CN109673073A - 一种多线圈盘电磁加热系统 - Google Patents
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- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
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Abstract
本发明涉及电器控制系统领域，提供一种多线圈盘电磁加热系统。采用的技术方案是：一种多线圈盘电磁加热系统，包括有控制板和主板，所述控制板与主板通过I2C总线通信，所述主板由多个相同的功能模块组成，所述各功能模块共同连接有电压采集单元和浪涌采集单元；所述单个功能模块包括有一个MCU运算处理单元，所述MCU运算处理单元连接有电压采集单元、浪涌采集单元、过压检测单元、同步信号检测单元、电流采集单元、开关单元、风机驱动单元、片选端子和I2C总线，所述开关单元连接有线圈盘并控制线圈盘运行；本方案实现了各功能模块独立加热，集中控制管理的功能，并且各功能模块可随意叠加，使得应用变得方便、灵活。
Description
技术领域
本发明涉及电器控制系统领域，尤其涉及一种多线圈盘电磁加热系统。
背景技术
在电磁感应加热的电器中，大多都只有一个线圈盘加热，而当存在两个及以上的线圈需要同时加热时，控制电路将变得难以实现，因为一方面目前没有合适的芯片能够驱动多路IGBT；另一方面若使用芯片一对一去控制线圈盘时，又会变得每个加热系统之间相互独立，难以进行集中控制。
所以现有产品都难以做到两个以上线圈同时加热，大多会将其错开加热，比如线圈一工作时，线圈二停止；线圈二工作时，线圈一停止；若是存在大于两个线圈加热时，更是难以实现，比如烤鱼蛋，需要十个以上加热位置，目前也只能使用简单的电发热管加热，这样也就限制了电磁加热的应用范围。
发明内容
本发明提供一种多线圈盘电磁加热系统，采用每个线圈盘独立控制的加热模块，同时每个模块又以总线形式集中管理的加热系统，每个加热模块的控制程序相同，可以互换，电路板生产后对每个模块进行地址分配，分配完成后的数据存储在MCU当中，无需人为进行区分，解决加热、管理、生产控制于一体的难题，实现n个线圈盘组合加热，根据实际需要，组合成1～128个加热模块，控制简单，成本低。本发明适用于电器控制系统领域。
本发明所采用的技术方案是：
一种多线圈盘电磁加热系统，包括有控制板和主板，所述控制板与主板通过I2C总线通信；所述主板由n个相同的功能模块组成，n的数值范围为1～128；所述各功能模块均连接有电压采集单元和浪涌采集单元；所述单个功能模块包括有一个MCU运算处理单元，所述MCU运算处理单元连接有电压采集单元、浪涌采集单元、过压检测单元、同步信号检测单元、电流采集单元、开关单元、风机驱动单元、片选端子和I2C总线，所述开关单元连接有线圈盘并控制线圈盘运行；具体各单元的功能如下：
MCU运算处理单元为单片机，负责电磁加热控制，保护控制和信号检测与运算；
电压采集单元负责市电输入电压的采集，并将信号反馈给MCU运算处理单元进行运算处理；
电流采集单元负责功能模块的工作电流采集，并将信号反馈给MCU运算处理单元进行运算处理；
浪涌采集单元负责市电突发的脉冲异常电压采集；
过压检测单元负责开关单元工作中集电极电压采集，并将采集的信号反馈给MCU运算处理单元进行参考，电压过高时，MCU运算处理单元进行关断保护；
同步信号检测单元负责线圈盘的谐振信号采集，在谐振的同步点再开通开关单元；
开关单元负责开关线圈盘，控制线圈盘谐振加热；
线圈盘为电磁线圈，负责产生交变磁场；
风机驱动单元为散热风扇及驱动电路，为加热系统提供散热；
片选端子为片选信号端，输入高电平或低电平；比如高电平时，功能模块正常运行，为低电平时，功能模块进入自锁模式，不输出任何信号，同时将I2C总线挂起。
更优的，一种多线圈盘电磁加热系统，其特征是：所述功能模块还包括有与MCU运算处理单元连接的蜂鸣器和温度采集单元，所述蜂鸣器为发声单元，提示操作或工作；所述温度采集单元为实时工作温度、元器件温度采集，并将信号反馈给MCU运算处理单元进行运算处理。
更优的，一种多线圈盘电磁加热系统，其特征是：所述MCU运算处理单元可存储功率校准数据和地址数据，存储之后掉电不会丢失，同时也可以外挂专用存储芯片。
本方案提供的一种多线圈盘电磁加热系统，各功能模块加热相互独立，控制集中管理，功能模块可随意叠加，形成搭积木式的加热控制系统，使得应用方便、灵活。
附图说明
以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明:
图1是方案一的原理图；
图2是方案二的原理图。
具体实施方式：
本发明提供一种多线圈盘电磁加热系统，适用于电器控制系统领域。本发明可通过如下方式实施：
方案一：
如图1所示，一种多线圈盘电磁加热系统由控制板和主板构成，控制板与主板通过I2C总线通信；
主板由n个相同的功能模块组成，n范围1～128，其中电压采集单元V、浪涌采集单元G为各功能模块共用；
MCU运算处理单元U可以任意互换，解决生产防呆问题；
以功能模块1为例说明：
功能模块1由电压采集单元V1、浪涌采集单元G1、过压检测单元H1、同步信号检测单元S1、电流采集单元C1、开关单元IGBT1、线圈盘L1、MCU运算处理单元U1、风机驱动F1、蜂鸣器B1、温度采集T1、片选端子CS1和I2C通信接口组成。
电压采集单元V1负责市电输入电压的采集，信号送给MCU运算处理单元U1进行运算处理；
电流采集单元C1负责功能模块1的工作电流采集，信号送给MCU运算处理单元U1进行运算处理；
浪涌采集单元G1负责市电突发的脉冲异常电压采集；
过压检测单元H1负责开关单元IGBT工作中集电极电压采集，采集信号送给MCU运算处理单元U1参考，电压过高时，MCU运算处理单元U1进行关断保护；
同步信号检测单元S1负责线圈盘L1谐振信号采集，在谐振的同步点再开通开关单元IGBT1；
开关单元IGBT1负责开关线圈盘L1，控制线圈盘L1谐振加热；
线圈盘L1为电磁线圈，负责产生交变磁场；
MCU运算处理U1为单片机，负责电磁加热控制，保护控制和信号检测与运算；
风机驱动F1为散热风扇及驱动电路，为加热系统提供散热；
蜂鸣器B1为发声单元，供操作或工作提示用；
温度采集T1为实时工作温度、元器件温度采集，信号送给MCU运算处理单元U1分析处理；
片选端子CS1为片选信号端，输入高电平或低电平，比如高电平时，功能模块1正常运行，为低电平时，功能模块1进入自锁模式，不输出任何信号，同时将I2C总线挂起。
具体运行原理如下：
假设设计三个模块，片选端子CS设定高电平启用，低电平禁用，每个功能模块的片选端子CS的端口默认为高电平。
(1)系统工作前首先进行功率校准和模块地址分配，首先将片选端子CS1置为高电平，片选端子CS2、片选端子CS3设置为低电平，此时片选端子CS1有效，对功能模块1进行功率校准，并分配I2C通信接口的地址为一功率校准数据和地址数据存储在MCU运算处理单元U1中，存储之后掉电不丢失，完成后进入下一个步骤；
(2)将片选端子CS2置为高电平，片选端子CS1、片选端子CS3设置为低电平，此时片选端子CS2有效，对功能模块2进行功率校准，并分配I2C通信接口的地址为二，功率校准数据和地址数据存储在MCU运算处理单元U2中，存储之后掉电不丢失，完成后进入下一个步骤；
(3)将片选端子CS3置为高电平，片选端子CS1、片选端子CS2设置为低电平，此时片选端子CS3有效，对功能模块3进行功率校准，并分配I2C通信接口的地址为三，功率校准数据和地址数据存储在MCU运算处理单元U3中，存储之后掉电不丢失，完成后设置结束；
(4)设置结束后，所有片选端子CS端都默认为高电平，各功能模块启用，由于各功能模块都校准好并分配了唯一的地址，所以控制板可通过I2C通信接口的总线对各功能模块进行操作，各个功能模块独立运行，也可查询各功能模块的工作情况。
方案二：
如图2所示：每个功能模块与方案一同样，区别在于每个功能模块连接独立的电压采集单元V和浪涌采集单元G。
综上，本方案提供的一种多线圈盘电磁加热系统，实现了各功能模块独立加热，集中控制管理的功能，并且各功能模块可随意叠加，形成搭积木式的加热控制系统，使得应用变得方便、灵活。
Claims (2)
1.一种多线圈盘电磁加热系统，包括有控制板和主板，所述控制板与主板通过I2C总线通信，其特征是：所述主板由多个相同的功能模块组成，所述各功能模块均连接有电压采集单元(V)和浪涌采集单元(G)；所述单个功能模块包括有一个MCU运算处理单元(U)，所述MCU运算处理单元(U)连接有电压采集单元(V)、浪涌采集单元(G)、过压检测单元(H)、同步信号检测单元(S)、电流采集单元(C)、开关单元(IGBT)、风机驱动单元(F)、片选端子(CS)和I2C总线，所述开关单元(IGBT)连接有线圈盘(L)并控制线圈盘(L)运行；具体各单元的功能如下：
MCU运算处理单元(U)为单片机，负责电磁加热控制，保护控制和信号检测与运算；
电压采集单元(V)负责市电输入电压的采集，并将信号反馈给MCU运算处理单元(U)进行运算处理；
电流采集单元(C)负责功能模块的工作电流采集，并将信号反馈给MCU运算处理单元(U)进行运算处理；
浪涌采集单元(G)负责市电突发的脉冲异常电压采集；
过压检测单元(H)负责开关单元(IGBT)工作中集电极电压采集，并将采集的信号反馈给MCU运算处理单元(U)进行参考，电压过高时，MCU运算处理单元(U)进行关断保护；
同步信号检测单元(S)负责线圈盘(L)的谐振信号采集，在谐振的同步点再开通开关单元(IGBT)；
开关单元(IGBT)负责开关线圈盘(L)，控制线圈盘(L)谐振加热；
线圈盘(L)为电磁线圈，负责产生交变磁场；
风机驱动单元(F)为散热风扇及驱动电路，为加热系统提供散热；
片选端子(CS)为片选信号端，输入高电平或低电平，并向MCU运算处理单元(U)反馈电平信号，MCU运算处理单元(U)通过电平判断控制功能模块运行。
2.如权利要求1所述的一种多线圈盘电磁加热系统，其特征是：所述功能模块还包括有与MCU运算处理单元(U)连接的蜂鸣器(B)和温度采集单元(T)，所述蜂鸣器(B)为发声单元，提示操作或工作；所述温度采集单元(T)为实时工作温度、元器件温度采集，并将信号反馈给MCU运算处理单元(U)进行运算处理。
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