CN108419318A - 电磁加热装置、电磁加热系统及其的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁加热系统的控制方法，包括以下步骤：控制电磁加热系统进入第一加热周期和第二加热周期，加热周期包括放电阶段、加热阶段和停止阶段，其中，在第一加热周期的放电阶段控制驱动电路输出M个第一脉冲信号至功率开关管，并在第二加热周期的放电阶段控制驱动电路输出N个第二脉冲信号至功率开关管；通过第一计数器记录M个第一脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数以获取第一计数值，并通过第二计数器记录N个第二脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数以获取第二计数值；根据第一计数值和第二计数值判断驱动电路是否发生异常，从而能够有效检测驱动电路的异常情况，降低损耗。本发明还公开了一种电磁加热系统和一种电磁加热装置。

Description

电磁加热装置、电磁加热系统及其的控制方法

技术领域

本发明涉及生活电器技术领域，特别涉及一种电磁加热系统的控制方法、一种电磁加热系统和一种电磁加热装置。

背景技术

相关的电磁加热系统例如电磁炉通常通过驱动电路驱动IGBT管，即驱动电路可提供驱动信号至IGBT管以控制IGBT管的导通或关断，但是，如果驱动电路发生异常，则可能导致IGBT管损耗过大，甚至可能造成IGBT管发热烧毁，影响电磁加热系统的正常运行。

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，本发明的第一个目的在于提出一种电磁加热系统的控制方法，能够有效检测驱动电路的异常情况，降低损耗。

本发明的第二个目的在于提出一种电磁加热系统，本发明的第三个目的在于提出一种电磁加热装置。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种电磁加热系统的控制方法，所述电磁加热系统包括谐振加热电路、同步电路、功率开关管和驱动电路，所述方法包括以下步骤：控制所述电磁加热系统进入第一加热周期和第二加热周期，所述加热周期包括放电阶段、加热阶段和停止阶段，其中，在第一加热周期的放电阶段控制所述驱动电路输出M个第一脉冲信号至所述功率开关管，并在第二加热周期的放电阶段控制所述驱动电路输出N个第二脉冲信号至所述功率开关管，其中M、N为大于1的整数；通过第一计数器记录所述M个第一脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数以获取第一计数值，并通过第二计数器记录所述N个第二脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数以获取第二计数值；根据所述第一计数值和所述第二计数值判断所述驱动电路是否发生异常。

根据本发明实施例提出的电磁加热系统的控制方法，首先控制电磁加热系统进入第一加热周期和第二加热周期，并在第一加热周期的放电阶段控制驱动电路输出M个第一脉冲信号至功率开关管，并在第二加热周期的放电阶段控制驱动电路输出N个第二脉冲信号至功率开关管，接着通过第一计数器记录M个第一脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数以获取第一计数值，并通过第二计数器记录N个第二脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数以获取第二计数值；进而根据第一计数值和第二计数值判断驱动电路是否发生异常，从而能够有效检测驱动电路的异常情况，防止功率开关管发热烧毁，并降低功率开关管的损耗。而且，在本发明实施例中，可在放电阶段采用低驱动电压以使功率开关管工作在放大状态，并在加热阶段采用高驱动电压以使功率开关管工作在饱和导通阶段，从而能够有效检测驱动电路的驱动电压异常情况，在放电阶段防止驱动电压过高造成的功率开关管的脉冲电流过大、噪音较大，还可防止加热阶段驱动电压过低造成的功率开关管损耗过大甚至发热烧毁。

另外，根据本发明上述实施例提出的电磁加热系统的控制方法还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述同步电路在所述谐振加热电路的状态满足预设开通条件时发生翻转，所述控制所述驱动电路输出M个第一脉冲信号或N个第二脉冲信号至所述功率开关管包括：控制所述驱动电路输出第i个第一脉冲信号或第二脉冲信号至所述功率开关管；在所述第i个第一脉冲信号或第二脉冲信号输出完成后判断所述功率开关管的关断时间是否达到预设关断时间或者所述同步电路是否发生翻转；如果所述功率开关管的关断时间达到所述预设关断时间，则控制所述驱动电路输出第(i+1)个第一脉冲信号或第二脉冲信号至所述功率开关管，并控制所述第一计数器或第二计数器的计数值增加；如果所述同步电路发生翻转，则控制所述驱动电路输出第(i+1)个第一脉冲信号或第二脉冲信号至所述功率开关管，并控制所述第一计数器或第二计数器的计数值保持不变，其中，i＝1、2、…、(M-1)(N-1)。

根据本发明的一个实施例，其中，所述M个第一个脉冲信号和N个第二脉冲信号的脉冲宽度以相同的初始脉冲宽度和脉冲增加幅度进行递增。

根据本发明的一个实施例，所述初始脉冲宽度小于等于2us并大于0.1us，所述脉冲增加幅度小于等于1us。

根据本发明的一个实施例，当所述第一脉冲信号的电压小于所述第二脉冲信号的电压时，获取所述第一计数值与所述第二计数值之间的差值，并在所述第一计数值与所述第二计数值之间的差值小于预设阈值，则判断所述驱动电路发生异常；当所述第一脉冲信号的电压大于所述第二脉冲信号的电压时，获取所述第二计数值与所述第一计数值之间的差值，并在所述第二计数值与所述第一计数值之间的差值小于预设阈值时，则判断所述驱动电路发生异常。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种电磁加热系统，包括：谐振加热电路；功率开关管；同步电路，所述同步电路与所述谐振加热电路相连，所述同步电路用于在所述谐振加热电路的状态满足预设开通条件时发生翻转；驱动电路，所述驱动电路与所述功率开关管相连，所述驱动电路用于驱动所述功率开关管的导通或关断；控制单元，所述控制单元分别与所述同步电路和所述驱动电路相连，所述控制单元用于控制所述电磁加热系统进入第一加热周期和第二加热周期，所述加热周期包括放电阶段、加热阶段和停止阶段，并在第一加热周期的放电阶段控制所述驱动电路输出M个第一脉冲信号至所述功率开关管，并在第二加热周期的放电阶段控制所述驱动电路输出N个第二脉冲信号至所述功率开关管，以及通过第一计数器记录所述M个第一脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数以获取第一计数值，并通过第二计数器记录所述N个第二脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数以获取第二计数值，以及根据所述第一计数值和所述第二计数值判断所述驱动电路是否发生异常，其中M、N为大于1的整数。

根据本发明实施例提出的电磁加热系统，首先控制电磁加热系统进入第一加热周期和第二加热周期，并在第一加热周期的放电阶段控制驱动电路输出M个第一脉冲信号至功率开关管，并在第二加热周期的放电阶段控制驱动电路输出N个第二脉冲信号至功率开关管，接着通过第一计数器记录M个第一脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数以获取第一计数值，并通过第二计数器记录N个第二脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数以获取第二计数值；进而根据第一计数值和第二计数值判断驱动电路是否发生异常，从而能够有效检测驱动电路的异常情况，防止功率开关管发热烧毁，并降低功率开关管的损耗。而且，在本发明实施例中，可在放电阶段采用低驱动电压以使功率开关管工作在放大状态，并在加热阶段采用高驱动电压以使功率开关管工作在饱和导通阶段，从而能够有效检测驱动电路的驱动电压异常情况，在放电阶段防止驱动电压过高造成的功率开关管的脉冲电流过大、噪音较大，还可防止加热阶段驱动电压过低造成的功率开关管损耗过大甚至发热烧毁。

另外，根据本发明上述实施例提出的电磁加热系统还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述控制单元，进一步用于：控制所述驱动电路输出第i个第一脉冲信号或第二脉冲信号至所述功率开关管，并在所述第i个第一脉冲信号或第二脉冲信号输出完成后判断所述功率开关管的关断时间是否达到预设关断时间或者所述同步电路是否发生翻转，如果所述功率开关管的关断时间达到所述预设关断时间，则控制所述驱动电路输出第(i+1)个第一脉冲信号或第二脉冲信号至所述功率开关管，并控制所述第一计数器或第二计数器的计数值增加，如果所述同步电路发生翻转，则控制所述驱动电路输出第(i+1)个第一脉冲信号或第二脉冲信号至所述功率开关管，并控制所述第一计数器或第二计数器的计数值保持不变，其中，i＝1、2、…、(M-1)或(N-1)。

根据本发明的一个实施例，其中，所述M个第一个脉冲信号和N个第二脉冲信号的脉冲宽度以相同的初始脉冲宽度和脉冲增加幅度进行递增。

根据本发明的一个实施例，所述初始脉冲宽度小于等于2us，所述脉冲增加幅度小于等于1us。

根据本发明的一个实施例，当所述第一脉冲信号的电压小于所述第二脉冲信号的电压时，所述控制单元进一步用于：获取所述第一计数值与所述第二计数值之间的差值，并在所述第一计数值与所述第二计数值之间的差值小于预设阈值时，判断所述驱动电路发生异常；当所述第一脉冲信号的电压大于所述第二脉冲信号的电压时，所述控制单元进一步用于：获取所述第二计数值与所述第一计数值之间的差值，并在所述第二计数值与所述第一计数值之间的差值小于预设阈值时，判断所述驱动电路发生异常。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电磁加热装置，所述包括所述的电磁加热系统。

根据本发明实施例提出的电磁加热装置，能够通过电磁加热系统有效检测驱动电路的异常情况，防止功率开关管发热烧毁，并降低功率开关管的损耗。而且，在本发明实施例中，可在放电阶段采用低驱动电压以使功率开关管工作在放大状态，并在加热阶段采用高驱动电压以使功率开关管工作在饱和导通阶段，从而能够有效检测驱动电路的驱动电压异常情况，在放电阶段防止驱动电压过高造成的功率开关管的脉冲电流过大、噪音较大，还可防止加热阶段驱动电压过低造成的功率开关管损耗过大甚至发热烧毁。

根据本发明的一个实施例，所述加热装置可以为电磁炉、电磁灶或电磁电饭煲等。

附图说明

图1是根据本发明实施例的电磁加热系统的控制方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的电磁加热系统的占空比实现低功率加热波形示意图；

图3是图2中放电阶段、加热阶段和停止阶段的驱动波形放大图；

图4是根据本发明一个实施例的电磁加热系统的工作原理示意图；

图5是根据本发明一个实施例的电磁加热系统中EN的控制波形图；

图6是图2中放电阶段的驱动波形图；

图7是根据本发明实施例的电磁加热系统的方框示意图；

图8是根据本发明一个具体实施例的电磁加热系统的电路原理图；以及

图9是根据本发明实施例的电磁加热装置的方框示意图。

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。

下面结合附图来描述本发明第一方面实施例提出的电磁加热系统的控制方法。

图1是根据本发明实施例的电磁加热系统的控制方法的流程图。其中，电磁加热系统包括谐振加热电路、同步电路、功率开关管和驱动电路。

在本发明的一个实施例中，电磁加热系统可采用台阶电压驱动实现低功率加热，即在目标加热功率W1小于预设功率W2时，在每个加热周期控制电磁加热系统依次进入放电阶段D1、加热阶段D2和停止阶段D3，其中，在放电阶段D1通过第一驱动电压V1例如9V驱动功率开关管，以使功率开关管工作在放大状态；在加热阶段D2通过第二驱动电压V2例如18V驱动功率开关管开通以使功率开关管工作在饱和状态；在停止阶段D3通过第三驱动电压V3例如0V驱动功率开关管关断。由此，在进入加热阶段D2之前先进入放电阶段D1，有效抑制功率开关管的脉冲电流，并在放电阶段D1将前一个停止阶段D3期间滤波电容(即图8的C1)存储的电能释放，以使进入加热阶段D2时功率开关管的集电极电压基本为0V。

根据本发明的一个实施例，第一驱动电压V1大于等于5V且小于等于14.5V，第二驱动电压V2大于等于15V。

进一步地，如图2所示，在每个加热周期，还检测提供至电磁加热系统的交流电的过零点，并根据过零点控制电磁加热系统进入加热阶段D2和停止阶段D3。

举例来说，如图2-3所示，采用2/4占空比方式加热，以四个市电半波为一个控制周期为例，在第一个过零点之前进入放电阶段D1，例如可以先估算出第一个过零点，然后根据估算出的第一个过零点和放电阶段D1的持续时间获取放电阶段D1的开始时刻，在该开始时刻控制电磁加热系统进入放电阶段D1。由此，在进入放电阶段D1后，输出幅值为第一驱动电压V1的脉冲信号至功率开关管的控制极(例如IGBT的C极)，以使功率开关管工作在放大状态。在检测到第一个过零点时，控制电磁加热系统进入加热阶段D2，即加热阶段D2的开始时刻在第一个过零点附近，在第一个过零点后输出幅值为第二驱动电压V2的PPG信号至功率开关管的控制极，以使功率开关管工作在饱和导通状态。加热阶段D2的持续时间可为两个半波周期，在此情况下，在检测到第三个过零点时，控制电磁加热系统进入停止阶段D3，输出第三驱动电压例如0V至功率开关管的控制极，以使功率开关管工作在截止状态，停止阶段D3持续两个半波周期。

基于上述的电磁加热系统的控制方法，在加热周期的启动之前先进入放电阶段D1，即采用9V驱动电压驱动功率开关管以进行放电处理(其中，9V驱动电压使功率开关管工作在放大状态、电流恒定)。在过零点附近，启动加热周期，即进入加热阶段D2，采用18V驱动电压驱动功率开关管。

但是，申请人发现并认识到，由于两种驱动电压的存在，当驱动电压存在异常时，例如如果在放电阶段D1长期采用18V驱动功率开关管，则功率开关管的脉冲电流较大，噪音比较大；又如，如果在加热阶段D2采用9V驱动功率开关管，则功率开关管工作在放大状态，损耗过大，且易发热烧毁。

由此，在本发明实施例中，可对驱动电路的驱动电压进行异常检测。在检测过程中，可先选择两个加热周期，然后在第一加热周期的放电阶段D1控制驱动电路输出第一驱动电压V1的脉冲信号至功率开关管，并在第二加热周期的放电阶段D1控制驱动电路输出第二驱动电压V2的脉冲信号至功率开关管。最后通过两个放电阶段从启动到同步电路出现翻转时的脉冲数来判断驱动电路是否异常。

如图1所示，本发明实施例的电磁加热系统的控制方法包括以下步骤：

S101：控制电磁加热系统进入第一加热周期和第二加热周期，加热周期包括放电阶段D1、加热阶段D2和停止阶段D3，其中，在第一加热周期的放电阶段D1控制驱动电路输出M个第一脉冲信号至功率开关管，并在第二加热周期的放电阶段D1控制驱动电路输出N个第二脉冲信号至功率开关管，其中M、N为大于1的整数。

其中，根据本发明的一个实施例，第一脉冲信号的电压小于也可大于第二脉冲信号的电压，第一脉冲信号的电压可为第一驱动电路V1，第二脉冲信号的电压可为第二驱动电路V2。下面以第一脉冲信号的电压小于第二脉冲信号的电压描述本发明实施例的驱动电路。

也就是说，在进行异常检测时，可先在第一加热周期的放电阶段D1控制驱动电路输出第一驱动电压V1的脉冲信号至功率开关管，然后在第二个加热周期的放电阶段D1控制驱动电路输出第二驱动电压V2的脉冲信号至功率开关管，从而根据两组脉冲信号进行异常判断。

S102：通过第一计数器记录M个第一脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数以获取第一计数值n1，并通过第二计数器记录N个第二脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数以获取第二计数值n2。

根据本发明的一个实施例，同步电路在谐振加热电路的状态满足预设开通条件时发生翻转，控制驱动电路输出M个第一脉冲信号或N个第二脉冲信号至功率开关管包括：控制驱动电路输出第i个第一脉冲信号或第二脉冲信号至功率开关管；在第i个第一脉冲信号或第二脉冲信号输出完成后判断功率开关管的关断时间是否达到预设关断时间或者同步电路是否发生翻转；如果功率开关管的关断时间达到预设关断时间，则控制驱动电路输出第(i+1)个第一脉冲信号或第二脉冲信号至功率开关管，并控制第一计数器或第二计数器的计数值增加；如果同步电路发生翻转，则控制驱动电路输出第(i+1)个第一脉冲信号或第二脉冲信号至功率开关管，并控制第一计数器或第二计数器的计数值保持不变，其中，i＝1、2、…、(M-1)或(N-1)。

需要说明的是，如图4所示，驱动电路的脉冲信号输出控制权有3个，一个是程序启动脉冲信号输出，即启动的第一个脉冲由程序控制；二是，在后续的脉冲信号，采用谐振电容(如图8中的C2)两端的电压Va和Vb比较翻转跟随输出(即同步比较输出)；三是，在后续的脉冲信号，采用最大关断时间到后强制输出，即关断时间达到预设关断时间时强制输出脉冲信号。例如，有些特殊场合，在电压过零阶段，因此时电压过低造成能量不足，Va和Vb比较不翻转，而关断时间达到预设的最大关断时间后将强制输出脉冲信号。

也就是说，预设条件可为脉冲信号在同步电路发生翻转时输出。即言，通过第一计数器记录M个第一脉冲信号中达到预设关断时间强制输出的第一脉冲信号的数量，并通过第二计数器记录N个第二脉冲信号中达到预设关断时间强制输出的第二脉冲信号的数量。

更具体地，控制驱动电路在第一加热周期的放电阶段D1输出M个第一脉冲信号例如电压为9V至功率开关管，在驱动电路输出第i个第一脉冲信号至功率开关管后，在第i个脉冲信号输出完成即由高电平变为低电平时，开始对功率开关管的关断时间进行计时，如果在预设关断时间内一直未检测到同步电路发生翻转，则强制输出第(i+1)个第一脉冲信号，并控制第一计数器的计数值增加1，从而对达到预设关断时间强制输出的第一脉冲信号的数量进行计数；直至在预设关断时间内检测到同步电路发生翻转，则第(i+1)个第一脉冲信号跟随翻转信号输出，控制第一计数器停止计数，并且记录此时的计数值，即记为n1。

同理，控制驱动电路在第二加热周期的放电阶段D1输出N个第二脉冲信号例如电压为18V至功率开关管，在驱动电路输出第i个第二脉冲信号至功率开关管后，在第i个脉冲信号输出完成即由高电平变为低电平时，开始对功率开关管的关断时间进行计时，如果在预设关断时间内一直未检测到同步电路发生翻转，则强制输出第(i+1)个第二脉冲信号，并控制第二计数器的计数值增加1，从而对达到预设关断时间强制输出的第二脉冲信号的数量进行计数；直至在预设关断时间内检测到同步电路发生翻转，则第(i+1)个第二脉冲信号跟随翻转信号输出，控制第二计数器停止计数，并且记录此时的计数值，即记为n2。

具体地，同步电路可包括检测单元和比较器，检测单元用于检测谐振电容(如图8中的C2)两端的电压，例如可检测谐振电容左端的电压以通过第一输出端输出第一检测电压Va，并可检测谐振电容右端的电压以通过第二输出端输出第二检测电压Vb，检测单元的第一输出端和第二输出端分别与比较器的负输入端和正输入端相连，比较器可对第一检测电压Va和第二检测电压Vb进行比较，并根据比较结果输出同步信号。其中，比较器与控制单元集成设置。

S103：根据第一计数值n1和第二计数值n2判断驱动电路是否发生异常。

根据本发明的一个实施例，当第一脉冲信号的电压小于第二脉冲信号的电压时，获取第一计数值n1与第二计数值n2之间的差值，并在第一计数值n1与第二计数值n2之间的差值小于预设阈值A，则判断驱动电路发生异常；当第一脉冲信号的电压大于第二脉冲信号的电压时，获取第二计数值n2与第一计数值n1之间的差值，并在第二计数值n2与第一计数值n1之间的差值小于预设阈值A，则判断驱动电路发生异常。

其中，预设阈值A提前存储在控制单元中。在本发明的一个具体示例中，预设阈值A可取大于0且小于等于15的数值。

也就是说，在进行异常检测的过程中，在前后两个放电阶段，先以幅值为第一驱动电压V1例如9V的脉冲信号驱动功率开关管，并通过第一计数器进行计数以记录第一计数值n1；再次以幅值为第二驱动电压V2例如18V的脉冲信号驱动功率开关管，并通过第二计数器进行计数以记录第二计数值n2。当n1小于等于(n2+A)时，判断驱动电路出现异常，并控制电磁加热系统进行相应的故障处理；反之，则驱动电路未发生异常。

具体地，如图4和图5所示，电磁加热系统的控制单元可通过使能信号EN控制驱动电路输出的驱动电压，例如当使能信号EN处于高电平时，驱动电路输出第一驱动电压V1，当使能信号EN处于低电平时，驱动电路输出第二驱动电压V2。

根据本发明的一个实施例，如图5和图6所示，M个第一个脉冲信号和N个第二脉冲信号的脉冲宽度以相同的初始脉冲宽度和脉冲增加幅度进行递增，从而确保检测的准确性。

具体地，初始脉冲宽度可小于等于2us且大于0.1us，脉冲增加幅度可小于等于1us

需要说明的是，如图5和图6所示，以放电阶段D1的脉冲信号的幅值为第一驱动电压V1为例，初始脉冲宽度足够小例如大于等于0.1us且小于等于2us，相邻两个脉冲信号之间的脉冲增加幅度△Y也比较小，从而可降低脉冲电流和，并使电流平滑上升。但是，脉冲宽度比较小将会造成功率开关管的开通能量不足，达不到谐振加热电路的震荡条件，此时采用最大关断时间到后强制输出，即图5-6中的区间D11，记录此时强制输出的脉冲数。随着脉冲宽度的增加，在区间D12，脉冲宽度较大可提供足够的能量，达到谐振加热电路的震荡条件，此时采用同步比较输出，脉冲信号跟随同步电路比较翻转输出。

如图5和图6所示，可将放电阶段D1划分为两个区间，即第一区间D11和第二区间D12。在第一区间D11，脉冲宽度比较小，功率开关管的开通能量不足，谐振加热电路未达到震荡条件，同步电路不翻转，在达到预设关断时间之后，强制输出脉冲信号，即言，在预设关断时间内无法检测到同步电路输出的同步信号未发生翻转，强制输出脉冲信号；在第二区间D12，脉冲宽度增大，功率开关管的开通能量充足，谐振加热电路达到震荡条件，同步电路发生翻转，在翻转时输出脉冲信号。即言，在预设关断时间内能够检测到同步电路输出的同步信号发生翻转，并在翻转时输出脉冲信号。

由此，在本发明实施例中，先在第一加热周期的放电阶段D1采用M个第一脉冲信号驱动功率开关管，此时第一脉冲信号幅值可为9V，功率开关管工作在放大状态，流过功率开关管的电流恒定，在脉冲宽度很小的情况下，因能量不足，谐振加热电路不容易振荡；再在第二加热周期的放电阶段D1采用N个第二脉冲信号驱动功率开关管，此时第二脉冲信号幅值可为18V，因能量充足，谐振加热电路容易振荡。

在第一加热周期的放电阶段D1，通过第一计数器记录M个第一脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数n1，即只记录无法使谐振加热电路达到谐振条件的脉冲数，并且在第二加热周期的放电阶段D1，通过第二计数器记录N个第二脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数n2，即只记录无法使谐振加热电路达到谐振条件的脉冲数。进而，通过比较脉冲数n1和脉冲数n2即可判断驱动电路是否发生故障。

由此，异常检测时，在放电阶段D1采用不同的驱动电压，通过两次从启动到同步电路翻转的脉冲数来进行比较，当18V驱动电压时的脉冲数与9V驱动电压时的脉冲数相差不大时，判断驱动电路异常。

综上所述，根据本发明实施例提出的电磁加热系统的控制方法，首先控制电磁加热系统进入第一加热周期和第二加热周期，并在第一加热周期的放电阶段控制驱动电路输出M个第一脉冲信号至功率开关管，并在第二加热周期的放电阶段控制驱动电路输出N个第二脉冲信号至功率开关管，接着通过第一计数器记录M个第一脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数以获取第一计数值，并通过第二计数器记录N个第二脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数以获取第二计数值；进而根据第一计数值和第二计数值判断驱动电路是否发生异常，从而能够有效检测驱动电路的异常情况，防止功率开关管发热烧毁，并降低功率开关管的损耗。而且，在本发明实施例中，可在放电阶段采用低驱动电压以使功率开关管工作在放大状态，并在加热阶段采用高驱动电压以使功率开关管工作在饱和导通阶段，从而能够有效检测驱动电路的驱动电压异常情况，在放电阶段防止驱动电压过高造成的功率开关管的脉冲电流过大、噪音较大，还可防止加热阶段驱动电压过低造成的功率开关管损耗过大甚至发热烧毁。

下面结合附图7和8来描述本发明第二方面实施例提出的电磁加热系统。

图7是根据本发明实施例的电磁加热系统的方框示意图。如图7所示，该电磁加热系统100包括：谐振加热电路10、功率开关管20、同步电路30、驱动电路40和控制单元50。

其中，同步电路30与谐振加热电路10相连，同步电路30用于在谐振加热电路10的状态满足预设开通条件时发生翻转；驱动电路40与功率开关管20相连，驱动电路40用于驱动功率开关管20的导通或关断；控制单元50分别与同步电路30和驱动电路40相连，控制单元50用于控制电磁加热系统100进入第一加热周期和第二加热周期，加热周期包括放电阶段D1、加热阶段D2和停止阶段D3，并在第一加热周期的放电阶段D1控制驱动电路40输出M个第一脉冲信号至功率开关管20，并在第二加热周期的放电阶段D1控制驱动电路40输出N个第二脉冲信号至功率开关管20，以及通过第一计数器记录M个第一脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数以获取第一计数值n1，并通过第二计数器记录N个第二脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数以获取第二计数值n2，以及根据第一计数值n1和第二计数值n2判断驱动电路40是否发生异常，其中N为大于1的整数。

其中，根据本发明的一个实施例，第一脉冲信号的电压小于也可大于第二脉冲信号的电压，第一脉冲信号的电压可为第一驱动电路V1，第二脉冲信号的电压可为第二驱动电路V2。下面以第一脉冲信号的电压小于第二脉冲信号的电压描述本发明实施例的驱动电路。

也就是说，在进行异常检测时，可先在第一加热周期的放电阶段D1控制驱动电路40输出第一驱动电压V1的脉冲信号至功率开关管20，然后在第二个加热周期的放电阶段D1控制驱动电路40输出第二驱动电压V2的脉冲信号至功率开关管20，从而根据两组脉冲信号进行异常判断。

根据本发明的一个实施例，控制单元50，进一步用于：控制驱动电路40输出第i个第一脉冲信号或第二脉冲信号至功率开关管20，并在第i个第一脉冲信号或第二脉冲信号输出完成后判断功率开关管20的关断时间是否达到预设关断时间或者同步电路30是否发生翻转，如果功率开关管20的关断时间达到预设关断时间，则控制驱动电路40输出第(i+1)个第一脉冲信号或第二脉冲信号至功率开关管20，并控制第一计数器或第二计数器的计数值增加，如果同步电路30发生翻转，则控制驱动电路40输出第(i+1)个第一脉冲信号或第二脉冲信号至功率开关管20，并控制第一计数器或第二计数器的计数值保持不变，其中，i＝1、2、…、(M-1)或(N-1)。

需要说明的是，如图4所示，驱动电路40的脉冲信号输出控制权有3个，一个是程序启动脉冲信号输出，即启动的第一个脉冲由程序控制；二是，在后续的脉冲信号，采用谐振电容(如图8中的C2)两端的电压Va和Vb比较翻转跟随输出(即同步比较输出)；三是，在后续的脉冲信号，采用最大关断时间到后强制输出，即关断时间达到预设关断时间时强制输出脉冲信号。例如，有些特殊场合，在电压过零阶段，因此时电压过低造成能量不足，Va和Vb比较不翻转，而关断时间达到预设的最大关断时间后将强制输出脉冲信号。

也就是说，预设条件可为脉冲信号在同步电路30发生翻转时输出。即言，通过第一计数器记录M个第一脉冲信号中达到预设关断时间强制输出的第一脉冲信号的数量，并通过第二计数器记录N个第二脉冲信号中达到预设关断时间强制输出的第二脉冲信号的数量。

更具体地，控制驱动电路40在第一加热周期的放电阶段输出M个第一脉冲信号例如电压为9V至功率开关管20，在驱动电路40输出第i个第一脉冲信号至功率开关管20后，在第i个脉冲信号输出完成即由高电平变为低电平时，开始对功率开关管20的关断时间进行计时，如果在预设关断时间内一直未检测到同步电路30发生翻转，则强制输出第(i+1)个第一脉冲信号，并控制第一计数器的计数值增加1，从而对达到预设关断时间强制输出的第一脉冲信号的数量进行计数；直至在预设关断时间内检测到同步电路30发生翻转，则第(i+1)个第一脉冲信号跟随翻转信号输出，控制第一计数器停止计数，并且记录此时的计数值，即记为n1。

同理，控制驱动电路40在第二加热周期的放电阶段D1输出N个第二脉冲信号例如电压为18V至功率开关管20，在驱动电路40输出第i个第二脉冲信号至功率开关管20后，在第i个脉冲信号输出完成即由高电平变为低电平时，开始对功率开关管20的关断时间进行计时，如果在预设关断时间内一直未检测到同步电路30发生翻转，则强制输出第(i+1)个第二脉冲信号，并控制第二计数器的计数值增加1，从而对达到预设关断时间强制输出的第二脉冲信号的数量进行计数；直至在预设关断时间内检测到同步电路30发生翻转，则第(i+1)个第二脉冲信号跟随翻转信号输出，控制第二计数器停止计数，并且记录此时的计数值，即记为n2。

具体地，同步电路30可包括检测单元70和比较器60，检测单元70用于检测谐振电容(如图8中的C2)两端的电压，例如可检测谐振电容左端的电压以通过第一输出端输出第一检测电压Va，并可检测谐振电容右端的电压以通过第二输出端输出第二检测电压Vb，检测单元70的第一输出端和第二输出端分别与比较器60的负输入端和正输入端相连，比较器60可对第一检测电压Va和第二检测电压Vb进行比较，并根据比较结果输出同步信号。其中，比较器60与控制单元50集成设置。

根据本发明的一个实施例，控制单元50进一步用于：当第一脉冲信号的电压小于第二脉冲信号的电压时，获取第一计数值n1与第二计数值n2之间的差值，并在第一计数值n1与第二计数值n2之间的差值小于预设阈值A，则判断驱动电路发生异常；当第一脉冲信号的电压大于第二脉冲信号的电压时，获取第二计数值n2与第一计数值n1之间的差值，并在第二计数值n2与第一计数值n1之间的差值小于预设阈值A，则判断驱动电路发生异常。

其中，预设阈值A提前存储在控制单元50中。在本发明的一个具体示例中，预设阈值A可取大于0且小于等于15的数值。

也就是说，在进行异常检测的过程中，在前后两个放电阶段，先以幅值为第一驱动电压V1例如9V的脉冲信号驱动功率开关管20，并通过第一计数器进行计数以记录第一计数值n1；再次以幅值为第二驱动电压V2例如18V的脉冲信号驱动功率开关管20，并通过第二计数器进行计数以记录第二计数值n2。当n1小于等于(n2+A)时，判断驱动电路40出现异常，并控制电磁加热系统进行相应的故障处理；反之，则驱动电路40未发生异常。

具体地，如图4和图5所示，可电磁加热系统的控制单元50可通过使能信号EN控制驱动电路40输出的驱动电压，例如当使能信号EN处于高电平时，驱动电路40输出第一驱动电压V1，当使能信号EN处于低电平时，驱动电路40输出第二驱动电压V2。

根据本发明的一个实施例，如图5和图6所示，M个第一个脉冲信号和N个第二脉冲信号的脉冲宽度以相同初始脉冲宽度和脉冲增加幅度进行递增，从而确保检测的准确性。

根据本发明的一个实施例，初始脉冲宽度小于等于2us并大于0.1us，脉冲增加幅度小于等于1us。

具体地，初始脉冲宽度可小于等于2us并大于0.1us，脉冲增加幅度可小于等于1。

需要说明的是，如图5和图6所示，以放电阶段D1的脉冲信号的幅值为第一驱动电压V1为例，初始脉冲宽度足够小例如大于等于0.1us且小于等于2us，相邻两个脉冲信号之间的脉冲增加幅度△Y也比较小，从而可降低脉冲电流和，并使电流平滑上升。但是，脉冲宽度比较小将会造成功率开关管20的开通能量不足，达不到谐振加热电路10的震荡条件，此时采用最大关断时间到后强制输出，即图5-6中的区间D11，记录此时强制输出的脉冲数。随着脉冲宽度的增加，在区间D12，脉冲宽度较大可提供足够的能量，达到谐振加热电路10的震荡条件，此时采用同步比较输出，脉冲信号跟随同步电路30比较翻转输出。

如图5和图6所示，可将放电阶段D1划分为两个区间，即第一区间D11和第二区间D12。在第一区间D11，脉冲宽度比较小，功率开关管20的开通能量不足，谐振加热电路10未达到震荡条件，同步电路30不翻转，在达到预设关断时间之后，强制输出脉冲信号，即言，在预设关断时间内无法检测到同步电路30输出的同步信号未发生翻转，强制输出脉冲信号；在第二区间D12，脉冲宽度增大，功率开关管20的开通能量充足，谐振加热电路10达到震荡条件，同步电路30发生翻转，在翻转时输出脉冲信号。即言，在预设关断时间内能够检测到同步电路30输出的同步信号发生翻转，并在翻转时输出脉冲信号。

由此，在本发明实施例中，先在第一加热周期的放电阶段D1采用M个第一脉冲信号驱动功率开关管20，此时第一脉冲信号幅值可为9V，功率开关管20工作在放大状态，流过功率开关管20的电流恒定，在脉冲宽度很小的情况下，因能量不足，谐振加热电路10不容易振荡；再在第二加热周期的放电阶段D1采用N个第二脉冲信号驱动功率开关管20，此时第二脉冲信号幅值可为18V，因能量充足，谐振加热电路10容易振荡。

在第一加热周期的放电阶段D1，通过第一计数器记录M个第一脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数n1，即只记录无法使谐振加热电路10达到谐振条件的脉冲数，并且在第二加热周期的放电阶段D1，通过第二计数器记录N个第二脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数n2，即只记录无法使谐振加热电路10达到谐振条件的脉冲数。进而，通过比较脉冲数n1和脉冲数n2即可判断驱动电路40是否发生故障。

由此，异常检测时，在放电阶段D1采用不同的驱动电压，通过两次从启动到同步电路30翻转的脉冲数来进行比较，当18V驱动电压时的脉冲数与9V驱动电压时的脉冲数相差不大时，判断驱动电路40异常。

综上所述，根据本发明实施例提出的电磁加热系统，首先控制电磁加热系统进入第一加热周期和第二加热周期，并在第一加热周期的放电阶段控制驱动电路输出M个第一脉冲信号至功率开关管，并在第二加热周期的放电阶段控制驱动电路输出N个第二脉冲信号至功率开关管，接着通过第一计数器记录M个第一脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数以获取第一计数值，并通过第二计数器记录N个第二脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数以获取第二计数值；进而根据第一计数值和第二计数值判断驱动电路是否发生异常，从而能够有效检测驱动电路的异常情况，防止功率开关管发热烧毁，并降低功率开关管的损耗。而且，在本发明实施例中，可在放电阶段采用低驱动电压以使功率开关管工作在放大状态，并在加热阶段采用高驱动电压以使功率开关管工作在饱和导通阶段，从而能够有效检测驱动电路的驱动电压异常情况，在放电阶段防止驱动电压过高造成的功率开关管的脉冲电流过大、噪音较大，还可防止加热阶段驱动电压过低造成的功率开关管损耗过大甚至发热烧毁。

下面结合附图9来描述本发明第三方面实施例的电磁加热装置。

图9是根据本发明实施例电磁加热装置的方框示意图。如图9所示，该电磁加热装置200包括电磁加热系统100。

根据本发明的一个实施例，上述的电磁加热装置200可以为电磁炉、电磁灶或电磁电饭煲等。

综上所述，根据本发明实施例提出的电磁加热装置，能够通过电磁加热系统有效检测驱动电路的异常情况，防止功率开关管发热烧毁，并降低功率开关管的损耗。而且，在本发明实施例中，可在放电阶段采用低驱动电压以使功率开关管工作在放大状态，并在加热阶段采用高驱动电压以使功率开关管工作在饱和导通阶段，从而能够有效检测驱动电路的驱动电压异常情况，在放电阶段防止驱动电压过高造成的功率开关管的脉冲电流过大、噪音较大，还可防止加热阶段驱动电压过低造成的功率开关管损耗过大甚至发热烧毁。

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，“M、N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M、N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 (12)

1.一种电磁加热系统的控制方法，其特征在于，所述电磁加热系统包括谐振加热电路、同步电路、功率开关管和驱动电路，所述方法包括以下步骤：

控制所述电磁加热系统进入第一加热周期和第二加热周期，所述加热周期包括放电阶段、加热阶段和停止阶段，其中，在第一加热周期的放电阶段控制所述驱动电路输出M个第一脉冲信号至所述功率开关管，并在第二加热周期的放电阶段控制所述驱动电路输出N个第二脉冲信号至所述功率开关管，其中M、N为大于1的整数；

通过第一计数器记录所述M个第一脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数以获取第一计数值，并通过第二计数器记录所述N个第二脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数以获取第二计数值；

根据所述第一计数值和所述第二计数值判断所述驱动电路是否发生异常。

2.根据权利要求1所述的电磁加热系统的控制方法，其特征在于，所述同步电路在所述谐振加热电路的状态满足预设开通条件时发生翻转，所述控制所述驱动电路输出M个第一脉冲信号或N个第二脉冲信号至所述功率开关管包括：

控制所述驱动电路输出第i个第一脉冲信号或第二脉冲信号至所述功率开关管；

在所述第i个第一脉冲信号或第二脉冲信号输出完成后判断所述功率开关管的关断时间是否达到预设关断时间或者所述同步电路是否发生翻转；

如果所述功率开关管的关断时间达到所述预设关断时间，则控制所述驱动电路输出第(i+1)个第一脉冲信号或第二脉冲信号至所述功率开关管，并控制所述第一计数器或第二计数器的计数值增加；

如果所述同步电路发生翻转，则控制所述驱动电路输出第(i+1)个第一脉冲信号或第二脉冲信号至所述功率开关管，并控制所述第一计数器或第二计数器的计数值保持不变，其中，i＝1、2、…、(M-1)或(N-1)。

3.根据权利要求1或2所述的电磁加热系统的控制方法，其特征在于，其中，所述M个第一个脉冲信号和N个第二脉冲信号的脉冲宽度以相同的初始脉冲宽度和脉冲增加幅度进行递增。

4.根据权利要求3所述的电磁加热系统的控制方法，其特征在于，所述初始脉冲宽度小于等于2us并大于0.1us，所述脉冲增加幅度小于等于1us。

5.根据权利要求1所述的电磁加热系统的控制方法，其特征在于，当所述第一脉冲信号的电压小于所述第二脉冲信号的电压时，获取所述第一计数值与所述第二计数值之间的差值，并在所述第一计数值与所述第二计数值之间的差值小于预设阈值时，判断所述驱动电路发生异常；

当所述第一脉冲信号的电压大于所述第二脉冲信号的电压时，获取所述第二计数值与所述第一计数值之间的差值，并在所述第二计数值与所述第一计数值之间的差值小于预设阈值时，判断所述驱动电路发生异常。

6.一种电磁加热系统，其特征在于，包括：

谐振加热电路；

功率开关管；

同步电路，所述同步电路与所述谐振加热电路相连，所述同步电路用于在所述谐振加热电路的状态满足预设开通条件时发生翻转；

驱动电路，所述驱动电路与所述功率开关管相连，所述驱动电路用于驱动所述功率开关管的导通或关断；

控制单元，所述控制单元分别与所述同步电路和所述驱动电路相连，所述控制单元用于控制所述电磁加热系统进入第一加热周期和第二加热周期，所述加热周期包括放电阶段、加热阶段和停止阶段，并在第一加热周期的放电阶段控制所述驱动电路输出M个第一脉冲信号至所述功率开关管，并在第二加热周期的放电阶段控制所述驱动电路输出N个第二脉冲信号至所述功率开关管，以及通过第一计数器记录所述M个第一脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数以获取第一计数值，并通过第二计数器记录所述N个第二脉冲信号中未满足预设条件的脉冲数以获取第二计数值，以及根据所述第一计数值和所述第二计数值判断所述驱动电路是否发生异常，其中M、N为大于1的整数。

7.根据权利要求6所述的电磁加热系统，其特征在于，所述控制单元，进一步用于：

控制所述驱动电路输出第i个第一脉冲信号或第二脉冲信号至所述功率开关管，并在所述第i个第一脉冲信号或第二脉冲信号输出完成后判断所述功率开关管的关断时间是否达到预设关断时间或者所述同步电路是否发生翻转，如果所述功率开关管的关断时间达到所述预设关断时间，则控制所述驱动电路输出第(i+1)个第一脉冲信号或第二脉冲信号至所述功率开关管，并控制所述第一计数器或第二计数器的计数值增加，如果所述同步电路发生翻转，则控制所述驱动电路输出第(i+1)个第一脉冲信号或第二脉冲信号至所述功率开关管，并控制所述第一计数器或第二计数器的计数值保持不变，其中，i＝1、2、…、(M-1)或(N-1)。

8.根据权利要求6或7所述的电磁加热系统，其特征在于，其中，所述M个第一个脉冲信号和N个第二脉冲信号的脉冲宽度以相同的初始脉冲宽度和脉冲增加幅度进行递增。

9.根据权利要求8所述的电磁加热系统，其特征在于，所述初始脉冲宽度小于等于2us并大于0.1us，所述脉冲增加幅度小于等于1us。

10.根据权利要求6所述的电磁加热系统，其特征在于，当所述第一脉冲信号的电压小于所述第二脉冲信号的电压时，所述控制单元进一步用于：获取所述第一计数值与所述第二计数值之间的差值，并在所述第一计数值与所述第二计数值之间的差值小于预设阈值时，判断所述驱动电路发生异常；

当所述第一脉冲信号的电压大于所述第二脉冲信号的电压，所述控制单元进一步用于：获取所述第二计数值与所述第一计数值之间的差值，并在所述第二计数值与所述第一计数值之间的差值小于预设阈值时，判断所述驱动电路发生异常。

11.一种电磁加热装置，其特征在于，包括根据权利要求6-10中任一项所述的电磁加热系统。

12.根据权利要求11所述的电磁加热装置，其特征在于，所述电磁加热装置为电磁炉、电磁灶或电磁电饭煲。