CN109688649A - 电磁加热设备、电磁加热系统及其控制方法和装置 - Google Patents

电磁加热设备、电磁加热系统及其控制方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电磁加热设备、电磁加热系统及其IGBT的驱动脉冲控制方法和装置，所述方法包括以下步骤：判断电磁加热系统的目标加热功率是否大于预设功率；如果目标加热功率大于预设功率，则在交流电的每个半波周期内采用分段控制的方式对IGBT的驱动脉动宽度进行调节，以使IGBT的驱动脉动宽度均匀缓慢变化，由此不仅能够有效降低交流电波峰时的谐振电压，而且能够避免IGBT驱动脉冲宽度突变、加热频率突变以及电磁噪音加大的问题，同时降低了IGBT脉冲电流突变的风险，提高了IGBT的安全可靠性和使用寿命。

Description

电磁加热设备、电磁加热系统及其控制方法和装置
技术领域
本发明涉及家用电器技术领域，特别涉及一种电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制方法、一种电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制装置、一种具有该驱动脉冲控制装置的电磁加热系统和一种具有该电磁加热系统的电磁加热设备。
背景技术
当电磁炉以最高功率加热时，IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)的驱动脉冲宽度最大，导致谐振电压最高，为了保证IGBT的可靠运行(一般IGBT的耐压值为1200V)，尽量降低谐振电压(市电波峰时，使谐振电压小于1100V)。
相关技术中，通过在市电的峰值区间采用降低IGBT驱动脉冲宽度来实现降低谐振电压的目的，然而由于处理方法不恰当，如，在降压区间使用固定窄宽度的驱动脉冲，会造成整个加热区间中脉冲突变，加热频率突变，以及电磁噪音加大的问题，影响用户体验。
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中IGBT的驱动脉冲控制方法，不仅能够有效降低交流电波峰时的谐振电压，而且能够避免IGBT驱动脉冲宽度突变、加热频率突变以及电磁噪音加大的问题，同时降低了IGBT脉冲电流突变的风险，提高了IGBT的安全可靠性和使用寿命。
本发明的第二个目的在于提出一种计算机可读存储介质。本发明的第三个目的在于提出一种电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制装置。本发明的第四个目的在于提出一种电磁加热系统。本发明的第五个目的在于提出一种电磁加热设备。
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中IGBT的驱动脉冲控制方法，包括以下步骤：判断所述电磁加热系统的目标加热功率是否大于预设功率；如果所述目标加热功率大于所述预设功率，则在交流电的每个半波周期内采用分段控制的方式对所述IGBT的驱动脉动宽度进行调节，以使所述IGBT的驱动脉动宽度均匀缓慢变化。
根据本发明实施例的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制方法，实时判断电磁加热系统的目标加热功率是否大于预设功率，如果是，则在交流电的每个半波周期内采用分段控制的方式对IGBT的驱动脉动宽度进行调节，以使IGBT的驱动脉动宽度均匀缓慢变化，由此不仅能够有效降低交流电波峰时的谐振电压，而且能够避免IGBT驱动脉冲宽度突变、加热频率突变以及电磁噪音加大的问题，同时降低了IGBT脉冲电流突变的风险，提高了IGBT的安全可靠性和使用寿命。
另外，根据本发明上述实施例的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲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，所述半波周期分为至少六个阶段，其中，在第一阶段和第六阶段，根据所述电磁加热系统的当前加热功率和所述目标加热功率对所述IGBT的驱动脉冲宽度进行调节；在第二阶段至第五阶段，按照先增加后减小再增加再减小的方式对所述IGBT的驱动脉冲宽度进行调节。
根据本发明的一个实施例，在所述第二阶段至所述第五阶段中，通过在每个谐振周期中增加或减少至少一个PPG脉冲宽度以对所述IGBT的驱动脉冲宽度进行调节。
其中，在所述第二阶段，在每个谐振周期中增加A个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度增加；在第三阶段，在每个谐振周期中减小B个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度减小；在第四阶段，在每个谐振周期中增加B个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度增加；在所述第五阶段，在每个谐振周期中减小A个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度减小，其中，1≤A≤B≤5。
根据本发明的一个实施例，所述第一阶段为0～π/4，所述第二阶段为π/4～3π/8，所述第三阶段为3π/8～π/2，所述第四阶段为π/2～5π/8，所述第五阶段为5π/8～3π/4，所述第六阶段为3π/4～π。
根据本发明的一个实施例，在所述第二阶段至所述第五阶段中，通过在每个阶段中增加或减少ii*Mi个PPG脉冲宽度以对所述IGBT的驱动脉冲宽度进行调节，其中，每个阶段的ii和Mi的取值相同或不同。
其中，在所述第二阶段，先增加M1个脉冲宽度且每个脉冲宽度对应i1个PPG脉冲宽度，再减少M2个脉冲宽度且每个脉冲宽度对应i2个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度先增加后减小，其中，5＜M1＜20，5＜M2＜30，0＜i1，i2＜5且M1＜M2；在第三阶段，控制所述IGBT的脉冲宽度保持当前状态不变；在第四阶段，先增加M3个脉冲宽度且每个脉冲宽度对应i3个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度增加，再控制所述IGBT的脉冲宽度保持当前状态不变，其中，5＜M3＜30，0＜i3＜5；在所述第五阶段，减少M4个脉冲宽度且每个脉冲宽度对应i4个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度减少，其中，5＜M4＜20，0＜i4＜5。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其具有存储于其中的指令，当所述指令被执行时，所述电磁加热系统执行上述的IGBT的驱动脉冲控制方法。
本发明实施例的计算机可读存储介质，通过执行上述的IGBT的驱动脉冲控制方法，不仅能够有效降低交流电波峰时的谐振电压，而且能够避免IGBT驱动脉冲宽度突变、加热频率突变以及电磁噪音加大的问题，同时降低了IGBT脉冲电流突变的风险，提高了IGBT的安全可靠性和使用寿命。
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系统中IGBT的驱动脉冲控制装置，包括：判断模块，用于判断所述电磁加热系统的目标加热功率是否大于预设功率；控制模块，用于在所述目标加热功率大于所述预设功率时，在交流电的每个半波周期内采用分段控制的方式对所述IGBT的驱动脉动宽度进行调节，以使所述IGBT的驱动脉动宽度均匀缓慢变化。
根据本发明实施例的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制装置，通过判断模块判断电磁加热系统的目标加热功率是否大于预设功率，如果是，则通过控制模块在交流电的每半个周期内采用分段控制的方式对IGBT的驱动脉动宽度进行调节，以使IGBT的驱动脉动宽度均匀缓慢变化，由此不仅能够有效降低交流电波峰时的谐振电压，而且能够避免IGBT驱动脉冲宽度突变、加热频率突变以及电磁噪音加大的问题，同时降低了IGBT脉冲电流突变的风险，提高了IGBT的安全可靠性和使用寿命。
另外，根据本发明上述实施例的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制装置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，所述半波周期分为至少六个阶段，其中，在第一阶段和第六阶段，所述控制模块根据所述电磁加热系统的当前加热功率和所述目标加热功率对所述IGBT的驱动脉冲宽度进行调节；在第二阶段至第五阶段，所述控制模块按照先增加后减小再增加再减小的方式对所述IGBT的驱动脉冲宽度进行调节。
根据本发明的一个实施例，在所述第二阶段至所述第五阶段中，所述控制模块通过在每个谐振周期中增加或减少至少一个PPG脉冲宽度以对所述IGBT的驱动脉冲宽度进行调节。
其中，在所述第二阶段，所述控制模块在每个谐振周期中增加A个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度增加；在第三阶段，所述控制模块在每个谐振周期中减小B个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度减小；在第四阶段，所述控制模块在每个谐振周期中增加B个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度增加；在所述第五阶段，所述控制模块在每个谐振周期中减小A个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度减小，其中，1≤A≤B≤5。
根据本发明的一个实施例，所述第一阶段为0～π/4，所述第二阶段为π/4～3π/8，所述第三阶段为3π/8～π/2，所述第四阶段为π/2～5π/8，所述第五阶段为5π/8～3π/4，所述第六阶段为3π/4～π。
根据本发明的一个实施例，在所述第二阶段至所述第五阶段中，所述控制模块通过在每个阶段中增加或减少ii*Mi个PPG脉冲宽度以对所述IGBT的驱动脉冲宽度进行调节，其中，每个阶段的ii和Mi的取值相同或不同。
其中，在所述第二阶段，所述控制模块先增加M1个脉冲宽度且每个脉冲宽度对应i1个PPG脉冲宽度，再减少M2个脉冲宽度且每个脉冲宽度对应i2个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度先增加后减小，其中，5＜M1＜20，5＜M2＜30，0＜i1，i2＜5且M1＜M2；在第三阶段，所述控制模块控制所述IGBT的脉冲宽度保持当前状态不变；在第四阶段，所述控制模块先增加M3个脉冲宽度且每个脉冲宽度对应i3个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度增加，再控制所述IGBT的脉冲宽度保持当前状态不变，其中，5＜M3＜30，0＜i3＜5；在所述第五阶段，所述控制模块减少M4个脉冲宽度且每个脉冲宽度对应i4个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度减少，其中，5＜M4＜20，0＜i4＜5。
为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种电磁加热系统，其包括上述的IGBT的驱动脉冲控制装置。
本发明实施例的电磁加热系统，通过上述的IGBT的驱动脉冲控制装置，不仅能够有效降低交流电波峰时的谐振电压，而且能够避免IGBT驱动脉冲宽度突变、加热频率突变以及电磁噪音加大的问题，同时降低了IGBT脉冲电流突变的风险，提高了IGBT的安全可靠性和使用寿命。
为达到上述目的，本发明第五方面实施例提出了一种电磁加热设备，其包括上述的电磁加热系统。
本发明实施例的电磁加热设备，通过上述的电磁加热系统，不仅能够有效降低交流电波峰时的谐振电压，而且能够避免IGBT驱动脉冲宽度突变、加热频率突变以及电磁噪音加大的问题，同时降低了IGBT脉冲电流突变的风险，提高了IGBT的安全可靠性和使用寿命。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的常规加热过程中IGBT驱动控制的波形图；
图2是根据本发明一个实施例的加热过程中用于降低谐振电压的IGBT驱动控制的波形图；
图3是根据本发明实施例的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制方法的流程图；
图4是根据本发明一个实施例的加热过程中IGBT驱动脉冲宽度控制的波形图；
图5是根据本发明另一个实施例的加热过程中IGBT驱动脉冲控制的波形图；以及
图6是根据本发明实施例的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制装置的方框示意图。
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实施例提出的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制方法、计算机可读存储介质、电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制装置、电磁加热系统和电磁加热设备。
首先来详细描述下相关技术中是如何降低IGBT在交流电峰值区间内的谐振电压。
具体而言，如图1所示，在常规的单个半波加热过程中，在交流电的波峰处，谐振电压最高。为了降低交流电波峰处的谐振电压，在交流电波峰的T区间内，如图2所示，将IGBT的驱动脉冲宽度减小，以使IGBT导通时的电流减小，进而使得谐振回路的谐振能量减小，此时谐振电压随之降低，最大降低值为△V，△V一般为80V。由此，在交流电波峰的T区间内，通过降低IGBT的驱动脉冲宽度的方式即可达到降低谐振电压的目的，但是该方式在降压区间使用固定的脉冲宽度，使得整个加热区间中的脉冲宽度突变，加热频率突变，IGBT的导通电流突变，电磁噪音加大，影响用户体验感。
为此，本发明提出了一种电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制方法。
图3是根据本发明实施例的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制方法的流程图。如图3所示，该电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制方法可包括以下步骤：
S1，判断电磁加热系统的目标加热功率是否大于预设功率。其中，预设功率可根据实际情况进行标定，一般预设功率指高功率，如1000W或以上。
S2，如果目标加热功率大于预设功率，则在交流电的每个半波周期内采用分段控制的方式对IGBT的驱动脉动宽度进行调节，以使IGBT的驱动脉动宽度均匀缓慢变化。
也就是说，当采用高功率加热时，在交流电的每个半波周期内采用分段控制的方式对IGBT的驱动脉动宽度进行调节，以使IGBT的驱动脉动宽度均匀缓慢变化，从而可以有效减少IGBT驱动脉冲宽度突变的问题等，保证IGBT能够安全可靠的运行。
根据本发明的一个实施例，如图4所示，半波周期可分为至少六个阶段，分别为第一阶段T1、第二阶段T2、…、第六阶段T6，其中，在第一阶段T1和第六阶段T6，根据电磁加热系统的当前加热功率和目标加热功率对IGBT的驱动脉冲宽度进行调节；在第二阶段T2至第五阶段T5，按照先增加后减小再增加再减小的方式对IGBT的驱动脉冲宽度进行调节。
也就是说，在一个半波周期内，当交流电的电压幅值比较小时，如第一阶段T1和第六阶段T6，按照正常的调节方式对IGBT的驱动脉冲宽度进行调节即可，而在波峰处的一段区间内，如第二阶段T2至第五阶段T5，可以按照先增加后减小再增加再减小的方式对IGBT的驱动脉冲宽度进行调节，以使IGBT的驱动脉冲宽度可以缓慢变化，防止突变。
进一步地，根据本发明的一个实施例，如图4所示，在第二阶段T2至第五阶段T5中，通过在每个谐振周期中增加或减少至少一个PPG脉冲宽度以对IGBT的驱动脉冲宽度进行调节。
其中，在第二阶段T2，在每个谐振周期中增加A个PPG脉冲宽度，以使IGBT的驱动脉冲宽度增加；在第三阶段T3，在每个谐振周期中减小B个PPG脉冲宽度，以使IGBT的驱动脉冲宽度减小；在第四阶段T4，在每个谐振周期中增加B个PPG脉冲宽度，以使IGBT的驱动脉冲宽度增加；在第五阶段T5，在每个谐振周期中减小A个PPG脉冲宽度，以使IGBT的驱动脉冲宽度减小，其中，1≤A≤B≤5。其中，第一阶段T可以为0～π/4、第二阶段T2可以为π/4～3π/8，第三阶段T3可以为3π/8～π/2，第四阶段T4可以为π/2～5π/8，第五阶段T5可以为5π/8～3π/4，第六阶段T6可以为3π/4～π。
具体而言，在第一阶段T1：IGBT的驱动脉冲宽度为自适应的脉冲宽度，即，在交流电电压过零处(即0点处)，进入第一阶段T1，并根据电磁加热系统的当前加热功率P当前和目标加热功率P目标对IGBT的驱动脉冲宽度D进行调节，其中，当当前加热功率P当前和目标加热功率P目标之间有差值时，自适应地对IGBT的驱动脉冲宽度D进行减小或增大。例如，当P当前＞P目标时，减小IGBT的驱动脉冲宽度D；当P当前＜P目标时，加大IGBT的驱动脉冲宽度D。
在第二阶段T2：由于经过第一阶段T1，所以第二阶段T2的IGBT的驱动脉冲宽度从D开始增加。具体地，考虑到电磁加热系统以高功率运行时，谐振频率f谐振约为20KHz，谐振周期T谐振＝1/f谐振＝50us。而交流电的频率f市＝50Hz，半波周期(1/2)T市＝10ms，因此，第二阶段T2的时长T2＝(3/8-1/4)*(1/2)T市＝1250us，第二阶段T2约有T2/T谐振＝1250/50＝25个谐振周期。由于IGBT的驱动脉冲宽度与PPG脉冲宽度一致，所以可以通过输出PPG脉冲信号来实现IGBT驱动脉冲宽度的控制。而单个PPG脉冲宽度与PPG时钟相关，以LC870K00为例，PPG时钟为24MHz，即单个PPG脉冲宽度为1/24us，所以，当一个谐振周期中增加A个(如1个)PPG脉冲宽度时，第二阶段T2的25个谐振周期所要增加的PPG脉冲宽度为25/24us≈1us，此时，IGBT的驱动脉冲宽度增加为D1＝D+25/24us≈D+1us。
在第三阶段T3：由于经过第二阶段T2，所以第三阶段T3的IGBT的驱动脉冲宽度从D1开始减小。具体地，第三阶段T3的时长T3＝(1/2-3/8)*(1/2)T市＝1250us，因此在第三阶段T3约有T3/T谐振＝1250/50＝25个谐振周期。当一个谐振周期中减小B个(如2个)PPG脉冲宽度时，第三阶段T3的25个谐振周期所要减小的PPG脉冲宽度为25*2/24us≈2us，此时，IGBT的驱动脉冲宽度减小为D0＝D1-25*2/24us≈D1-2us＝D-1us。
在第四阶段T4：由于经过第三阶段T3，所以第四阶段T4的IGBT的驱动脉冲宽度从D0开始增加。具体地，第四阶段T4的时长T4＝(5/8-1/2)*(1/2)T市＝1250us，因此在第四阶段T4约有T4/T谐振＝1250/50＝25个谐振周期。当一个谐振周期增加B个(如2个)PPG脉冲宽度时，第四阶段T4的25个谐振周期所要增加的PPG脉冲宽度为25*2/24us≈2us，此时，IGBT的驱动脉冲宽度增加为D1＝D0+25*2/24us≈D0+2us＝D+1us。
在第五阶段T5：由于经过第四阶段T4，所以第五阶段T5的IGBT的驱动脉冲宽度从D1开始减小。具体地，第五阶段T5的时长T5＝(1/2-3/8)(1/2)T市＝1250us，因此在第五阶段T5约有T5/T谐振＝1250/50＝25个谐振周期。当一个谐振周期中减小A个(如1个)PPG脉冲宽度时，第五阶段T5的25个谐振周期所要减小的PPG脉冲宽度为25/24us≈1us，此时，IGBT的驱动脉冲宽度减小为D＝D1-25/24us≈D1-1us＝D。
也就是说，图4中的D0和D1是在D的基础上根据实际时间来确定的。
在第六阶段T6：可以将IGBT的驱动脉冲宽度维持为D。
由此，当目标加热功率大于预设功率时，在交流电的每个半波周期内采用分段控制的方式对IGBT的驱动脉动宽度进行调节，以使IGBT的驱动脉动宽度均匀缓慢变化，从而不仅能够有效降低交流电波峰时的谐振电压，而且能够避免IGBT驱动脉冲宽度突变、加热频率突变以及电磁噪音加大的问题，同时降低了IGBT脉冲电流突变的风险，提高了IGBT的安全可靠性和使用寿命。
根据本发明的另一个实施例，如图5所示，半波周期也可分为至少六个阶段，分别为第一阶段T1、第二阶段T2、…、第六阶段T6，其中，在第一阶段T1和第六阶段T6，根据电磁加热系统的当前加热功率和目标加热功率对IGBT的驱动脉冲宽度进行调节。在第二阶段T2至第五阶段T5中，通过在每个阶段中增加或减少ii*Mi个PPG脉冲宽度以对IGBT的驱动脉冲宽度进行调节，其中，每个阶段的ii和Mi的取值相同或不同。
其中，在第二阶段T2，先将前M1个谐振周期中的每个谐振周期分别增加i1个PPG脉冲宽度，再将后M2个谐振周期中的每个谐振周期分别减少i2个PPG脉冲宽度，以使IGBT的驱动脉冲宽度先增加后减小，其中，5＜M1＜20，5＜M2＜30，0＜i1，i2＜5且M1＜M2；在第三阶段T3，控制IGBT的脉冲宽度保持当前状态不变；在第四阶段T4，先将前M3个谐振周期中的每个谐振周期分别增加i3个PPG脉冲宽度，以使IGBT的驱动脉冲宽度增加，再控制IGBT的脉冲宽度保持当前状态不变，其中，5＜M3＜30，0＜i3＜5；在第五阶段T5，将前M4个谐振周期中的每个谐振周期分别减少i4个PPG脉冲宽度，以使IGBT的驱动脉冲宽度减少，其中，5＜M4＜20，0＜i4＜5。
具体地，在第一阶段T1：IGBT的驱动脉冲宽度为自适应的脉冲宽度，即，在交流电电压过零处(即0点处)，进入第一阶段T1，并根据电磁加热系统的当前加热功率P当前和目标加热功率P目标对IGBT的驱动脉冲宽度D进行调节，其中，当当前加热功率P当前和目标加热功率P目标之间有差值时，自适应地对IGBT的驱动脉冲宽度D进行减小或增大。例如，当P当前＞P目标时，减小IGBT的驱动脉冲宽度D；当P当前＜P目标时，加大IGBT的驱动脉冲宽度D，直至达到1/3π处结束此阶段，并进入第二阶段T2。
在第二阶段T2：由于经过第一阶段T1，所以第二阶段T2的IGBT的驱动脉冲宽度从D开始变化，例如，可以先进行增加，当增加至一定值后再进行减小，其中，上升阶段的增幅可以为M1个脉冲宽度，其中每个脉冲宽度对应i1个PPG脉冲宽度，即增幅为i1*M1个PPG脉冲宽度，仍以LC870K00为例，由于PPG时钟为24MHz，即单个PPG脉冲宽度为1/24us，所以IGBT的驱动脉冲宽度将增加为D1＝D+M1*i1/24；下降阶段的降幅可以为M2个脉冲宽度，其中每个脉冲宽度对应i2个PPG脉冲宽度，即降幅为i2*M2个PPG脉冲宽度，仍以LC870K00为例，IGBT的驱动脉冲宽度将减少为D0＝D1-M2*i2/24。
在第三阶段T3：不对IGBT的驱动脉冲宽度进行调整，IGBT的驱动脉冲宽度保持当前状态不变，即IGBT的驱动脉冲宽度为D0，并且输出的驱动脉冲个数为K，其中，0＜K＜20。
在第四阶段T4：可先将IGBT的驱动脉冲宽度从D0开始增加，当增加到一定值时再维持不变。其中，上升阶段的增幅可以为M3个脉冲宽度，其中每个脉冲宽度对应i3个PPG脉冲宽度，即增幅为i3*M3个PPG脉冲宽度，仍以LC870K00为例，IGBT的驱动脉冲宽度将增加为D1＝D0+M3*i3/24，然后再控制IGBT的脉冲宽度D1保持当前状态不变，直至维持至2/3π处结束此阶段，并进入第五阶段T5。
在第五阶段T5：由于经过第四阶段T4，所以第五阶段T5的IGBT的驱动脉冲宽度从D1开始减少。其中，下降阶段的降幅可以为M4个脉冲宽度，其中每个脉冲宽度对应i4个PPG脉冲宽度，即降幅为i4*M4个PPG脉冲宽度，仍以LC870K00为例，IGBT的驱动脉冲宽度将减少为D＝D1-M4*i4/24。
在第六阶段T6：将IGBT的驱动脉冲宽度维持为D。
由此，当目标加热功率大于预设功率时，在交流电的每个半波周期内采用分段控制的方式对IGBT的驱动脉动宽度进行调节，以使IGBT的驱动脉动宽度均匀缓慢变化，从而不仅能够有效降低交流电波峰时的谐振电压，而且能够避免IGBT驱动脉冲宽度突变、加热频率突变以及电磁噪音加大的问题，同时降低了IGBT脉冲电流突变的风险，提高了IGBT的安全可靠性和使用寿命。
综上所述，根据本发明实施例的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制方法，实时判断电磁加热系统的目标加热功率是否大于预设功率，如果是，则在交流电的每个半波周期内采用分段控制的方式对IGBT的驱动脉动宽度进行调节，以使IGBT的驱动脉动宽度均匀缓慢变化，由此不仅能够有效降低交流电波峰时的谐振电压，而且能够避免IGBT驱动脉冲宽度突变、加热频率突变以及电磁噪音加大的问题，同时降低了IGBT脉冲电流突变的风险，提高了IGBT的安全可靠性和使用寿命。
另外，本发明的实施例还提出了一种计算机可读存储介质，其具有存储于其中的指令，当指令被执行时，电磁加热系统执行上述的IGBT的驱动脉冲控制方法。
本发明实施例的计算机可读存储介质，通过执行上述的IGBT的驱动脉冲控制方法，不仅能够有效降低交流电波峰时的谐振电压，而且能够避免IGBT驱动脉冲宽度突变、加热频率突变以及电磁噪音加大的问题，同时降低了IGBT脉冲电流突变的风险，提高了IGBT的安全可靠性和使用寿命。
图6是根据本发明实施例的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制装置的方框示意图。如图6所示，该电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制装置可包括：判断模块10和控制模块20。
其中，判断模块10用于判断电磁加热系统的目标加热功率是否大于预设功率。控制模块20用于在目标加热功率大于预设功率时，在交流电的每个半波周期内采用分段控制的方式对IGBT的驱动脉动宽度进行调节，以使IGBT的驱动脉动宽度均匀缓慢变化。
根据本发明的一个实施例，半波周期可分为至少六个阶段，其中，在第一阶段和第六阶段，控制模块20根据电磁加热系统的当前加热功率和目标加热功率对IGBT的驱动脉冲宽度进行调节；在第二阶段至第五阶段，控制模块20按照先增加后减小再增加再减小的方式对IGBT的驱动脉冲宽度进行调节。
根据本发明的一个实施例，在第二阶段至第五阶段中，控制模块20通过在每个谐振周期中增加或减少至少一个PPG脉冲宽度以对IGBT的驱动脉冲宽度进行调节。
其中，在第二阶段，控制模块20在每个谐振周期中增加A个PPG脉冲宽度，以使IGBT的驱动脉冲宽度增加；在第三阶段，控制模块20在每个谐振周期中减小B个PPG脉冲宽度，以使IGBT的驱动脉冲宽度减小；在第四阶段，控制模块20在每个谐振周期中增加B个PPG脉冲宽度，以使IGBT的驱动脉冲宽度增加；在第五阶段，控制模块20在每个谐振周期中减小A个PPG脉冲宽度，以使IGBT的驱动脉冲宽度减小，其中，1≤A≤B≤5。
根据本发明的一个实施例，第一阶段为0～π/4，第二阶段为π/4～3π/8，第三阶段为3π/8～π/2，第四阶段为π/2～5π/8，第五阶段为5π/8～3π/4，第六阶段为3π/4～π。
根据本发明的一个实施例，在第二阶段至第五阶段中，控制模块20通过在每个阶段中增加或减少ii*Mi个PPG脉冲宽度以对IGBT的驱动脉冲宽度进行调节，其中，每个阶段的ii和Mi的取值相同或不同。
其中，在第二阶段，控制模块20先增加M1个脉冲宽度且每个脉冲宽度对应i1个PPG脉冲宽度，再减少M2个脉冲宽度且每个脉冲宽度对应i2个PPG脉冲宽度，以使IGBT的驱动脉冲宽度先增加后减小，其中，5＜M1＜20，5＜M2＜30，0＜i1，i2＜5且M1＜M2；在第三阶段，控制模块20控制IGBT的脉冲宽度保持当前状态不变；在第四阶段，控制模块20先增加M3个脉冲宽度且每个脉冲宽度对应i3个PPG脉冲宽度，以使IGBT的驱动脉冲宽度增加，再控制IGBT的脉冲宽度保持当前状态不变，其中，5＜M3＜30，0＜i3＜5；在第五阶段，控制模块20减少M4个脉冲宽度且每个脉冲宽度对应i4个PPG脉冲宽度，以使IGBT的驱动脉冲宽度减少，其中，5＜M4＜20，0＜i4＜5。
需要说明的是，在本发明实施例的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制装置中未披露的细节，请参考本发明实施例的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制方法中所披露的细节，具体这里不再详述。
根据本发明实施例的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制装置，通过判断模块判断电磁加热系统的目标加热功率是否大于预设功率，如果是，则通过控制模块在交流电的每半个周期内采用分段控制的方式对IGBT的驱动脉动宽度进行调节，以使IGBT的驱动脉动宽度均匀缓慢变化，由此不仅能够有效降低交流电波峰时的谐振电压，而且能够避免IGBT驱动脉冲宽度突变、加热频率突变以及电磁噪音加大的问题，同时降低了IGBT脉冲电流突变的风险，提高了IGBT的安全可靠性和使用寿命。
另外，本发明的实施例还提出了一种电磁加热系统，其包括上述的IGBT的驱动脉冲控制装置。
本发明实施例的电磁加热系统，通过上述的IGBT的驱动脉冲控制装置，不仅能够有效降低交流电波峰时的谐振电压，而且能够避免IGBT驱动脉冲宽度突变、加热频率突变以及电磁噪音加大的问题，同时降低了IGBT脉冲电流突变的风险，提高了IGBT的安全可靠性和使用寿命。
此外，本发明的实施例还提出一种电磁加热设备，其包括上述的电磁加热系统。
在本发明的实施例中，电磁加热设备可以是电磁炉、电磁电饭煲、电磁压力锅等电磁加热产品。
本发明实施例的电磁加热设备，通过上述的电磁加热系统，不仅能够有效降低交流电波峰时的谐振电压，而且能够避免IGBT驱动脉冲宽度突变、加热频率突变以及电磁噪音加大的问题，同时降低了IGBT脉冲电流突变的风险，提高了IGBT的安全可靠性和使用寿命。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
另外，在本发明的描述中，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，“多个”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多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 (17)

1.一种电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
判断所述电磁加热系统的目标加热功率是否大于预设功率；
如果所述目标加热功率大于所述预设功率，则在交流电的每个半波周期内采用分段控制的方式对所述IGBT的驱动脉动宽度进行调节，以使所述IGBT的驱动脉动宽度均匀缓慢变化。
2.如权利要求1所述的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制方法，其特征在于，所述半波周期分为至少六个阶段，其中，
在第一阶段和第六阶段，根据所述电磁加热系统的当前加热功率和所述目标加热功率对所述IGBT的驱动脉冲宽度进行调节；
在第二阶段至第五阶段，按照先增加后减小再增加再减小的方式对所述IGBT的驱动脉冲宽度进行调节。
3.如权利要求2所述的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制方法，其特征在于，在所述第二阶段至所述第五阶段中，通过在每个谐振周期中增加或减少至少一个PPG脉冲宽度以对所述IGBT的驱动脉冲宽度进行调节。
4.如权利要求3所述的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制方法，其特征在于，其中，
在所述第二阶段，在每个谐振周期中增加A个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度增加；
在第三阶段，在每个谐振周期中减小B个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度减小；
在第四阶段，在每个谐振周期中增加B个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度增加；
在所述第五阶段，在每个谐振周期中减小A个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度减小，其中，1≤A≤B≤5。
5.如权利要求4所述的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制方法，其特征在于，所述第一阶段为0～π/4，所述第二阶段为π/4～3π/8，所述第三阶段为3π/8～π/2，所述第四阶段为π/2～5π/8，所述第五阶段为5π/8～3π/4，所述第六阶段为3π/4～π。
6.如权利要求2所述的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制方法，其特征在于，在所述第二阶段至所述第五阶段中，通过在每个阶段中增加或减少ii*Mi个PPG脉冲宽度以对所述IGBT的驱动脉冲宽度进行调节，其中，每个阶段的ii和Mi的取值相同或不同。
7.如权利要求6所述的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制方法，其特征在于，其中，
在所述第二阶段，先增加M1个脉冲宽度且每个脉冲宽度对应i1个PPG脉冲宽度，再减少M2个脉冲宽度且每个脉冲宽度对应i2个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度先增加后减小，其中，5＜M1＜20，5＜M2＜30，0＜i1，i2＜5且M1＜M2；
在第三阶段，控制所述IGBT的脉冲宽度保持当前状态不变；
在第四阶段，先增加M3个脉冲宽度且每个脉冲宽度对应i3个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度增加，再控制所述IGBT的脉冲宽度保持当前状态不变，其中，5＜M3＜30，0＜i3＜5；
在所述第五阶段，减少M4个脉冲宽度且每个脉冲宽度对应i4个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度减少，其中，5＜M4＜20，0＜i4＜5。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，具有存储于其中的指令，当所述指令被执行时，所述电磁加热系统执行如权利要求1-7中任一项所述的IGBT的驱动脉冲控制方法。
9.一种电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制装置，其特征在于，包括：
判断模块，用于判断所述电磁加热系统的目标加热功率是否大于预设功率；
控制模块，用于在所述目标加热功率大于所述预设功率时，在交流电的每个半波周期内采用分段控制的方式对所述IGBT的驱动脉动宽度进行调节，以使所述IGBT的驱动脉动宽度均匀缓慢变化。
10.如权利要求9所述的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制装置，其特征在于，所述半波周期分为至少六个阶段，其中，
在第一阶段和第六阶段，所述控制模块根据所述电磁加热系统的当前加热功率和所述目标加热功率对所述IGBT的驱动脉冲宽度进行调节；
在第二阶段至第五阶段，所述控制模块按照先增加后减小再增加再减小的方式对所述IGBT的驱动脉冲宽度进行调节。
11.如权利要求10所述的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制装置，其特征在于，在所述第二阶段至所述第五阶段中，所述控制模块通过在每个谐振周期中增加或减少至少一个PPG脉冲宽度以对所述IGBT的驱动脉冲宽度进行调节。
12.如权利要求11所述的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制装置，其特征在于，其中，
在所述第二阶段，所述控制模块在每个谐振周期中增加A个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度增加；
在第三阶段，所述控制模块在每个谐振周期中减小B个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度减小；
在第四阶段，所述控制模块在每个谐振周期中增加B个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度增加；
在所述第五阶段，所述控制模块在每个谐振周期中减小A个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度减小，其中，1≤A≤B≤5。
13.如权利要求12所述的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制装置，其特征在于，所述第一阶段为0～π/4，所述第二阶段为π/4～3π/8，所述第三阶段为3π/8～π/2，所述第四阶段为π/2～5π/8，所述第五阶段为5π/8～3π/4，所述第六阶段为3π/4～π。
14.如权利要求10所述的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制装置，其特征在于，在所述第二阶段至所述第五阶段中，所述控制模块通过在每个阶段中增加或减少ii*Mi个PPG脉冲宽度以对所述IGBT的驱动脉冲宽度进行调节，其中，每个阶段的ii和Mi的取值相同或不同。
15.如权利要求14所述的电磁加热系统中IGBT的驱动脉冲控制装置，其特征在于，其中，
在所述第二阶段，所述控制模块先增加M1个脉冲宽度且每个脉冲宽度对应i1个PPG脉冲宽度，再减少M2个脉冲宽度且每个脉冲宽度对应i2个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度先增加后减小，其中，5＜M1＜20，5＜M2＜30，0＜i1，i2＜5且M1＜M2；
在第三阶段，所述控制模块控制所述IGBT的脉冲宽度保持当前状态不变；
在第四阶段，所述控制模块先增加M3个脉冲宽度且每个脉冲宽度对应i3个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度增加，再控制所述IGBT的脉冲宽度保持当前状态不变，其中，5＜M3＜30，0＜i3＜5；
在所述第五阶段，所述控制模块减少M4个脉冲宽度且每个脉冲宽度对应i4个PPG脉冲宽度，以使所述IGBT的驱动脉冲宽度减少，其中，5＜M4＜20，0＜i4＜5。
16.一种电磁加热系统，其特征在于，包括如权利要求9-15中任一项所述的IGBT的驱动脉冲控制装置。
17.一种电磁加热设备，其特征在于，包括如权利要求16所述的电磁加热系统。
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