于比较高的耐压极限状态，此时电网中如果出现浪涌电压，或者抖动锅具出现浪涌电流时，IGBT往往容易损坏。
发明内容
本发明的目的是提供一种电磁炉中IGBT反冲高压强度检测方法及检测电路，使得能够检测出电磁炉中IGBT反冲高压的强度，为功率调整提供参考数据，以避免IGBT的C极反冲高压长时间处于耐压极限状态。
为达上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电磁炉中IGBT反冲高压强度检测方法，包括以下步骤：
a、由反冲高压采样电路采样IGBT的C极电压；
b、比较器对所述反冲高压采样电路的输出电压和设定的限压基准电压进行比较，检出IGBT反冲高压过限的过限脉冲信号；
c、计数器对比较器输出的过限脉冲计数，同时由比较器输出的过限脉冲触发定时器开始定时；
d、定时器定时时间到后发送定时结束信号给CPU，CPU读取计数器的计数值，此计数值表示IGBT反冲高压强度；以及，
e、CPU输出复位信号对计数器清零，并使定时器复位。
CPU依据检测到的IGBT反冲高压强度对电磁炉功率进行适当的调整。
实现上述方法的一种电磁炉中IGBT反冲高压强度检测电路，包括：IGBT反冲高压采样电路、比较器、计数器、定时器、单稳触发器和CPU，所述IGBT反冲高压采样电路输出端接比较器的一输入端，比较器的另一输入端接设定的限压基准电压，比较器的输出端接计数器的计数脉冲输入端和定时器的触发端，计数器的输出端接CPU的相应输入端，定时器的输出端通过单稳触发器接CPU的另一输入端，计数器的清零端和定时器的复位端均接CPU的复位信号输出端。定时器定时时间到后发送定时结束信号给CPU，CPU读取计数器的计数值，此计数值表示IGBT反冲高压强度，CPU输出复位信号对计数器清零，并使定时器复位。
本发明中，所述限压基准电压根据IGBT的反向耐压值设定，所述限压基准电压对应的反冲限制高压为IGBT反向耐压值的85％-95％。
针对现有电磁炉在解决IGBT反冲高压时所存在的缺陷，本发明首次提出了对电磁炉中IGBT反冲高压的强度进行检测的构思，并利用计数器、定时器、单稳态触发器、比较器、反冲高压采样电路和CPU实现了对电磁炉中IGBT反冲高压的强度进行检测的方法及电路。通过该方法和电路，能够检测出IGBT反冲高压的强度，为功率调整提供了准确的参考，使得能够根据反冲高压的强度进行适当的功率调整，避免IGBT的C极反冲高压长时间处于比较危险的高位状态，从而能有效降低IGBT损坏的概率。
另外，现有技术是简单地检查到反冲高压有过限时再改变功率，是一种事后调整方法。而本发明采用的是预设一个比极限高压(IGBT的反向耐压值)低一点的电压作为阈值(限压基准)，通过检查达到阈值的频繁度，得出反冲高压的强度，依据该检测结果对电磁炉功率进行适当的调整，是在判断反冲高压可能过限时就对功率进行控制，这种事先控制更加主动，更加安全。
附图说明
图1为本发明电磁炉中IGBT反冲高压强度检测电路的原理框图；
图2为其实施电路图；
图3为反冲高压的波形图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参照图1，本电磁炉中IGBT反冲高压强度检测电路包括IGBT反冲高压采样电路、比较器、计数器、定时器、单稳触发器和CPU，IGBT反冲高压采样电路连接于IGBT的C极与地之间，IGBT反冲高压采样电路输出端接比较器的一输入端，比较器的另一输入端接设定的限压基准电压，比较器的输出端接计数器的计数脉冲输入端和定时器的触发端，计数器的输出端接CPU的相应输入端，定时器的输出端通过单稳触发器接CPU的另一输入端，计数器的清零端和定时器的复位端接CPU的复位信号输出端，计数器的LD端接VCC。CPU的一输出端接IGBT驱动控制模块。
参照图2，在典型实施例中，比较器、计数器、定时器、单稳触发器、CPU和IGBT驱动控制模块集成于一个SoC(System on a Chip)芯片内，该芯片最好采用CHK-S008芯片。
IGBT反冲高压采样电路包括电阻R4、R5、R6串联支路，该串联支路接于IGBT的C极与地之间，电阻R5、R6公共端通过电阻R7接所述比较器同相输入端(即CHK-S008芯片的14Pin)，比较器的反相输入端接限压基准电压。该限压基准电压的值根据采用的IGBT的反向耐压来确定，参照图3，如IG BT的反向耐压为1200V，通常反冲限制高压取1100V左右，将一与该反冲限制高压1100V对应的限压基准电压接入比较器的反相输入端，当IGBT反冲高压超过1100V时比较器输出反转，当IGBT反冲高压回落至低于1100V时比较器输出再次反转，即每一个反冲高压超过限压比较器输出一个脉冲。
利用上述检测电路对电磁炉中IGBT反冲高压强度检测的方法，包括以下步骤：
a、由反冲高压采样电路采样IGBT的C极电压；
b、比较器对所述反冲高压采样电路的输出电压和设定的限压基准电压进行比较，检出IGBT反冲高压过限的过限脉冲信号；
c、计数器对比较器输出的过限脉冲计数，同时由比较器输出的过限脉冲触发定时器开始定时；
d、定时器定时时间到后触发单稳触发器，输出定时结束信号，CPU接收到定时结束信号后，读取计数器的计数值，此计数值表示IGBT反冲高压强度，计数值越大，表明设定时间内超过限压基准电压的反冲脉冲个数越多，IGBT反冲高压强度越高；
e、CPU输出复位信号对计数器清零，并对定时器复位，使定时器和计数器同步。
在检测出IGBT反冲高压的强度后，CPU通过对强度判断，通过软件智能控制，针对不同的锅具进行适当的功率调整，避免IGBT的C极反冲高压长时间处于比较危险的高位状态，从而有效降低了IGBT损坏的概率。例如：当使用某种特殊材料的锅具，电磁炉在2000瓦功率加热时，单位时间内反冲高压脉冲计数值很大，说明IGBT反冲高压强度很高，CPU就可以适当控制电磁炉加热功率降低到1800W左右工作，IGBT反冲高压就会相应降下来，离开IGBT的极限电压比较远，这样IGBT工作就更加可靠安全。

Claims (8)

1.电磁炉中IGBT反冲高压强度检测方法，其特征在于包括以下步骤：
a、由反冲高压采样电路采样IGBT的C极电压；
b、比较器对所述反冲高压采样电路的输出电压和设定的限压基准电压进行比较，检出IGBT反冲高压过限的过限脉冲信号；
c、计数器对比较器输出的过限脉冲计数，同时由比较器输出的过限脉冲触发定时器开始定时；
d、定时器定时时间到后发送定时结束信号给CPU，CPU读取计数器的计数值，此计数值表示IGBT反冲高压强度；以及，
e、CPU输出复位信号对计数器清零，并使定时器复位。
2.根据权利要求1的电磁炉中IGBT反冲高压强度检测方法，其特征在于：所述IGBT反冲高压采样电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻串联支路，该串联支路接于IGBT的C极与地之间，第二电阻和第三电阻公共端通过第四电阻接所述比较器同相输入端，比较器的反相输入端接设定的限压基准电压。
3.根据权利要求1或2的电磁炉中IGBT反冲高压强度检测方法，其特征在于：步骤b中，所述设定的限压基准电压对应的反冲限制高压为IGBT反向耐压值的85％-95％。
4.实现权利要求1-3任何一项所述方法的一种电磁炉中IGBT反冲高压强度检测电路，其特征在于包括：IGBT反冲高压采样电路、比较器、计数器、定时器、单稳触发器以及CPU，所述IGBT反冲高压采样电路输出端接比较器的一输入端，比较器的另一输入端接设定的限压基准电压，比较器的输出端接计数器的计数脉冲输入端和定时器的触发端，计数器的输出端接CPU的相应输入端，定时器的输出端通过单稳触发器接CPU的另一输入端，计数器的清零端和定时器的复位端接CPU的复位信号输出端。
5.根据权利要求4的电磁炉中IGBT反冲高压强度检测电路，其特征在于：所述CPU、计数器、定时器、单稳触发器和比较器集成于同一芯片内。
6.根据权利要求4或5的电磁炉中IGBT反冲高压强度检测电路，其特征在于：所述IGBT反冲高压采样电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻串联支路，该串联支路接于IGBT的C极与地之间，第二电阻和第三电阻公共端通过第四电阻接所述比较器同相输入端，比较器的反相输入端接设定的限压基准电压。
7.根据权利要求4或5的电磁炉中IGBT反冲高压强度检测电路，其特征在于：所述设定的限压基准电压对应的反冲限制高压为IGBT反向耐压值的85％-95％。
8.根据权利要求4或5的电磁炉中IGBT反冲高压强度检测电路，其特征在于：所述CPU、计数器、定时器、单稳触发器和比较器集成于CHK-S008芯片内。
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