CN106357247B - 电磁加热系统中igbt管的过压过流保护装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁加热系统中IGBT管的过压过流保护装置和方法，电磁加热系统包括由谐振电感、谐振电容和IGBT管构成的谐振模块、为谐振模块提供电源电压的电源模块以及驱动IGBT管的驱动电路，过压过流保护装置包括：电压采集模块，用于采集电源模块提供的电源电压以生成检测电压；控制模块，控制模块分别与电压采集模块和驱动电路相连，用于根据检测电压获取当前电源电压的等级，并根据当前电源电压的等级获取IGBT管的开通时间，以及根据IGBT管的开通时间通过驱动电路控制IGBT管在开通时间内开通，以对IGBT管进行过压和过流保护。由此，该装置能够根据电源电压的变化给定合适的开通时间，从而更加准确快速地保护IGBT管，避免过压过流烧毁，并且不影响用户体验。

Description

电磁加热系统中IGBT管的过压过流保护装置和方法

技术领域

本发明涉及电器技术领域，特别涉及一种电磁加热系统中IGBT管的过压过流保护装置和一种电磁加热系统中IGBT管的过压过流保护方法。

背景技术

在相关电磁加热系统中，如图1所示，IGBT管Q1’是核心关键器件之一。在电控系统中，由于工作环境复杂、变化繁多，因此IGBT管时常出现过压过流烧毁的现象，IGBT管成为系统最容易烧毁的器件之一。

在相关技术中，通常采用以下两种方式保护IGBT管，以避免IGBT管因过压过流而烧毁，提升系统整机的可靠性：一种是，直接检测IGBT管的集电极C与发射极E之间的电压，一旦IGBT管的电压超过预设电压，马上关闭IGBT管的驱动，但是，此种方法存在的缺点是，响应较慢，在电压过高时再关断IGBT管，保护也许为时已晚，IGBT管可能已经烧毁。另一种是，直接检测市电浪涌电压，一旦市电有浪涌电压，即关闭IGBT管的驱动，但是，此种方法存在的缺点是，抗干扰差，稍微有电压干扰，系统就会响应关断保护，电磁加热系统会间隙性加热，影响加热效果和用户体验，引起抱怨。因此，相关技术存在改进的需要。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电磁加热系统中IGBT管的过压过流保护装置，该装置能够更加有效地保护IGBT管，避免IGBT管因过压过流而损坏。

本发明的另一个目的在于提出一种电磁加热系统中IGBT管的过压过流保护方法。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出的一种电磁加热系统中IGBT管的过压过流保护装置，电磁加热系统包括由谐振电感、谐振电容和IGBT管构成的谐振模块、为所述谐振模块提供电源电压的电源模块以及驱动所述IGBT管的驱动电路，所述过压过流保护装置包括：电压采集模块，所述电压采集模块用于采集所述电源模块提供的电源电压以生成检测电压；控制模块，所述控制模块分别与所述电压采集模块和所述驱动电路相连，所述控制模块用于根据所述检测电压获取当前电源电压的等级，并根据所述当前电源电压的等级获取所述IGBT管的开通时间，以及根据所述IGBT管的开通时间通过所述驱动电路控制所述IGBT管在所述开通时间内开通，以对所述IGBT管进行过压和过流保护。

根据本发明实施例提出的电磁加热系统中IGBT管的过压过流保护装置，通过电压采集模块采集电源模块提供的电源电压以生成检测电压，控制模块根据检测电压获取当前电源电压的等级，并根据当前电源电压的等级获取IGBT管的开通时间，以及根据IGBT管的开通时间通过驱动电路控制IGBT管在开通时间内开通，以对IGBT管进行过压和过流保护。由此，该装置能够根据电源电压的变化给定合适的开通时间，从而限定IGBT管的电压电流，避免IGBT管过压过流烧毁，能够更加准确快速地保护IGBT管，并且不影响用户的体验。

根据本发明的一个实施例，所述控制模块中预存有第一电压等级表和第二电压等级表，其中，所述控制模块通过查询所述第一电压等级表获取所述IGBT管的第一开通时间以控制所述IGBT管开通所述第一开通时间，对所述IGBT管进行过流保护；所述控制模块通过查询所述第二电压等级表获取所述IGBT管的第二开通时间以控制所述IGBT管开通所述第二开通时间，对所述IGBT管进行过压保护。

根据本发明的一个具体实施例，所述电压采集模块包括：第一电阻，所述第一电阻的一端与所述电源模块的正直流端相连，其中，所述电源模块的负直流端接地；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连，所述第二电阻的另一端接地，其中，所述第二电阻与所述第一电阻之间具有第一节点，所述第一节点与所述控制模块相连。

进一步地，所述电压采集模块还包括：第一电容，所述第一电容的一端与所述第一节点相连，所述第一电容的另一端接地。

根据本发明的另一个实施例，所述控制模块根据以下公式获取所述IGBT管的第一开通时间以对所述IGBT管进行过流保护：

T1＝IL(max)*L/U其中，IL(max)为所述IGBT管的最大电流值，U为所述电源电压，L为所述谐振电感的电感值，T1为所述第一开通时间。

并且，所述控制模块根据以下公式获取所述IGBT管的第二开通时间以对所述IGBT管进行过压保护：

T2＝[Uigbt(max)-U]*C/IL(max)其中，Uigbt(max)为所述IGBT管的最大电压值，U为所述电源电压，C为所述谐振电容的电容值，IL(max)为所述IGBT管的最大电流值，T2为所述第二开通时间。

为达到上述目的，本发明另一个方面实施例提出了一种电磁加热系统中IGBT管的过压过流保护方法，电磁加热系统包括由谐振电感、谐振电容和IGBT管构成的谐振模块、为所述谐振模块提供电源电压的电源模块以及驱动所述IGBT管的驱动电路，所述过压过流保护方法包括以下步骤：采集所述电源模块提供的电源电压以生成电压检测信号；根据所述检测电压获取当前电源电压的等级，并根据所述当前电源电压的等级获取所述IGBT管的开通时间，以及根据所述IGBT管的开通时间通过所述驱动电路控制所述IGBT管在所述开通时间内开通，以对所述IGBT管进行过压和过流保护。

根据本发明实施例提出的电磁加热系统中IGBT管的过压过流保护方法，在采集电源模块提供的电源电压以生成检测电压之后，根据检测电压获取当前电源电压的等级，并根据当前电源电压的等级获取IGBT管的开通时间，以及根据IGBT管的开通时间通过驱动电路控制IGBT管在开通时间内开通，以对IGBT管进行过压和过流保护。由此，该方法能够根据电源电压的变化给定合适的开通时间，从而限定IGBT管的电压电流，避免IGBT管过压过流烧毁，能够更加准确快速地保护IGBT管，并且不影响用户的体验。

根据本发明的一个实施例，所述电磁加热系统中预存有第一电压等级表和第二电压等级表，其中，通过查询所述第一电压等级表获取所述IGBT管的第一开通时间以控制所述IGBT管开通所述第一开通时间，对所述IGBT管进行过流保护；通过查询所述第二电压等级表获取所述IGBT管的第二开通时间以控制所述IGBT管开通所述第二开通时间，对所述IGBT管进行过压保护。

根据本发明的另一个实施例，根据以下公式获取所述IGBT管的第一开通时间以对所述IGBT管进行过流保护：

T1＝IL(max)*L/U其中，IL(max)为所述IGBT管的最大电流值，U为所述电源电压，L为所述谐振电感的电感值，T1为所述第一开通时间。

并且，根据以下公式获取所述IGBT管的第二开通时间以对所述IGBT管进行过压保护：

T2＝[Uigbt(max)-U]*C/IL(max)其中，Uigbt(max)为所述IGBT管的最大电压值，U为所述电源电压，C为所述谐振电容的电容值，IL(max)为所述IGBT管的最大电流值，T2为所述第二开通时间。

附图说明

图1是相关技术的电磁加热系统的示意图；

图2是根据本发明实施例的电磁加热系统中IGBT管的过压过流保护装置的示意图；

图3是根据本发明一个具体实施例的电磁加热系统中IGBT管的过压过流保护装置的电路原理图；

图4是根据本发明一个具体实施例的电源电压与开通时间的对应关系示意图；以及

图5是根据本发明实施例的电磁加热系统中IGBT管的过压过流保护方法的流程图。

附图标记：

谐振模块10、电源模块20、驱动电路30、过压过流保护装置100、电压采集模块40和控制模块50；

谐振电感L1、谐振电容C1、IGBT管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C2、滤波电感L2和滤波电容C3。

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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图来描述本发明实施例提出的电磁加热系统中IGBT管的过压过流保护装置和电磁加热系统中IGBT管的过压过流保护方法。

图2是根据本发明实施例的电磁加热系统中IGBT管的过压过流保护装置的示意图。如图2所示，电磁加热系统包括谐振模块10、电源模块20和驱动电路30。其中，谐振模块10由谐振电感L1、谐振电容C1和IGBT管Q1构成，谐振电感L1和谐振电容C1可以并联方式连接，也可以串联方式连接；电源模块20为谐振模块10提供电源电压U，具体地，电源模块20可包括整流桥或两个分离二极管，电源模块20可对市电电压AC进行全波整流以获得高压直流电即电源电压U，高压直流电用于给谐振电感L1、谐振电容C1和IGBT管Q1供电；驱动电路30用于驱动IGBT管Q1，驱动电路30可输出PWM驱动信号至IGBT管Q1的G极以驱动IGBT管Q1导通或关闭。

应当理解的是，上述关于电磁加热系统及其各个模块的具体电路连接、工作原理等均已为现有技术，且为本领域普通技术人员所熟知，这里出于简洁的目的，不再一一详细赘述。

如图2所示，根据本发明实施例的过压过流保护装置100包括：电压采集模块40和控制模块50。

其中，电压采集模块40用于采集电源模块20提供的电源电压U以生成检测电压；控制模块50分别与电压采集模块40和驱动电路30相连，控制模块50用于根据检测电压获取当前电源电压的等级，并根据当前电源电压的等级获取IGBT管Q1的开通时间，以及根据IGBT管Q1的开通时间通过驱动电路30控制IGBT管Q1在开通时间内开通，以对IGBT管Q1进行过压和过流保护。也就是说，控制模块50可根据获取的IGBT管Q1的开通时间确定驱动电路30输出高电平的时间，在输出高电平的时间内IGBT管Q1处于开通状态。

需要说明的是，在谐振参数不变即谐振电感L1和谐振电容C1不变的情况下，IGBT管的电压和电流均与电源电压U和IGBT管的开通时间有关，这样，通过电源电压U获取合适的开通时间，即可控制IGBT管Q1的电压和电流，从而保证电压和电流在可控范围内。

还需说明的是，在本发明实施例中，可将电源电压划分为多个等级，每个电源电压对应一个等级，控制模块50可预存一个电源电压等级表，这样在获取检测电压之后通过对比电源电压等级表即可获取当前电源电压的等级。并且，控制模块50内还可预存电源电压U与开通时间之间的对应关系，这样获取电源电压U之后通过比较对应关系即可获取开通时间，其中，电源电压U与开通时间之间的对应关系可根据IGBT管的规格设计。

具体而言，在电磁加热系统工作过程中，电压采集模块40可实时采集电源电压U并根据电源电压U输出检测电压给控制模块50，控制模块50在获取检测电压之后能够快速获取当前电源电压的等级，根据当前电源电压的等级对IGBT管Q1电压电流的危害程度来确定IGBT管Q1的开通时间。

由此，本发明实施例的IGBT管的过压过流保护装置100依据多个电源电压等级制定多个合适的IGBT管Q1的开通时间，以达到控制IGBT管Q1的电压和电流的目的，避免IGBT管过压过流烧毁。并且，本发明实施例在市电一进来就提前进行保护，与相关技术中过压后进行保护的方案相比，保护时间大大提前，可以更快更准确保护IGBT管。此外，通过分级的方式确定开通时间，可在提升可靠性的同时避免影响用户的使用效果。

根据本发明的一个具体示例，控制模块50可为单片机，检测电压可输入单片机的某个引脚，此引脚可内置高速AD转换以及多路电压比较器功能，依据上述功能单片机能够快速计算出当前电源电压的数值和对应的等级。

根据本发明的一个具体实施例，如图3所示，电压采集模块40包括：第一电阻R1和第二电阻R2。其中，第一电阻R1的一端与电源模块20的正直流端相连，其中，电源模块20的负直流端接地；第二电阻R2的一端与第一电阻R1的另一端相连，第二电阻R2的另一端接地，其中，第二电阻R2与第一电阻R1之间具有第一节点，第一节点与控制模块50相连。

进一步地，电压采集模块40还包括：第一电容C2，第一电容C2的一端与第一节点相连，第一电容C2的另一端接地，即言，第一电容C2与第二电阻R2并联。

也就是说，电压采集模块40可对电源电压U进行分压，电源电压U经过第一电阻R1和第二电阻R2分压之后可得到检测电压。根据本发明的一个具体示例，检测电压可为0V-5V的小信号电压。

下面对本发明实施例的控制过程和实现原理进行详细介绍。

根据本发明的一个实施例，控制模块50中可预存有第一电压等级表和第二电压等级表，其中，控制模块50可通过查询第一电压等级表获取IGBT管Q1的第一开通时间以控制IGBT管Q1开通第一开通时间，对IGBT管Q1进行过流保护；控制模块50可通过查询第二电压等级表获取IGBT管Q1的第二开通时间以控制IGBT管Q1开通第二开通时间，对IGBT管Q1进行过压保护。

根据本发明的另一个实施例，控制模块50可根据以下公式获取IGBT管Q1的第一开通时间以对IGBT管Q1进行过流保护：IL(max)＝U*dt/L，由此进一步得到T1＝IL(max)*L/U，其中，IL(max)为IGBT管Q1的最大电流值，U为所述电源电压，L为谐振电感L1的电感值，T1为第一开通时间。

并且，控制模块50可根据以下公式获取IGBT管Q1的第二开通时间以对IGBT管Q1进行过压保护：Uigbt(max)＝U+IL(max)*dtc/C,由此可进一步得到T2＝[Uigbt(max)-U]*C/IL(max)，其中，Uigbt(max)为IGBT管Q1的最大电压值，U为电源电压，C为谐振电容C1的电容值，tc为谐振电容C1的充电时间，IL(max)为IGBT管Q1的最大电流值，T2为第二开通时间。其中，IL(max)＝U*dt/L，L为谐振电感L1的电感值。

需要说明的是，在本发明实施例中，如图2和图3所示，市电电压Uac经过整流桥全波整流后得到电源电压U，其中，U＝1.414*Uac，电源电压U电压经过滤波电感L2、滤波电容C3滤波之后得到纹波较小的电压。滤波后的电源电压给谐振电容C1、谐振线圈L1和IGBT管Q1供电，谐振电容C1与谐振线圈L1并联连接，在工作过程中发生并联谐振。

其中，谐振线圈L1在IGBT管Q1开通时进行充电储能，谐振线圈L1的充电电压为

UL＝Ldi/dt (1)，

式中，UL为谐振线圈L1两端的电压，L为谐振线圈L1的电感值，t为IGBT管Q1的工作时间，i为流经谐振线圈L1的电流。

假设流经谐振线圈L1的电流i从0开始上升，由上述公式(1)得到谐振线圈L1的最大电流为：IL(max)＝U*dt/L，由此进一步得到：

T1＝IL(max)*L/U (2)

式中，IL(max)为谐振线圈L1的最大电流，L为谐振线圈L1的电感值，T1为IGBT管Q1的第一开通时间，U为电源电压，即市电电压整流后得到的电压。

由于在IGBT管Q1处于开通状态时谐振线圈L1与IGBT管Q1为串联关系，因此，流过谐振线圈L1的电流与流过IGBT管Q1的电流相同，即IGBT管Q1的最大电流与谐振线圈L1的最大电流相同。由此，根据公式(2)，在电感值L一定的条件下，IGBT管Q1的最大电流与电源电压U和第一开通时间T1为乘积关系，这样在电源电压U一定的条件下，控制第一开通时间T1即可控制IGBT管Q1的最大电流，或者说依据不同的电源电压U确定不同的第一开通时间T1,只要保证最大电流小于IGBT管规格下的最大电流，就可以控制IGBT管Q1的电流。

由此，结合公式(2)并根据IGBT管规格下的最大电流，可设计电源电压U与第一开通时间T之间的关系表以构成第一电压等级表，控制模块50在获取电源电压U之后，通过查询第一电压等级表获取IGBT管Q1的第一开通时间；或者，控制模块50在获取当前电源电压的等级之后，直接根据公式(2)计算出第一开通时间。这样，控制模块50控制IGBT管Q1开通第一开通时间，就可以将IGBT管Q1的最大电流控制在所需要的规格下，从而实现对IGBT管Q1的过流保护。

另外，还需说明的是，在本发明实施例中，如图2和图3所示，在IGBT管Q1关断时，谐振线圈L1会和谐振电容C1发生并联谐振，谐振线圈L1向谐振电容C1充电。谐振电容C1的充电电流为：

Ic＝C*du/dtc (3)，

式中，Ic为谐振电容C1的电流，C为谐振电容C1的电容值，tc为谐振电容C1的充电时间，tc与谐振电容C1的参数有关，谐振元件参数固定则可认为tc是常数，u为谐振电容C1两端的电压。

这里谐振电容C1两端的电压从电源电压U开始上升(因IGBT管Q1开通时，谐振电容C1两端的电压为U)，由上述公式(3)得到谐振电容C1的电压为：

Uc＝Ic*dtc/C (4)，

式中，Uc为谐振电容C1的电压。

如果Ic为最大值，则得到谐振电容C1的最大电压：

Uc(max)＝Ic(max)*dtc/C (5)，

式中，Ic(max)为电流Ic的最大值，Uc(max)为谐振电容C1的最大电压。

由公式(5)可知，最大电压Uc(max)与谐振电容C1的最大电流Ic(max)有关，dtc与C均为常数。

依据电路原理以及谐振能量转换可知，以下公式成立：

IL(max)＝Ic(max) (6)，

此外，依据电路网孔原理，可得到IGBT管Q的集电极C与发射极E之间的最大电压为：Uigbt(max)＝U+Uc(max)＝U+Ic(max)*dtc/C＝U+IL(max)*dtc/C，这里dtc与C为固定常数，由此可进一步得到：

T2＝[Uigbt(max)-U]*C/IL(max) (7)

其中，Uigbt(max)为IGBT管Q的最大电压，T2为第二开通时间。

由上式(7)可知，IGBT管Q的最大电压Uigbt(max)与电源电压U和谐振线圈L1的最大电流IL(max)有关。

因此，根据公式(2)和公式(7)，在电感值L和电容值C一定的条件下，IGBT管Q1的最大电压也与电源电压U和第二开通时间T2有关，因为电源电压U难以控制，所以通过控制IGBT管Q1的开通时间即可控制IGBT管Q1的最大电压，只要保证通过公式(7)得到的最大电压小于IGBT管规格下的最大电压，就可以控制IGBT管Q1的电压。

由此，结合公式(7)并根据IGBT管规格下的最大电压，可设计电源电压U与第二开通时间T2之间的关系表以构成第二电压等级表，控制模块50在获取电源电压U之后，通过查询第二电压等级表获取IGBT管Q1的第二开通时间；或者，控制模块50在获取当前电源电压的等级之后，直接根据公式(7)计算出第二开通时间。这样，控制模块50控制IGBT管Q1开通第二开通时间，就可以将IGBT管Q1的最大电压控制在所需要的规格下，从而实现对IGBT管Q1的过压保护。

此外，如上所述的开通时间获取方法还可以用图4说明，在谐振参数(即谐振线圈L1的电感值和谐振电容C1的电容值)一定的情况下，IGBT管Q1的电压与电源电压U以及开通时间有关，即依据电源电压U的值再确定合适的IGBT管Q1的开通时间，其中，开通时间的实际设定可在原理公式(2)和(7)的基础上进行实际测试修正，假设电源电压U的数值分别为V1、V2和V3，且V1<V2<V3,则对应的开通时间可设计为T1>T2>T3。这样就可以把IGBT管Q1的电压控制在所需要的规格下，IGBT管Q1处于可控制的范围，可大力提升IGBT管的可靠性。

综上所述，根据本发明实施例提出的电磁加热系统中IGBT管的过压过流保护装置，通过电压采集模块采集电源模块提供的电源电压以生成检测电压，控制模块根据检测电压获取当前电源电压的等级，并根据当前电源电压的等级获取IGBT管的开通时间，以及根据IGBT管的开通时间通过驱动电路控制IGBT管在开通时间内开通，以对IGBT管进行过压和过流保护。由此，该装置能够根据电源电压的变化给定合适的开通时间，从而限定IGBT管的电压电流，避免IGBT管过压过流烧毁，能够更加准确快速地保护IGBT管，并且不影响用户的体验。

基于上述实施例，本发明实施例还提出了一种电磁加热系统中IGBT管的过压过流保护方法。

图5是根据本发明实施例的电磁加热系统中IGBT管的过压过流保护方法的流程图。电磁加热系统包括由谐振电感、谐振电容和IGBT管构成的谐振模块、为谐振模块提供电源电压的电源模块以及驱动IGBT管的驱动电路。如图5所示，过压过流保护方法包括以下步骤：

S1：采集电源模块提供的电源电压以生成电压检测信号。

S2：根据检测电压获取当前电源电压的等级，并根据当前电源电压的等级获取IGBT管的开通时间，以及根据IGBT管的开通时间通过驱动电路控制IGBT管在开通时间内开通，以对IGBT管进行过压和过流保护。

需要说明的是，在谐振参数不变即谐振电感和谐振电容不变的情况下，IGBT管的电压和电流均与电源电压和IGBT管的开通时间有关，这样，通过电源电压获取合适的开通时间，即可控制IGBT管的电压和电流，从而保证电压和电流在可控范围内。

还需说明的是，在本发明实施例中，可将电源电压划分为多个等级，每个电源电压对应一个等级，电磁加热系统可预存一个电源电压等级表，这样在获取检测电压之后通过对比电源电压等级表即可获取当前电源电压的等级。并且，电磁加热系统内还可预存电源电压与开通时间之间的对应关系，这样获取电源电压之后通过比较对应关系即可获取开通时间，其中，电源电压与开通时间之间的对应关系可根据IGBT管的规格设计。

具体而言，在电磁加热系统工作过程中，可实时采集电源电压并根据电源电压输出检测电压0，之后根据检测电压能够快速获取当前电源电压的等级，根据当前电源电压的等级对IGBT管电压电流的危害程度来确定IGBT管的开通时间。

由此，本发明实施例的IGBT管的过压过流保护方法依据多个电源电压等级制定多个合适的IGBT管的开通时间，以达到控制IGBT管的电压和电流的目的，避免IGBT管过压过流烧毁。并且，本发明实施例在市电一进来就提前进行保护，与相关技术中过压后进行保护的方案相比，保护时间大大提前，可以更快更准确保护IGBT管。此外，通过分级的方式确定开通时间，可在提升可靠性的同时避免影响用户的使用效果。

根据本发明的一个实施例，电磁加热系统中可预存有第一电压等级表和第二电压等级表，其中，可通过查询第一电压等级表获取IGBT管的第一开通时间以控制IGBT管开通第一开通时间，对IGBT管进行过流保护；可通过查询第二电压等级表获取IGBT管的第二开通时间以控制IGBT管开通第二开通时间，对IGBT管进行过压保护。

根据本发明的另一个实施例，可根据以下公式获取IGBT管的第一开通时间以对IGBT管进行过流保护：IL(max)＝U*dt/L,由此可进一步得到T1＝IL(max)*L/U，其中，IL(max)为IGBT管Q1的最大电流值，U为电源电压，L为谐振电感L1的电感值，T1为第一开通时间。

并且，可根据以下公式获取IGBT管的第二开通时间以对IGBT管进行过压保护：Uigbt(max)＝U+IL(max)*dtc/C,由此进一步可得到T2＝[Uigbt(max)-U]*C/IL(max)，其中，Uigbt(max)为IGBT管Q1的最大电压值，U为电源电压，C为谐振电容C1的电容值，tc为谐振电容C1的充电时间，IL(max)为IGBT管Q1的最大电流值，T2为第二开通时间。其中，IL(max)＝U*dt/L，L为谐振电感L1的电感值。

综上所述，根据本发明实施例提出的电磁加热系统中IGBT管的过压过流保护方法，在采集电源模块提供的电源电压以生成检测电压之后，根据检测电压获取当前电源电压的等级，并根据当前电源电压的等级获取IGBT管的开通时间，以及根据IGBT管的开通时间通过驱动电路控制IGBT管在开通时间内开通，以对IGBT管进行过压和过流保护。由此，该方法能够根据电源电压的变化给定合适的开通时间，从而限定IGBT管的电压电流，避免IGBT管过压过流烧毁，能够更加准确快速地保护IGBT管，并且不影响用户的体验。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种电磁加热系统中IGBT管的过压过流保护装置，其特征在于，所述电磁加热系统包括由谐振电感、谐振电容和IGBT管构成的谐振模块、为所述谐振模块提供电源电压的电源模块以及驱动所述IGBT管的驱动电路，所述过压过流保护装置包括：

电压采集模块，所述电压采集模块用于采集所述电源模块提供的电源电压以生成检测电压；以及

控制模块，所述控制模块分别与所述电压采集模块和所述驱动电路相连，所述控制模块用于根据所述检测电压获取当前电源电压的等级，并根据所述当前电源电压的等级获取所述IGBT管的开通时间，以及根据所述IGBT管的开通时间通过所述驱动电路控制所述IGBT管在所述开通时间内开通，以对所述IGBT管进行过压和过流保护；

其中，所述控制模块还用于获取所述IGBT管的第一开通时间以对所述IGBT管进行过流保护，并获取所述IGBT管的第二开通时间以对所述IGBT管进行过压保护，所述IGBT管的开通时间通过在所述第一开通时间和所述第二开通时间的基础上进行测试修正得到；其中，基于所述IGBT管规格下的最大电流确定所述电源电压与所述第一开通时间之间的关系，基于IGBT管规格下的最大电压确定所述电源电压与所述第二开通时间之间的关系；

其中，所述控制模块中预存有第一电压等级表和第二电压等级表，其中，

所述控制模块通过查询所述第一电压等级表获取所述IGBT管的第一开通时间；

所述控制模块通过查询所述第二电压等级表获取所述IGBT管的第二开通时间；

或者，所述控制模块根据以下公式获取所述IGBT管的第一开通时间：

T1＝IL(max)*L/U

其中，IL(max)为所述IGBT管的最大电流值，U为所述电源电压，L为所述谐振电感的电感值，T1为所述第一开通时间；

所述控制模块根据以下公式获取所述IGBT管的第二开通时间：

T2＝ [Uigbt(max)- U]*C/ IL (max)

其中，Uigbt(max)为所述IGBT管的最大电压值，U为所述电源电压，C为所述谐振电容的电容值，IL(max)为所述IGBT管的最大电流值，T2为所述第二开通时间。

2.如权利要求1所述的IGBT管的过压过流保护装置，其特征在于，所述电压采集模块包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端与所述电源模块的正直流端相连，其中，所述电源模块的负直流端接地；

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连，所述第二电阻的另一端接地，其中，所述第二电阻与所述第一电阻之间具有第一节点，所述第一节点与所述控制模块相连。

3.如权利要求2所述的IGBT管的过压过流保护装置，其特征在于，所述电压采集模块还包括：

第一电容，所述第一电容的一端与所述第一节点相连，所述第一电容的另一端接地。

4.一种电磁加热系统中IGBT管的过压过流保护方法，其特征在于，电磁加热系统包括由谐振电感、谐振电容和IGBT管构成的谐振模块、为所述谐振模块提供电源电压的电源模块以及驱动所述IGBT管的驱动电路，所述过压过流保护方法包括以下步骤：

采集所述电源模块提供的电源电压以生成电压检测信号；以及

根据所述电压检测信号获取当前电源电压的等级，并根据所述当前电源电压的等级获取所述IGBT管的开通时间，以及根据所述IGBT管的开通时间通过所述驱动电路控制所述IGBT管在所述开通时间内开通，以对所述IGBT管进行过压和过流保护；

其中，所述过压过流保护方法还包括，根据所述当前电源电压的等级获取所述IGBT管的第一开通时间以对所述IGBT管进行过流保护，并根据所述当前电源电压的等级获取所述IGBT管的第二开通时间以对所述IGBT管进行过压保护，所述IGBT管的开通时间通过在所述第一开通时间和所述第二开通时间的基础上进行测试修正得到；其中，基于所述IGBT管规格下的最大电流确定所述电源电压与所述第一开通时间之间的关系，基于IGBT管规格下的最大电压确定所述电源电压与所述第二开通时间之间的关系；

其中，所述电磁加热系统中预存有第一电压等级表和第二电压等级表，其中，

通过查询所述第一电压等级表获取所述IGBT管的第一开通时间；

通过查询所述第二电压等级表获取所述IGBT管的第二开通时间；

或者，根据以下公式获取所述IGBT管的第一开通时间：

T1＝IL(max)*L/U

其中，IL(max)为所述IGBT管的最大电流值，U为所述电源电压，L为所述谐振电感的电感值，T1为所述第一开通时间；

根据以下公式获取所述IGBT管的第二开通时间：

T2＝ [Uigbt(max)- U]*C/ IL (max)

其中，Uigbt(max)为所述IGBT管的最大电压值，U为所述电源电压，C为所述谐振电容的电容值，IL(max)为所述IGBT管的最大电流值，T2为所述第二开通时间。