CN106470507A - 电磁加热系统及其浪涌检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁加热系统及其浪涌检测装置，电磁加热系统包括IGBT管、谐振模块和用于将输入的交流电源转换成第一直流电以供给谐振模块的第一整流模块，浪涌检测装置包括：与输入的交流电源相连的第二整流模块，第二整流模块将输入的交流电源转换成第二直流电；与第二整流模块的输出端相连的过零检测及过零区间浪涌检测模块，过零检测及过零区间浪涌检测模块检测第二直流电的电压以获取交流电源的过零状态区间，并在交流电源的过零状态区间内如果第二直流电发生浪涌时生成第三检测信号；控制模块，控制模块在交流电源的过零状态区间内根据第三检测信号对IGBT管进行浪涌保护，从而实现市电过零区间的浪涌检测，使得浪涌保护更加全面可靠性。

Description

电磁加热系统及其浪涌检测装置

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的浪涌检测装置以及一种具有该浪涌检测装置的电磁加热系统。

背景技术

相关的电磁加热系统通常采用以下两种方式进行浪涌检测：

其一是，只检测正向浪涌的正向浪涌检测方式。由于正向浪涌保护电路只能响应正向脉冲的浪涌，无法响应负向脉冲的浪涌，因此，其存在的缺点是，在系统中有负向脉冲的浪涌时，电磁加热系统的某些关键元器件可会被损坏，进而使得电磁加热系统工作出现异常，从而保护不够全面。

其二是，正负浪涌都检测的双向浪涌检测方式。双向浪涌保护电路一般要有三路电压检测电路，根据相邻两路电压翻转的变化检测正负浪涌的发生。然而，这种浪涌检测电路在市电过零处三路检测电压很接近，会出现浪涌误保护，因此需要加上过零屏蔽电路以屏蔽过零区间的浪涌检测。但是，其存在的缺点是，过零区间浪涌检测出现盲区，浪涌检测的可靠性有所下降。

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的浪涌检测装置，该装置可以实现非过零区间和市电过零区间的浪涌无盲区检测。

本发明的另一个目的在于提出一种电磁加热系统。为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种电磁加热系统的浪涌检测装置，所述电磁加热系统包括IGBT管、谐振模块和用于将输入的交流电源转换成第一直流电以供给所述谐振模块的第一整流模块，所述浪涌检测装置包括：第二整流模块，所述第二整流模块的输入端与所述输入的交流电源相连，所述第二整流模块将所述输入的交流电源转换成第二直流电；过零检测及过零区间浪涌检测模块，所述过零检测及过零区间浪涌检测模块与所述第二整流模块的输出端相连，所述过零检测及过零区间浪涌检测模块检测所述第二直流电的电压以获取所述交流电源的过零状态区间，并在所述交流电源的过零状态区间内如果所述第二直流电发生浪涌时生成第三检测信号；控制模块，所述控制模块与所述过零检测及过零区间浪涌检测模块相连，所述控制模块在所述交流电源的过零状态区间内根据所述第三检测信号对所述IGBT管进行浪涌保护。

根据本发明实施例提出的电磁加热系统的浪涌检测装置，控制模块在交流电源的过零状态区间内根据第三检测信号对IGBT管进行浪涌保护，从而实现市电过零区间的浪涌检测，使得浪涌保护更加全面可靠性，并且该装置电路结构精简。

进一步地，根据本发明的一个实施例，所述的电磁加热系统的浪涌检测装置，还包括：第二检测模块，所述第二检测模块分别与所述第二整流模块的输出端和所述控制模块相连，所述第二检测模块检测所述第二直流电的电压以在所述第二直流电发生正向浪涌时生成第二检测信号，其中，所述控制模块用于在所述交流电源未处于所述过零状态区间时根据所述第二检测信号对所述IGBT管进行浪涌保护。

更进一步地，根据本发明的一个实施例，所述的电磁加热系统的浪涌检测装置还包括：第一检测模块，所述第一检测模块分别与所述IGBT管的C极和所述控制模块相连，所述第一检测模块检测所述IGBT管的C极的电压以在所述第一直流电发生负向浪涌时生成第一检测信号，其中，所述控制模块用于在所述交流电源未处于所述过零状态区间时根据所述第一检测信号对所述IGBT管进行浪涌保护。

具体地，根据本发明的一个实施例，在每个加热谐振周期内，所述控制模块具体用于获取所述第一检测模块检测到的多个所述IGBT管的C极的电压，并获取所述多个IGBT管的C极的电压中的最大电压值，如果上一加热谐振周期的最大电压值与当前加热谐振周期的最大电压值之间的差值大于预设阈值，则所述控制模块判断所述第一直流电发生负向浪涌，并对所述IGBT管进行浪涌保护。

根据本发明的一个具体实施例，所述过零检测及过零区间浪涌检测模块，包括：第一电阻单元和第一电容，所述第一电阻单元的一端与所述第二整流模块的输出端相连，所述第一电容与所述第一电阻单元并联；第二电阻单元，所述第二电阻单元的一端与所述第一电阻单元的另一端相连；第一电阻和第二电容，所述第一电阻的一端与所述第二电阻单元的另一端相连，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电容与所述第一电阻并联，其中，所述第一电阻与所述第二电阻单元之间具有第一节点，所述第一节点作为所述过零检测及过零区间浪涌检测模块的输出端与所述控制模块相连；第一二极管，所述第一二极管的阴极与预设电源相连，所述第一二极管的阳极与所述第一节点相连。

进一步地，所述第二检测模块包括：第三电阻单元，所述第三电阻单元的一端与所述第二整流模块的输出端相连；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第三电阻单元的另一端相连；第三电阻和第三电容，所述第三电阻的一端与所述第二电阻的另一端相连，所述第三电阻的另一端接地，所述第三电容与所述第三电阻并联；第四电阻，所述第四电阻的一端分别与所述第二电阻的一端和所述第三电阻单元的另一端相连；第四电阻单元和第四电容，所述第四电阻单元的一端与所述第四电阻的另一端相连，所述第四电阻单元的另一端接地，所述第四电容与所述第四电阻单元并联；其中，所述第二电阻与所述第三电阻之间具有第二节点，所述第四电阻与所述第四电阻单元之间具有第三节点，所述第二节点和所述第三节点分别作为所述第二检测模块的第一输出端和第二输出端与所述控制模块相连。

进一步地，所述第一检测模块包括：第五电阻，所述第五电阻的一端与所述IGBT管的C极相连；第五电阻单元和第五电容，所述第五电阻单元的一端与所述第五电阻的另一端相连，所述第五电阻单元的另一端接地，所述第五电容与所述第五电阻单元并联，其中，所述第五电阻与所述第五电阻单元之间具有第四节点，所述第四节点作为所述第一检测模块的输出端与所述控制模块相连；第二二极管，所述第二二极管的阴极与预设电源相连，所述第二二极管的阳极与所述第四节点相连。

根据本发明一个具体实施例，所述控制模块包括：第一比较器，所述第一比较器的反相输入端与预设电源相连，所述第一比较器的正相输入端与所述过零检测及过零区间浪涌检测模块的输出端相连；第二比较器，所述第二比较器的反相输入端与所述第二检测模块的第一输出端相连，所述第二比较器的正相输入端与所述第二检测模块的第二输出端相连；AD转换单元，所述AD转换单元的模拟信号端与所述第一检测模块的输出端相连；控制单元，所述控制单元分别与所述第一比较器的输出端、所述第二比较器的输出端和所述AD转换单元的数字信号端相连。

进一步地，所述第二整流模块包括：第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述交流电源的第一输出端相连；第四二极管，所述第四二极管的阳极与所述交流电源的第二输出端相连，所述第四二极管的阴极与所述第三二极管的阴极相连后分别与所述第二检测模块和过零检测及过零区间浪涌检测模块相连。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种电磁加热系统，包括所述的电磁加热系统的浪涌检测装置。

根据本发明实施例提出的电磁加热系统，通过上述的电磁加热系统的浪涌检测装置，可实现市电过零区间的浪涌检测，使得浪涌保护更加全面可靠。

附图说明

图1是根据本发明实施例的电磁加热系统的浪涌检测装置的方框示意图；

图2是根据本发明一个具体实施例的正向浪涌的波形示意图；

图3是根据本发明一个具体实施例的负向浪涌的波形示意图；

图4是图3的波形展开图；

图5是根据本发明一个具体实施例的过零状态区间的波形示意图；

图6是根据本发明一个具体实施例的IGBT管的C极电压的波形示意图；

图7是根据本发明一个具体实施例的电磁加热系统的浪涌检测装置的电路原理图；

图8是图7中控制模块的示意图；

图9是图7中过零检测及过零区间浪涌检测模块的电路原理图；

图10是图7中第二检测模块的电路原理图；

图11是图7中第一检测模块的电路原理图；

图12是根据本发明一个具体实施例的电磁加热系统的浪涌检测装置中控制模块的电路原理图；

图13是图7中第二整流模块的电路原理图；

图14是图7中第一整流模块的电路原理图；以及

图15是根据本发明实施例的电磁加热系统的浪涌检测方法的流程图。

附图标记：

浪涌检测装置10、谐振模块20、第一整流模块30、IGBT管40、第一检测模块101、第二整流模块102、第二检测模块103、过零检测及过零区间浪涌检测模块104和、控制模块105和交流电源AC；

第一电阻单元41、第一电容C1、第二电阻单元42、第一电阻R1、第二电容C2和第一二极管D1；

第三电阻单元31、第二电阻R2、第三电阻R3、第三电容C3、第四电阻R4、第四电阻单元32和第四电容C4；

第五电阻R5、第五电阻单元11、第五电容C5和第二二极管D2；

第一比较器51、第二比较器52、AD转换单元53和控制单元54；

第三二极管D3和第四二极管D4；

AC/DC转换单元301、滤波电感L30和滤波电容C30。

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的浪涌检测装置、具有该浪涌检测装置的电磁加热系统以及电磁加热系统的浪涌检测方法。

图1是根据本发明实施例的电磁加热系统的浪涌检测装置的方框示意图。如图1所示，电磁加热系统包括谐振模块20、第一整流模块30和IGBT管40，其中，第一整流模块30用于将输入的交流电源AC例如市电转换成第一直流电以供给谐振模块20，谐振模块20可包括并联的谐振电容和谐振线圈，IGBT管40的C极(集电极)与谐振模块20的输出端相连，IGBT管40的E极(发射极)接地。

浪涌检测装置10包括：第二整流模块102、过零检测及过零区间浪涌检测模块104和控制模块105。其中，第二整流模块102的输入端与输入的交流电源AC相连，第二整流模块102将输入的交流电源AC转换成第二直流电；过零检测及过零区间浪涌检测模块104与第二整流模块102的输出端相连，过零检测及过零区间浪涌检测模块104检测第二直流电的电压以获取交流电源的过零状态区间，并在交流电源的过零状态区间内如果第二直流电发生浪涌时生成第三检测信号。

控制模块105与过零检测及过零区间浪涌检测模块104相连，控制模块105还与IGBT管40的G极(栅极)相连，控制模块105在交流电源AC的过零状态区间内根据第三检测信号对IGBT管40进行浪涌保护。也就是说，控制模块105可接收过零检测及过零区间浪涌检测模块104发送过来的第三检测信号，并且可根据第三检测信号向IGBT管40输出PWM控制信号。

具体地，在本发明实施例中，当控制模块105对IGBT管40进行浪涌保护时，控制模块105可向IGBT管40的G极输出低电平信号，以控制IGBT管40关断。

进一步地，根据图1的实施例，浪涌检测装置10还包括：第二检测模块103。其中，第二检测模块103分别与第二整流模块102的输出端和控制模块105相连，第二检测模块103用于检测第二直流电的电压以在第二直流电发生正向浪涌时生成第二检测信号，控制模块105用于在交流电源AC未处于过零状态区间时根据第二检测信号对IGBT管40进行浪涌保护。也就是说，控制模块105可接收第二检测模块103发送过来的第二检测信号，并根据第二检测信号可向IGBT管40的G极输出PWM控制信号。

需要说明的是，在正向浪涌发生时，整流后的交流电源AC的电压会大幅度的上升,即第二直流电的电压迅速上升。具体地，如图2所示，曲线2a为第二直流电的电压波形，曲线2b为IGBT管的G极电压的波形，反映PWM控制信号的变化，当第二直流电的电压迅速上升时，PWM控制信号相应的由高电平变为低电平，迅速关断IGBT管。

进一步地，根据图1的实施例，浪涌检测装置10还包括：第一检测模块101。其中，第一检测模块101分别与IGBT管40的C极(集电极)和控制模块105相连，第一检测模块101用于检测IGBT管40的C极的电压以在第一直流电发生负向浪涌时生成第一检测信号，控制模块105用于在交流电源AC未处于过零状态区间时根据第一检测信号对IGBT管40进行浪涌保护。也就是说，控制模块105可接收第一检测模块101发送过来的第一检测信号，并根据第一检测信号可向IGBT管40的G极输出PWM控制信号。

需要说明的是，在负向浪涌发生时，整流后的交流电源AC的电压会大幅度的下降，即第一直流电的电压迅速降低，相应地，IGBT管40的C极电压也将迅速降低。具体地，如图3和图4所示，曲线3a为IGBT管的C极的电压波形，曲线3b为IGBT管的G极电压的波形，图4是图3的波形展开图，当IGBT管的C极电压迅速下降时，PWM控制信号相应的由高电平变为低电平，迅速关断IGBT管。

在电磁加热系统加热过程中，当输入的交流电源AC正常(无浪涌发生)时，控制模块105获取第一检测模块101、第二检测模块103和过零检测及过零区间浪涌检测模块104输出的信号，此时，过零检测及过零区间浪涌检测模块104处于过零检测模式，用于检测整流之后的交流电源AC波形的过零状态。

之后，如果控制模块105接收到第一检测信号或第二检测信号且接收到过零检测及过零区间浪涌检测模块104发送的非过零信号，则判断在非过零状态区间发生负向或正向浪涌，控制模块105控制IGBT管40关断。

如果控制模块105接收到过零检测及过零区间浪涌检测模块104发送的过零信号，则判断整流之后的交流电源AC波形处于过零状态，此时过零检测及过零区间浪涌检测模块104处于浪涌检测模式，控制模块105屏蔽第一检测模块101和第二检测模块103浪涌检测，仅根据过零检测及过零区间浪涌检测模块104输出的信号判断是否发生浪涌，从而避免误响应，如果控制模块105接收到第三检测信号，则判断在过零状态区间发生浪涌，控制IGBT管40关断。

由此，本发明实施例提出的电磁加热系统的浪涌检测装置，控制模块在交流电源的过零状态区间内根据第三检测信号对IGBT管进行浪涌保护，从而实现市电过零区间的浪涌检测，并在交流电源未处于过零状态区间时根据第一检测信号和第二检测信号对IGBT管进行浪涌保护，从而实现非过零区间的正负浪涌检测，由此可实现正负浪涌和市电过零区间的无盲区浪涌检测，浪涌保护可靠性更高，并且该装置电路结构精简。

另外，根据本发明的一个具体实施例，过零状态区间可持续预设时间。如图5所示，曲线5a为交流电源AC的波形，曲线5b为过零检测及过零区间浪涌检测模块104输出的过零取样信号的波形，曲线5c为预设的基准电压的波形，曲线5d为过零状态的波形。具体而言，当过零取样信号的电压下降至基准电压时，过零状态的波形由高电平变为低电平，控制模块105中的定时器开始计时，在过零状态的波形处于低电平期间，交流电源AC处于过零状态区间，控制模块105屏蔽第一检测模块101和第二检测模块103的浪涌检测功能，使能过零检测及过零区间浪涌检测模块104的浪涌检测功能。在定时器的计时时间达到预设时间时，过零状态的波形由低电平变为高电平，交流电源AC未处于过零状态区间，控制模块105重新使能第一检测模块101和第二检测模块103的浪涌检测功能，并使能过零检测及过零区间浪涌检测模块104的过零检测功能，但禁止过零检测及过零区间浪涌检测模块104的浪涌检测功能。由此，浪涌检测无过零盲区。

下面对本发明实施例的负向浪涌的判断方法进行详细描述。

具体地，根据本发明的一个实施例，在每个加热谐振周期内，控制模块105具体用于获取第一检测模块101检测到的多个IGBT管的C极的电压，并获取多个IGBT管的C极的电压中的最大电压值，如果上一加热谐振周期的最大电压值与当前谐振加热周期的最大电压值之间的差值大于预设阈值，则控制模块105判断第一直流电发生负向浪涌，并对IGBT管40进行浪涌保护。

需要说明的是，IGBT管40的一开一关为一个谐振加热周期。如图6所示，曲线6a为IGBT管的C极电压的波形，曲线6b为IGBT管的G极的驱动信号波形，反映控制模块105输出的PWM控制信号的变化，当PWM控制信号处于高电平时，IGBT管40的开通，C极电压接近于零；当PWM控制信号处于低电平时，IGBT管40的关断，C极电压的变化如图6中曲线6a所示，由此构成一个谐振加热周期。并且，如上所述，在每个谐振加热周期，IGBT管C极电压的最大电压值存在于IGBT管40关断期间，故控制模块105可在IGBT管40关断期间检测到IGBT管的C极的电压。

具体而言，在电磁加热系统加热过程中，使能第一检测模块101的电压检测功能，第一检测模块101读取IGBT的C极电压，并保存到控制模块105的数据存储器里。在每一个IGBT管40关断期间内，均以预设频率读取IGBT管的C极电压，保存每个谐振加热周期的最大电压Un；当上一个谐振加热周期的最大电压Un-1减去当前读取的最大电压Un的差值大于预设阈值时，判断发生负向浪涌，则控制模块105关断IGBT管40，电磁加热系统停止加热。

下面结合图7-图14对本发明实施例的浪涌检测装置10的电路结构进行详细描述。

根据本发明的一个具体实施例，如图7和图9所示，过零检测及过零区间浪涌检测模块104包括：第一电阻单元41、第一电容C1、第二电阻单元42、第一电阻R1、第二电容C2和第一二极管D1。

其中，第一电阻单元41的一端与第二整流模块102的输出端相连，第一电容C1与第一电阻单元41并联；第二电阻单元42的一端与第一电阻单元41的另一端相连；第一电阻R1的一端与第二电阻单元42的另一端相连，第一电阻R1的另一端接地，第二电容C2与第一电阻R1并联，其中，第一电阻R1与第二电阻单元42之间具有第一节点，第一节点作为过零检测及过零区间浪涌检测模块104的输出端与控制模块105相连；第一二极管D1的阴极与预设电源例如+5V的直流电源相连，第一二极管D1的阳极与第一节点相连。

具体地，第一电阻单元41可包括两个相互串联的电阻，第二电阻单元42可包括三个相互串联的电阻。另外，第一节点作为过零检测及过零区间浪涌检测模块104的输出端可与控制模块105的zerocross端口相连。

进一步地，如图7和图10所示，第二检测模块103包括：第三电阻单元31、第二电阻R2、第三电阻R3、第三电容C3、第四电阻R4、第四电阻单元32和第四电容C4。

其中，第三电阻单元31的一端与第二整流模块102的输出端相连；第二电阻R2的一端与第三电阻单元31的另一端相连；第三电阻R3的一端与第二电阻R2的另一端相连，第三电阻R3的另一端接地，第三电容C3与第三电阻R3并联；第四电阻R4的一端分别与第二电阻R2的一端和第三电阻单元31的另一端相连,即第四电阻R4的一端与第二电阻R2和第三电阻单元31的公共端相连；第四电阻单元32的一端与第四电阻R4的另一端相连，第四电阻单元32的另一端接地，第四电容C4与第四电阻单元32并联；其中，第二电阻R2与第三电阻R3之间具有第二节点，第四电阻R4与第四电阻单元32之间具有第三节点，第二节点和第三节点分别作为第二检测模块103的第一输出端和第二输出端与控制模块105相连。

具体地，第三电阻单元31可包括两个相互串联的电阻，第四电阻单元32包括两个串联的电阻。另外，第二节点作为第二检测模块103的第一输出端可与控制模块105的AC端口相连，第三节点作为第二检测模块103的第二输出端可与控制模块105的H端口相连。

进一步地，如图7和图11所示，第一检测模块101包括：第五电阻R5、第五电阻单元11、第五电容C5和第二二极管D2。

其中，第五电阻R5的一端与IGBT管40的C极相连；第五电阻单元11的一端与第五电阻R5的另一端相连，第五电阻单元11的另一端接地，第五电容R5与第五电阻单元11并联，其中，第五电阻R5与第五电阻单元11之间具有第四节点，第四节点作为第一检测模块101的输出端与控制模块105相连；第二二极管D2的阴极与预设电源例如+5V的直流电源相连，第二二极管D2的阳极与第四节点相连。

具体地，第五电阻单元11可包括两个相互串联的电阻，第五电阻R5的一端可通过电磁加热系统的同步电路中的电阻Rx与IGBT管40的C极相连。另外，第四节点作为第一检测模块101的第一输出端可与控制模块105的VC端口相连。

根据本发明一个具体实施例，如图12所示，第一检测模块101具有一个输出端，第二检测模块103具有第一输出端和第二输出端，过零检测及过零区间浪涌检测模块104具有一个输出端，控制模块105包括：第一比较器51、第二比较器52、AD转换单元53和控制单元54。

其中，第一比较器51的反相输入端与预设电源例如+5V的直流电源相连，第一比较器51的正相输入端与过零检测及过零区间浪涌检测模块104的输出端相连；第二比较器52的反相输入端与第二检测模块103的第一输出端相连，第二比较器52的正相输入端与第二检测模块103的第二输出端相连；AD转换单元53的模拟信号端与第一检测模块101的输出端相连，AD转换单元53用于将第一检测模块101检测到的模拟电压信号转换为数字电压信号；控制单元54分别与第一比较器51的输出端、第二比较器52的输出端和AD转换单元53的数字信号端相连。

进一步地，如图7和图13所示，输入的交流电源AC具有第一输出端(火线L)和第二输出端(零线N)，第二整流模块102包括：第三二极管D3和第四二极管D4。

其中，第三二极管D3的阳极作为第二整流模块102的第一输入端与交流电源AC的第一输出端相连；第四二极管D4的阳极作为第二整流模块102的第二输入端与交流电源AC的第二输出端相连，第四二极管D4的阴极与第三二极管D3的阴极相连后作为第二整流模块102的输出端，分别与第二检测模块103和过零检测及过零区间浪涌检测模块104相连。

进一步地，如图7和图14所示，第一整流模块30包括AC/DC转换单元301、滤波电感L30和滤波电容C30。

其中，AC/DC转换单元301的第一输入端与交流电源AC的第一输出端相连，AC/DC转换单元301的第二输入端与交流电源AC的第二输出端相连；滤波电感L30的一端与AC/DC转换单元301的第一输出端相连，其中，AC/DC转换单元301的第二输出端接地；滤波电容C30的一端与滤波电感L30的另一端相连，滤波电容C30的另一端接地，滤波电容C30与滤波电感L30之间具有第五节点，第五节点与谐振模块20的输入端相连。

如上所述，在电磁加热系统加热过程中，过零检测及过零区间浪涌检测模块104可检测整流之后的电网电压波形的过零状态，如果整流之后的电网电压波形未处于过零状态区间，则第一节点输出的信号将不会触发第一比较器51输出低电平的过零状态标志，即此时第一比较器51输出高电平。如果整流之后的电网电压波形处于过零状态区间，则第一节点输出的信号将触发第一比较器51输出低电平的过零状态标志。

在未处于过零状态区间的情况下，当输入的交流电源AC正常(无浪涌发生)时，第二检测模块103输出的电压总存在以下关系：第二输出端的电压大于第一输出端的电压，第二比较器52输出高电平，不会触发控制单元54的浪涌保护动作。当正向浪涌发生时，由于第三电容C3和第四电容C4的滤波和选频的作用，第二输出端的电压将会小于第一输出端的电压，第二比较器52输出低电平，触发控制单元54产生正向浪涌保护动作，即控制单元54控制IGBT管40关断。

并且，在未处于过零状态区间的情况下，控制单元54通过AD转换单元53获取IGBT管的C极的电压值，当输入的交流电源AC正常(无浪涌发生)时，上一谐振加热周期的最大电压值与当前谐振加热周期的最大电压值之间的差值会小于或等于预设阈值，不会触发控制单元54的浪涌保护动作。当负向浪涌发生时，上一谐振加热周期的最大电压值与当前谐振加热周期的最大电压值之间的差值将大于预设阈值，触发控制单元54的浪涌保护动作。

在处于过零状态区间(第一节点输出的过零信号触发第一比较器51产生低电平)的情况下，控制单元54使能浪涌检测屏蔽标志，以屏蔽过零状态区间内第二比较器52的浪涌保护，防止第二比较器52误响应，使得第二比较器52的浪涌保护在过零状态区间内不起作用。同时，控制单元54使能第一比较器51的浪涌检测功能，在过零状态区间内发生浪涌时，由于第一电容C1的选频作用，第一电阻单元41中的两个电阻被瞬间短路，第一节点的电压迅速升高，第一比较器51的正相输入端电压大于第一比较器51的反相输入端电压，第一比较器51输出高电平，产生浪涌触发信号并输出给控制单元54，控制单元54关断IGBT管40，实现浪涌保护。

由此，本发明实施例的浪涌检测装置10可实现正负浪涌和市电过零区间的无盲区浪涌检测，使得浪涌保护更加全面可靠，并且该装置电路结构精简。

此外，本发明还提出了一种电磁加热系统，包括上述实施例的电磁加热系统的浪涌检测装置。

根据本发明实施例提出的电磁加热系统，通过上述的电磁加热系统的浪涌检测装置，可实现正负浪涌和市电过零区间的无盲区浪涌检测，使得浪涌保护更加全面可靠。

基于上述实施例，本发明又提出了一种电磁加热系统的浪涌检测方法。

图15是根据本发明实施例的电磁加热系统的浪涌检测方法的流程图。电磁加热系统包括第一整流模块、谐振模块、IGBT管和第二整流模块，第一整流模块用于将输入的交流电源转换成第一直流电以供给谐振模块，第二整流模块用于将输入的交流电源转换成第二直流电。如图15所示，该，浪涌检测方法包括以下步骤：

S1：检测第二直流电的电压以获取交流电源的过零状态区间，并在交流电源的过零状态区间内如果第二直流电发生浪涌时生成第三检测信号。

S2：在交流电源的过零状态区间内根据第三检测信号对IGBT管进行浪涌保护。

由此，本发明实施例提出的电磁加热系统的浪涌检测方法，在交流电源的过零状态区间内根据第三检测信号对IGBT管进行浪涌保护，从而实现市电过零区间的浪涌检测，使得浪涌保护更加全面可靠。

进一步地，根据本发明的一个实施例，电磁加热系统的浪涌检测方法还包括：检测第二直流电的电压以在第二直流电发生正向浪涌时生成第二检测信号；在交流电源未处于过零状态区间时根据第二检测信号对IGBT管进行浪涌保护。

更进一步地，根据本发明的一个实施例，电磁加热系统的浪涌检测方法还包括：检测IGBT管的C极的电压以在第一直流电发生负向浪涌时生成第一检测信号；在交流电源未处于过零状态区间时根据第一检测信号对IGBT管进行浪涌保护。

根据本发明的一个具体实施例，在每个控制周期内，根据第一检测信号对IGBT管进行浪涌保护具体包括：获取所述第一检测模块检测到的多个所述IGBT管的C极的电压，并获取所述多个IGBT管的C极的电压中的最大电压值；如果上一控制周期的最大电压值与当前控制周期的最大电压值之间的差值大于预设阈值，则判断所述第一直流电发生负向浪涌，并对所述IGBT管进行浪涌保护。

由此，本发明实施例提出的电磁加热系统的浪涌检测方法，在交流电源的过零状态区间内根据第三检测信号对IGBT管进行浪涌保护，从而实现市电过零区间的浪涌检测，并在交流电源未处于过零状态区间时根据第一检测信号和第二检测信号对IGBT管进行浪涌保护，从而实现非过零区间的正负浪涌检测，由此可实现正负浪涌和市电过零区间的无盲区浪涌检测，使得浪涌保护更加全面可靠。

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 (10)

1.一种电磁加热系统的浪涌检测装置，其特征在于，所述电磁加热系统包括IGBT管、谐振模块和用于将输入的交流电源转换成第一直流电以供给所述谐振模块的第一整流模块，所述浪涌检测装置包括：

第二整流模块，所述第二整流模块的输入端与所述输入的交流电源相连，所述第二整流模块将所述输入的交流电源转换成第二直流电；

过零检测及过零区间浪涌检测模块，所述过零检测及过零区间浪涌检测模块与所述第二整流模块的输出端相连，所述过零检测及过零区间浪涌检测模块检测所述第二直流电的电压以获取所述交流电源的过零状态区间，并在所述交流电源的过零状态区间内如果所述第二直流电发生浪涌时生成第三检测信号；

控制模块，所述控制模块与所述过零检测及过零区间浪涌检测模块相连，所述控制模块在所述交流电源的过零状态区间内根据所述第三检测信号对所述IGBT管进行浪涌保护。

2.如权利要求1所述的电磁加热系统的浪涌检测装置，其特征在于，还包括：

第二检测模块，所述第二检测模块分别与所述第二整流模块的输出端和所述控制模块相连，所述第二检测模块检测所述第二直流电的电压以在所述第二直流电发生正向浪涌时生成第二检测信号，其中，所述控制模块用于在所述交流电源未处于所述过零状态区间时根据所述第二检测信号对所述IGBT管进行浪涌保护。

3.如权利要求2所述的电磁加热系统的浪涌检测装置，其特征在于，还包括：

第一检测模块，所述第一检测模块分别与所述IGBT管的C极和所述控制模块相连，所述第一检测模块检测所述IGBT管的C极的电压以在所述第一直流电发生负向浪涌时生成第一检测信号，其中，所述控制模块用于在所述交流电源未处于所述过零状态区间时根据所述第一检测信号对所述IGBT管进行浪涌保护。

4.如权利要求3所述的电磁加热系统的浪涌检测装置，其特征在于，在每个谐振加热周期内，所述控制模块具体用于获取所述第一检测模块检测到的多个所述IGBT管的C极的电压，并获取所述多个IGBT管的C极的电压中的最大电压值，如果上一谐振加热周期的最大电压值与当前谐振加热周期的最大电压值之间的差值大于预设阈值，则所述控制模块判断所述第一直流电发生负向浪涌，并对所述IGBT管进行浪涌保护。

5.如权利要求1所述的电磁加热系统的浪涌检测装置，其特征在于，所述过零检测及过零区间浪涌检测模块，包括：

第一电阻单元和第一电容，所述第一电阻单元的一端与所述第二整流模块的输出端相连，所述第一电容与所述第一电阻单元并联；

第二电阻单元，所述第二电阻单元的一端与所述第一电阻单元的另一端相连；

第一电阻和第二电容，所述第一电阻的一端与所述第二电阻单元的另一端相连，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电容与所述第一电阻并联，其中，所述第一电阻与所述第二电阻单元之间具有第一节点，所述第一节点作为所述过零检测及过零区间浪涌检测模块的输出端与所述控制模块相连；以及

第一二极管，所述第一二极管的阴极与预设电源相连，所述第一二极管的阳极与所述第一节点相连。

6.如权利要求2所述的电磁加热系统的浪涌检测装置，其特征在于，所述第二检测模块，包括：

第三电阻单元，所述第三电阻单元的一端与所述第二整流模块的输出端相连；

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第三电阻单元的另一端相连；

第三电阻和第三电容，所述第三电阻的一端与所述第二电阻的另一端相连，所述第三电阻的另一端接地，所述第三电容与所述第三电阻并联；

第四电阻，所述第四电阻的一端分别与所述第二电阻的一端和所述第三电阻单元的另一端相连；

第四电阻单元和第四电容，所述第四电阻单元的一端与所述第四电阻的另一端相连，所述第四电阻单元的另一端接地，所述第四电容与所述第四电阻单元并联；

其中，所述第二电阻与所述第三电阻之间具有第二节点，所述第四电阻与所述第四电阻单元之间具有第三节点，所述第二节点和所述第三节点分别作为所述第二检测模块的第一输出端和第二输出端与所述控制模块相连。

7.如权利要求3所述的电磁加热系统的浪涌检测装置，其特征在于，所述第一检测模块，包括：

第五电阻，所述第五电阻的一端与所述IGBT管的C极相连；

第五电阻单元和第五电容，所述第五电阻单元的一端与所述第五电阻的另一端相连，所述第五电阻单元的另一端接地，所述第五电容与所述第五电阻单元并联，其中，所述第五电阻与所述第五电阻单元之间具有第四节点，所述第四节点作为所述第一检测模块的输出端与所述控制模块相连；以及

第二二极管，所述第二二极管的阴极与预设电源相连，所述第二二极管的阳极与所述第四节点相连。

8.如权利要求3所述的电磁加热系统的浪涌检测装置，其特征在于，所述控制模块包括：

第一比较器，所述第一比较器的反相输入端与预设电源相连，所述第一比较器的正相输入端与所述过零检测及过零区间浪涌检测模块的输出端相连；

第二比较器，所述第二比较器的反相输入端与所述第二检测模块的第一输出端相连，所述第二比较器的正相输入端与所述第二检测模块的第二输出端相连；

AD转换单元，所述AD转换单元的模拟信号端与所述第一检测模块的输出端相连；以及

控制单元，所述控制单元分别与所述第一比较器的输出端、所述第二比较器的输出端和所述AD转换单元的数字信号端相连。

9.如权利要求2所述的电磁加热系统的浪涌检测装置，其特征在于，所述交流电源具有第一输出端和第二输出端，所述第二整流模块包括：

第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述交流电源的第一输出端相连；以及

第四二极管，所述第四二极管的阳极与所述交流电源的第二输出端相连，所述第四二极管的阴极与所述第三二极管的阴极相连后分别与所述第二检测模块和过零检测及过零区间浪涌检测模块相连。

10.一种电磁加热系统，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的电磁加热系统的浪涌检测装置。