CN110049590B - 过零自检处理方法、电磁加热电路及电磁加热器具 - Google Patents

过零自检处理方法、电磁加热电路及电磁加热器具 Download PDF

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CN110049590B CN201811615548.1A CN201811615548A CN110049590B CN 110049590 B CN110049590 B CN 110049590B CN 201811615548 A CN201811615548 A CN 201811615548A CN 110049590 B CN110049590 B CN 110049590B
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Abstract

本发明提供一种过零自检处理方法、电磁加热电路(100)及电磁加热器具(10)。该方法包括：获取交流电源信号的第N个过零时刻tN以及从第N个过零时刻tN起IGBT(102)导通时对应的目标信号的时刻tN’，N为正整数；计算第N个过零时刻tN与目标信号的时刻tN’之间的第一差值；获取交流电源信号的第N+1个过零时刻tN+1以及从N+1个过零时刻tN+1起IGBT(102)导通时对应的目标信号的时刻tN+1’；计算第N+1个过零时刻tN+1与目标信号的时刻tN+1’之间的第二差值；根据第一差值、第二差值和预设时长，从交流电源信号的第N+2个过零时刻起，控制IGBT(102)在漏极电压最低时启动，降低了IGBT(102)的能耗，节约了成本。

Description

过零自检处理方法、电磁加热电路及电磁加热器具
技术领域
本发明涉及电磁炉技术领域，尤其涉及一种过零自检处理方法、电磁加热电路及电磁加热器具。
背景技术
电磁加热电路，可以利用电磁感应原理将电能转化成热能，对待加热设备进行加热。电磁加热电路应用领域较为广泛，如电饭煲、电高压锅、豆浆机、咖啡机、搅拌机等各种需要加热功能的器具中。
目前，现有电磁加热电路会在交流电源信号的过零时刻去驱动绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)启动，从而降低IGBT的启动电流，以减少损耗和降低噪声等。
然而，现有电磁加热电路的主回路中存在非阻性器件，导致IGBT在交流电源信号的过零时刻启动，从而引起交流电源信号的过零时刻与IGBT漏极电压最低时的导通时刻之间存在相位差，且这种相位差会进一步增加IGBT的损耗，使得电路的元器件成本提高。
发明内容
本发明提供一种过零自检处理方法、电磁加热电路及电磁加热器具，以解决现有技术中由于交流电源信号的过零时刻与IGBT漏极电压最低时的导通时刻之间存在相位差而增加IGBT的损耗且提高元器件成本的问题。
第一方面，本发明提供一种过零自检处理方法，包括：
获取交流电源信号的第N个过零时刻tN以及从所述第N个过零时刻tN起IGBT导通时对应的目标信号的时刻tN’，N为正整数；
计算所述第N个过零时刻tN与所述目标信号的时刻tN’之间的第一差值；
获取所述交流电源信号的第N+1个过零时刻tN+1以及从所述N+1个过零时刻tN+1起所述IGBT导通时对应的所述目标信号的时刻tN+1’；
计算所述第N+1个过零时刻tN+1与所述目标信号的时刻tN+1’之间的第二差值；
根据所述第一差值、所述第二差值和预设时长，从所述交流电源信号的第N+2个过零时刻起，控制所述IGBT启动，所述预设时长为启动所述IGBT(102)的时刻与任意一个过零时刻之间的初始差值。
可选地，所述根据所述第一差值、所述第二差值和预设时长，从所述交流电源信号的第N+2个过零时刻起，控制所述IGBT启动，包括：
判断所述第二差值是否等于所述第一差值；
根据判断结果和所述预设时长，确定目标时长；
从所述交流电源信号的第N+2个过零时刻起，经过所述目标时长控制所述IGBT启动。
可选地，所述根据判断结果和所述预设时长，确定目标时长，包括：
当所述判断结果为所述第二差值等于所述第一差值时，确定所述目标时长为所述预设时长；
当所述判断结果为所述第二差值不等于所述第一差值时，计算所述第二差值与所述第一差值之间的目标差值，并确实所述目标时长为所述预设时长与所述目标差值之间的差值。
可选地，所述目标信号为所述IGBT导通时漏极电压为最大值或最小值的信号。
第二方面，本发明提供一种电磁加热电路，包括：
主回路、绝缘栅双极型晶体管IGBT、驱动电路、微控制单元MCU、电流采样电路以及谷值检测电路；
其中，所述MCU的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端与所述IGBT的输入端连接，所述IGBT的输出端与所述主回路的输出端连接；
所述MCU的第一输入端与所述电流采样电路的输出端连接，所述MCU的第二输入端与所述谷值检测电路的输出端连接，所述电流采样电路的第一输入端和第二输入端均与所述主回路连接，所述谷值检测电路的第一输入端与所述主回路的第一输入端连接，所述谷值检测电路的第二输入端与所述主回路的第二输入端连接；
所述谷值检测电路，用于获取交流电源信号的第N个过零时刻tN，N为正整数，并将所述第N个过零时刻tN发送给所述MCU；
所述电流采样电路，用于获取从所述第N个过零时刻tN起IGBT导通时对应的目标信号的时刻tN’，并将所述目标信号的时刻tN’发送给所述MCU；
所述MCU，用于计算所述第N个过零时刻tN与所述目标信号的时刻tN’之间的第一差值；
所述谷值检测电路，还用于获取所述交流电源信号的第N+1个过零时刻tN+1，并将所述第N+1个过零时刻tN+1发送给所述MCU；
所述电流采样电路，还用于获取从所述N+1个过零时刻tN+1起所述IGBT导通时对应的所述目标信号的时刻tN+1’，并将所述目标信号的时刻tN+1’发送给所述MCU；
所述MCU，还用于计算所述第N+1个过零时刻tN+1与所述目标信号的时刻tN+1’之间的第二差值；并根据所述第一差值、所述第二差值和预设时长，从所述交流电源信号的第N+2个过零时刻起，控制所述IGBT启动，所述预设时长为所述MCU启动所述IGBT的任意一个时刻与对应的过零时刻之间的初始差值。
可选地，所述主回路包括：依次连接的滤波电路、整流电路以及谐振电路，所述谐振电路的输出端与所述IGBT的漏极连接；
其中，所述谷值检测电路的第一输入端与所述滤波电路的第一输入端连接，所述谷值检测电路的第二输入端与所述滤波电路的第二输入端连接，所述电流采样电路的第一输入端与所述整流电路的负向输出端连接，所述电流采样电路的第二输入端与所述IGBT的源极连接。
可选地，所述电流采样电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第一电容；
其中，所述第一电阻的第一端分别与所述整流电路的负向输出端和所述第二电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述IGBT的源极连接，所述第二电阻的第二端分别与所述MCU的第一输入端、所述第三电阻的第一端以及所述第一电容的第一端连接，所述第三电阻的第二端连接有第一电平，所述第一电容的第二端接地。
可选地，所述主回路包括：滤波电路、整流电路以及谐振电路；
其中，所述滤波电路的输出端与所述整流电路的输入端连接，所述整流电路的负向输出端与所述IGBT的源极连接，所述谐振电路的输出端与所述IGBT的漏极连接；
所述谷值检测电路的第一输入端与所述滤波电路的第一输入端连接，所述谷值检测电路的第二输入端与所述滤波电路的第二输入端连接，所述电流采样电路的第一输入端与所述整流电路的正向输出端连接，所述电流采样电路的第二输入端与所述谐振电路的输入端连接。
可选地，所述电流采样电路包括：变压器、第四电阻、第一二极管、第五电阻、第六电阻以及第二电容；
其中，所述变压器的第一输入端与所述整流电路的正向输出端连接，所述变压器的第二输出端与所述谐振电路的输入端连接，所述变压器的第一输出端分别与所述第四电阻的第一端和所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端分别与所述第六电阻的第一端、所述第二电容的第一端以及所述MCU的第一输入端连接，所述变压器的第二输出端、所述第四电阻的第二端、所述第六电阻的第二端以及第二电容的第二端接地。
可选地，所述谷值检测电路包括：第二二极管、第三二极管、第四二极管、第七电阻、第八电阻以及第三电容；
其中，所述第二二极管的正极与所述主回路的第一输入端连接，所述第三二极管的正极与所述主回路的第二输入端连接，所述第二二极管的负极和所述第三二极管的负极皆与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端分别与所述第八电阻的第一端、所述第四二极管的正极、所述MCU的第二输入端以及所述第三电容的第一端连接，所述第四二极管的负极连接有第二电平，所述第八电阻的第二端和所述第三电容的第二端接地。
可选地，所述谷值检测电路包括：第五二极管、第六二极管、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第三电容、三极管以及第十二电阻；
其中，所述第五二极管的正极与所述主回路的第一输入端连接，所述第六二极管的正极与所述主回路的第二输入端连接，所述第五二极管的负极和所述第六二极管的负极皆与所述第九电阻的第一端连接，所述第九电阻的第二端分别与所述第三电容的第一端、所述第十电阻的第一端、所述第十一电阻的第一端连接，所述第十一电阻的第二端与所述三极管的基极连接，所述三极管的集电极分别与所述MCU的第二输入端和所述第十二电阻的第一端连接，所述第十二电阻的第二端接有第三电平，所述第三电容的第二端、所述第十电阻的第二端以及所述三极管的发射极接地。
可选地，所述MCU，用于判断所述第二差值是否等于所述第一差值；根据判断结果和所述预设时长，确定目标时长；从所述交流电源信号的第N+2个过零时刻起，经过所述目标时长控制所述IGBT启动。
可选地，所述MCU，具体用于当所述判断结果为所述第二差值等于所述第一差值时，确定所述目标时长为所述预设时长；当所述判断结果为所述第二差值不等于所述第一差值时，计算所述第二差值与所述第一差值之间的目标差值，并确实所述目标时长为所述预设时长与所述目标差值之间的差值。
可选地，所述目标信号为所述IGBT导通时漏极电压为最大值或最小值的信号。
第三方面，本发明提供一种电磁加热器具，包括：如第二方面所述的电磁加热电路。
本发明提供的过零自检处理方法、电磁加热电路及电磁加热器具，通过谷值检测电路获取交流电源信号的第N个过零时刻tN，并将所述第N个过零时刻tN发送给所述MCU，且电流采样电路获取从所述第N个过零时刻tN起IGBT导通时对应的目标信号的时刻tN’，并将所述目标信号的时刻tN’发送给所述MCU，使得MCU计算出所述第N个过零时刻tN与所述目标信号的时刻tN’之间的第一差值。谷值检测电路再获取所述交流电源信号的第N+1个过零时刻tN+1，并将所述第N+1个过零时刻tN+1发送给所述MCU，且电流采样电路再获取从所述N+1个过零时刻tN+1起所述IGBT导通时对应的所述目标信号的时刻tN+1’，并将所述目标信号的时刻tN+1’发送给所述MCU，使得MCU计算出所述第N+1个过零时刻tN+1与所述目标信号的时刻tN+1’之间的第二差值。从而MCU可以根据所述第一差值、所述第二差值和预设时长，从所述交流电源信号的第N+2个过零时刻起，控制所述IGBT启动，其中预设时长为MCU启动IGBT的任意一个时刻与对应的过零时刻之间的初始差值。本发明中，通过检测相邻两次过零时刻以及对应的IGBT导通时对应的目标信号的时刻，计算相邻两次过零时刻以及对应的IGBT导通时对应的目标信号的时刻之间的差值，并比较两差值之间是否存在差异，来确定电磁加热电路是否在启动IGBT时产生了较大偏差，并通过对启动IGBT的时刻的动态调整，以补偿相位差给IGBT启动带来的差异，从而实现了IGBT可以在漏极电压最小时导通，解决了现有技术中由于IGBT无法在交流电源信号的谷值时刻导通而造成IGBT的启动电流过大以及损坏元器件的问题，降低了IGBT模块的导通损耗和导通噪音，延长了IGBT模块的使用寿命，提高了IGBT模块的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的电磁加热电路的结构示意图；
图2为本发明提供的电磁加热电路中各信号的波形示意图；
图3a为本发明提供的电磁加热电路的结构示意图；
图3b为本发明提供的电磁加热电路的结构示意图；
图4a为本发明提供的电磁加热电路的电路示意图；
图4b为本发明提供的电磁加热电路的电路示意图；
图5a为本发明提供的电磁加热电路的电路示意图；
图5b为本发明提供的电磁加热电路的电路示意图；
图6为本发明提供的电磁加热器具的结构示意图；
图7为本发明提供的过零自检处理方法的流程图。
附图标记：
100—电磁加热电路； 101—主回路；
102—IGBT； 103—驱动电路；
104—MCU； 105—电流采样电路；
1011—滤波电路； 1012—整流电路；
1013—谐振电路； 106—谷值检测电路；
10—电磁加热器具。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明提供的电磁加热电路的结构示意图，如图1所示，主回路101、绝缘栅双极型晶体管IGBT 102、驱动电路103、微控制单元MCU 104、电流采样电路105以及谷值检测电路106。
其中，MCU 104的输出端与驱动电路103的输入端连接，驱动电路103的输出端与IGBT 102的输入端连接，IGBT 102的输出端与主回路101的输出端连接。
MCU 104的第一输入端与电流采样电路105的输出端连接，MCU 104的第二输入端与谷值检测电路106的输出端连接，电流采样电路105的第一输入端和第二输入端均与主回路101连接，谷值检测电路106的第一输入端与主回路101的第一输入端连接，谷值检测电路106的第二输入端与主回路101的第二输入端连接。
谷值检测电路106，用于获取交流电源信号的第N个过零时刻tN，N为正整数，并将第N个过零时刻tN发送给MCU 104。
电流采样电路105，用于获取从第N个过零时刻tN起IGBT 102导通时对应的目标信号的时刻tN’，并将目标信号的时刻tN’发送给MCU 104。
MCU 104，用于计算第N个过零时刻tN与目标信号的时刻tN’之间的第一差值。
谷值检测电路106，还用于获取交流电源信号的第N+1个过零时刻tN+1，并将第N+1个过零时刻tN+1发送给MCU 104。
电流采样电路105，还用于获取从N+1个过零时刻tN+1起IGBT 102导通时对应的目标信号的时刻tN+1’，并将目标信号的时刻tN+1’发送给MCU 104。
MCU 104，还用于计算第N+1个过零时刻tN+1与目标信号的时刻tN+1’之间的第二差值；并根据第一差值、第二差值和预设时长，从交流电源信号的第N+2个过零时刻起，控制IGBT 102启动，预设时长为MCU 104启动IGBT 102的任意一个时刻与对应的过零时刻之间的初始差值。
本实施例中，驱动电路103可以通过输出的驱动信号，来驱动IGBT 102导通和关断，使得主回路101可以根据IGBT 102的导通状态或者关断状态发射电磁能量对待加热设备(如锅具)进行加热，并通过IGBT 102的导通状态或者关断状态可以控制电磁加热电路100的功率状态。并且，驱动电路103还可以通过输出的驱动信号，来驱动IGBT 102处于放大区。其中，本实施例对IGBT 102的个数不做限定。
本领域技术人员可以理解，电磁加热电路100会在检测到电磁加热器具10上有待加热设备之后，且在检测到交流电源信号为谷值时，驱动IGBT 102开始工作。而实际情况中，由于主回路101中存在非阻性器件，使得交流电源信号的过零时刻与IGBT 102漏极电压最低时的导通时刻之间存在相位差。因此，本实施例可以在当前次驱动IGBT 102启动时，采用前两次的实际检测到的相位差来预测并校准当前次的相位差，从而根据当前次的相位差对IGBT 102的启动进行校准，使得IGBT 102可以在交流电源信号的过零时刻启动，避免IGBT 102的启动电流过大而导致元器件损坏的现象，降低了电路的元器件成本。
本实施例中，由于输入到主回路101的第一输入端和第二输入端是交流电源信号，因此，谷值检测电路106的第一输入端通过与主回路101的第一输入端连接，且谷值检测电路106的第二输入端通过与主回路101的第二输入端连接，可以获取交流电源信号的第N个过零时刻tN。进而，谷值检测电路106的输出端通过与MCU 104的第二输入端的连接，可以将第N个过零时刻tN发送给MCU 104。
本实施例中，电流采样电路105的第一输入端和第二输入端通过与主回路101的连接，可以获取从第N个过零时刻tN起IGBT 102导通时对应的目标信号的时刻tN’。进而，电流采样电路105的输出端通过与MCU 104的第一输入端的连接，可以将目标信号的时刻tN’发送给MCU 104。
进一步地，MCU 104可以计算出第N个过零时刻tN与目标信号的时刻tN’之间的第一差值。
本实施例中，谷值检测电路106的第一输入端通过与主回路101的第一输入端连接，且谷值检测电路106的第二输入端通过与主回路101的第二输入端连接，还可以获取交流电源信号的第N+1个过零时刻tN+1。进而，谷值检测电路106的输出端通过与MCU 104的第二输入端的连接，还可以将第N+1个过零时刻tN+1发送给MCU 104。
本实施例中，电流采样电路105的第一输入端和第二输入端通过与主回路101的连接，还可以获取从N+1个过零时刻tN+1起IGBT 102导通时对应的目标信号的时刻tN+1’。进而，电流采样电路105的输出端通过与MCU 104的第一输入端的连接，还可以将目标信号的时刻tN+1’发送给MCU 104。
进一步地，MCU 104可以计算出第N+1个过零时刻tN+1与目标信号的时刻tN+1’之间的第二差值。进而，MCU 104可以根据第一差值、第二差值和预设时长，从交流电源信号的第N+2个过零时刻起，控制IGBT 102启动。
其中，本实施例对目标信号的具体实现形式不做限定。由于IGBT 102导通时漏极电压为最小值的时刻与对应的交流电源信号的过零时刻之间的差值，以及IGBT 102导通时漏极电压为最大值的时刻与对应的交流电源信号的过零时刻之间的差值，这两个差值之间的差值通常为交流电源信号的半个周期，是个定值，因此，目标信号可以为IGBT 102导通时漏极电压为最大值的信号，也可以IGBT 102导通时漏极电压为最小值的信号。进而，目标信号的时刻tN’和目标信号的时刻tN+1’中的目标信号可以皆为IGBT 102导通时漏极电压为最大值或最小值的信号，也可以分别为IGBT 102导通时漏极电压为最小值的信号和IGBT 102导通时漏极电压为最小值的信号。
且预设时长为MCU 104在启动IGBT 102的任意一个时刻与该时刻对应的过零时刻之间的初始差值，具体可以根据经验值进行设定，可以为0，也可以为某个时长，本实施例对此不做限定。
可选地，在MCU 104从交流电源信号的任意一个过零时刻起，经过预设时长控制IGBT 102启动时，MCU 104可以判断第二差值是否等于第一差值，得到判断结果。进而，由于判断结果可以表明从交流电源信号的第N+2个过零时刻起，MCU 104经过预设时长控制IGBT102启动的准确性，因此，MCU 104可以根据判断结果和预设时长，来确定目标时长。
一方面，当判断结果为第二差值等于第一差值时，MCU 104可以确定目标时长为预设时长。
一方面，当判断结果为第二差值不等于第一差值时，MCU 104可以计算第二差值与第一差值之间的目标差值，并确实目标时长为预设时长与目标差值之间的差值。
进而，MCU 104可以从交流电源信号的第N+2个过零时刻起，经过目标时长控制IGBT 102启动。
在一个具体实施例中，如图2所示，以交流电源信号为市电电源50Hz的交流电为例，交流电源信号经过主电路101整流后的脉冲电压的周期为T＝10ms。且一般情况下可以设定预设时长为Δk，即MCU 104从交流电源信号的任意一个过零时刻起，经过预设时长Δk控制IGBT 102启动。
其中，V1为交流电源信号整流后的信号，V2为交流电源信号对应的脉冲信号，V3为目标信号，t为时间。
1、MCU 104记录谷值检测电路106检测到的交流电源信号的第一个过零时刻为t1，并记录通过电流采样电路105采样到对应的IGBT 102导通时对应的目标信号的时刻t1’，且计算t1’-t1＝Δp1。
2、MCU 104再记录谷值检测电路106检测到的交流电源信号的第二个过零时刻t2，T＝t2-t1＝10ms，并记录通过电流采样电路105采样到对应的IGBT 102导通时对应的目标信号的时刻t2’，且计算t2’-t2＝Δp2。
31、若Δp2＝Δp1，则说明电磁加热电路100工作正常，这样，MCU 104仍从交流电源信号的第三个过零时刻t3起，经过预设时长Δk启动IGBT 102。
32、若Δp2≠Δp1，则说明IGBT 102启动的时刻与过零时刻之间的相位差产生了变化。进而，MCU 104根据Δp2-Δp1的差值，对在第三个过零时刻t3启动IGBT 102的时刻进行补偿，得到目标时长为Δk-(Δp2-Δp1)。进而，MCU 104从交流电源信号的第三个过零时刻t3起，经过目标时长Δk-(Δp2-Δp1)控制IGBT 102启动。
4、MCU 104重复执行上述1、2的步骤，得到Δp2和Δp3＝t3’-t3，在计算交流电源信号的第四个过零时刻t4对应启动IGBT 102的时刻时，可以判断Δp2和Δp3是否相等，来确定是否对Δk进行补偿，以得到目标时长，具体过程可参照步骤31和32的具体实现过程，此处不做赘述。且MCU 104再计算交流电源信号之后的过零时刻对应启动IGBT 102的时刻可参照上述过程，此处不做赘述。
本实施例提供的电磁加热电路，通过谷值检测电路获取交流电源信号的第N个过零时刻tN，并将所述第N个过零时刻tN发送给所述MCU，且电流采样电路获取从所述第N个过零时刻tN起IGBT导通时对应的目标信号的时刻tN’，并将所述目标信号的时刻tN’发送给所述MCU，使得MCU计算出所述第N个过零时刻tN与所述目标信号的时刻tN’之间的第一差值。谷值检测电路再获取所述交流电源信号的第N+1个过零时刻tN+1，并将所述第N+1个过零时刻tN+1发送给所述MCU，且电流采样电路再获取从所述N+1个过零时刻tN+1起所述IGBT导通时对应的所述目标信号的时刻tN+1’，并将所述目标信号的时刻tN+1’发送给所述MCU，使得MCU计算出所述第N+1个过零时刻tN+1与所述目标信号的时刻tN+1’之间的第二差值。从而MCU可以根据所述第一差值、所述第二差值和预设时长，从所述交流电源信号的第N+2个过零时刻起，控制所述IGBT启动，其中预设时长为MCU启动IGBT的任意一个时刻与对应的过零时刻之间的初始差值。本实施例中，通过检测相邻两次过零时刻以及对应的IGBT导通时对应的目标信号的时刻，计算相邻两次过零时刻以及对应的IGBT导通时对应的目标信号的时刻之间的差值，并比较两差值之间是否存在差异，来确定电磁加热电路是否在启动IGBT时产生了较大偏差，并通过对启动IGBT的时刻的动态调整，以补偿相位差给IGBT启动带来的差异，从而实现了IGBT可以在漏极电压最小时导通，解决了现有技术中由于IGBT无法在交流电源信号的谷值时刻导通而造成IGBT的启动电流过大以及损坏元器件的问题，降低了IGBT模块的导通损耗和导通噪音，延长了IGBT模块的使用寿命，提高了IGBT模块的可靠性。
下面，对本实施例的电磁加热电路100中包含的具体结构进行详细说明。
如图3a和图3b所示，本实施例的主回路101可以包括：滤波电路1011、整流电路1012以及谐振电路1013。
其中，滤波电路1011的输出端与整流电路1012的输入端连接，谐振电路1013的输出端与IGBT 102的漏极连接。
本实施例中，滤波电路1011可以起到对交流电源信号进行滤波的作用。整流电路1012可以将滤波后的交流电源信号(如市电电源)整流成脉动直流电压，方便供给谐振电路1013工作电压。其中，交流电源信号可以为220V、50HZ的单相正弦交流电压，也可以为经过变压后的市电电源，本实施例对此不做限定，只需交流电源信号的类型能够满足各种工作需求即可。且整流电路1012可以为全桥整流器，也可以为半桥整流器，本实施例对此也不做限定。
本实施例中，驱动电路103可以通过输出的驱动信号，来驱动IGBT 102导通和关断，使得谐振电路1013可以根据IGBT 102的开关状态发射电磁能量对待加热设备进行加热。
其中，滤波电路1011、整流电路1012以及谐振电路1013可以为集成芯片，也可以为多个元器件搭建的电路，本实施例对此不做限定。例如，滤波电路1011可以包括：滤波电感和滤波电容。谐振电路1013可以包括：加热线圈和谐振电容。其中，滤波电路1011的第一输出端与IGBT 102的漏极之间串联连接有加热线圈，谐振电容并联在加热线圈的两端。
本实施例中，电流采样电路105可以为集成芯片，也可以为多个元器件搭建的电路，本实施例对此不做限定。且本实施例对电流采样电路105接入到电磁加热电路100的接法不做限定。为了便于说明，结合图3a和图3b，示出电流采样电路105的两种接法。
一种可行的实现方式中，如图3a所示，整流电路1012的正向输出端与谐振电路1013的输入端连接，电流采样电路105的第一输入端与整流电路1012的负向输出端连接，电流采样电路105的第二输入端与IGBT 102的源极连接。
具体地，电流采样电路105的一端连接在整流电路1012的负向输出端，另一端连接在IGBT 102的源极，在N个驱动脉冲的脉冲宽度对应的测试时间段内，即驱动电路103向IGBT 102发送驱动信号的同时，便可对IGBT 102的导通时的电流进行实时检测，得到N个导通电流。且电流采样电路105通过与MCU 104的连接，可以将N个导通电流发送给MCU 104，使得MCU 104从N个导通电流中选择出最小电流或者最大电流。
其中，本实施例对电流采样电路105的具体结构不做限定。一种可行的具体结构中，如图4a所示，电流采样电路105可以包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第一电容。
其中，第一电阻的第一端分别与整流电路1012的负向输出端和第二电阻的第一端连接，第二电阻的第二端与IGBT 102的源极连接，第二电阻的第二端分别与MCU 104的第一输入端、第三电阻的第一端以及第一电容的第一端连接，第三电阻的第二端连接有第一电平，第一电容的第二端接地。
为了便于说明，图4a中，第一电阻标记为R1，第二电阻标记为R2，第三电阻标记为R3，第一电容标记为C1，第一电平标记为V1，对电流采样电路105进行示意。
另一种可行的实现方式中，如图3b所示，整流电路1012的负向输出端与IGBT 102的源极连接，电流采样电路105的第一输入端与整流电路1012的正向输出端连接，电流采样电路105的第二输入端与谐振电路1013的输入端连接，电流采样电路105的输出端与MCU104的第一输入端连接。
具体地，电流采样电路105的一端连接在整流电路1012的正向输出端，另一端连接在谐振电路1013的输入端，在N个驱动脉冲的脉冲宽度对应的测试时间段内，即驱动电路103向IGBT 102发送驱动信号的同时，便可对IGBT 102的导通时的电流进行实时检测，得到N个导通电流。且电流采样电路105通过与MCU 104的连接，可以将N个导通电流发送给MCU104，使得MCU 104从N个导通电流中选择出最小电流或者最大电流。
其中，本实施例对电流采样电路105的具体结构不做限定。一种可行的具体结构中，如图4b所示，电流采样电路105可以包括：变压器、第四电阻、第一二极管、第五电阻、第六电阻以及第二电容。
其中，变压器的第一输入端与整流电路1012的正向输出端连接，变压器的第二输出端与谐振电路1013的输入端连接，变压器的第一输出端分别与第四电阻的第一端和第一二极管的正极连接，第一二极管的负极与第五电阻的第一端连接，第五电阻的第二端分别与第六电阻的第一端、第二电容的第一端以及MCU 104的第一输入端连接，变压器的第二输出端、第四电阻的第二端、第六电阻的第二端以及第二电容的第二端接地。
为了便于说明，图4b中，变压器标记为CT，第四电阻标记为R4，第一二极管标记为D1，第五电阻标记为R5，第六电阻标记为R6，第二电容标记为C2，对电流采样电路105进行示意。
继续结合图3a和图3b，由于滤波电路1011的输入端为交流电源信号的输入端，因此，谷值检测电路106的第一输入端与滤波电路1011的第一输入端连接，谷值检测电路106的第二输入端与滤波电路1011的第二输入端连接。从而，谷值检测电路106可以检测到交流电源信号的过零时刻。
其中，谷值检测电路106可以为集成芯片，也可以为多个元器件搭建的电路，本实施例对此不做限定。且本实施例对谷值检测电路106的具体实现方式不做限定。为了便于说明，在图3a的基础上，结合图5a和图5b，对谷值检测电路106的具体结构进行详细说明。
一种可行的实施方式中，如图5a所示，谷值检测电路106可以包括：第二二极管、第三二极管、第四二极管、第七电阻、第八电阻以及第三电容。
其中，第二二极管的正极与主回路101的第一输入端连接，第三二极管的正极与主回路101的第二输入端连接，第二二极管的负极和第三二极管的负极皆与第七电阻的第一端连接，第七电阻的第二端分别与第八电阻的第一端、第四二极管的正极、MCU 104的第二输入端以及第三电容的第一端连接，第四二极管的负极连接有第二电平，第八电阻的第二端和第三电容的第二端接地。
为了便于说明，图5a中，第二二极管标记为D2，第三二极管标记为D3，第四二极管标记为D4，第七电阻标记为R7，第八电阻标记为R8，第三电容标记为C3，第二电平标记为V2，对谷值检测电路106进行示意。
另一种可行的实施方式中，如图5b所示，谷值检测电路106可以包括：第五二极管、第六二极管、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第三电容、三极管以及第十二电阻。
其中，第五二极管的正极与主回路101的第一输入端连接，第六二极管的正极与主回路101的第二输入端连接，第五二极管的负极和第六二极管的负极皆与第九电阻的第一端连接，第九电阻的第二端分别与第四电容的第一端、第十电阻的第一端、第十一电阻的第一端连接，第十一电阻的第二端与三极管的基极连接，三极管的集电极分别与MCU 104的第二输入端和第十二电阻的第一端连接，第十二电阻的第二端接有第三电平，第四电容的第二端、第十电阻的第二端以及三极管的发射极接地。
为了便于说明，图5b中，第五二极管标记为D5，第六二极管标记为D6，第九电阻标记为R9，第十电阻标记为R10，第十一电阻标记为R11，第四电容标记为C4、三极管标记为Q1，第十二电阻标记为R12，第三电平标记为V3，对谷值检测电路106进行示意。
另外，在上述实施例的基础上，本实施例的电磁加热电路100还可以包括：交流电源电路。其中，交流电源电路分别与主回路101的第一输入端和第二输入端连接，从而交流电源电路可以向电磁加热电路100提供交流电源信号，使得谷值检测电路106可以检测交流电源信号的过零时刻。
图6为本发明提供的电磁加热器具的结构示意图，如图6所示，本实施例的电磁加热器具10包括：如上述图1-图5b所示的电磁加热电路100。
其中，电磁加热器具10可以包括但不限于电饭煲、电高压锅、豆浆机、咖啡机、搅拌机等各种需要加热的器具。
本实施例提供的电磁加热器具10包括如上述的电磁加热电路100，可执行上述实施例，其具体实现原理和技术效果，可参见上述图1-图5b所示实施例的技术方案，本实施例此处不再赘述。
图7为本发明提供的谷值校准的确定方法的流程图，如图7所示，本实施例的谷值校准的确定方法应用于上述图1-图5b所示的电磁加热电路100。本实施例的谷值校准的确定方法可以包括：
S101、获取交流电源信号的第N个过零时刻tN以及从第N个过零时刻tN起IGBT导通时对应的目标信号的时刻tN’，N为正整数。
S102、计算第N个过零时刻tN与目标信号的时刻tN’之间的第一差值。
S103、获取交流电源信号的第N+1个过零时刻tN+1以及从N+1个过零时刻tN+1起IGBT导通时对应的目标信号的时刻tN+1’。
S104、计算第N+1个过零时刻tN+1与目标信号的时刻tN+1’之间的第二差值。
S105、根据第一差值、第二差值和预设时长，从交流电源信号的第N+2个过零时刻起，控制IGBT启动，预设时长为启动IGBT的任意一个时刻与对应的过零时刻之间的初始差值。
结合图1-图5b，本实施例的谷值校准的确定方法可以以电磁加热电路100中的微处理单元MCU 104为执行主体，具体过程可执行上述实施例，其具体实现原理和技术效果，可参见上述图1-图5b所示实施例的技术方案，此处不再赘述。
在上述图7实施例的基础上，S105中的一种具体实现方式可以为，可选地，判断第二差值是否等于第一差值；
根据判断结果和预设时长，确定目标时长；
从交流电源信号的第N+2个过零时刻起，经过目标时长控制IGBT启动。
可选地，根据判断结果和预设时长，确定目标时长，包括：
当判断结果为第二差值等于第一差值时，确定目标时长为预设时长；
当判断结果为第二差值不等于第一差值时，计算第二差值与第一差值之间的目标差值，并确实目标时长为预设时长与目标差值之间的差值。
可选地，目标信号为IGBT导通时漏极电压为最大值或最小值的信号。
结合图1-图5b，本实施例的谷值校准的确定方法可以以电磁加热电路100中的微处理单元MCU 104为执行主体，具体过程可执行上述实施例，其具体实现原理和技术效果，可参见上述图1-图5b所示实施例的技术方案，此处不再赘述。
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 (15)

1.一种过零自检处理方法，其特征在于，包括：
获取交流电源信号的第N个过零时刻tN以及从所述第N个过零时刻tN起IGBT(102)导通时对应的目标信号的时刻tN’，N为正整数；
计算所述第N个过零时刻tN与所述目标信号的时刻tN’之间的第一差值；
获取所述交流电源信号的第N+1个过零时刻tN+1以及从所述N+1个过零时刻tN+1起所述IGBT(102)导通时对应的所述目标信号的时刻tN+1’；
计算所述第N+1个过零时刻tN+1与所述目标信号的时刻tN+1’之间的第二差值；
根据所述第一差值、所述第二差值和预设时长，从所述交流电源信号的第N+2个过零时刻起，控制所述IGBT(102)启动，所述预设时长为启动所述IGBT(102)的任意一个时刻与对应的过零时刻之间的初始差值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一差值、所述第二差值和预设时长，从所述交流电源信号的第N+2个过零时刻起，控制所述IGBT(102)启动，包括：
判断所述第二差值是否等于所述第一差值；
根据判断结果和所述预设时长，确定目标时长；
从所述交流电源信号的第N+2个过零时刻起，经过所述目标时长控制所述IGBT(102)启动。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据判断结果和所述预设时长，确定目标时长，包括：
当所述判断结果为所述第二差值等于所述第一差值时，确定所述目标时长为所述预设时长；
当所述判断结果为所述第二差值不等于所述第一差值时，计算所述第二差值与所述第一差值之间的目标差值，并确实所述目标时长为所述预设时长与所述目标差值之间的差值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标信号为所述IGBT(102)导通时漏极电压为最大值或最小值的信号。
5.一种电磁加热电路(100)，其特征在于，包括：主回路(101)、绝缘栅双极型晶体管IGBT(102)、驱动电路(103)、微控制单元MCU(104)、电流采样电路(105)以及谷值检测电路(106)；
其中，所述MCU(104)的输出端与所述驱动电路(103)的输入端连接，所述驱动电路(103)的输出端与所述IGBT(102)的输入端连接，所述IGBT(102)的输出端与所述主回路(101)的输出端连接；
所述MCU(104)的第一输入端与所述电流采样电路(105)的输出端连接，所述MCU(104)的第二输入端与所述谷值检测电路(106)的输出端连接，所述电流采样电路(105)的第一输入端和第二输入端均与所述主回路(101)连接，所述谷值检测电路(106)的第一输入端与所述主回路(101)的第一输入端连接，所述谷值检测电路(106)的第二输入端与所述主回路(101)的第二输入端连接；
所述谷值检测电路(106)，用于获取交流电源信号的第N个过零时刻tN，N为正整数，并将所述第N个过零时刻tN发送给所述MCU(104)；
所述电流采样电路(105)，用于获取从所述第N个过零时刻tN起IGBT(102)导通时对应的目标信号的时刻tN’，并将所述目标信号的时刻tN’发送给所述MCU(104)；
所述MCU(104)，用于计算所述第N个过零时刻tN与所述目标信号的时刻tN’之间的第一差值；
所述谷值检测电路(106)，还用于获取所述交流电源信号的第N+1个过零时刻tN+1，并将所述第N+1个过零时刻tN+1发送给所述MCU(104)；
所述电流采样电路(105)，还用于获取从所述N+1个过零时刻tN+1起所述IGBT(102)导通时对应的所述目标信号的时刻tN+1’，并将所述目标信号的时刻tN+1’发送给所述MCU(104)；
所述MCU(104)，还用于计算所述第N+1个过零时刻tN+1与所述目标信号的时刻tN+1’之间的第二差值；并根据所述第一差值、所述第二差值和预设时长，从所述交流电源信号的第N+2个过零时刻起，控制所述IGBT(102)启动，所述预设时长为所述MCU(104)启动所述IGBT(102)的任意一个时刻与对应的过零时刻之间的初始差值。
6.根据权利要求5所述的电磁加热电路(100)，其特征在于，所述主回路(101)包括：依次连接的滤波电路(1011)、整流电路(1012)以及谐振电路(1013)，所述谐振电路(1013)的输出端与所述IGBT(102)的漏极连接；
其中，所述谷值检测电路(106)的第一输入端与所述滤波电路(1011)的第一输入端连接，所述谷值检测电路(106)的第二输入端与所述滤波电路(1011)的第二输入端连接，所述电流采样电路(105)的第一输入端与所述整流电路(1012)的负向输出端连接，所述电流采样电路(105)的第二输入端与所述IGBT(102)的源极连接。
7.根据权利要求6所述的电磁加热电路(100)，其特征在于，所述电流采样电路(105)包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第一电容；
其中，所述第一电阻的第一端分别与所述整流电路(1012)的负向输出端和所述第二电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述IGBT(102)的源极连接，所述第二电阻的第二端分别与所述MCU(104)的第一输入端、所述第三电阻的第一端以及所述第一电容的第一端连接，所述第三电阻的第二端连接有第一电平，所述第一电容的第二端接地。
8.根据权利要求5所述的电磁加热电路(100)，其特征在于，所述主回路(101)包括：滤波电路(1011)、整流电路(1012)以及谐振电路(1013)；
其中，所述滤波电路(1011)的输出端与所述整流电路(1012)的输入端连接，所述整流电路(1012)的负向输出端与所述IGBT(102)的源极连接，所述谐振电路(1013)的输出端与所述IGBT(102)的漏极连接；
所述谷值检测电路(106)的第一输入端与所述滤波电路(1011)的第一输入端连接，所述谷值检测电路(106)的第二输入端与所述滤波电路(1011)的第二输入端连接，所述电流采样电路(105)的第一输入端与所述整流电路(1012)的正向输出端连接，所述电流采样电路(105)的第二输入端与所述谐振电路(1013)的输入端连接。
9.根据权利要求8所述的电磁加热电路(100)，其特征在于，所述电流采样电路(105)包括：变压器、第四电阻、第一二极管、第五电阻、第六电阻以及第二电容；
其中，所述变压器的第一输入端与所述整流电路(1012)的正向输出端连接，所述变压器的第二输出端与所述谐振电路(1013)的输入端连接，所述变压器的第一输出端分别与所述第四电阻的第一端和所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端分别与所述第六电阻的第一端、所述第二电容的第一端以及所述MCU(104)的第一输入端连接，所述变压器的第二输出端、所述第四电阻的第二端、所述第六电阻的第二端以及第二电容的第二端接地。
10.根据权利要求5-9任一项所述的电磁加热电路(100)，其特征在于，所述谷值检测电路(106)包括：第二二极管、第三二极管、第四二极管、第七电阻、第八电阻以及第三电容；
其中，所述第二二极管的正极与所述主回路(101)的第一输入端连接，所述第三二极管的正极与所述主回路(101)的第二输入端连接，所述第二二极管的负极和所述第三二极管的负极皆与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端分别与所述第八电阻的第一端、所述第四二极管的正极、所述MCU(104)的第二输入端以及所述第三电容的第一端连接，所述第四二极管的负极连接有第二电平，所述第八电阻的第二端和所述第三电容的第二端接地。
11.根据权利要求5-9任一项所述的电磁加热电路(100)，其特征在于，所述谷值检测电路(106)包括：第五二极管、第六二极管、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第三电容、三极管以及第十二电阻；
其中，所述第五二极管的正极与所述主回路(101)的第一输入端连接，所述第六二极管的正极与所述主回路(101)的第二输入端连接，所述第五二极管的负极和所述第六二极管的负极皆与所述第九电阻的第一端连接，所述第九电阻的第二端分别与所述第三电容的第一端、所述第十电阻的第一端、所述第十一电阻的第一端连接，所述第十一电阻的第二端与所述三极管的基极连接，所述三极管的集电极分别与所述MCU(104)的第二输入端和所述第十二电阻的第一端连接，所述第十二电阻的第二端接有第三电平，所述第三电容的第二端、所述第十电阻的第二端以及所述三极管的发射极接地。
12.根据权利要求5-9任一项所述的电磁加热电路(100)，其特征在于，所述MCU(104)，用于判断所述第二差值是否等于所述第一差值；根据判断结果和所述预设时长，确定目标时长；从所述交流电源信号的第N+2个过零时刻起，经过所述目标时长控制所述IGBT(102)启动。
13.根据权利要求12所述的电磁加热电路(100)，其特征在于，所述MCU(104)，具体用于当所述判断结果为所述第二差值等于所述第一差值时，确定所述目标时长为所述预设时长；当所述判断结果为所述第二差值不等于所述第一差值时，计算所述第二差值与所述第一差值之间的目标差值，并确实所述目标时长为所述预设时长与所述目标差值之间的差值。
14.根据权利要求5所述的电磁加热电路(100)，其特征在于，所述目标信号为所述IGBT(102)导通时漏极电压为最大值或最小值的信号。
15.一种电磁加热器具，其特征在于，包括：如权利要求5-14任一项所述的电磁加热电路(100)。
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