CN111901914A - 电磁加热器具的控制电路、方法及电磁加热器具 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种电磁加热器具的控制电路、方法及电磁加热器具，该控制电路包括：开关模块，用于接通或断开零线与整流桥之间的电连接；控制器，用于在电磁加热器具进入检锅阶段后，且在控制器发送检锅脉冲前，控制开关模块断开零线与整流桥之间的电连接。本发明的电磁加热器具的控制电路、方法及电磁加热器具，可在检锅时维持IGBT的CE极电压在较低范围内，降低流过IGBT的电流，避免IGBT烧毁。

Description

电磁加热器具的控制电路、方法及电磁加热器具

技术领域

本发明涉及电器技术领域，尤其涉及一种电磁加热器具的控制电路、方法及电磁加热器具。

背景技术

电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电烹饪器具。电磁炉工作的时候，通过控制绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)高速通断来产生交变磁场，交变磁场的磁力线大部分通过金属锅体，在锅底产生大量涡流，从而产生烹饪所需的热量。

为了实现安全可靠控制，一般对放置在电磁炉灶面板上的锅具的材质或大小有一定要求，例如，要求锅具的材质为铁、不锈钢等，要求锅具的加热面积足够大(如刀叉等不能加热)，因此，在启动加热前，需对锅具的材质及大小进行判断，即检测锅具是否放置或锅具的材质、大小是否满足要求。

相关技术中，通常输出单个脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)脉冲(例如宽度为8μs的PWM脉冲)，使IGBT导通一定时间后关断，让系统进入自由振荡状态，然后通过主控芯片检测谐振脉冲数来判断锅具是否放置或材质是否正常，无锅时(或材质不合理或太小)，谐振脉冲数多，锅具正常时，由于锅具消耗能量，谐振脉冲数少。然而由于检测锅具时，IGBT为硬开通状态，其CE极电压较高，导致流过IGBT电流很大，容易造成IGBT烧毁。

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器具的控制电路，控制器在电磁加热器具进入检锅阶段后，且在控制器发送检锅脉冲前，控制开关模块断开零线与整流桥之间的电连接，可在检锅时维持IGBT的CE极电压在较低范围内，降低流过IGBT的电流，避免IGBT烧毁。

本发明的第二个目的在于提出一种电磁加热器具的控制方法。

本发明的第三个目的在于提出一种电磁加热器具。

为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种电磁加热器具的控制电路，包括：

开关模块，用于接通或断开零线与整流桥之间的电连接；

控制器，用于在所述电磁加热器具进入检锅阶段后，且在所述控制器发送检锅脉冲前，控制所述开关模块断开零线与整流桥之间的电连接。

根据本发明实施例提出的电磁加热器具的控制电路，开关模块用于接通或断开零线与整流桥之间的电连接；控制器用于在电磁加热器具进入检锅阶段后，且在控制器发送检锅脉冲前，控制开关模块断开零线与整流桥之间的电连接，可在检锅时维持IGBT的CE极电压在较低范围内，降低流过IGBT的电流，避免IGBT烧毁。

根据本发明的一个实施例，所述控制器还用于：在发送所述检锅脉冲后，获取谐振脉冲数；若所述谐振脉冲数大于预设的谐振脉冲数阈值，则判断出锅具未放置；若所述谐振脉冲数等于或者小于所述谐振脉冲数阈值，则判断出锅具已放置。

根据本发明的一个实施例，所述检锅脉冲的宽度等于或者大于5微秒，且等于或者小于15微秒。

根据本发明的一个实施例，所述控制器还用于：在所述电磁加热器具进入加热阶段后，且在所述控制器发送加热驱动脉冲前，控制所述开关模块接通零线与整流桥之间的电连接。

根据本发明的一个实施例，所述控制器还用于：在发送所述加热驱动脉冲后，控制所述电磁加热器具进入自激震荡阶段；获取自由谐振周期；若所述自由谐振周期大于预设的自由谐振周期阈值，则判断出锅具放偏或被移走；若所述自由谐振周期等于或者小于所述自由谐振周期阈值，则判断出锅具放置正常。

为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种电磁加热器具的控制方法，所述电磁加热器具包括控制器和用于接通或断开零线与整流桥之间的电连接的开关模块，所述控制方法包括：

在所述电磁加热器具进入检锅阶段后，且在所述控制器发送检锅脉冲前，控制所述开关模块断开零线与整流桥之间的电连接。

根据本发明实施例提出的电磁加热器具的控制方法，电磁加热器具包括控制器和用于接通或断开零线与整流桥之间的电连接的开关模块，在电磁加热器具进入检锅阶段后，且在控制器发送检锅脉冲前，控制开关模块断开零线与整流桥之间的电连接，可在检锅时维持IGBT的CE极电压在较低范围内，降低流过IGBT的电流，避免IGBT烧毁。

根据本发明的一个实施例，该控制方法还包括：在发送所述检锅脉冲后，获取谐振脉冲数；若所述谐振脉冲数大于预设的谐振脉冲数阈值，则判断出锅具未放置；若所述谐振脉冲数等于或者小于所述谐振脉冲数阈值，则判断出锅具已放置。

根据本发明的一个实施例，所述检锅脉冲的宽度等于或者大于5微秒，且等于或者小于15微秒。

根据本发明的一个实施例，该控制方法还包括：在所述电磁加热器具进入加热阶段后，且在所述控制器发送加热驱动脉冲前，控制所述开关模块接通零线与整流桥之间的电连接。

根据本发明的一个实施例，该控制方法还包括：在发送所述加热驱动脉冲后，控制所述电磁加热器具进入自激震荡阶段；获取自由谐振周期；若所述自由谐振周期大于预设的自由谐振周期阈值，则判断出锅具放偏或被移走；若所述自由谐振周期等于或者小于所述自由谐振周期阈值，则判断出锅具放置正常。

为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电磁加热器具，包括：如本发明第一方面实施例所述的电磁加热器具的控制电路。

根据本发明的一个实施例，所述电磁加热器具为电磁炉。

附图说明

图1是相关技术中电磁加热器具的主电路图；

图2是相关技术中电磁加热器具的控制波形图；

图3是根据本发明一个实施例的电磁加热器具的控制电路的结构图；

图4是根据本发明一个实施例的电磁加热器具的控制电路的电路图；

图5是根据本发明一个实施例的电磁加热器具的控制波形图；

图6是根据本发明一个实施例的电磁加热器具加热状态下的控制波形图；

图7是根据本发明一个实施例的电磁加热器具自激震荡阶段控制波形图；

图8是根据本发明一个实施例的电磁加热器具的控制电路的检锅流程图；

图9是根据本发明一个实施例的电磁加热器具的控制电路的判断锅具放置正常的流程图；

图10是根据本发明一个实施例的电磁加热器具的结构图。

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的电磁加热器具的控制电路、方法及电磁加热器具。

图1是相关技术中电磁加热器具的主电路图，如图1所示，相关技术中，电磁加热器具主电路包括：保险管F1；整流桥D1；滤波电容C1；谐振电容C2、C3；功率管IGBT1、IGBT2；高频电流互感器CT1；控制电路模块SCN1；切换开关K1；IGBT驱动模块DR1；激励电源UK；二极管D2；主控芯片IC1；谐振电感L2。其中，C2＝C3，激励电源UK为低压电源，通常小于50V。

相关技术中的电磁加热器具在检锅时，可如图2所示，主控芯片IC1在PWM端口发送宽度为N0的单个PWM脉冲至IGBT驱动模块DR1，驱动模块DR1驱动IGBT2导通，IGBT2导通N0时间后关断，系统进入自由振荡状态，然后通过主控芯片IC1的TR_IN端口获取M时间内谐振脉冲数来判断锅具是否放置或材质、大小是否正常，无锅时(或材质不合理或太小)，谐振脉冲数多，锅具正常时，由于锅具消耗能量，谐振脉冲数少，然而，由于C1的滤波作用，A点的电压为220*1.414＝311V，又由于C2＝C3，则功率管IGBT2的CE极电压为311V/2＝155.5V，导致功率管IGBT2为硬开通状态，流过IGBT2的电流非常大，容易烧毁IGBT2。

图3是根据本发明一个实施例的电磁加热器具的控制电路的结构图，如图3所示，该控制电路包括：

开关模块11，用于接通或断开零线N与整流桥D1之间的电连接；

控制器12，用于在电磁加热器具进入检锅阶段后，且在控制器12发送检锅脉冲前，控制开关模块11断开零线N与整流桥D1之间的电连接。

本发明实施例中，开关模块11用于接通或断开零线N与整流桥D1之间的电连接；控制器12用于在电磁加热器具进入检锅阶段后，且在控制器12发送检锅脉冲前，控制开关模块11断开零线N与整流桥D1之间的电连接。其中，检锅脉冲具体可为PWM脉冲，其宽度N的范围可为5μs≤N≤15μs，具体可为8μs。

具体的，可如图4所示，图4是根据本发明一个实施例的电磁加热器具的控制电路的电路图，开关模块11具体可为图4中的继电器K2，控制器12具体可为图4中的主控芯片IC1。在相关技术电磁加热器具的主电路基础上，该电路图增加了开关模块11，即图4中的继电器K2。

继电器K2在主控芯片IC1的作用下接通或断开零线N与整流桥D1之间的电连接，主控芯片IC1在K2_EN端输出高电平时，K2闭合，零线N与整流桥D1连通，主控芯片IC1在K2_EN端输出低电平时，K2断开时，零线N与整流桥D1断开。主控芯片IC1在电磁加热器具进入检锅阶段后，且在主控芯片IC1发送检锅脉冲前，在K2_EN端口输出低电平，控制K2断开零线N与整流桥D1之间的电连接。

在检锅时，如图5所示，主控芯片IC1在K2_EN端输出低电平，K2处于断开状态，则A点电压为UK-0.7V，由于UK电压较小，通常小于50V，因此，A点电压较小，从而IGBT2的CE极电压较小，流经其IGBT2的电流较小，可避免IGBT2烧毁。主控芯片IC1在PWM端口输出的PWM脉冲的宽度为N，由于电压较小，为保证足够的开通能量，N＞N0，。

根据本发明实施例提出的电磁加热器具的控制电路，开关模块用于接通或断开零线与整流桥之间的电连接；控制器用于在电磁加热器具进入检锅阶段后，且在控制器发送检锅脉冲前，控制开关模块断开零线与整流桥之间的电连接，可在检锅时维持IGBT的CE极电压在较低范围内，降低流过IGBT的电流，避免IGBT烧毁。

进一步的，控制器12还可用于：

在发送检锅脉冲后，获取谐振脉冲数；若谐振脉冲数大于预设的谐振脉冲数阈值K，则判断出锅具未放置；若谐振脉冲数等于或者小于谐振脉冲数阈值K，则判断出锅具已放置。

本发明实施例中，可预先设置谐振脉冲阈值K，K范围为K≥20。在发送检锅脉冲后，获取M时间内的谐振脉冲数，M范围为M＞200μs。如果谐振脉冲数＞K，则判断锅具未放置，或锅具材质不合理，或锅具大小不合理；如果谐振脉冲数≤K，则判断出锅具已放置，且锅具材质、大小合理。具体的，控制器12可为图4中的主控芯片IC1，可通过主控芯片的TR_IN端口获取谐振脉冲数。

根据本发明实施例提出的电磁加热器具的控制电路，根据谐振脉冲数和谐振脉冲阈值，可判断锅具是否放置及锅具的材质、大小是否合理。

进一步的，控制器12还可用于：

在电磁加热器具进入加热阶段后，且在控制器12发送加热驱动脉冲前，控制开关模块11接通零线N与整流桥D1之间的电连接。

本发明实施例中，开关模块11具体可为图4中的继电器K2，控制器12具体可为图4中的主控芯片IC1。在电磁加热器具进入加热阶段后，且在主控芯片IC1在PWM断开发送加热驱动脉冲前，可如图4、图6所示，主控芯片IC1在K2_EN断开输出高电平，控制继电器K2闭合，从而接通零线N与整流桥D1之间的电连接。

相关技术中，通常通过电流值与PWM宽度的关系式的方式判断判断锅具是否放偏或被移走，即预设电流值与PWM宽度的判断曲线，在一定的PWM条件下，实际电流值小于PWM对应的电流值，则判断锅具放偏或被移走。然而，由于电流采样一般采用滤波处理，存在一定的滞后，同时，由于功率为自动控制，当锅具稍微移动一定距离时，PWM自动补偿，维持功率不变，导致容易导致误判。

因此，为准确判断锅具是否放偏或被移走，控制器12还可用于：

在发送加热驱动脉冲后，控制电磁加热器具进入自激震荡阶段；获取自由谐振周期P；若自由谐振周期P大于预设的自由谐振周期阈值，则判断出锅具放偏或被移走；若自由谐振周期P等于或者小于自由谐振周期阈值，则判断出锅具放置正常。

本发明实施例中，可预先设置自由谐振周期阈值，自由谐振周期阈值可为1.2*P0，其中，P0为锅具放置时自由谐振周期值。在发送加热驱动脉冲后，控制电磁加热器具进入自激震荡阶段；获取自由谐振周期P；若自由谐振周期P＞1.2*P0，则判断出锅具放偏或被移走；若自由谐振周期P≤1.2*P0，则判断出锅具放置正常。

具体的，开关模块11具体可为图4中的继电器K2，控制器12具体可为图4中的主控芯片IC1。如图4、图7所示，T1、T2为加热阶段，此时主控芯片IC1在K1_EN端口输出低电平，K1断开，同时主控芯片IC1在PWM端口输出加热驱动脉冲，主控芯片IC1通过TR_IN端口获取加热周期P1；在发送加热驱动脉冲后，主控芯片IC1在K1_EN端口输出高电平，K1闭合，同时主控芯片IC1在PWM端口输出高阻态，IGBT驱动模块DR1的输入信号源来自控制电路模块SCN1，在UK的作用下，电磁加热器具在在电压过零区间(如图6所示)进入自激震荡阶段，即T0阶段。主控芯片IC1通过TR_IN端口获取自由谐振周期P，并与自由谐振周期阈值1.2*P0比较，若自由谐振周期P＞1.2*P0，则判断出锅具放偏或被移走；若自由谐振周期P≤1.2*P0，则判断出锅具放置正常。

根据本发明实施例提出的电磁加热器具的控制电路，通过自由谐振周期与自由谐振周期阈值，可准确判断锅具是否放置正常。

为清楚说明上述实施例，下面参照图8、图9对本发明实施例的电磁加热器具的控制电路的控制原理进行详细描述。

图8是根据本发明一个实施例的电磁加热器具的控制电路的检锅流程图，如图8所示，检锅流程包括：

S101，判断是否进行加热。

若是，进入步骤S104；若否，进入步骤S102。

S102，断开K2。

S103，清锅具标志。

S104，判断是否锅具标志为1。

若是，进入步骤S107；若否，进入步骤S105。

S105，闭合K2。

S106，加热处理。

S107，断开K2。

S108，判断是否检锅脉冲已发送。

若是，进入步骤S110；若否，进入步骤S109。

S109，发送检锅脉冲。

S110，判断是否M时间内谐振脉冲数大于谐振脉冲数阈值。

若是，进入步骤S111；若否，进入步骤S112。

S111，锅具未放置，或锅具材质不合理，或锅具大小不合理。准备下次检锅。

S112，锅具已放置，置锅具标志。

图9是根据本发明一个实施例的电磁加热器具的控制电路的判断锅具放置正常的流程图，如图9所示，判断锅具放置包括：

S201，在发送加热驱动脉冲后，控制电磁加热器具进入自激震荡阶段。

S202，获取自由谐振周期P。

S203，判断是否P＞1.2*P0。

若是，进入步骤S204；若否，进入步骤S206。

S204，锅具放偏或被移走。

S205，停止加热，清锅具标志。

S206，锅具放置正常。

S207，正常加热。

根据本发明实施例提出的电磁加热器具的控制电路，根据谐振脉冲数和谐振脉冲阈值，可判断锅具是否放置及锅具的材质、大小是否合理；通过自由谐振周期与自由谐振周期阈值，可准确判断锅具是否放置正常。

基于上述实施例，本发明还提出了一种电磁加热器具的控制方法，电磁加热器具包括控制器和用于接通或断开零线与整流桥之间的电连接的开关模块，控制方法包括：

在电磁加热器具进入检锅阶段后，且在控制器发送检锅脉冲前，控制开关模块断开零线与整流桥之间的电连接。

需要说明的是，前述对电磁加热器具的控制电路实施例的解释说明也适用于该实施例的电磁加热器具的控制方法，此处不再赘述。

根据本发明实施例提出的电磁加热器具的控制电路，开关模块用于接通或断开零线与整流桥之间的电连接；控制器用于在电磁加热器具进入检锅阶段后，且在控制器发送检锅脉冲前，控制开关模块断开零线与整流桥之间的电连接，可在检锅时维持IGBT的CE极电压在较低范围内，降低流过IGBT的电流，避免IGBT烧毁。

进一步的，在本发明实施例一种可能的实现方式中，该控制方法还包括：在发送检锅脉冲后，获取谐振脉冲数；若谐振脉冲数大于预设的谐振脉冲数阈值，则判断出锅具未放置；若谐振脉冲数等于或者小于谐振脉冲数阈值，则判断出锅具已放置。

进一步的，在本发明实施例一种可能的实现方式中，检锅脉冲的宽度等于或者大于5微秒，且等于或者小于15微秒。

进一步的，在本发明实施例一种可能的实现方式中，该控制方法还包括：在电磁加热器具进入加热阶段后，且在控制器发送加热驱动脉冲前，控制开关模块接通零线与整流桥之间的电连接。

进一步的，在本发明实施例一种可能的实现方式中，该控制方法还包括：在发送加热驱动脉冲后，控制电磁加热器具进入自激震荡阶段；获取自由谐振周期；若自由谐振周期大于预设的自由谐振周期阈值，则判断出锅具放偏或被移走；若自由谐振周期等于或者小于自由谐振周期阈值，则判断出锅具放置正常。

需要说明的是，前述对电磁加热器具的控制电路实施例的解释说明也适用于该实施例的电磁加热器具的控制方法，此处不再赘述。

根据本发明实施例提出的电磁加热器具的控制电路，根据谐振脉冲数和谐振脉冲阈值，可判断锅具是否放置及锅具的材质、大小是否合理；通过自由谐振周期与自由谐振周期阈值，可准确判断锅具是否放置正常。

为了实现上述实施例，本发明实施例还提出一种电磁加热器具20，如图10所示，包括：如上述实施例所示的电磁加热器具的控制电路21。

进一步的，在本发明实施例一种可能的实现方式中，电磁加热器具为电磁炉。

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 (12)

1.一种电磁加热器具的控制电路，其特征在于，包括：

开关模块，用于接通或断开零线与整流桥之间的电连接；

控制器，用于在所述电磁加热器具进入检锅阶段后，且在所述控制器发送检锅脉冲前，控制所述开关模块断开零线与整流桥之间的电连接。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制器还用于：

在发送所述检锅脉冲后，获取谐振脉冲数；

若所述谐振脉冲数大于预设的谐振脉冲数阈值，则判断出锅具未放置；

若所述谐振脉冲数等于或者小于所述谐振脉冲数阈值，则判断出锅具已放置。

3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述检锅脉冲的宽度等于或者大于5微秒，且等于或者小于15微秒。

4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制器还用于：

在所述电磁加热器具进入加热阶段后，且在所述控制器发送加热驱动脉冲前，控制所述开关模块接通零线与整流桥之间的电连接。

5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述控制器还用于：

在发送所述加热驱动脉冲后，控制所述电磁加热器具进入自激震荡阶段；

获取自由谐振周期；

若所述自由谐振周期大于预设的自由谐振周期阈值，则判断出锅具放偏或被移走；

若所述自由谐振周期等于或者小于所述自由谐振周期阈值，则判断出锅具放置正常。

6.一种电磁加热器具的控制方法，其特征在于，所述电磁加热器具包括控制器和用于接通或断开零线与整流桥之间的电连接的开关模块，所述控制方法包括：

在所述电磁加热器具进入检锅阶段后，且在所述控制器发送检锅脉冲前，控制所述开关模块断开零线与整流桥之间的电连接。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，还包括：

在发送所述检锅脉冲后，获取谐振脉冲数；

若所述谐振脉冲数大于预设的谐振脉冲数阈值，则判断出锅具未放置；

若所述谐振脉冲数等于或者小于所述谐振脉冲数阈值，则判断出锅具已放置。

8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述检锅脉冲的宽度等于或者大于5微秒，且等于或者小于15微秒。

9.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，还包括：

在所述电磁加热器具进入加热阶段后，且在所述控制器发送加热驱动脉冲前，控制所述开关模块接通零线与整流桥之间的电连接。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，还包括：

在发送所述加热驱动脉冲后，控制所述电磁加热器具进入自激震荡阶段；

获取自由谐振周期；

若所述自由谐振周期大于预设的自由谐振周期阈值，则判断出锅具放偏或被移走；

若所述自由谐振周期等于或者小于所述自由谐振周期阈值，则判断出锅具放置正常。

11.一种电磁加热器具，其特征在于，包括：如权利要求1-5任一项所述的电磁加热器具的控制电路。

12.根据权利要求11所述的电磁加热器具，其特征在于，所述电磁加热器具为电磁炉。

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