CN104284463A - 电磁加热装置及其加热控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电磁加热装置及其加热控制方法，其中电磁加热装置包括：谐振加热模块，其包括多个加热线圈、谐振电容和多个可控开关，每个加热线圈与每个可控开关一一对应串联；IGBT模块；控制多个可控开关开通和关断的第一控制器和控制IGBT模块的第二控制器；中央处理器，中央处理器与第一控制器和第二控制器分别相连，中央处理器在输出第一控制信号时或在输出第一控制信号前，输出第二控制信号至第二控制器以关断IGBT模块中的IGBT，其中，第一控制器根据第一控制信号以控制多个加热线圈进行切换加热。本发明通过控制IGBT关断达到延长可控开关两端的电压过零时间，实现快速准确分时控制各加热线圈工作，并且电路可靠性高。

Description

电磁加热装置及其加热控制方法

技术领域

本发明涉及电磁加热技术领域，特别涉及一种电磁加热装置以及一种电磁加热装置的加热控制方法。

背景技术

现有的电磁加热领域中，分时加热技术应用越来越多。现有的分时加热技术的一般实现方式是通过开关来快速分时控制线圈工作，即实现一组谐振电路分时给两个或两个以上的线圈供电。目前使用最多的开关是继电器，但由于继电器的开通速度和使用寿命等因素的影响，导致分时控制的实现效果不是很理想。尤其是在加热线圈切换过程中，电磁加热的频率过高会使控制分时的开关的电压过零时间太短，从而导致开关无法有效关断的现象，造成无法正常快速分时控制各线圈加热。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种电磁加热装置，该电磁加热装置通过控制IGBT关断达到延长可控开关两端的电压过零时间，实现快速准确分时控制各加热线圈加热，并且电路可靠性高。

本发明的另一个目的还在于提出一种电磁加热装置的加热控制方法。

为达到上述目的，本发明一方面的实施例提出的一种电磁加热装置，包括：谐振加热模块，所述谐振加热模块包括多个加热线圈、谐振电容和多个可控开关，每个加热线圈与每个可控开关一一对应串联；IGBT模块，所述IGBT模块与所述谐振加热模块相连；控制所述多个可控开关开通和关断的第一控制器和控制所述IGBT模块的第二控制器，所述第一控制器与每个可控开关相连，所述第二控制器与所述IGBT模块相连；中央处理器，所述中央处理器与所述第一控制器和第二控制器分别相连，所述中央处理器在输出第一控制信号时或在输出第一控制信号前，输出第二控制信号至所述第二控制器以关断所述IGBT模块中的IGBT，其中，所述第一控制器根据所述第一控制信号以控制所述多个加热线圈进行切换加热。

根据本发明实施例的电磁加热装置，通过控制IGBT关断，从而短时停止电磁加热装置的主谐振电路工作，达到延长可控开关两端的电压过零时间，从而解决可控开关在切换加热过程因电磁加热频率过高而无法关断的问题，实现快速准确分时控制各加热线圈加热，并且电路的可靠性还高。

在本发明的一个实施例中，所述IGBT模块包括两个IGBT。

在本发明的一个实施例中，所述第一控制器为一个，所述多个可控开关的控制端均连接于同一个第一控制器。

在本发明的另一个实施例中，所述第一控制器为多个，每个第一控制器与每个可控开关的控制端一一对应相连。

在本发明的一个具体示例中，所述可控开关可以为双向可控硅。

其中，所述的电磁加热装置还包括散热片，所述双向可控硅通过紧固件安装在所述散热片的底部，便于双向可控硅进行散热，有效地降低双向可控硅的温度。

为达到上述目的，本发明另一方面的实施例还提出了一种电磁加热装置的加热控制方法，其中，所述电磁加热装置包括多个加热线圈、多个可控开关和IGBT，所述方法包括如下步骤：当需要所述多个加热线圈进行切换加热时，控制所述IGBT关断，控制所述多个可控开关以实现所述多个加热线圈进行切换；在预设时间后，控制所述IGBT开通，所述多个加热线圈进行相应工作。

根据本发明实施例的电磁加热装置的加热控制方法，在多个加热线圈进行切换加热过程中，通过控制IGBT关断，从而短时停止电磁加热装置的主谐振电路工作，达到延长可控开关两端的电压过零时间，从而解决可控开关在切换加热过程因电磁加热频率过高而无法关断的问题，实现快速准确分时控制各加热线圈加热，并且控制方法简单可靠。

在本发明的一个实施例中，所述控制所述IGBT关断和控制所述多个可控开关同时执行。

在本发明的另一个实施例中，所述控制所述IGBT关断在控制所述多个可控开关之前执行。

在本发明的一个实施例中，所述预设时间根据所述多个加热线圈中进行加热工作的加热线圈的工作频率设定。

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为根据本发明实施例的电磁加热装置的电路示意图；

图2为根据本发明另一个实施例的电磁加热装置的电路示意图；

图3为根据本发明一个具体实施例的双头电磁灶的电路示意图；

图4为根据本发明一个实施例的电磁加热装置中可控开关的安装位置的示意图；以及

图5为根据本发明实施例的电磁加热装置的加热控制方法的流程图。

附图标记：

谐振加热模块10、第一控制器20、第二控制器30和中央处理器40，多个加热线圈L1～Ln、谐振电容C1和C2和多个可控开关K1～Kn、吸收电容C3和C4。

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电磁加热装置以及电磁加热装置的加热控制方法。

图1为根据本发明实施例的电磁加热装置的电路示意图。如图1所示，该电磁加热装置包括谐振加热模块10、IGBT（Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管）模块80、第一控制器20、第二控制器30和中央处理器40。

其中，谐振加热模块10包括多个加热线圈L1～Ln、谐振电容C1和C2以及多个可控开关K1～Kn，并且每个加热线圈与每个可控开关一一对应串联，n为大于1的整数。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，谐振加热模块10还包括吸收电容C3和C4，其中，加热线圈L1、吸收电容C3、谐振电容C1和可控开关K1依次串联在一起，形成一个回路，加热线圈Ln、吸收电容C4、谐振电容C2和可控开关Kn依次串联在一起，形成另一个回路。具体而言，吸收电容C3的一端与谐振电容C1的一端相连，且吸收电容C3和谐振电容C1之间具有第一节点J1；吸收电容C3的另一端与加热线圈L1的一端相连，加热线圈L1的另一端与可控开关K1的一端相连，且吸收电容C3和加热线圈L1之间具有第二节点J2；可控开关K1的另一端与谐振电容C1的另一端相连，可控开关K1的控制端与第一控制器20相连。并且，每个加热线圈与对应的可控开关串联后相互之间并联。

在本发明的实施例中，IGBT模块80与谐振加热模块10相连，第一控制器20与谐振加热模块10中的每个可控开关的控制端相连，第二控制器30与IGBT模块80相连，第一控制器20用于控制每个可控开关的开通和关断，第二控制器30用于控制IGBT模块80中IGBT的开通和关断。中央处理器40与第一控制器20和第二控制器30分别相连，中央处理器40在输出第一控制信号时或在输出第一控制信号前，输出第二控制信号至第二控制器30以关断IGBT模块80中的IGBT，其中，第一控制器20根据所述第一控制信号以控制多个加热线圈进行切换加热。

也就是说，第一控制器20和第二控制器30分别依据中央处理器40发送来的控制信息来进行相应控制多个可控开关和IGBT的通断。

在本发明的一个具体实施例中，如图1所示，IGBT模块80包括两个IGBT。第一节点J1与第一IGBT1的C极相连，第二节点J2与第一IGBT1的E极相连，第二IGBT2的C极与第一IGBT1的E极相连，第二IGBT2的E极与C2和C4之间的节点相连后接地，第一IGBT1的G极和第二IGBT2的G极分别与第二控制器30相连。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，第一控制器20可以为一个，多个可控开关的控制端均连接于同一个第一控制器。

或者，在本发明的另一个实施例中，如图2所示，第一控制器20为多个，每个第一控制器与每个可控开关的控制端一一对应相连。

其中，具体地，可控开关11可以为双向可控硅。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，该电磁加热装置可以为双头电磁灶。其中，该双头电磁灶的主谐振电路由谐振加热模块10的吸收电容C3、谐振电容C1、加热线圈L1以及IGBT1、IGBT2和吸收电容C4、谐振电容C2、加热线圈L2组成。当需要进行加热线圈切换工作时，中央处理器40发出第二控制信号给第二控制器30，使其控制IGBT1和IGBT2关断，从而使得主谐振电路不工作，达到延长双向可控硅两阳极A1、A2的过零电压时间，第一控制器20根据中央处理器40发送来的第一控制信号控制双向可控硅1开通、双向可控硅2关断（或双向可控硅2开通，双向可控硅1关断）。

并在一段时间T后（该时间T与进行谐振加热的加热线圈的工作频率有关，即根据不同的工作频率，T不同），中央处理器40发出第三控制信号给第二控制器30，使其控制IGBT1和IGBT2进入工作状态，从而加热线圈L1（或加热线圈L2）进行工作。也就是说，在加热线圈切换完成预设时间T后，中央处理器40还控制第二控制器30以控制IGBT开通。其中，预设时间T根据进行谐振加热的加热线圈的工作频率设定。

根据预设的分时加热模式，当加热线圈L1（或加热线圈L2）的工作时间达到时，中央处理器40发出第二控制信号给第二控制器30，使其控制IGBT1和IGBT2关断，然后第一控制器20根据中央处理器40发送来的第一控制信号控制双向可控硅2开通、双向可控硅1关断（或双向可控硅1开通，双向可控硅2关断），并在一段时间T后，中央处理器40发出第三控制信号给第二控制器30，使其控制IGBT1和IGBT2进入工作状态，从而切换到加热线圈L2（或加热线圈L1）工作。当加热线圈L2（或加热线圈L1）的工作时间达到时，该双头电磁灶再重复该分时加热过程，即加热线圈L1和加热线圈L2轮流工作。

在本发明的一个实施例中，如图4所示，上述的电磁加热装置还包括散热片50，双向可控硅例如可控开关K1可通过紧固件60例如螺钉安装在散热片50的底部，便于双向可控硅进行散热，有效地降低双向可控硅的温度。其中，散热片50可安装在电路板70上，并且，IGBT、第一控制器20、第二控制器30和中央处理器40可以设置在电路板70上。

根据本发明实施例的电磁加热装置，通过控制IGBT关断，从而短时停止电磁加热装置的主谐振电路工作，达到延长可控开关两端的电压过零时间，从而解决可控开关在切换加热过程因电磁加热频率过高而无法关断的问题，实现快速准确分时控制各加热线圈加热，并且电路的可靠性还高。

图5为根据本发明实施例的电磁加热装置的加热控制方法的流程图。其中，电磁加热装置包括多个加热线圈、多个可控开关和IGBT。如图5所示，该电磁加热装置的加热控制方法包括如下步骤：

S1，当需要多个加热线圈进行切换加热时，控制IGBT关断，控制多个可控开关以实现多个加热线圈进行切换。

S2，在预设时间后，控制IGBT开通，多个加热线圈进行相应工作。

其中，根据本发明的一个实施例，控制IGBT关断和控制多个可控开关可以同时执行。

在本发明的另一个实施例中，控制IGBT关断也可以在控制多个可控开关之前执行。

在本发明的一个实施例中，预设时间根据多个加热线圈中进行加热工作的加热线圈的工作频率设定。

根据本发明实施例的电磁加热装置的加热控制方法，在多个加热线圈进行切换加热过程中，通过控制IGBT关断，从而短时停止电磁加热装置的主谐振电路工作，达到延长可控开关两端的电压过零时间，从而解决可控开关在切换加热过程因电磁加热频率过高而无法关断的问题，实现快速准确分时控制各加热线圈加热，并且控制方法简单可靠。

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 (10)

1.一种电磁加热装置，其特征在于，包括：

谐振加热模块，所述谐振加热模块包括多个加热线圈、谐振电容和多个可控开关，每个加热线圈与每个可控开关一一对应串联；

IGBT模块，所述IGBT模块与所述谐振加热模块相连；

控制所述多个可控开关开通和关断的第一控制器和控制所述IGBT模块的第二控制器，所述第一控制器与每个可控开关相连，所述第二控制器与所述IGBT模块相连；

中央处理器，所述中央处理器与所述第一控制器和第二控制器分别相连，所述中央处理器在输出第一控制信号时或在输出第一控制信号前，输出第二控制信号至所述第二控制器以关断所述IGBT模块中的IGBT，其中，所述第一控制器根据所述第一控制信号以控制所述多个加热线圈进行切换加热。

2.如权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于，所述IGBT模块包括两个IGBT。

3.如权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于，所述第一控制器为一个，所述多个可控开关的控制端均连接于同一个第一控制器。

4.如权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于，所述第一控制器为多个，每个第一控制器与每个可控开关的控制端一一对应相连。

5.如权利要求1-4任一所述的电磁加热装置，其特征在于，所述可控开关为双向可控硅。

6.如权利要求5所述的电磁加热装置，其特征在于，还包括散热片，所述双向可控硅通过紧固件安装在所述散热片的底部。

7.一种电磁加热装置的加热控制方法，其特征在于，所述电磁加热装置包括多个加热线圈、多个可控开关和IGBT，所述方法包括如下步骤：

当需要所述多个加热线圈进行切换加热时，控制所述IGBT关断，控制所述多个可控开关以实现所述多个加热线圈进行切换；

在预设时间后，控制所述IGBT开通，所述多个加热线圈进行相应工作。

8.如权利要求7所述的加热控制方法，其特征在于，所述控制所述IGBT关断和控制所述多个可控开关同时执行。

9.如权利要求7所述的加热控制方法，其特征在于，所述控制所述IGBT关断在控制所述多个可控开关之前执行。

10.如权利要求7所述的加热控制方法，其特征在于，所述预设时间根据所述多个加热线圈中进行加热工作的加热线圈的工作频率设定。