CN108513381A - 电磁加热装置和功率控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电磁加热装置和功率控制方法，其中，电磁加热装置包括：交流电源电路(10)、整流电路(20)、加热回路(30)、控制器(40)和过零检测电路(50)，过零检测电路(50)的输入端连接在交流电源电路(10)与谐振电路(31)之间，过零检测电路(50)的输出端连接控制器(40)；控制器(40)用于根据过零检测电路(50)输出的过零信号和电磁加热装置的工作模式对加热回路(30)进行控制。本发明提供的技术方案可以延长电磁加热装置的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及家电技术领域，尤其涉及一种电磁加热装置和功率控制方法。
背景技术
电磁加热装置是利用线圈盘产生的磁力线切割锅具产生涡旋电流，涡旋电流的焦耳热效应使锅具升温，从而实现加热。电磁加热装置由于加热方便快捷，且没有明火等优点，已成为人们生活中使用频率很高的一种烹饪器具。
现有的电磁加热装置的主回路通常包括市电输入电路、整流电路、滤波电路、加热回路和控制电路，其中，加热回路包括谐振电路和绝缘栅双极型晶体管(Insulated GateBipolar Transistor，IGBT)。电磁加热装置工作时，市电输入电路输出交流市电，交流市电经过整流电路整流后变成脉动直流电，脉动直流电经过滤波电路滤波后提供给加热回路中的谐振电路；谐振电路工作时，通过同步电路采集线圈盘两端的电压，使IGBT在IGBT的集电极(C极)电压最低时导通，以降低IGBT的内部损耗；同时，同步电路在滤波电路的续流作用下，连续输出同步信号，使加热回路连续工作。
但是，上述电磁加热装置电路中，由于滤波电路中滤波电容的储能作用，控制电路控制IGBT再次导通时，IGBT的C极电压为市电经过整流滤波后的直流电压，一般为310V，即IGBT的C极电压仍然较高，这样IGBT的内部损耗会比较大，导致IGBT容易损坏，从而影响电磁加热装置的使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种电磁加热装置和功率控制方法，用于在延长电磁加热装置的使用寿命。
第一方面，本发明实施例提供一种电磁加热装置，包括：交流电源电路、整流电路、加热回路和控制器，交流电源电路连接整流电路的两相输入端，加热回路连接整流电路的两相输出端，电磁加热装置还包括：过零检测电路，过零检测电路的输入端连接在交流电源电路与谐振电路之间，过零检测电路的输出端连接控制器；控制器用于根据过零检测电路输出的过零信号和电磁加热装置的工作模式对加热回路进行控制。
通过去除整流电路与加热回路之间的滤波电路，在电磁加热装置的主电路中增加过零检测电路，将过零检测电路的输入端连接在整流电路和加热回路之间，输出端连接控制器，由控制器根据过零检测电路输出的过零信号和电磁加热装置的工作模式对加热回路进行控制，可以有效的降低加热回路开通时加热回路中功率开关器件的损耗，延长电磁加热装置的使用寿命；而且可以降低EMC设计难度和电路成本。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，控制器具体用于，当电磁加热装置的工作模式为检锅时，根据过零信号向加热回路发送检锅信号，以检测电磁加热装置上的锅具状态。
通过根据过零信号向加热回路发送检锅信号检测电磁加热装置上的锅具状态，可以延长电磁加热装置的使用寿命。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，控制器具体用于，当电磁加热装置的工作模式为低功率加热时，根据过零信号确定基本加热时间单元，并根据当前所需加热功率确定加热回路的输出功率和加热占空比，然后根据基本加热时间单元和加热占空比控制加热回路采用输出功率间歇加热。
通过根据过零信号确定基本加热时间单元，并根据当前所需加热功率确定加热回路的输出功率和加热占空比，然后根据基本加热时间单元和加热占空比控制加热回路采用输出功率间歇加热，可以在实现低功率加热的同时，有效的提升用户体验和烹饪效果，并降低电路成本。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，控制器具体用于，当电磁加热装置的工作模式为大功率加热时，根据过零信号控制加热回路采用当前所需加热功率连续加热。
通过根据过零信号控制加热回路采用当前所需加热功率连续加热，可以在实现大功率加热的同时，延长电磁加热装置的使用寿命。
作为本发明一种可选的实施方式，过零检测电路的输入端连接在交流电源电路与整流电路之间。
通过将过零检测电路的输入端连接在交流电源电路与整流电路之间，可以降低过零检测电路对抗干扰性的要求。
作为本发明一种可选的实施方式，过零检测电路的输入端连接在整流电路的正相输出端与加热回路之间。
通过将过零检测电路的输入端连接在整流电路的正相输出端与加热回路之间，可以提高控制器根据过零检测电路检测的结果控制电磁加热装置工作时的控制精度。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，交流电源电路与整流电路之间还并联有EMC滤波电路。
通过在交流电源电路与整流电路之间并联EMC滤波电路，可以滤除市电与整流电路之间以及市电与开关电源电路之间的电磁干扰。
作为本发明一种可选的实施方式，加热回路包括：谐振电路和绝缘栅双极型晶体管IGBT，谐振电路串联在整流电路的正相输出端与IGBT的集电极之间，IGBT的发射极与整流电路的反相输出端连接，IGBT的基极通过IGBT驱动电路与控制器连接。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，电磁加热装置为电磁炉。
第二方面，本发明实施例提供一种功率控制方法，应用于上述第一方面任一实施方式所述的电磁加热装置，该方法包括：
获取过零检测电路输出的过零信号；
根据过零信号和电磁加热装置的工作模式对加热回路进行控制。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，根据过零信号和电磁加热装置的工作模式对加热回路进行控制，具体包括：
当电磁加热装置的工作模式为检锅时，根据过零信号向加热回路发送检锅信号，以检测电磁加热装置上的锅具状态。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，根据过零信号和电磁加热装置的工作模式对加热回路进行控制，具体包括：
当电磁加热装置的工作模式为低功率加热时，获取当前所需加热功率，并根据当前所需加热功率确定加热回路的输出功率和加热占空比；
根据过零检测电路输出的过零信号确定基本加热时间单元；
根据基本加热时间单元和加热占空比控制加热回路采用输出功率间歇加热。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，加热占空比的比值等于当前所需加热功率与输出功率减当前所需加热功率之差的比值。
上述实施方式中，加热占空比的比值等于当前所需加热功率与输出功率减当前所需加热功率之差的比值，可以方便后期的间歇加热周期的计算。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，根据过零检测电路输出的过零信号确定基本加热时间单元，具体包括：
将过零检测电路输出的连续两个过零信号之间的时间间隔确定为基本加热时间单元。
上述实施方式中，基本加热时间单元对应的时间很小，这样在根据基本加热时间单元和加热占空比控制加热回路间歇加热时，停止加热时间会较短，因而可以提升用户体验。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，根据基本加热时间单元和加热占空比控制加热回路采用输出功率间歇加热，具体包括：
根据加热占空比确定间歇加热周期中的连续加热时间对应的基本加热时间单元的数量X和停止加热时间对应的基本加热时间单元的数量Y；
控制加热回路在每个间歇加热周期中采用输出功率连续加热X个基本加热时间单元后停止加热Y个基本加热时间单元。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，获取当前所需加热功率，具体包括：
接收档位输出指令；
根据档位输出指令获取当前所需加热功率。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，根据过零信号和电磁加热装置的工作模式对加热回路进行控制，具体包括：
当电磁加热装置的工作模式为大功率加热时，根据过零信号控制加热回路采用当前所需加热功率连续加热。
上述第二方面以及上述第二方面的各可能的实施方式所提供的方法，其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的实施方式所带来的有益效果，在此不再赘述。
本发明的构造以及它的其他发明目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种电磁加热装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种电磁加热装置的电路原理图；
图3为本发明实施例提供的另一种电磁加热装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种电磁加热装置的电路原理图；
图5为本发明实施例提供的功率控制方法的流程示意图；
图6为本发明实施例提供的低功率加热的方法流程示意图。
附图标记说明：
10-交流电源电路； 20-整流电路；
30-加热回路； 40-控制器；
50-过零检测电路； 60-EMC滤波电路；
70-IGBT驱动电路；
31-谐振电路； 32-IGBT。
具体实施方式
针对现有的电磁加热装置中采用滤波电路会影响电磁加热装置的使用寿命的技术问题，本发明实施例提供一种电磁加热装置和功率控制方法，主要通过去除整流电路与谐振电路之间的滤波电路，在主电路中增加过零检测电路，将过零检测电路的输入端连接在交流电源电路与谐振电路之间，将过零检测电路的输出端连接控制器；由控制器根据过零检测电路输出的过零信号和电磁加热装置的工作模式对加热回路进行控制，来实现延长电磁加热装置的使用寿命。
本发明实施例中所述的电磁加热装置可以是电磁炉、电磁加热饭煲或电磁加热压力锅等。
下面结合附图，对本发明的技术方案进行详细描述。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。
下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1为本发明实施例提供的一种电磁加热装置的结构示意图，图2为本发明实施例提供的一种电磁加热装置的电路原理图。如图1和图2所示，本实施例提供的电磁加热装置包括：交流电源电路10、整流电路20、加热回路30和控制器40，交流电源电路10连接整流电路20的两相输入端，加热回路30连接整流电路20的两相输出端，电磁加热装置还包括：过零检测电路50，过零检测电路50的输入端连接在交流电源电路10与谐振电路31之间，过零检测电路50的输出端连接控制器40；控制器40用于根据过零检测电路50输出的过零信号和电磁加热装置的工作模式对加热回路30进行控制。
本实施例中，过零检测电路50的输入端连接在整流电路20的正相输出端与加热回路30之间。
具体的，交流电源电路10为整个电路提供电源，其可以包括交流电源(AC)，以提供电源，还可以包括保险丝(FUSE1)和压敏电阻(未示出)等安全器件。其中，交流电源具有火线和零线，保险丝可以设置在火线上，并设置在压敏电阻的上游；压敏电阻的两端可以分别与火线和零线连接。交流电源电路10具体的电路结构可以采用现有的电磁加热装置中对应的电路结构，本实施例对此不做特别限定。
整流电路20连接市电的火线和零线，用于将市电交流电转换为直流电。如图2所示，整流电路20可以为整流桥BG1。整流电路20的具体电路结构可以采用现有的电磁加热装置中的整流电路，本实施例对此不做特别限定。
交流电源电路10与整流电路20之间可以并联电磁兼容性(Electro MagneticCompatibility，EMC)滤波电路60，以滤除市电与整流电路20之间以及市电与开关电源电路之间的电磁干扰。
加热回路30包括谐振电路31和IGBT32，谐振电路31可以由并联的线圈盘L1和谐振电容C1实现，其串联在整流电路20与IGBT32之间的火线上，即谐振电路31串联在整流电路20的正相输出端与IGBT32的集电极(C极)之间。IGBT32的发射极(E极)与整流电路20连接，IGBT32的基极(G极)与控制器40连接，在具体实现时，IGBT32的G极可以通过IGBT驱动电路70与控制器40连接，以便于控制器40对IGBT32的控制。
过零检测电路50的输入端分别连接整流电路20的正相输出端和谐振电路31的输入端，检测整流电路20的正相输出端输出的过零信号。过零检测电路50的具体电路结构可以采用各种具有过零检测功能的电路，本实施例对此不做特别限定。
控制器40具体可以为微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)等控制芯片，过零检测电路50将检测出的过零信号输出给控制器40，控制器40接收到过零信号后，可以根据过零信号对加热回路进行控制。
现有的电磁加热装置中，同步电路在滤波电路的续流作用下连续工作，在谐振电路连接整流电路的一端的电压高于谐振电路连接IGBT一端的电压时输出同步信号，使IGBT在C极电压最低时导通，以市电为220V为例，经整流滤波后，此时IGBT的C极电压可达310V，开通时电流较大，容易损坏IGBT，影响电磁加热装置的使用寿命。本实施例中，去除整流电路20与加热回路30之间的滤波电路，在市电过零时，同步电路由于谐振电路连接整流电路的一端的电压过低而无法输出同步信号时，控制器40可以通过过零检测电路50输出的过零信号在市电的过零点附近开通加热回路30，使加热回路30连续工作，此时在过零检测电路50的检测误差下，IGBT32的C极电压通常只有几十伏，这样开通电流就很小，因而可以有效的减小IGBT32的损耗，延长电磁加热装置的使用寿命。另外，现有的电磁加热装置中，滤波电路除了作为直流滤波使用，对EMC也有改善，但放在整流桥堆的输出端，需要占用印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)，增加了PCB板在EMC方面的设计难度，而且成本较高；本实施例中，无需滤波电路，从而可以降低EMC设计难度，而且过零检测电路50成本较低。
下面举例说明控制器40采用过零信号对加热回路30进行控制的几种具体实现方式。
第一种：当电磁加热装置的工作模式为检锅时，控制器40可以根据过零信号向加热回路30发送检锅信号，以检测电磁加热装置上的锅具状态。
具体的，控制器40可以在开机后，通过过零检测电路50检测到过零信号时，向加热回路30发送检锅信号，即一定宽度的脉冲信号，使加热回路30中的IGBT32开通一定时间后关断，此时，谐振电路31工作，发生震荡；控制器40可以通过同步电路检测谐振电路31两端的电压变化情况，进而判断电磁加热装置上的锅具状态。当电磁加热装置上未放置锅具时，谐振电路31的能量衰减较慢，控制器40接收到同步电路输出的脉冲个数较多；当电磁加热装置上放置有锅具时，谐振电路31的能量衰减较快，控制器40接收到同步电路输出的脉冲个数较少。
上述检锅方式与现有的检锅方式类似，不同之处在于，本实施例中，控制器40根据过零信号发送检锅信号，可以使加热回路30中的IGBT在过零信号对应的过零点开通，从而可以降低IGBT的损耗，延长电磁加热装置的使用寿命。
第二种：当电磁加热装置的工作模式为大功率加热时，控制器40可以根据过零信号控制加热回路30采用当前所需加热功率连续加热。
具体的，如前面所述，同步电路在谐振电路连接整流电路的一端的电压高于谐振电路连接IGBT32一端的电压时输出同步信号，使IGBT32在C极电压最低时导通。本实施例中，去除了整流电路20与加热回路30之间的滤波电路，在市电过零时，同步电路由于谐振电路连接整流电路的一端的电压过低而无法输出同步信号时，此时，控制器40可以通过过零检测电路50输出的过零信号在市电的过零点附近开通加热回路30，使加热回路30连续工作。
具体实现时，控制器40在每次接收到过零信号时，可以以过零信号的上升沿或下降沿作为输出功率信号的开始时间，输出一定脉冲宽度的驱动信号给IGBT32，使IGBT32开始工作，谐振电路31中的线圈盘L1和谐振电容C1产生谐振，进而使电磁加热装置输出功率。其中，上述脉动宽度根据当前所需加热功率确定。
第三种：当电磁加热装置的工作模式为低功率加热时，控制器40可以根据过零信号确定基本加热时间单元，并根据当前所需加热功率确定加热回路30的输出功率和加热占空比，然后根据基本加热时间单元和加热占空比控制加热回路30采用输出功率间歇加热。
具体的，控制器40可以将过零检测电路50输出的连续两个过零信号之间的时间间隔或者过零信号的脉冲宽度作为基本加热时间单元；再根据当前所需加热功率确定电磁加热装置的输出功率和加热占空比，然后根据基本加热时间单元和加热占空比控制电磁加热装置采用输出功率间歇加热，即采用加热1个或几个基本加热时间单元，停止1个或几个基本加热时间单元的方法来实现。
其中，加热占空比的比值可以等于当前所需加热功率与输出功率减当前所需加热功率之差的比值，也可以等于当前所需加热功率与输出功率的比值。本实施例中，优选的，加热占空比的比值等于当前所需加热功率与输出功率减当前所需加热功率之差的比值，以便于后期的间歇加热周期的计算。下面也以加热占空比的比值等于当前所需加热功率与输出功率减当前所需加热功率之差的比值示例性说明本发明的技术方案。
以国内市电50Hz为例，整流电路20的输出端为100Hz的脉动直流，周期为10ms，基本加热时间单元即为10ms。
低功率加热时，比如当前所需加热功率为1000W，可以采用输出功率为2000W的功率间歇加热，加热1个基本加热时间单元(10ms)，停止1个基本加热时间单元(10ms)，即采用1:1的加热占空比实现，当然，也可以采用2:2的加热占空比实现。
又比如当前所需加热功率为100W时，可以采用输出功率为2000W的功率间歇加热，加热1个基本加热时间单元，停止19个基本加热时间单元，即采用1:19的加热占空比实现；也可以采用输出功率为1200W的功率间歇加热，加热1个基本加热时间单元，停止11个基本加热时间单元，即采用1:11的加热占空比实现。其中，采用2000W的输出功率，停止加热的时间较长；采用1200W的输出功率，IGBT32开通时，可能会有一定的硬开通电压，IGBT32的开通电流会较大一些。
大功率加热时，也可以采用上述方法实现，此时的加热占空比为1:0。比如当前所需加热功率为2000W，可以采用输出功率为2000W的功率连续加热，即在每个基本加热时间单元都输出功率2000W，此时的加热占空比即为1:0。
现有的电磁加热装置中，在实现低功率加热时，通常是采用大功率间歇加热的方法或者通过增加硬件电路，改变谐振参数或输入电压等，实现低功率的连续加热。其中，采用大功率间歇加热的方法，一般是加热几秒再停止几秒，停止加热的时间为秒级，用户体验会比较差，而且烹饪效果也不好；采用增加硬件电路改变谐振参数或输入电压等的方法，例如：切换谐振电容的大小，低功率加热时采用小容量的谐振电容，或者改变输入电压，低功率加热时采用可控硅降低输入电压，或者在低功率时采用半波整流等，电路结构比较复杂，成本较高。本实施例中，在低功率加热时，控制器40根据过零检测电路50输出的过零信号确定基本加热时间单元，并根据当前所需加热功率确定电磁加热装置的输出功率和加热占空比，然后根据基本加热时间单元和加热占空比控制电磁加热装置采用输出功率间歇加热，间歇加热时停止加热的时间为一个或几个基本加热时间单元，停止加热的时间为毫秒级，用户几乎感觉不到，因而可以有效的提升用户体验，而且也可以有效的提升烹饪效果；另外，过零检测电路50的电路结构简单，所需元器件很少，因而可以降低电路成本。
需要说明的是，上面只是列举了电磁加热装置中常用的三种工作模式，控制器40还可以根据过零信号和电磁加热装置的其他工作模式对加热回路30进行控制，本实施例对此不做特别限定。
另外，本实施例对于电磁加热装置中还包括的其他电路或者元件不做限定，可以根据需要进行设置。
本实施例提供的电磁加热装置，通过去除整流电路与加热回路之间的滤波电路，在电磁加热装置的主电路中增加过零检测电路，将过零检测电路的输入端连接在整流电路和加热回路之间，输出端连接控制器，由控制器根据过零检测电路输出的过零信号和电磁加热装置的工作模式对加热回路进行控制，可以有效的降低加热回路开通时加热回路中功率开关器件的损耗，延长电磁加热装置的使用寿命；而且可以降低EMC设计难度和电路成本。
图3为本发明实施例提供的另一种电磁加热装置的结构示意图，图4为本发明实施例提供的另一种电磁加热装置的电路原理图。本实施例与上述图1所示实施例的不同之处在于，过零检测电路50的连接方式不同。如图3和图4所示，本实施例提供的电磁加热装置中，过零检测电路50的输入端连接在交流电源电路10与整流电路20之间。
具体的，本实施例中，过零检测电路50检测的是整流电路20输入端的交流信号，向控制器40输出包含交流信号的零点信息的过零信号。
本实施例与上述图1所示实施例的不同之处在于过零检测电路50的输入端的连接位置不同，对应的过零检测电路50的结构会稍有不同，电路中其他功能电路的结构、工作原理和对应的技术效果与上述图1所示实施例类似，此处不再追溯。
另外，上述两种过零检测电路50的设置方式，图1所示实施例中的电路结构，过零检测电路50靠近IGBT32，检测整流电路20输出端的信号，控制器40根据过零检测电路50检测的结果控制IGBT32工作时，控制精度更高；图3所示实施例中的电路结构，过零检测电路50远离谐振电路31，可以减少谐振电路31工作时对过零检测电路50的干扰，在抗干扰性方面，电路结构要求较低。
本实施例提供的电磁加热装置，通过在电磁加热装置的主电路中增加过零检测电路，将过零检测电路的输入端连接在交流电源电路与整流电路之间，由控制器根据过零检测电路输出的过零信号和电磁加热装置的工作模式对加热回路进行控制，可以有效的降低加热回路开通时加热回路中功率开关器件的损耗，延长电磁加热装置的使用寿命；而且可以降低EMC设计难度和电路成本。
图5为本发明实施例提供的功率控制方法的流程示意图，本实施例提供的方法应用于上述任一实施例所述的电磁加热装置，如图5所示，本实施例提供的方法可以包括如下步骤：
S101、获取过零检测电路输出的过零信号。
具体的，控制器连续获取过零检测电路输出的过零信号。
S102、根据过零信号和电磁加热装置的工作模式对加热回路进行控制。
具体的，当电磁加热装置的工作模式为检锅时，控制器根据过零信号向加热回路发送检锅信号，以检测电磁加热装置上的锅具状态。
当电磁加热装置的工作模式为大功率加热时，根据过零信号控制加热回路采用当前所需加热功率连续加热。
当电磁加热装置的工作模式为低功率加热时，采用图6所示的方法控制加热回路。图6为本发明实施例提供的低功率加热的方法流程示意图，如图6所示，该方法包括如下步骤：
S201、获取当前所需加热功率，并根据当前所需加热功率确定加热回路的输出功率和加热占空比。
具体的，当用户选择完功率档位后，控制器会接收到档位输出指令；控制器中存储有档位输出指令与加热功率之间的对应关系，控制器接收到档位输出指令后可以根据档位输出指令和上述对应关系获取当前所需加热功率。
然后控制器可以根据当前所需加热功率确定加热回路的输出功率，进而确定加热占空比。
在具体实现时，可以在控制器内存储预设的当前所需加热功率与输出功率之间的对应关系，例如：1000W的当前所需加热功率对应2000W的输出功率、600W的当前所需加热功率对应1200W的输出功率、100W的当前所需加热功率对应1200W的输出功率等。控制器根据该对应关系确定加热回路的输出功率。
在确定加热占空比时，加热占空比的比值可以等于当前所需加热功率与输出功率减当前所需加热功率之差的比值，也可以等于当前所需加热功率与输出功率的比值。以当前所需加热功率为200W、输出功率为1200W为例，加热占空比的比值可以等于200W与1200W-200W的比值，即等于1/5，具体的加热占空比可以为1:5或2:10等比值等于1/5的占空比；也可以为200W与1200W的比值，即等于1/6，具体的加热占空比可以为1:6或2:12等比值等于1/6的占空比。
本实施例中，优选的，加热占空比的比值等于当前所需加热功率与输出功率减当前所需加热功率之差的比值。下面也以加热占空比的比值等于当前所需加热功率与输出功率减当前所需加热功率之差的比值示例性说明本发明的技术方案。
S202、根据过零检测电路输出的过零信号确定基本加热时间单元。
具体的，可以将过零检测电路输出的连续两个过零信号之间的时间间隔确定为基本加热时间单元。
需要说明的是，步骤S201与S202之间没有严格的执行顺序关系，具体的执行顺序本实施例不做特别限定。
S203、根据基本加热时间单元和加热占空比控制加热回路采用输出功率间歇加热。
在具体实现时，控制器可以根据加热占空比确定出间歇加热周期中的连续加热时间对应的基本加热时间单元的数量X和停止加热时间对应的基本加热时间单元的数量Y；然后控制加热回路在每个间歇加热周期中采用输出功率连续加热X个基本加热时间单元后停止加热Y个基本加热时间单元。
继续以当前所需加热功率为200W、输出功率为1200W为例，加热占空比为1:5，则间歇加热周期中的连续加热时间对应的基本加热时间单元的数量X为1、停止加热时间对应的基本加热时间单元的数量Y为5。控制器以间歇加热周期循环加热，在每个间歇加热周期中控制加热回路采用1200W的输出功率连续加热1个基本加热时间单元后停止加热5个基本加热时间单元。
在具体实现时，即为在每个间歇加热周期中，检测过零信号，当检测到过零信号时，控制加热回路采用输出功率连续加热，并累计检测到的过零信号的数量，也即基本加热时间单元的数量；当过零信号的数量为X，即连续加热X个基本加热时间单元时，停止加热，并将过零信号的数量清零，重新累计检测到的过零信号的数量；当重新累计的过零信号的数量为Y，即停止加热Y个基本加热时间单元时，将过零信号的数量清零，进入下一个的间歇加热周期。
在控制加热回路采用输出功率连续加热时，具体是根据输出功率向IGBT输出对应占空比的脉冲信号，驱动IGBT工作，使谐振电路振荡，最终使加热回路输出上述输出功率。
本实施例提供的方法应用与上述结构实施例，具体的工作原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本实施例提供的功率控制方法，控制器根据过零信号和电磁加热装置的工作模式对加热回路进行控制，可以有效的降低加热回路开通时加热回路中功率开关器件的损耗，延长电磁加热装置的使用寿命。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (18)
1.一种电磁加热装置，包括：交流电源电路(10)、整流电路(20)、加热回路(30)和控制器(40)，所述交流电源电路(10)连接所述整流电路(20)的两相输入端，所述加热回路(30)连接所述整流电路(20)的两相输出端，其特征在于，还包括：过零检测电路(50)，所述过零检测电路(50)的输入端连接在所述交流电源电路(10)与所述谐振电路(31)之间，所述过零检测电路(50)的输出端连接所述控制器(40)；
所述控制器(40)用于根据所述过零检测电路(50)输出的过零信号和所述电磁加热装置的工作模式对所述加热回路(30)进行控制。
2.根据权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于，所述控制器(40)具体用于，当所述电磁加热装置的工作模式为检锅时，根据所述过零信号向所述加热回路(30)发送检锅信号，以检测电磁加热装置上的锅具状态。
3.根据权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于，所述控制器(40)具体用于，当所述电磁加热装置的工作模式为低功率加热时，根据所述过零信号确定基本加热时间单元，并根据当前所需加热功率确定所述加热回路(30)的输出功率和加热占空比，然后根据所述基本加热时间单元和所述加热占空比控制所述加热回路(30)采用所述输出功率间歇加热。
4.根据权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于，所述控制器(40)具体用于，当所述电磁加热装置的工作模式为大功率加热时，根据所述过零信号控制所述加热回路(30)采用当前所需加热功率连续加热。
5.根据权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于，所述过零检测电路(50)的输入端连接在所述整流电路(20)的正相输出端与所述加热回路(30)之间。
6.根据权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于，所述过零检测电路(50)的输入端连接在所述交流电源电路(10)与所述整流电路(20)之间。
7.根据权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于，所述交流电源电路(10)与所述整流电路(20)之间还并联有电磁兼容性EMC滤波电路(60)。
8.根据权利要求1-7所述的电磁加热装置，其特征在于，所述加热回路(30)包括：谐振电路(31)和绝缘栅双极型晶体管IGBT(32)，所述谐振电路(31)串联在所述整流电路(20)的正相输出端与所述IGBT(32)的集电极之间，所述IGBT(32)的发射极与所述整流电路(20)的反相输出端连接，所述IGBT(32)的基极通过IGBT驱动电路(70)与所述控制电路(40)连接。
9.根据权利要求8所述的电磁加热装置，其特征在于，所述控制器(40)具体用于控制所述IGBT(32)在所述过零信号对应的过零点开通。
10.根据权利要求1-7任一项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。
11.一种功率控制方法，应用于权利要求1-10任一项所述的电磁加热装置，其特征在于，所述方法包括：
获取过零检测电路输出的过零信号；
根据所述过零信号和所述电磁加热装置的工作模式对加热回路进行控制。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据所述过零信号和所述电磁加热装置的工作模式对加热回路进行控制，具体包括：
当所述电磁加热装置的工作模式为检锅时，根据所述过零信号向所述加热回路发送检锅信号，以检测电磁加热装置上的锅具状态。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据所述过零信号和所述电磁加热装置的工作模式对加热回路进行控制，具体包括：
当所述电磁加热装置的工作模式为低功率加热时，获取当前所需加热功率，并根据所述当前所需加热功率确定所述加热回路的输出功率和加热占空比；
根据过零检测电路输出的过零信号确定基本加热时间单元；
根据所述基本加热时间单元和所述加热占空比控制所述加热回路采用所述输出功率间歇加热。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述加热占空比的比值等于所述当前所需加热功率与所述输出功率减所述当前所需加热功率之差的比值。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据过零检测电路输出的过零信号确定基本加热时间单元，具体包括：
将过零检测电路输出的连续两个过零信号之间的时间间隔确定为基本加热时间单元。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据所述基本加热时间单元和所述加热占空比控制所述加热回路采用所述输出功率间歇加热，具体包括：
根据所述加热占空比确定间歇加热周期中的连续加热时间对应的基本加热时间单元的数量X和停止加热时间对应的基本加热时间单元的数量Y；
控制所述加热回路在每个间歇加热周期中采用所述输出功率连续加热X个基本加热时间单元后停止加热Y个基本加热时间单元。
17.根据权利要求13-16任一项所述的方法，其特征在于，所述获取当前所需加热功率，具体包括：
接收档位输出指令；
根据所述档位输出指令获取所述当前所需加热功率。
18.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据所述过零信号和所述电磁加热装置的工作模式对加热回路进行控制，具体包括：
当所述电磁加热装置的工作模式为大功率加热时，根据所述过零信号控制所述加热回路采用当前所需加热功率连续加热。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110149735A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-20 | 何永平 | 一种电加热方法及电加热驱动电路 |
| CN112770430A (zh) * | 2019-10-21 | 2021-05-07 | 浙江绍兴苏泊尔生活电器有限公司 | 优化emc方法、电磁加热电路和电磁加热器具 |
| TWI773515B (zh) * | 2021-09-03 | 2022-08-01 | 盛群半導體股份有限公司 | 加熱裝置及低功率連續加熱方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5424514A (en) * | 1993-08-10 | 1995-06-13 | Goldstar Electron Co., Ltd. | Apparatus for sensing small object in high-frequency induction heating cooker |
| WO2000036987A1 (en) * | 1998-12-23 | 2000-06-29 | Daig Corporation | Dual sensor ablation catheter |
| CN104279587A (zh) * | 2013-07-11 | 2015-01-14 | 美的集团股份有限公司 | 智能云对流加热的控制方法及电磁加热装置 |
| CN204538995U (zh) * | 2015-04-07 | 2015-08-05 | 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 | 烹饪器具及烹饪器具的电磁加热装置 |
| CN204634072U (zh) * | 2015-03-04 | 2015-09-09 | 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 | 电磁加热系统及其中开关管的过零开通检测装置 |
| CN105813248A (zh) * | 2014-12-30 | 2016-07-27 | 无锡汉思特电器科技有限公司 | 一种低功耗待机电路装置 |
| CN206149135U (zh) * | 2016-11-02 | 2017-05-03 | 浙江绍兴苏泊尔生活电器有限公司 | Emc滤波电路和电磁炉 |
| CN106813269A (zh) * | 2015-11-27 | 2017-06-09 | 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 | 一种电磁加热设备 |
-
2018
- 2018-02-09 CN CN201810134623.6A patent/CN108513381B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5424514A (en) * | 1993-08-10 | 1995-06-13 | Goldstar Electron Co., Ltd. | Apparatus for sensing small object in high-frequency induction heating cooker |
| WO2000036987A1 (en) * | 1998-12-23 | 2000-06-29 | Daig Corporation | Dual sensor ablation catheter |
| CN104279587A (zh) * | 2013-07-11 | 2015-01-14 | 美的集团股份有限公司 | 智能云对流加热的控制方法及电磁加热装置 |
| CN105813248A (zh) * | 2014-12-30 | 2016-07-27 | 无锡汉思特电器科技有限公司 | 一种低功耗待机电路装置 |
| CN204634072U (zh) * | 2015-03-04 | 2015-09-09 | 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 | 电磁加热系统及其中开关管的过零开通检测装置 |
| CN204538995U (zh) * | 2015-04-07 | 2015-08-05 | 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 | 烹饪器具及烹饪器具的电磁加热装置 |
| CN106813269A (zh) * | 2015-11-27 | 2017-06-09 | 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 | 一种电磁加热设备 |
| CN206149135U (zh) * | 2016-11-02 | 2017-05-03 | 浙江绍兴苏泊尔生活电器有限公司 | Emc滤波电路和电磁炉 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110149735A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-20 | 何永平 | 一种电加热方法及电加热驱动电路 |
| WO2020232804A1 (zh) * | 2019-05-17 | 2020-11-26 | He Yongping | 一种电加热方法及电加热驱动电路 |
| CN112770430A (zh) * | 2019-10-21 | 2021-05-07 | 浙江绍兴苏泊尔生活电器有限公司 | 优化emc方法、电磁加热电路和电磁加热器具 |
| CN112770430B (zh) * | 2019-10-21 | 2022-08-23 | 浙江绍兴苏泊尔生活电器有限公司 | 优化emc方法、电磁加热电路和电磁加热器具 |
| TWI773515B (zh) * | 2021-09-03 | 2022-08-01 | 盛群半導體股份有限公司 | 加熱裝置及低功率連續加熱方法 |
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|---|---|
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