CN103731945A - 防止电磁加热装置停振的控制方法及控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电磁加热装置技术领域，尤其涉及一种防止电磁加热装置停振的控制方法及控制电路。所述方法包括以下步骤：预设第一电压U₁和第二电压U2；过零检测电路检测市电电压；当检测到所述市电电压由市电电压最大值Um下降至第一电压U₁时，开始持续输出过零信号；MCU接收所述过零信号，并根据所述过零信号输出强制信号，控制电磁加热装置工作；当检测到所述市电电压由电压过零点上升至第二电压U2后，停止输出过零信号。在本发明中，通过在市电过零点前后的两个电压之间强制驱动电磁加热装置工作，而在不属于该电压范围内则控制电磁加热装置恢复到正常的工作状态，能彻底解决电磁加热装置因停振而导致不能正常加热的问题。

Description

防止电磁加热装置停振的控制方法及控制电路

技术领域

本发明涉及电磁加热装置技术领域，尤其涉及一种防止电磁加热装置停振的控制方法及控制电路。

背景技术

目前，电磁炉的振荡信号同步主要采用闭合自激的方式，此方式的振荡输出信号在市电电压过零时，很容易受干扰，出现闭环系统中断引起停振，即:电磁炉停振，导致电磁炉不能正常加热，电磁炉停振在目前电磁炉行业当中是一个非常棘手的问题，由于出现的几率较大、且在出现停振的情况下解决难度非常大，因此经常给厂商往往带来不可挽回的损失。虽然可以通过加大LC谐振电路前面的滤波电容来降低这种停振现象的几率，但仍然无法彻底解决停振的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种防止电磁加热装置停振的控制方法，旨在解决现有电磁加热装置产品由于各种原因引起在市电电压过零时出现停振的问题。

本发明是这样实现的，一种防止电磁加热装置停振的控制方法，包括以下步骤：

a、预设第一电压U₁和第二电压U2，第一电压U1∈[0，Um]，第二电压U2∈[0，Um]，Um为市电电压最大值；

b、过零检测电路检测市电电压；

c、当检测到所述市电电压由市电电压最大值Um下降至第一电压U₁时，开始持续输出过零信号；

d、MCU接收所述过零信号，并根据所述过零信号输出强制信号，控制电磁加热装置工作；

e、当检测到所述市电电压由电压过零点上升至第二电压U2后，停止输出过零信号。

所述第一电压U₁、第二电压U₂以及市电电压最大值Um满足下述关系：U₁=U₂=Um*sin(nπ±a)，其中n为任一整数，a为电压的弧度数，a∈[0，π/2]。

所述第二电压U₂的值是通过如下方法得到的：预设过零检测电路输出过零信号的持续时间为△t，当检测到市电电压U下降至U₁时，过零检测电路开始持续输出过零信号，持续时间为△t，△t时间末所对应的市电电压即为U₂，△t∈[0，T]，T为市电电压的一个波形周期。

所述电压的弧度数a的取值范围为(0,0.3]。

本发明的另一目的在于提供一种防止电磁加热装置停振的控制电路，包括：

过零检测电路，所述过零检测电路的输入端与市电连接，用于检测市电电压，其内预设第一电压U₁和第二电压U₂，所述第一电压U₁和第二电压U₂为小于等于市电电压最大值Um，当所述过零检测电路检测到所述市电电压由市电电压最大值Um下降至第一电压U₁时，开始持续输出过零信号，当检测到所述市电电压由电压过零点上升至第二电压U₂后，停止输出过零信号；

驱动控制电路，所述驱动控制电路包括MCU，所述驱动控制电路的输入端与所述过零检测电路的输出端连接，用于使所述MCU接收所述过零信号，并根据所述过零信号输出控制电磁加热装置工作的强制信号。

上述结构中，所述过零检测电路包括：

二极管D101、二极管D102、二极管D103、二极管D104、二极管D105、电阻R101、电阻R102、电阻R103、电阻R104、电容C101、电容C102、NPN型三极管Q101；

所述二极管D101的阴极作为所述过零检测电路的输入端，分别与二极管D102的阳极以及市电的第一输入端连接，所述二极管D101的阳极分别与二极管D103的阳极以及地连接，所述二极管D102的阴极分别与二极管D104的阴极以及电阻R101的第一端连接，所述二极管D103的阴极分别与二极管D104的阳极以及市电的第二输入端连接，所述电阻R101的第二端分别与所述电阻R102、电容C101以及电阻R103的第一端连接，所述电阻R102的第二端分别与电容C101的第二端以及地连接，所述电阻R103的第二端与NPN型三极管Q101的基极连接，所述NPN型三极管Q101的集电极作为所述过零检测电路的输出端，分别与电阻R104、电容C102的第一端以及驱动控制电路的输入端连接，所述NPN型三极管Q101的发射极分别与所述电容C102的第二端以及地连接，所述电阻R104的第二端与电源VCC连接。

上述结构中，所述驱动控制电路包括：

MCU U201、NPN型三极管Q201、NPN型三极管Q202、PNP型三极管Q203、电阻R201、电阻R202、电阻R203、电阻R204、电阻R205、击穿二极管DZ201以及绝缘栅双极型晶体管IGBT201；

所述MCU U201的输入端Input作为所述驱动控制电路的输入端，与所述过零检测电路的输出端连接，所述MCU U201的输出端Output分别与电阻R201的第一端以及NPN型三极管Q201的基极连接，所述电阻R201的第二端分别与所述电阻R202、电阻R203以及电源VCC连接，所述NPN型三极管Q201的集电极与所述NPN型三极管Q202的基极连接，所述NPN型三极管Q201的发射极分别与所述PNP型三极管Q203的集电极、击穿二极管DZ201的阳极、电阻R205的第一端以及地连接，所述电阻R202的第二端与所述PNP型三极管Q203的基极连接，所述电阻R203的第二端与所述NPN型三极管Q202的集电极连接，所述NPN型三极管Q202的发射极分别与所述PNP型三极管Q203的发射极以及电阻R204的第一端连接，所述电阻R204的第二端分别与所述击穿二极管DZ201的阴极、电阻R205的第二端以及绝缘栅双极型晶体管IGBT201的栅极连接，所述绝缘栅双极型晶体管IGBT201的发射极接地，所述绝缘栅双极型晶体管IGBT201的集电极作为所述驱动控制电路的输出端，与所述LC谐振电路的第一端连接。

在本发明中，通过在市电过零点前后的两个电压之间强制输出PWM控制信号驱动IGBT使电磁加热装置工作，而在不属于该电压范围内则控制电磁加热装置恢复到正常的工作状态，能彻底解决电磁加热装置因停振而导致不能正常加热的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的防止电磁炉停振的控制方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的防止电磁炉停振的控制电路的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的防止电磁炉停振的控制电路的具体电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、原理及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，并具体以电磁炉为例来说明电磁加热装置。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明中，通过在市电电压过零点附近强制输出PWM控制信号驱动IGBT使电磁炉工作，而在不属于市电电压过零点附近时则控制电磁炉恢复到正常的工作状态，能彻底解决电磁炉因停振而导致不能正常加热的问题。

图1示出了本发明实施例提供的防止电磁炉停振的控制方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下。

本发明实施例提供一种防止电磁加热装置停振的控制方法，包括以下步骤：

在步骤S 100中，预设第一电压U₁和第二电压U2，第一电压U1∈[0，Um]，第二电压U2∈[0，Um]，Um为市电电压最大值；

在步骤S200中，过零检测电路检测市电电压；

在步骤S300中，当检测到所述市电电压由市电电压最大值Um下降至第一电压U₁时，开始持续输出过零信号；

在步骤S400中，MCU接收所述过零信号，并根据所述过零信号输出强制信号，控制电磁加热装置工作；

在步骤S500中，当检测到所述市电电压由电压过零点上升至第二电压U2后，停止输出过零信号。

作为本发明一实施例，所述第一电压U₁、第二电压U₂以及市电电压最大值Um满足下述关系：U₁=U₂=Um*sin(nπ±a)，其中n为任一整数，a为电压的弧度数，a∈[0，π/2]。

作为本发明一实施例，所述第二电压U₂的值是通过如下方法得到的：预设过零检测电路输出过零信号的持续时间为△t，当检测到市电电压U下降至U₁时，过零检测电路开始持续输出过零信号，持续时间为△t，△t时间末所对应的市电电压即为U₂，△t∈[0，T]，T为市电电压的一个波形周期。

作为本发明一实施例，所述电压的弧度数a的取值范围为(0,0.3]。

图2示出了本发明实施例提供的防止电磁炉停振的控制电路的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下。

本发明的另一目的在于提供一种防止电磁炉停振的控制电路，所述控制电路的输入端与市电连接，所述控制电路的输出端与LC谐振电路的第一端连接，所述整流滤波电路的输出端与所述LC谐振电路的第二端连接，所述控制电路包括：

过零检测电路100，所述过零检测电路100的输入端与市电连接，用于预设第一电压U₁和第二电压U₂，检测市电电压，所述第一电压U₁和第二电压U₂为小于市电电压最大值Um的正电压，当检测到所述市电电压由市电电压最大值Um下降至第一电压U₁时，开始持续输出过零信号，当检测到所述市电电压由电压过零点上升至第二电压U₂后，停止输出过零信号；

驱动控制电路200，所述驱动控制电路200的输入端与所述过零检测电路100的输出端连接，所述驱动控制电路200的输出端与所述LC谐振电路的第一端连接，用于使MCU接收所述过零信号，输出强制信号，控制电磁加热装置工作。

图3示出了本发明实施例提供的防止电磁炉停振的控制电路的具体电路，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下。

作为本发明一实施例，所述过零检测电路100包括：

二极管D101、二极管D102、二极管D103、二极管D104、二极管D105、电阻R101、电阻R102、电阻R103、电阻R104、电容C101、电容C102、NPN型三极管Q101；

所述二极管D101的阴极作为所述过零检测电路100的输入端，分别与二极管D102的阳极以及市电的火线/零线连接，所述二极管D101的阳极分别与二极管D103的阳极以及地连接，所述二极管D102的阴极分别与二极管D104的阴极以及电阻R101的第一端连接，所述二极管D103的阴极分别与二极管D104的阳极以及市电的零线/火线连接，所述电阻R101的第二端分别与所述电阻R102、电容C101以及电阻R103的第一端连接，所述电阻R102的第二端分别与电容C101的第二端以及地连接，所述电阻R103的第二端与NPN型三极管Q101的基极连接，所述NPN型三极管Q101的集电极作为所述过零检测电路100的输出端，分别与电阻R104、电容C102的第一端以及驱动控制电路200的输入端连接，所述NPN型三极管Q101的发射极分别与所述电容C102的第二端以及地连接，所述电阻R104的第二端与电源VCC连接。

所述过零检测电路100工作原理如下：

当市电经过二极管D101、二极管D102、二极管D103以及二极管D104整流后，通过电阻R101和电阻R102分压，电容C101滤波，再经过电阻R103限流后得到NPN型三极管Q101的基极电压大于NPN型三极管Q101的开通电压时，则NPN型三极管Q101开通，NPN型三极管Q101的集电极电压由5V变为0V，此时过零检测电路100输出由高向低跳变的脉冲信号；当电阻R103限流后NPN型三极管Q101的基极电压小于NPN型三极管Q101的开通电压时，NPN型三极管Q101关断，NPN型三极管Q101的集电极电压由0V变为5V，此时过零检测电路100输出由低向高跳变的脉冲信号，该信号即是过零信号。

作为本发明一实施例，所述驱动控制电路200包括：

MCU U201、NPN型三极管Q201、NPN型三极管Q202、PNP型三极管Q203、电阻R201、电阻R202、电阻R203、电阻R204、电阻R205、击穿二极管DZ201以及绝缘栅双极型晶体管IGBT201；

所述MCU U201的输入端Input作为所述驱动控制电路200的输入端，与所述过零检测电路100的输出端连接，所述MCU U201的输出端Output分别与电阻R201的第一端以及NPN型三极管Q201的基极连接，所述电阻R201的第二端分别与所述电阻R202、电阻R203以及电源VCC连接，所述NPN型三极管Q201的集电极与所述NPN型三极管Q202的基极连接，所述NPN型三极管Q201的发射极分别与所述PNP型三极管Q203的集电极、击穿二极管DZ201的阳极、电阻R205的第一端以及地连接，所述电阻R202的第二端与所述PNP型三极管Q203的基极连接，所述电阻R203的第二端与所述NPN型三极管Q202的集电极连接，所述NPN型三极管Q202的发射极分别与所述PNP型三极管Q203的发射极以及电阻R204的第一端连接，所述电阻R204的第二端分别与所述击穿二极管DZ201的阴极、电阻R205的第二端以及绝缘栅双极型晶体管IGBT201的栅极连接，所述绝缘栅双极型晶体管IGBT201的发射极接地，所述绝缘栅双极型晶体管IGBT201的集电极作为所述驱动控制电路200的输出端，与所述LC谐振电路的第一端连接。

在本发明中，通过在市电过零点前后的两个电压之间强制输出PWM控制信号驱动IGBT使电磁加热装置工作，而在不属于该电压范围内则控制电磁加热装置恢复到正常的工作状态，能彻底解决电磁加热装置因停振而导致不能正常加热的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种防止电磁加热装置停振的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

a、预设第一电压U₁和第二电压U2，第一电压U1∈[0，Um]，第二电压U2∈[0，Um]，Um为市电电压最大值；

b、过零检测电路检测市电电压；

c、当检测到所述市电电压由市电电压最大值Um下降至第一电压U₁时，开始持续输出过零信号；

d、MCU接收所述过零信号，并根据所述过零信号输出强制信号，控制电磁加热装置工作；

e、当检测到所述市电电压由电压过零点上升至第二电压U2后，停止输出过零信号。

2.如权利要求1所述防止电磁加热装置停振的控制方法，其特征在于，所述第一电压U₁、第二电压U₂以及市电电压最大值Um满足下述关系：U₁=U₂=Um*sin(nπ±a)，其中n为任一整数，a为电压的弧度数，a∈[0，π/2]。

3.如权利要求1所述防止电磁加热装置停振的控制方法，其特征在于，所述第二电压U₂的值是通过如下方法得到的：预设过零检测电路输出过零信号的持续时间为△t，当检测到市电电压U下降至U₁时，过零检测电路开始持续输出过零信号，持续时间为△t，△t时间末所对应的市电电压即为U₂，△t∈[0，T]，T为市电电压的一个波形周期。

4.如权利要求2所述的防止电磁加热装置停振的控制方法，其特征在于，所述电压的弧度数a的取值范围为(0,0.3]。

5.一种防止电磁加热装置停振的控制电路，其特征在于，所述控制电路包括：

过零检测电路，所述过零检测电路的输入端与市电连接，用于检测市电电压，其内预设第一电压U₁和第二电压U₂，所述第一电压U₁和第二电压U₂为小于等于市电电压最大值Um，当所述过零检测电路检测到所述市电电压由市电电压最大值Um下降至第一电压U₁时，开始持续输出过零信号，当检测到所述市电电压由电压过零点上升至第二电压U₂后，停止输出过零信号；

驱动控制电路，所述驱动控制电路包括MCU，所述驱动控制电路的输入端与所述过零检测电路的输出端连接，用于使所述MCU接收所述过零信号，并根据所述过零信号输出控制电磁加热装置工作的强制信号。

6.根据权利要求5所述的防止电磁加热装置停振的控制电路，其特征在于，所述驱动控制电路的输出端与LC谐振电路的第一端连接，所述LC谐振电路的第二端与整流滤波电路的输出端连接，所述整流滤波电路的输入端连接市电。

7.如权利要求5所述的防止电磁加热装置停振的控制电路，其特征在于，所述过零检测电路包括：

二极管D101、二极管D102、二极管D103、二极管D104、二极管D105、电阻R101、电阻R102、电阻R103、电阻R104、电容C101、电容C102、NPN型三极管Q101；

所述二极管D101的阴极作为所述过零检测电路的输入端，分别与二极管D102的阳极以及市电的第一输入端连接，所述二极管D101的阳极分别与二极管D103的阳极以及地连接，所述二极管D102的阴极分别与二极管D104的阴极以及电阻R101的第一端连接，所述二极管D103的阴极分别与二极管D104的阳极以及市电的第二输入端连接，所述电阻R101的第二端分别与所述电阻R102、电容C101以及电阻R103的第一端连接，所述电阻R102的第二端分别与电容C101的第二端以及地连接，所述电阻R103的第二端与NPN型三极管Q101的基极连接，所述NPN型三极管Q101的集电极作为所述过零检测电路的输出端，分别与电阻R104、电容C102的第一端以及驱动控制电路的输入端连接，所述NPN型三极管Q101的发射极分别与所述电容C102的第二端以及地连接，所述电阻R104的第二端与电源VCC连接。

8.如权利要求5所述的防止电磁加热装置停振的控制电路，其特征在于，所述驱动控制电路包括：

MCU U201、NPN型三极管Q201、NPN型三极管Q202、PNP型三极管Q203、电阻R201、电阻R202、电阻R203、电阻R204、电阻R205、击穿二极管DZ201以及绝缘栅双极型晶体管IGBT201；

所述MCU U201的输入端Input作为所述驱动控制电路的输入端，与所述过零检测电路的输出端连接，所述MCU U201的输出端Output分别与电阻R201的第一端以及NPN型三极管Q201的基极连接，所述电阻R201的第二端分别与所述电阻R202、电阻R203以及电源VCC连接，所述NPN型三极管Q201的集电极与所述NPN型三极管Q202的基极连接，所述NPN型三极管Q201的发射极分别与所述PNP型三极管Q203的集电极、击穿二极管DZ201的阳极、电阻R205的第一端以及地连接，所述电阻R202的第二端与所述PNP型三极管Q203的基极连接，所述电阻R203的第二端与所述NPN型三极管Q202的集电极连接，所述NPN型三极管Q202的发射极分别与所述PNP型三极管Q203的发射极以及电阻R204的第一端连接，所述电阻R204的第二端分别与所述击穿二极管DZ201的阴极、电阻R205的第二端以及绝缘栅双极型晶体管IGBT201的栅极连接，所述绝缘栅双极型晶体管IGBT201的发射极接地，所述绝缘栅双极型晶体管IGBT201的集电极作为所述驱动控制电路的输出端，与所述LC谐振电路的第一端连接。

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