CN103916997B - 电磁感应加热装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁感应加热装置的控制方法，包括以下步骤：当电磁感应加热装置工作时，开关模块进行周期性地开通和关断；开关模块被关断后，同步信号反馈模块检测谐振加热模块两端的电压，并比较两端的电压；谐振加热模块其中一端的电压增强至高于另一端电压时，向控制模块输出高/低电平，并当其中一端的电压减弱至低于另一端电压时，向控制模块输出低/高电平；控制模块根据接收的电平信号变化记录切换次数；将切换次数与当前的工作模式所对应的预设值进行比较，根据比较结果控制开关模块开通或保持关断。该控制方法可以低成本来实现连续低功率加热，并且控制精确，不会对外界电网造成谐波干扰。本发明还公开了一种电磁感应加热装置。

Description

电磁感应加热装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及电磁加热技术领域，特别涉及一种电磁感应加热装置的控制方法以及一种电磁感应加热装置。

背景技术

目前家用电磁炉由于单管加热拓扑结构的限制，在低功率加热时不能以连续恒定的低功率方式实现。现有技术中通常采用以下两种方式实现低功率加热：一是调功加热方式实现低功率加热，即加热特定时间，停止加热特定时间，以减小IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管）在低功率加热时产生的热损耗，然而这种加热方式由于功率管的突然开通关断，导致在用户实际使用过程中低功率的加热效果差；二是采用可控硅硬件斩波方式，通过控制可控硅开通关断对原来连续的高频谐振进行调制，调节可控硅开通与关断的时间比来控制实现连续较低的加热功率，但是这种加热方式成本高，并且可控硅斩波容易对电网造成干扰。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种电磁感应加热装置的控制方法以及一种电磁感应加热装置，无需增加可控硅等任何控制元器件，可以低成本来实现连续低功率加热，并且控制精确，不会对外界电网造成谐波干扰。

为达到上述目的，本发明第一方面的实施例提出的一种电磁感应加热装置的控制方法，包括以下步骤：S1，当所述电磁感应加热装置工作时，所述电磁感应加热装置中开关模块进行周期性地开通和关断；S2，所述开关模块被关断后，所述电磁感应加热装置中同步信号反馈模块检测所述电磁感应加热装置中谐振加热模块两端的电压，并比较所述谐振加热模块两端的电压；S3，当所述谐振加热模块其中一端的电压增强至高于另一端电压时，所述同步信号反馈模块向所述电磁感应加热装置中控制模块输出高/低电平，并当所述其中一端的电压减弱至低于另一端电压时，所述同步信号反馈模块向所述控制模块输出低/高电平；S4，所述控制模块根据接收的电平信号变化记录所述谐振加热模块两端电压的切换次数；S5，将所述切换次数与所述电磁感应加热装置当前的工作模式所对应的预设值进行比较，根据比较结果控制所述开关模块开通或保持关断。

本发明实施例的电磁感应加热装置的控制方法，通过在开关模块关断后，检测谐振加热模块两端的电压变化来控制开关模块的开通或保持关断，实现电磁感应加热装置在不同工作模式下使开关模块的关断持续时间不同，从而实现在低功率的工作模式下的连续加热，并且本发明控制精确，不会对外界电网造成谐波干扰，可在电磁加热领域大规模地推广使用。此外，该控制方法简单可靠。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤S5中，所述电磁感应加热装置当前的工作模式至少包括第一加热模式和第二加热模式，所述第二加热模式的功率小于第一加热模式的功率，且所述第二加热模式对应的预设值大于所述第一加热模式对应的预设值，以及当所述切换次数达到当前的工作模式相对应的所述预设值时，控制所述开关模块开通，并在所述切换次数未达到当前的工作模式相对应的所述预设值时，继续保持所述开关模块关断。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述谐振加热模块包括相互并联的第一感应线圈和第一谐振电容，在所述开关模块关断后所述第一感应线圈和第一谐振电容进行准谐振能量交换。

并且，所述第一感应线圈和第一谐振电容每进行一次准谐振能量交换，所述控制模块记录所述切换次数为一次。

在本发明的一个实施例中，所述控制模块通过中断方式或者查询方式接收所述同步信号反馈模块输出的高低电平信号。

在本发明的一个示例中，所述第一加热模式对应的预设值为1-2，所述第二加热模式对应的预设值为2-5。

为达到上述目的，本发明第二方面的实施例提出的一种电磁感应加热装置，包括：整流滤波模块；谐振加热模块，所述谐振加热模块与所述整流滤波模块相连；开关模块，所述开关模块与所述谐振加热模块相连，当电磁感应加热装置工作时，所述开关模块进行周期性地开通和关断；同步信号反馈模块，所述同步信号反馈模块与所述谐振加热模块相连，用于在所述开关模块被关断之后检测所述谐振加热模块两端的电压并进行比较，以及当所述谐振加热模块其中一端的电压增强至高于另一端电压时输出高/低电平，并当所述其中一端的电压减弱至低于另一端电压时输出低/高电平；控制模块，所述控制模块分别与所述同步信号反馈模块和所述开关模块相连，用于根据接收的电平信号变化记录所述谐振加热模块两端电压的切换次数，并将所述切换次数与所述电磁感应加热装置当前的工作模式所对应的预设值进行比较，根据比较结果控制所述开关模块开通或保持关断。

根据本发明实施例的电磁感应加热装置，无需增加可控硅等任何控制元器件就能够实现连续低功率加热，降低了成本，并且控制精确，不会对外界电网造成谐波干扰，可在电磁加热领域大规模地推广使用。此外，该电磁感应加热装置结构简单，可靠性高。

在本发明的一个实施例中，所述开关模块可以为绝缘栅双极型晶体管IGBT。

并且，所述的电磁感应加热装置还包括：驱动模块，所述驱动模块分别与所述IGBT和所述控制模块相连，用于根据所述控制模块输出的控制信号驱动所述IGBT的导通和关断。

此外，在本发明的实施例中，所述控制模块还包括：同步计数器，用于对所述切换次数进行计数，所述控制模块在控制所述开关模块开通时清零所述同步计数器。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的电磁感应加热装置的控制方法的流程图；

图2为根据本发明一个实施例的电磁感应加热装置的控制方法中主控制流程图；

图3为根据本发明一个实施例的电磁感应加热装置的控制方法中中断处理控制流程图；

图4为根据本发明实施例的电磁感应加热装置的方框示意图；

图5为根据本发明一个实施例的电磁感应加热装置的电路示意图；

图6至图8为根据本发明一个实施例的电磁感应加热装置中IGBT的具体控制波形图。

附图标记：

整流滤波模块10、谐振加热模块11、开关模块12、同步信号反馈模块13和控制模块14，驱动模块15，第一感应线圈L1和第一谐振电容C1，整流桥50、第二感应线圈L2和第二电容C2，采样电阻R1/R2/R3/R4和比较器U1，同步计数器51。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的一种电磁感应加热装置的控制方法以及一种电磁感应加热装置。

图1为根据本发明一个实施例的电磁感应加热装置的控制方法的流程图。如图1所示，该电磁感应加热装置的控制方法包括以下步骤：

S1，预设电磁感应加热装置的工作模式及其相对应的预设值，当电磁感应加热装置工作时，电磁感应加热装置中开关模块进行周期性地开通和关断。

S2，开关模块被关断后，电磁感应加热装置中同步信号反馈模块检测电磁感应加热装置中谐振加热模块两端的电压，并比较谐振加热模块两端的电压。

其中，谐振加热模块其中一端的电压在第一变化趋势和第二变化趋势之间切换，而谐振加热模块另一端的电压基本保持不变。并且，第一变化趋势为振荡增强，第二变化趋势为振荡减弱。例如，第一变化趋势为谐振加热模块其中一端的电压从零开始逐渐变大，到达一定阈值后，开始逐渐变小，谐振加热模块其中一端的电压逐渐变小的过程即是第二变化趋势。

在本发明的一个实施例中，谐振加热模块包括相互并联的第一感应线圈和第一谐振电容，谐振加热模块的电压变化是通过在电磁感应加热装置的开关模块关断后第一感应线圈和第一谐振电容进行准谐振能量交换来实现的。也就是说，第一感应线圈与第一谐振电容每相互进行一次准谐振，第一感应线圈两端的电压即发生一次翻转：线圈与开关模块（例如开关模块为IGBT）的C极引脚相连的端部电压先由零上升至高电压，然后高电压下降为低电压（如接近零）；或者该电压先由高电压下降至低电压，然后再从低电压上升至高电压。

S3，当谐振加热模块其中一端的电压增强至高于另一端电压时，同步信号反馈模块向电磁感应加热装置中控制模块输出高/低电平，并当其中一端的电压减弱至低于另一端电压时，同步信号反馈模块向控制模块输出低/高电平。

S4，控制模块根据接收的电平信号记录谐振加热模块两端电压的切换次数。在本发明的实施例中，控制模块记录切换次数的方式可以不同，具体地，切换次数的记录可以采用以下方式：（1）控制模块每接收到连续的一次高电平和低电平，则记录切换次数为一次，如当同步信号反馈模块向控制模块输出一次高电平后，接着输出一次低电平，这时控制模块记录切换次数为一次；或者，当同步信号反馈模块向控制模块输出一次低电平后，接着输出一次高电平，这时控制模块记录切换次数为一次。（2）控制模块每接收到一次高电平或者低电平，则记录切换次数为一次，如当同步信号反馈模块向控制模块输出一次高电平，这时控制模块记录切换次数为一次，当同步信号反馈模块再次向控制模块输出一次低电平，这时控制模块再次记录一次切换次数。

在本发明的实施例中，控制模块可以通过中断方式或者查询方式接收同步信号反馈模块输出的高低电平信号。

S5，将切换次数与电磁感应加热装置当前的工作模式所对应的预设值进行比较，根据比较结果控制开关模块开通或保持关断。

其中，电磁感应加热装置的工作模式按照功率大小来分至少可以分为第一加热模式和第二加热模式，第二加热模式的功率小于第一加热模式的功率。

在本发明的一个实施例中，所述的第一加热模式为高功率加热模式，所述的第二加热模式为低功率加热模式。如高功率加热模式可以为功率大于等于1000W时的加热模式，而低功率加热模式为小于1000W时的加热模式。当然，根据不同工作模式，如将电磁感应加热装置可实现的最低功率至最高功率划分为多个级别，可以进一步地进行细分，如还可以再分为高中功率加热模式、中功率加热模式、中低功率加热模块等。

进一步地，在本发明的一个实施例中，在步骤S5中，电磁感应加热装置当前的工作模式至少包括第一加热模式和第二加热模式，第二加热模式的功率小于第一加热模式的功率，且第二加热模式对应的预设值大于第一加热模式对应的预设值，以及当切换次数达到当前的工作模式相对应的预设值时，控制开关模块开通，并在切换次数未达到当前的工作模式相对应的预设值时，继续保持开关模块关断。

进一步地，在本发明的一个实施例中，第一感应线圈和第一谐振电容每相互进行一次准谐振能量交换，也即是第一感应线圈两端的电压每发生一次翻转，则控制模块记录切换次数为一次。

也就是说，如果电磁感应加热装置当前的工作模式为第一加热模式时，则在切换次数达到第一加热模式对应的预设值时，控制开关模块开通，并在切换次数未达到第一加热模式对应的预设值时，继续保持开关模块关断。在本发明的一个示例中，第一加热模式对应的预设值可以为1-2。优选地，第一加热模式对应的预设值为1。

如果电磁感应加热装置当前的工作模式为第二加热模式时，则在切换次数达到第二加热模式对应的预设值时，控制开关模块开通，并在切换次数未达到第二加热模式对应的预设值时，继续保持开关模块关断，其中，在本发明的一个示例中，第一加热模式为高功率加热模式，第二加热模式为低功率加热模式，低功率加热模式根据不同功率范围，其对应的预设值可以为2-5。优选地，低功率加热模式对应的预设值为3。

进一步地，在本发明的一个实施例中，控制模块通过中断方式接收同步信号反馈模块输出的高低电平信号时，如图2所示，上述电磁感应加热装置的控制方法包括以下步骤：

S201，电磁感应加热装置上电开始加热。

S202，判断当前的工作模式是否为低功率加热模式。如果是，则执行步骤S203；如果否，则执行步骤S204。

S203，开通低功率中断使能，根据不同低功率加热模式选取对应的预设值，进行加热工作。

S204，控制开关模块开通，进行加热工作。

也就是说，在电磁感应加热装置上电开始加热时，控制模块（即主控芯片MCU）在加热程序中判断当前的工作模式，若为高功率加热模式时，程序跳转到步骤S204，直接进入加热处理子程序段，以上述高功率加热模式进行加热；若为设定的低功率加热模式时，开通低功率加热的中断使能，根据不同低功率加热模式取对应的预设值，同步信号反馈模块每次输出有效翻转信号时，MCU都将进入中断程序处理，以此进行低功率加热。

具体地，在本发明的一个实施例中，如图3所示，在设定的第二加热模式时，当开关模块例如IGBT关断后，该电磁感应加热装置的控制方法还包括如下步骤：

S301，获得切换次数一次。

S302，进入中断处理。

S303，入栈处理，并保持开关模块的使能信号关断。

S304，同步计数器加1。其中，同步计数器设置在主控芯片MCU中，用于对切换次数进行计数。

S305，判断同步计数器的计数值与该第二加热模式的预设值是否相同。如果是，进入步骤S306；如果否，执行步骤S307。

S306，根据该第二加热模式设置开关模块的开通时间，开通开关模块的驱动使能，清零同步计数器，出栈处理，退出中断。

S307，直接出栈处理，退出中断。

也就是说，在设定的第二加热模式加热时，当开关模块例如IGBT关断后，在谐振加热模块每次准谐振过程中同步信号反馈模块输出一个翻转信号，主控芯片MCU检测到此翻转信号并记录切换次数一次后，进入中断程序处理，然后入栈处理完成后保持IGBT使能信号的关断，同时令同步计数器加1。接着判断同步计数器的计数值与程序中设置的该第二加热模式的预设值是否相同，如相同时，则根据该第二加热模式设置IGBT的开通时间，并开通IGBT的驱动使能信号，同时清零同步计数器，然后做出栈处理，退出中断，实现低功率加热；如同步计数器的计数值与程序中设置的该第二加热模式的预设值不相等，直接出栈处理，退出中断，同时，IGBT保持关断，第一感应线圈与第一谐振电容继续进行准谐振能量交换，同步信号反馈模块在此准谐振过程中继续输出一个翻转信号，主控芯片MCU检测到此翻转信号后，再次进入中断程序处理，再次对同步计数器进行判断，重复下次，直至同步计数器的计数值与程序中设置的该第二加热模式的预设值相同。

即言，在本发明的一个实施例中，如果切换次数未达到相应的加热模式对应的预设值时，保持开关模块关断，继续获得切换次数。

根据本发明实施例的电磁感应加热装置的控制方法，通过在开关模块关断后，检测谐振加热模块两端的电压变化来控制开关模块的开通或保持关断，实现电磁感应加热装置在不同工作模式下使开关模块的关断持续时间不同，从而实现在低功率的工作模式下的连续加热，并且本发明控制精确，不会对外界电网造成谐波干扰，可在电磁加热领域大规模地推广使用。此外，该控制方法简单可靠。

如图4所示，本发明另一个实施例提出的电磁感应加热装置包括整流滤波模块10、谐振加热模块11、开关模块12、同步信号反馈模块13和控制模块14。

其中，谐振加热模块11与整流滤波模块10相连，开关模块12与谐振加热模块11相连，当电磁感应加热装置工作时，开关模块12进行周期性地开通和关断。同步信号反馈模块13与谐振加热模块11相连，同步信号反馈模块13用于在开关模块12被关断之后检测谐振加热模块11两端的电压并对谐振加热模块11两端的电压进行比较，以及当谐振加热模块11其中一端的电压增强至高于另一端电压时输出高/低电平，并当其中一端的电压减弱至低于另一端电压时输出低/高电平。其中，谐振加热模块11其中一端的电压在第一变化趋势和第二变化趋势之间切换。并且，第一变化趋势为振荡增强，第二变化趋势为振荡减弱。例如，第一变化趋势为谐振加热模块11其中一端的电压从零开始逐渐变大，到达一定阈值后，开始逐渐变小，谐振加热模块11其中一端的电压逐渐变小的过程即是第二变化趋势。

如图4所示，控制模块14分别与同步信号反馈模块13和开关模块12相连，用于根据接收的同步信号反馈模块13输出的电平信号变化记录谐振加热模块11两端电压的切换次数，并将切换次数与电磁感应加热装置当前的工作模式所对应的预设值进行比较，根据比较结果控制开关模块12开通或保持关断。

进一步地，在本发明的一个实施例中，当电磁感应加热装置当前的工作模式为第一加热模式，且在切换次数达到第一加热模式对应的预设值时，控制模块14控制开关模块12开通，并在切换次数未达到第一加热模式对应的预设值时，继续保持开关模块12关断。

在本发明的另一个实施例中，当电磁感应加热装置当前的工作模式为第二加热模式，且在切换次数达到第二加热模式对应的预设值时，控制模块14控制开关模块12开通，并在切换次数未达到第二加热模式对应的预设值时，继续保持开关模块12关断，其中，第二加热模式对应的预设值大于第一加热模式对应的预设值。

在本发明的具体示例中，第一加热模式对应的预设值可以为1-2，优选地，第一加热模式对应的预设值为1。第二加热模式对应的预设值可以为2-5，优选地，第二加热模式对应的预设值为3。

其中，在本发明的一个实施例中，如图5所示，开关模块可以为IGBT。并且，上述的电磁感应加热装置还包括驱动模块15，驱动模块15分别与IGBT和控制模块14相连，用于根据控制模块14输出的控制信号例如脉冲宽度调制PWM信号驱动IGBT的导通和关断。在本实施例中，控制模块14可以为主控芯片MCU。

如图5所示，谐振加热模块11包括相互并联的第一感应线圈L1和第一谐振电容C1，在开关模块12关断后第一感应线圈L1和第一谐振电容C1进行准谐振能量交换。并且，在本发明实施例中，第一感应线圈L1和第一谐振电容C1每进行一次准谐振能量交换，主控芯片MCU记录切换次数为一次。

也就是说，在本发明的实施例中，第一加热模式为高功率加热，第二加热模式为低功率加热，主控芯片MCU通过检测加热过程中第一感应线圈L1和第一谐振电容C1的准谐振次数来控制IGBT的开通关断，实现高低功率的加热。在高功率加热时，主控芯片MCU在IGBT关断后，同步信号反馈模块13检测到第一感应线圈L1两端的同步电压有翻转，输出有效信号至主控芯片MCU，主控芯片MCU判断切换次数达到高功率加热模式对应的预设值时开通IGBT驱动信号，实现高功率的加热；在低功率加热时，在IGBT关断后，同步信号反馈模块13检测到第一感应线圈L1两端的同步电压有翻转，输出有效信号至主控芯片MCU，主控芯片MCU判断同步电压翻转次数即切换次数达到低功率加热模式对应的预设值时，开通IGBT驱动信号，否则保持IGBT关断，使第一感应线圈L1和第一谐振电容C1继续进行准谐振，（即是第一感应线圈L1和第一谐振电容C1每进行一次谐振，第一感应线圈L1两端的电压即发生一次翻转：第一感应线圈L1与IGBT的C极引脚相连的电压先由零上升至高电压，然后高电压下降为低电压），以此实现低功率的连续加热。

具体地，在本发明的一个实施例中，如图5所示，整流滤波模块10包括整流桥50、第二感应线圈L2和第二电容C2，其中，第二感应线圈L2和第二电容C2组成滤波电路，整流滤波模块10为后极电路负载提供能量。

本实施例中，如图5所示，同步信号反馈模块13包括分压采样电阻R1/R2/R3/R4和比较器U1，其中分压电阻R1/R2和R3/R4分别从第一感应线圈L1两端采样组成两路采样信号进入比较器U1输入端，比较器U1输出信号连接至主控芯片MCU，采样分压电阻时刻采样第一感应线圈L1两端电压变化，并通过比较器U1将L1两端电压变化转换为高低电平信号以供主控芯片MCU可识别，并传送至MCU。其中，比较器U1的正输入端和负输入端可以互换位置连接，以使输出的电平信号的高或低发生转变，即使同步信号反馈模块13在谐振加热模块11其中一端的电压增强至高于另一端电压时输出高电平，并当其中一端的电压减弱至低于另一端电压时输出低电平；而当比较器U1的正输入端和负输入端位置互换使，则同步信号反馈模块13在谐振加热模块11其中一端的电压增强至高于另一端电压时输出低电平，并当其中一端的电压减弱至低于另一端电压时输出高电平。同步信号反馈模块13可以是集成于主控芯片MCU内部，也可以是独立于主控芯片MCU外。

如图5所示，在IGBT及其驱动模块15中，IGBT的集电极C连接至第一感应线圈L1的一端，IGBT的控制极G连接至IGBT驱动模块15的输出端，IGBT驱动模块15的输入端连接至主控芯片MCU。

主控芯片MCU接收同步信号反馈模块13中比较器U1的输出信号，一旦比较器U1的输出翻转信号的次数与主控芯片MCU内部设定的判断值相等，例如与第一加热模式对应的预设值或第二加热模式对应的预设值相等，主控芯片MCU开始使能IGBT驱动模块15，从而实现IGBT的导通和关断。

在本发明的实施例中，控制模块14即主控芯片MCU可以通过中断方式或者查询方式获得同步信号反馈模块13输出的高低电平信号。

在本发明的一个实施例中，如图5所示，控制模块14即MCU还包括同步计数器51，用于对切换次数进行计数，并且控制模块14在控制开关模块12开通时清零同步计数器51。其中，在同步计数器51计数的切换次数未达到第一加热模式对应的预设值或第二加热模式对应的预设值时，控制模块14控制开关模块12保持关断，并控制同步计数器51继续对切换次数进行计数。

优选地，在本发明的一个实施例中，当主控芯片MCU采用中断方式接收比较器U1的输出信号时，上述的电磁感应加热装置的电磁加热控制过程如下：

在第一加热模式时，当IGBT关断后，第一感应线圈L1与第一谐振电容C1进行准谐振能量交换，第一感应线圈L1给第一谐振电容C1充电直至第一感应线圈L1能量为0（此时第一谐振电容C1两端电压最高），接着第一谐振电容C1给第一感应线圈L1充电直至第一谐振电容C1能量为0（此时第一谐振电容C1两端电压最低），同步信号反馈模块13中的比较器U1在此过程中输出一个电压变化的翻转信号，主控芯片MCU检测到比较器U1的这个翻转信号，记录切换次数为1后，主控芯片MCU控制同步计数器51加1，并判断同步计数器51的计数值达到第一加热模式对应的预设值时再次开通IGBT驱动使能信号，使IGBT导通实现较高功率的连续加热。在本发明的一个示例中，第一加热模式对应的预设值可以为1-2，优选地，第一加热模式对应的预设值为1。

在第二加热模式时，当IGBT关断后，第一感应线圈L1与第一谐振电容C1进行准谐振能量交换，第一感应线圈L1给第一谐振电容C1充电直至第一感应线圈L1能量为0（此时第一谐振电容C1两端电压最高），接着第一谐振电容C1给第一感应线圈L1充电直至第一谐振电容C1能量为0（此时第一谐振电容C1两端电压最低），同步信号反馈模块13中的比较器U1在此过程中输出一个翻转信号，主控芯片MCU检测到此翻转信号，记录切换次数为1后，主控芯片MCU控制同步计数器51加1，同时判断同步计数器51的计数值是否达到第二加热模式对应的预设值，达到时再次开通IGBT驱动使能信号，实现较低功率的连续加热；否则保持IGBT关断，第一感应线圈L1与第一谐振电容C1继续进行准谐振能量交换，同步信号反馈模块13中的比较器U1在此准谐振过程中再次输出一个翻转信号，主控芯片MCU根据翻转信号记录切换次数，并控制同步计数器51累加切换次数的数量，然后判断与第二加热模式对应的预设值是否相同，相同时开通IGBT驱动使能信号，否则继续关断IGBT进行准谐振过程。其中，需要说明的是，不同的第二加热模式对应的第二加热模式对应的预设值可以相同也可以不同，根据实际所需的加热功率选择合适的第二加热模式对应的预设值。在本发明的一个示例中，第二加热模式对应的预设值可以为2-5。

其中，不同的加热功率对应的工作模式和预设值如下表1所示。表1中，第一加热模式下的预设值可以相同例如均为1，第二加热模式下的预设值可以根据功率范围分为两个等级，分别为2和3。下面以第一加热模式为高功率加热模式，第二加热模式为低功率加热模式进行举例说明。当然，可以理解的是，电磁感应加热装置的工作模式可以根据加热功率的大小进行进一步地细分，例如还可以包括中功率加热模式等，不同功率加热模式下的预设值可以根据需要进行设置。

表1

在本发明的实施例中，对应于表1中的不同预设值时IGBT的具体控制波形图如图6至图8所示，其中，1表示第一感应线圈L1与IGBT连接的C极电压随时间的变化波形，2为IGBT的控制G极电压随时间的变化波形，图6对应的是低功率加热模式1，图7对应的是低功率加热模式2，图8对应的是中功率加热模式1和高功率加热模式1、2。

本发明的控制方法适用于电磁电饭煲、电磁压力锅、电磁炉等采用电磁感应进行加热的各种装置，尤其适用于家用电器。

根据本发明实施例的电磁感应加热装置，无需增加可控硅等任何控制元器件就能够实现连续低功率加热，降低了成本，并且控制精确，不会对外界电网造成谐波干扰，可在电磁加热领域大规模地推广使用。此外，该电磁感应加热装置结构简单，可靠性高。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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限定。

Claims (9)

1.一种电磁感应加热装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，预设所述电磁感应加热装置的工作模式及其相对应的预设值，当所述电磁感应加热装置工作时，所述电磁感应加热装置中开关模块进行周期性地开通和关断；

S2，所述开关模块被关断后，所述电磁感应加热装置中同步信号反馈模块检测所述电磁感应加热装置中谐振加热模块两端的电压，并比较所述谐振加热模块两端的电压；

S3，当所述谐振加热模块其中一端的电压增强至高于另一端电压时，所述同步信号反馈模块向所述电磁感应加热装置中控制模块输出高/低电平，并当所述其中一端的电压减弱至低于另一端电压时，所述同步信号反馈模块向所述控制模块输出低/高电平；

S4，所述控制模块根据接收的所述同步信号反馈模块输出的电平信号记录所述谐振加热模块两端电压的切换次数；

S5，将所述切换次数与所述电磁感应加热装置当前的工作模式所对应的预设值进行比较，根据比较结果控制所述开关模块开通或保持关断，其中，所述电磁感应加热装置当前的工作模式至少包括第一加热模式和第二加热模式，所述第二加热模式的功率小于第一加热模式的功率，且所述第二加热模式对应的预设值大于所述第一加热模式对应的预设值，当所述切换次数达到当前的工作模式相对应的所述预设值时，控制所述开关模块开通，并在所述切换次数未达到当前的工作模式相对应的所述预设值时，继续保持所述开关模块关断。

2.如权利要求1所述的电磁感应加热装置的控制方法，其特征在于，所述谐振加热模块包括相互并联的第一感应线圈和第一谐振电容，在所述开关模块关断后所述第一感应线圈和第一谐振电容进行准谐振能量交换。

3.如权利要求2所述的电磁感应加热装置的控制方法，其特征在于，所述第一感应线圈和第一谐振电容每相互进行一次准谐振能量交换，所述控制模块记录所述切换次数为一次。

4.如权利要求1所述的电磁感应加热装置的控制方法，其特征在于，所述控制模块通过中断方式或者查询方式接收所述同步信号反馈模块输出的高低电平信号。

5.如权利要求1所述的电磁感应加热装置的控制方法，其特征在于，所述第一加热模式对应的预设值为1-2，所述第二加热模式对应的预设值为2-5。

6.一种电磁感应加热装置，其特征在于，包括：

整流滤波模块；

谐振加热模块，所述谐振加热模块与所述整流滤波模块相连；

开关模块，所述开关模块与所述谐振加热模块相连，当电磁感应加热装置工作时，所述开关模块进行周期性地开通和关断；

同步信号反馈模块，所述同步信号反馈模块与所述谐振加热模块相连，用于在所述开关模块被关断之后检测所述谐振加热模块两端的电压并进行比较，以及当所述谐振加热模块其中一端的电压增强至高于另一端电压时输出高/低电平，并当所述其中一端的电压减弱至低于另一端电压时输出低/高电平；

控制模块，所述控制模块分别与所述同步信号反馈模块和所述开关模块相连，用于根据接收的电平信号变化记录所述谐振加热模块两端电压的切换次数，并将所述切换次数与所述电磁感应加热装置当前的工作模式所对应的预设值进行比较，根据比较结果控制所述开关模块开通或保持关断，其中，所述电磁感应加热装置当前的工作模式至少包括第一加热模式和第二加热模式，所述第二加热模式的功率小于第一加热模式的功率，且所述第二加热模式对应的预设值大于所述第一加热模式对应的预设值，当所述切换次数达到当前的工作模式相对应的所述预设值时，所述控制模块控制所述开关模块开通，并在所述切换次数未达到当前的工作模式相对应的所述预设值时，所述控制模块继续保持所述开关模块关断。

7.如权利要求6所述的电磁感应加热装置，其特征在于，所述开关模块为绝缘栅双极型晶体管IGBT。

8.如权利要求7所述的电磁感应加热装置，其特征在于，还包括：

驱动模块，所述驱动模块分别与所述IGBT和所述控制模块相连，用于根据所述控制模块输出的控制信号驱动所述IGBT的导通和关断。

9.如权利要求6所述的电磁感应加热装置，其特征在于，所述控制模块还包括：

同步计数器，用于对所述切换次数进行计数，所述控制模块在控制所述开关模块开通时对所述同步计数器进行清零。