CN108072063B - 一种电磁加热器功率控制方法和装置及电磁炉 - Google Patents

一种电磁加热器功率控制方法和装置及电磁炉 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电磁加热器功率控制方法和装置及电磁炉，该电磁加热器功率控制方法包括：在电磁加热器工作时，检测其实际脉冲宽度；把该实际脉冲宽度和所需功率相对应的目标脉冲宽度进行比较；以及如果该实际脉冲宽度是在该目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内，根据该实际脉冲宽度生成驱动脉冲，否则修改该实际脉冲宽度，直至实现该实际脉冲宽度是在该目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内，并根据该实际脉冲宽度生成驱动脉冲。本发明可根据不同的功率需求，以设定不同的目标开通脉冲宽度。驱动电路按照该实际脉冲宽度输出脉冲驱动IGBT工作，从而达到在同型号电磁炉和相同功率档位中，不同样本的功率为一致的目的。

Description

一种电磁加热器功率控制方法和装置及电磁炉
技术领域
本发明涉及电磁加热器，具体地，涉及一种电磁加热器的功率控制方法和装置及电磁炉。
背景技术
电磁加热器是采用磁场感应电流的加热原理，即通过电子线路板产生高频电流，由整流电路将输入的交流电变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成高频率为的高频电压，通过螺旋状的磁感应圈，形成高频电磁炉交变磁场，当磁场内的磁力线通过铁磁材料器皿底部，在器皿内产生交变的涡流，使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，使器皿发热，从而达至加热功能。
目前的单管电磁炉在功率控制上是通过给定一个目标电流，然后绝缘栅双极型晶体管(IGBT)驱动电路输出脉冲使实际电流达到目标电流，实现功率的控制，因为电流检测电路容易受到元件本身的误差、湿度、温度、以及磁场干扰的影响，当实际电流达到目标电流时，在同型号电磁炉相同功率档位中，不同样本的功率差异偏差较大，不能实现功率的一致性。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种电磁加热器功率控制方法和装置及电磁炉，其根据不同的功率需求设定不同的目标IGBT开通脉冲宽度，使得IGBT驱动电路按照目标脉冲宽度输出脉冲驱动IGBT工作，从而达到在同型号电磁加热器相同功率档位中，不同样本的功率一致的目的。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种用于电磁加热器的功率控制方法，该方法包括：
在电磁加热器工作时，检测其实际脉冲宽度；
把该实际脉冲宽度和所需功率相对应的目标脉冲宽度进行比较；以及
如果该实际脉冲宽度是在该目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内，根据该实际脉冲宽度生成驱动脉冲，否则修改该实际脉冲宽度，直至实现该实际脉冲宽度是在该目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内，并根据该实际脉冲宽度生成驱动脉冲。
可选的，驱动电路根据该驱动脉冲以驱动IGBT开通，从而对该加热器提供能量。
可选的，该目标脉冲宽度是根据不同的档位功率所设定的。
可选的，如果该实际脉冲宽度大于该目标脉冲宽度，增加该实际脉冲宽度，直至实现该实际脉冲宽度是在该目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内；或如果该实际脉冲宽度少于该目标脉冲宽度，减少该实际脉冲宽度，直至实现该实际脉冲宽度是在该目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内。
可选的，该目标脉冲宽度被存储在第一寄存器中，该实际脉冲宽度被存储在第二寄存器中。
可选的，如果该目标脉冲宽度和该实际脉冲宽度的比较为不等同，修改在该第二寄存器中的实际脉冲宽度，直至实现该实际脉冲宽度是在该目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内。
相应地，本发明实施例还提供一种用于电磁加热器的功率控制装置，该装置包括：
脉冲宽度检测器，用于检测在电磁加热器工作时的实际脉冲宽度；
控制器，用于储存根据不同的功率需求所设定的目标脉冲宽度，其中该目标脉冲宽度是根据不同的功率需求所设定的，以及用于执行以下操作：
把该实际脉冲宽度和所需功率相对应的目标脉冲宽度进行比较；以及
如果该实际脉冲宽度是在该目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内，根据该实际脉冲宽度生成驱动脉冲，否则修改该实际脉冲宽度，直至实现该实际脉冲宽度是在该目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内，并根据该实际脉冲宽度生成驱动脉冲。
可选的，驱动电路根据该驱动脉冲以驱动IGBT开通，从而对该加热器提供能量。
可选的，该目标脉冲宽度是根据不同的档位功率所设定的。
可选的，如果该实际脉冲宽度大于该目标脉冲宽度，增加该实际脉冲宽度，直至实现该实际脉冲宽度是在该目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内；或如果该实际脉冲宽度少于该目标脉冲宽度，减少该实际脉冲宽度，直至实现该实际脉冲宽度是在该目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内。
可选的，该目标脉冲宽度被存储在第一寄存器中，该实际脉冲宽度被存储在第二寄存器中。
可选的，如果该目标脉冲宽度和该实际脉冲宽度的比较为不等同，修改在该第二寄存器中的实际脉冲宽度，直至实现该实际脉冲宽度是在该目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内。
相应地，本发明实施例还提供一种电磁炉，该电磁炉包含上述的功率控制装置
除了能解决上述功率不一致的问题外，由于本发明不需要电流检测电路，所以能降低成本、减少PCB布板的复杂度和节省空间。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1为本发明一实施例提供的用于电磁加热器的功率控制方法的流程图；
图2为本发明一实施例提供的用于电磁加热器的功率控制装置的结构示意图；以及
图3为本发明一实施例提供的用于电磁加热器的功率控制装置的工作示意图。
附图标记说明
100 电磁加热器功率控制装置 110 单片机
120 脉冲宽度检测器 200 电磁加热器
210 IGBT驱动电路 220 IGBT
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
首先，根据不同的功率需求，设定目标脉冲宽度。目标脉冲宽度是可以以每个功率档位的输出功率为条件。例如，当档位在1档火力-1000W功率对应的脉冲宽度是5μs，便设定1档火力-1000W的目标脉冲宽度为5μs。因此，脉冲宽度无法确定一个固定的优选值，要根据实际的机子测试出每个档位的功率需求，然后根据这个功率对应的宽度设定目标脉冲宽度。
图1为本发明一实施例提供的用于电磁加热器功率控制方法的流程图。如图1所示，该方法包括：
步骤S110，在电磁加热器工作时，检测其实际脉冲宽度。可使用功率器以检测实际脉冲宽度。
步骤S120，把实际脉冲宽度和所需功率相对应的目标脉冲宽度进行比较，以检测实际脉冲宽度是否和目标脉冲宽度相同。
步骤S130，如果实际脉冲宽度和目标脉冲宽度是相同或相近，根据该实际脉冲宽度生成驱动脉冲，否则修改实际脉冲宽度，直至实现实际脉冲宽度和目标脉冲宽度为相同或相近，并根据该实际脉冲宽度生成驱动脉冲。根据本发明的技术方案，相近是指在目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内。例如，当目标脉冲宽度为10μs，但实际脉冲宽度15μs，便需要减少实际脉冲宽度，直至实现实际脉冲宽度在9μs和11μs之内。相反，当目标脉冲宽度为10μs，但实际脉冲宽度5μs，便需要增加实际脉冲宽度，直至实现实际脉冲宽度在9μs和11μs。
当经修改的实际脉冲宽度和目标脉冲宽度为相同或者相近，单片机便能按该实际脉冲宽度产生驱动脉冲，以供驱动电路驱动IGBT工作。当IGBT开通时，其能提供电磁加热所需能量。
图2为本发明一实施例提供的用于电磁加热器功率控制装置的结构示意图。该电磁加热器功率控制装置100是用于实施上述电磁加热器的功率控制方法。如图1所示，该装置包括控制器(例如，单片机)110和脉冲宽度检测器120。脉冲宽度检测器120用于检测在电磁加热器工作时的实际脉冲宽度。该检测器120优选为功率器。然后，所检测出的实际脉冲宽度会被输入单片机110中。单片机110用于储存根据不同的功率需求所设定的目标脉冲宽度和实际脉冲宽度，把实际脉冲宽度和所需功率相对应的目标脉冲宽度进行比较，以及对实际脉冲宽度进行修改，直至实现该实际脉冲宽度和该目标脉冲宽度为相同或相近。
根据本发明的一个实施例，当设定1档火力-1000W的目标脉冲宽度为5μs,实际在单片机的程序里边对应的是一个16进制的值，如0x0044。此外，目标脉冲宽度存储在单片机程序中的寄存器中(如R1)，单片机中有一个存储实际脉冲宽度的寄存器(如R2)，在正常工作时R2与R1进行比较，如果R2<R1,则程序加大R2的值，如果R2>R1,则程序减小R2的值，最终实现R2＝R1或者相近。
根据本发明的一个实施例，在调试时，可通过一个检测程序去检测实际脉冲，比如要知道1000W的功率对应的实际脉冲是多少时，可通过上述调试程序，用按键手动的去加减脉冲宽度，比如按一次按键脉冲宽度加1个单位或者减一个单位，然后用显示板的数码管把脉冲宽度值显示出来(显示出来的脉冲宽度值是数值，实际的脉冲宽度是1个单位数值代表的时间x数值，我们现在1个单位数值代表的时间是0.083us,那么如果数值是10就代表10x0.083μs＝0.83μs)。由于脉冲宽度的数值是以1个单位数值来增加和减少，因此选取最相近于目标脉冲宽度的数值(在其90％至110％的范围之内)是可以接受的。
目标脉冲宽度是不能在一开始时立即使用以驱动IGBT，因为在一开始时，初次开通IGBT时在整流后的比较高电压下开通，如果一开始就开通很长时间的脉冲，就容易出现过流使IGBT损坏，所以开始开通的脉冲要很小，然后再慢慢加大直至达到或接近目标脉冲。
根据本发明的一个实施例，在本发明的单片机程序中，每10ms调用1次脉冲宽度增加或者减少程序，程序中有对脉冲宽度寄存器(PPG_TEMP_L))的内容进行增加或者减少指令INCW PPG_TEMP_L或者DECW PPG_TEMP_L实现脉冲宽度的改变，需要一边进行实际脉冲与设定的目标脉冲对比，一边进行增加或减少实际脉冲宽度，最终达到实际脉冲与设定的目标脉冲相等或相近。
图3为本发明一实施例提供的用于电磁加热器功率控制装置的工作示意图。如图3所示，脉冲宽度检测器120和电磁加热器200连接，并检测在电磁加热器工作时其实际脉冲宽度。被检测出的实际脉冲宽度会被输入单片机110。单片机110和IGBT驱动电路210相连接。单片机110内储存有根据不同的功率需求所设定的目标脉冲宽度，并通过程序把该实际脉冲宽度和所需功率相对应的目标脉冲宽度进行比较，如果该实际脉冲宽度和该目标脉冲宽度是相同或相近，根据该实际脉冲宽度生成驱动脉冲，否则修改该实际脉冲宽度，直至实现该实际脉冲宽度和该目标脉冲宽度为相同或相近，然后，单片机110按经修改的实际脉冲宽度产生驱动脉冲，并向IGBT驱动电路210输出。IGBT驱动电路210按该实际脉冲宽度所输出的脉冲以驱动IGBT220开通，从而提供电磁加热器200所需的能量。
本发明所述的电磁加热器优选为电磁加热的家电用品，例如，电磁炉电磁加热电饭煲、电磁加热压力锅、和电磁加热电水壶。
通过使用本发明的技术方案，能简单地实现电磁加热器在不同样品中的功率一致。此外，由于不需要电流检测电路，因此能降低成本，减少PCB布板的复杂度和节省空间。
以上结合附图详细描述了本发明例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (13)

1.一种用于电磁加热器的功率控制方法，其特征在于，该方法包括：
在电磁加热器工作时，检测其实际脉冲宽度；
把该实际脉冲宽度和所需功率相对应的目标脉冲宽度进行比较；以及
如果该实际脉冲宽度是在该目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内，根据该实际脉冲宽度生成驱动脉冲，否则修改该实际脉冲宽度，直至实现该实际脉冲宽度是在该目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内，并根据该实际脉冲宽度生成驱动脉冲。
2.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，驱动电路根据该驱动脉冲以驱动IGBT开通，从而对该加热器提供能量。
3.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，该目标脉冲宽度是根据不同的档位功率所设定的。
4.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，
如果该实际脉冲宽度大于该目标脉冲宽度，增加该实际脉冲宽度，直至实现该实际脉冲宽度是在该目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内；或
如果该实际脉冲宽度少于该目标脉冲宽度，减少该实际脉冲宽度，直至实现该实际脉冲宽度是在该目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内。
5.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，该目标脉冲宽度被存储在第一寄存器中，该实际脉冲宽度被存储在第二寄存器中。
6.根据权利要求5所述的功率控制方法，其特征在于，如果该目标脉冲宽度和该实际脉冲宽度的比较为不等同，修改在该第二寄存器中的实际脉冲宽度，直至实现该实际脉冲宽度是在该目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内。
7.一种用于电磁加热器的功率控制装置，其特征在于，该装置包括：
脉冲宽度检测器，用于检测在电磁加热器工作时的实际脉冲宽度；
控制器，用于储存根据不同的功率需求所设定的目标脉冲宽度，其中该目标脉冲宽度是根据不同的功率需求所设定的，以及用于执行以下操作：
把该实际脉冲宽度和所需功率相对应的目标脉冲宽度进行比较；以及
如果该实际脉冲宽度是在该目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内，根据该实际脉冲宽度生成驱动脉冲，否则修改该实际脉冲宽度，直至实现该实际脉冲宽度是在该目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内，并根据该实际脉冲宽度生成驱动脉冲。
8.根据权利要求7所述的功率控制装置，其特征在于，驱动电路根据该驱动脉冲以驱动IGBT开通，从而对该加热器提供能量。
9.根据权利要求7所述的功率控制装置，其特征在于，该目标脉冲宽度是根据不同的档位功率所设定的。
10.根据权利要求7所述的功率控制装置，其特征在于，
如果该实际脉冲宽度大于该目标脉冲宽度，增加该实际脉冲宽度，直至实现该实际脉冲宽度是在该目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内；或
如果该实际脉冲宽度少于该目标脉冲宽度，减少该实际脉冲宽度，直至实现该实际脉冲宽度是在该目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内。
11.根据权利要求7所述的功率控制装置，其特征在于，该目标脉冲宽度被存储在第一寄存器中，该实际脉冲宽度被存储在第二寄存器中。
12.根据权利要求11所述的功率控制装置，其特征在于，如果该目标脉冲宽度和该实际脉冲宽度的比较为不等同，修改在该第二寄存器中的实际脉冲宽度，直至实现该实际脉冲宽度是在该目标脉冲宽度的90％至110％的范围之内。
13.一种电磁炉，其特征在于，该电磁炉包含根据权利要求7-12中任一项权利要求所述的功率控制装置。
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