CN108075448B - 一种基于电压比较的igbt集电极电压保护方法、系统及电磁炉 - Google Patents

一种基于电压比较的igbt集电极电压保护方法、系统及电磁炉 Download PDF

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Abstract

一种基于电压比较的IGBT集电极电压保护方法、系统及电磁炉，涉及电磁炉保护领域。目的在于解决在对电磁加热系统中IGBT集电极电压进行保护时，往往采用基准电网220V电压的参考电压比较，降低了其他电压下的保护作用的问题。首先在电磁加热系统中的IGBT集电极上连接两个并联连接的比较器CMP1和CMP2，并在对锅具进行加热前设置两个比较器的初始参考电压；然后在锅具加热过程中对电磁加热系统中的IGBT电压进行采集，获取当前的实际电压值；最后根据当前实际电压值的大小控制比较器CMP2的参考电压。在不影响可靠性的基础上，适当调整参考电压的阈值，来匹配不同电压，提升了保护的可靠性。

Description

一种基于电压比较的IGBT集电极电压保护方法、系统及电 磁炉
技术领域
本发明涉及电磁炉保护领域，具体涉及电磁炉中IGBT集电极电压保护领域。
背景技术
现有的电磁加热系统中，为了保护IGBT集电极不被过压击穿，往往在硬件增加了一个集电极电压采样的比较，如果集电极电压过高，硬件直接限制最大开通脉宽。但由于电网不稳定，使用基准电网220V电压的参考电压比较，将会大大牺牲在其他电压下的保护作用。如1200V的IGBT，使用使用保护电压为1100V，对于220V正常保护，但对于180V电压，是电流增大了，而集电极电压相对较低可能只有1000V，就起不到保护作用。
发明内容
本发明提供一种基于电压比较的IGBT集电极电压保护方法、系统及电磁炉，目的在于解决在对电磁加热系统中IGBT集电极电压进行保护时，往往采用基准电网220V电压的参考电压比较，降低了其他电压下的保护作用的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于电压比较的IGBT集电极电压保护方法，它包括以下步骤：
S1、在电磁加热系统中的IGBT集电极上连接两个并联连接的比较器CMP1和CMP2，并在对锅具进行加热前设置两个比较器的初始参考电压；
S2、在锅具加热过程中对电磁加热系统中的IGBT电压进行采集，获取当前的实际电压值；
S3、根据当前实际电压值的大小控制比较器CMP2的参考电压。
本发明的有益效果是：本发明通过设置一个可通过软件调节控制IGBT集电极电压保护的比较器的参考电压，在不影响可靠性的基础上，适当调整参考电压的阈值，来匹配不同电压，提升了保护的可靠性。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述比较器CMP1的初始参考电压大于比较器CMP2的初始参考电压。
采用上述进一步方案的有益效果是：比较器CMP1作为硬保护，只要达到目标电压，即限制最大功率或者暂停一段时间加热，因此，将该比较器设置为较大的初始参考电压，作为可靠性的强制保护。
进一步，所述S3中控制比较器CMP2的参考电压的过程为：
S31、判断实际电压值是否大于第一参考值，如果是，则将比较器CMP2的参考电压设置为第一参考电压，如果否，则执行S32；
S32、判断实际电压值是否大于第二参考值且小于第一参考值，如果是，则将比较器CMP2的参考电压维持在初始参考电压，如果否，则将比较器CMP2的参考电压设置为第二参考电压。
采用上述进一步方案的有益效果是：比较器CMP2作为软保护，针对不同的采样输入电压，通过合理选配适合的IGBT的集电极电压保护阈值来实现可靠的保护。
进一步，所述第一参考值为250V。
进一步，所述第二参考值为200V。
进一步，所述比较器CMP2的初始参考电压大于第二参考电压且小于第一参考电压。
采用上述进一步方案的有益效果是：根据不同的采样输入电压，逐层的控制比较器CMP1的参考电压，以提高锅具的功率。
进一步，所述比较器CMP1的初始参考电压大于比较器CMP2的第一参考电压。
采用上述进一步方案的有益效果是：将比较器CMP1设置为较大的初始参考电压，作为可靠性的强制保护。
一种基于电压比较的IGBT集电极电压保护系统，它包括在电磁加热系统中的IGBT集电极上连接两个并联连接的比较器CMP1和CMP2，所述系统还包括：
初始参考电压设置模块，用于在对锅具进行加热前设置两个比较器的初始参考电压；
电压采集模块，用于在锅具加热过程中对电磁加热系统中的IGBT电压进行采集，获取当前的实际电压值；
参考电压控制模块，用于根据当前实际电压值的大小控制比较器CMP2的参考电压。
本发明的有益效果是：本发明通过设置一个可通过软件调节控制IGBT集电极电压保护的比较器的参考电压，在不影响可靠性的基础上，适当调整参考电压的阈值，来匹配不同电压，提升了保护的可靠性。
进一步，所述比较器CMP1的初始参考电压大于比较器CMP2的初始参考电压。
采用上述进一步方案的有益效果是：比较器CMP1作为硬保护，只要达到目标电压，即限制最大功率或者暂停一段时间加热，因此，将该比较器设置为较大的初始参考电压，作为可靠性的强制保护。
进一步，所述参考电压控制模块包括：
第一控制模块，用于判断实际电压值是否大于第一参考值，如果是，则将比较器CMP2的参考电压设置为第一参考电压，如果否，则启动第二控制模块；
第二控制模块，用于判断实际电压值是否大于第二参考值，如果是，则将比较器CMP2的参考电压维持在初始参考电压，如果否，则将比较器CMP2的参考电压设置为第二参考电压。
采用上述进一步方案的有益效果是：比较器CMP2作为软保护，针对不同的采样输入电压，通过合理选配适合的IGBT的集电极电压保护阈值来实现可靠的保护。
进一步，所述第一参考值为250V。
进一步，所述第二参考值为200V。
进一步，所述比较器CMP2的初始参考电压大于第二参考电压且小于第一参考电压。
采用上述进一步方案的有益效果是：根据不同的采样输入电压，逐层的控制比较器CMP1的参考电压，以提高锅具的功率。
进一步，所述比较器CMP1的初始参考电压大于比较器CMP2的第一参考电压。
采用上述进一步方案的有益效果是：将比较器CMP1设置为较大的初始参考电压，作为可靠性的强制保护。
一种电磁炉，所述电磁炉包括上述所述的基于电压比较的IGBT集电极电压保护系统。在不影响可靠性的基础上，适当调整参考电压的阈值，来匹配不同锅具的保护电压，提升电磁炉的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例所述的基于电压比较的IGBT集电极电压保护方法流程图；
图2为本发明实施例所述的控制比较器CMP2的参考电压的流程图；
图3为本发明实施例所述的基于电压比较的IGBT集电极电压保护系统的原理示意图；
图4为本发明实施例所述的比较器CMP1和比较器CMP2的集成原理图；
图5为本发明实施例所述的基于电压比较的IGBT集电极电压保护系统的工作流程图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、初始参考电压设置模块，2、电压采集模块，3、参考电压控制模块，4、第一控制模块，5、第二控制模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提出一种基于电压比较的IGBT集电极电压保护方法，它包括以下步骤：
S1、在电磁加热系统中的IGBT集电极上连接两个并联连接的比较器CMP1和CMP2，并在对锅具进行加热前设置两个比较器的初始参考电压；
S2、在锅具加热过程中对电磁加热系统中的IGBT电压进行采集，获取当前的实际电压值；
S3、根据当前实际电压值的大小控制比较器CMP2的参考电压。
其中，如图2所示，具体控制比较器CMP2的参考电压的过程如下：
S31、判断实际电压值是否大于250V，如果是，则将比较器CMP2的参考电压由初始参考电压提升至第一参考电压，如果否，则执行S32；
S32、判断实际电压值是否大于200V，如果是，则将比较器CMP2的参考电压维持在初始参考电压，如果否，则将比较器CMP2的参考电压由初始参考电压降低为第二参考电压。
本实施例所述的方法中，比较器CMP1作为硬保护，只要达到目标电压，即限制最大功率或者暂停一段时间加热，可作为可靠性的强制保护，因此比较器CMP1的初始参考电压要较大一些，优选的，比较器CMP1的初始参考电压大于比较器CMP2的第一参考电压。
比较器CMP2作为软保护，针对不同的采样输入电压，通过合理选配适合的IGBT的集电极电压保护阈值来实现可靠的保护。
实施例2
如图3所示，本实施例提出了一种基于电压比较的IGBT集电极电压保护系统，它包括在电磁加热系统中的IGBT集电极上连接两个并联连接的比较器CMP1和CMP2，所述系统还包括：
初始参考电压设置模块1，用于在对锅具进行加热前设置两个比较器的初始参考电压；
电压采集模块2，用于在锅具加热过程中对电磁加热系统中的IGBT电压进行采集，获取当前的实际电压值；
参考电压控制模块3，用于根据当前实际电压值的大小控制比较器CMP2的参考电压。
所述参考电压控制模块3包括：
第一控制模块4，用于判断实际电压值是否大于250V，如果是，则将比较器CMP2的参考电压由初始参考电压提升至第一参考电压，如果否，则启动第二控制模块5；
第二控制模块5，用于判断实际电压值是否大于200V，如果是，则将比较器CMP2的参考电压维持在初始参考电压，如果否，则将比较器CMP2的参考电压由初始参考电压降低至第二参考电压。
本实施例所述的系统中，比较器CMP1作为硬保护，只要达到目标电压，即限制最大功率或者暂停一段时间加热，可作为可靠性的强制保护，因此比较器CMP1的初始参考电压要较大一些，优选的，比较器CMP1的初始参考电压大于比较器CMP2的第一参考电压。
比较器CMP2作为软保护，针对不同的采样输入电压，通过合理选配适合的IGBT的集电极电压保护阈值来实现可靠的保护。
实施例3
如图4所示为比较器CMP1和比较器CMP2的集成原理图，比较器CMP1作为硬保护，一般考虑可靠性程序只做一次配置，例如配置为8/12VDD；比较器CMP2作为软保护，比较的参考电压可以通过软件进行调整。当识别为不同电压后，根据电压来选配，例如260V以7/12VDD作为参考电压，220V以6/12VDD作为参考电压，180V以5/12VDD作为参考电压，从而来满足锅具的功率要求。
具体的控制流程如图5所示：
首先上电初始化，配置比较器CMP1的参考电压为8/12VDD，配置比较器CMP2的参考电压为6/12VDD，然后对锅具进行加热，并在加热过程中采集加热系统中的电压，当检测的实际电压值大于250V时，将比较器CMP2的参考电压改为7/12VDD并继续进行加热，当检测的实际电压值小于250V且大于200V时，将比较器CMP2的参考电压维持在6/12VDD，当检测的实际电压值小于200V时，将比较器CMP2的参考电压改为5/12VDD。
通过以上方式能够在不影响可靠性的基础上，通过调整作为软保护比较器CMP2的参考电压的阈值来匹配不同锅具的保护电压，提升锅具适配性。
实施例4
本实施例提出一种电磁炉，所述电磁炉包括上述所述的基于电压比较的IGBT集电极电压保护系统，通过增加一个软保护比较器CMP2对集电极电压进行比较，软件可调比较器的参考电压，在不影响可靠性前提下，实现对不同锅具功率一致性的改善。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种基于电压比较的IGBT集电极电压保护方法，其特征在于，它包括以下步骤：
S1、在电磁加热系统中的IGBT集电极上连接两个并联连接的比较器CMP1和CMP2，并在对锅具进行加热前设置两个比较器的初始参考电压；
S2、在锅具加热过程中对电磁加热系统中的IGBT电压进行采集，获取当前的实际电压值；
S3、根据当前实际电压值的大小控制比较器CMP2的参考电压；
所述比较器CMP1的初始参考电压大于比较器CMP2的初始参考电压；
所述S3中根据当前实际电压值的大小控制比较器CMP2的参考电压的过程为：
S31、判断实际电压值是否大于第一参考值，如果是，则将比较器CMP2的参考电压设置为第一参考电压，如果否，则执行S32；
S32、判断实际电压值是否大于第二参考值且小于第一参考值，如果是，则将比较器CMP2的参考电压维持在初始参考电压，如果否，则将比较器CMP2的参考电压设置为第二参考电压。
2.根据权利要求1所述的一种基于电压比较的IGBT集电极电压保护方法，其特征在于，所述第一参考值为250V。
3.根据权利要求1所述的一种基于电压比较的IGBT集电极电压保护方法，其特征在于，所述第二参考值为200V。
4.根据权利要求1所述的一种基于电压比较的IGBT集电极电压保护方法，其特征在于，所述比较器CMP2的初始参考电压大于第二参考电压且小于第一参考电压。
5.根据权利要求1或4所述的一种基于电压比较的IGBT集电极电压保护方法，其特征在于，所述比较器CMP1的初始参考电压大于比较器CMP2的第一参考电压。
6.一种基于电压比较的IGBT集电极电压保护系统，其特征在于，所述系统包括在电磁加热系统中的IGBT集电极上连接两个并联连接的比较器CMP1和CMP2，所述系统还包括：
初始参考电压设置模块(1)，用于在对锅具进行加热前设置两个比较器的初始参考电压；
电压采集模块(2)，用于在锅具加热过程中对电磁加热系统中的IGBT电压进行采集，获取当前的实际电压值；
参考电压控制模块(3)，用于根据当前实际电压值的大小控制比较器CMP2的参考电压；
所述比较器CMP1的初始参考电压大于比较器CMP2的初始参考电压；所述参考电压控制模块(3)包括：
第一控制模块(4)，用于判断实际电压值是否大于第一参考值，如果是，则将比较器CMP2的参考电压设置为第一参考电压，如果否，则启动第二控制模块(5)；
第二控制模块(5)，用于判断实际电压值是否大于第二参考值，如果是，则将比较器CMP2的参考电压维持在初始参考电压，如果否，则将比较器CMP2的参考电压设置为第二参考电压。
7.根据权利要求6所述的一种基于电压比较的IGBT集电极电压保护系统，其特征在于，所述第一参考值为250V。
8.根据权利要求6所述的一种基于电压比较的IGBT集电极电压保护系统，其特征在于，所述第二参考值为200V。
9.根据权利要求6所述的一种基于电压比较的IGBT集电极电压保护系统，其特征在于，所述比较器CMP2的初始参考电压大于第二参考电压且小于第一参考电压。
10.根据权利要求6或9所述的一种基于电压比较的IGBT集电极电压保护系统，其特征在于，所述比较器CMP1的初始参考电压大于比较器CMP2的第一参考电压。
11.一种电磁炉，其特征在于，所述电磁炉包括权利要求6至10任一项所述的基于电压比较的IGBT集电极电压保护系统。
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