CN111901915B - 电磁加热器具及其测温电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种电磁加热器具及其测温电路，该测温电路包括：控制器，用于在停止输出脉冲驱动信号至功率管的停止区间内，输出脉冲调制信号至激励谐振模块，以及根据接收到的谐振信号的周期，确定锅具的温度；激励谐振模块，用于在脉冲调制信号的控制下，输出周期随锅具温度变化而变化的谐振信号至控制器。本发明的电磁加热器具及其测温电路，控制器根据接收到的谐振信号的周期，确定锅具的温度，可及时、精确的测量锅具的温度，保证测温效果。

Description

电磁加热器具及其测温电路
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及其测温电路。
背景技术
相关技术中，电磁炉通常通过热敏组件对锅具进行测温。热敏组件安装在电磁炉灶面板下方，其中的热敏电阻通过弹性结构与灶面板接触。热量由锅具传到灶面板，再通过热敏电阻感知灶面板的温度，从而实现锅具温度的测量。由于热敏组件不是与锅具直接接触，且热敏电阻感温存在一定的滞后性，因而导致测温不及时、不精确，测温效果差。
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测温电路，控制器在停止输出脉冲驱动信号至功率管的停止区间内，输出脉冲调制信号至激励谐振模块，激励谐振模块在脉冲调制信号的控制下，输出周期随锅具温度变化而变化的谐振信号至控制器，控制器根据接收到的谐振信号的周期，确定锅具的温度，可及时、精确的测量锅具的温度，保证测温效果。
本发明的第二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测温电路，包括：
控制器，用于在停止输出脉冲驱动信号至功率管的停止区间内，输出脉冲调制信号至激励谐振模块，以及根据接收到的谐振信号的周期，确定锅具的温度；
所述激励谐振模块，用于在所述脉冲调制信号的控制下，输出周期随锅具温度变化而变化的所述谐振信号至所述控制器。
根据本发明实施例提出的电磁加热器具的测温电路，控制器用于在停止输出脉冲驱动信号至功率管的停止区间内，输出脉冲调制信号至激励谐振模块，以及根据接收到的谐振信号的周期，确定锅具的温度；激励谐振模块用于在脉冲调制信号的控制下，输出周期随锅具温度变化而变化的谐振信号至控制器。控制器根据接收到的谐振信号的周期确定锅具的温度，可及时、精确的测量锅具的温度，保证测温效果。
根据本发明的一个实施例，所述停止区间包括：按照时间先后顺序依次排列的延时区间、激励区间和测量区间；所述控制器具体用于：在所述延时区间和所述测量区间内输出高阻态至所述激励谐振模块，在所述激励区间输出所述脉冲调制信号至所述激励谐振模块。
根据本发明的一个实施例，所述激励谐振模块包括：激励驱动电路，用于在所述脉冲调制信号的控制下，生成激励驱动信号；检测谐振电路，用于在所述激励驱动信号的驱动下，生成随锅具温度变化而变化的谐振电压信号；检测电路，用于根据所述谐振电压信号生成所述谐振信号。
根据本发明的一个实施例，所述激励驱动电路包括：第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述控制器连接；第一晶体管，所述第一晶体管的控制端与所述第一电阻的第二端连接，所述第一晶体管的第一端与第一直流电源连接，所述第一晶体管的第二端与所述检测谐振电路连接；第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述控制器连接；第二晶体管，所述第二晶体管的控制端与所述第二电阻的第二端连接，所述第二晶体管的第一端与所述第一晶体管的第二端连接，所述第二晶体管的第二端接地。
根据本发明的一个实施例，所述激励驱动电路还包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第一电阻的第一端连接，所述第一二极管的阴极与所述第一电阻的第二端连接；第二二极管，所述第二二极管的阴极与所述第二电阻的第一端连接，所述第一二极管的阳极与所述第二电阻的第二端连接。
根据本发明的一个实施例，所述激励驱动电路还包括：第三二极管，所述第三二极管的阴极与所述第一晶体管的第一端连接，所述第三二极管的阳极与所述第一晶体管的第二端连接；第四二极管，所述第四二极管的阴极与所述第二晶体管的第一端连接，所述第四二极管的阳极与所述第二晶体管的第二端连接。
根据本发明的一个实施例，所述检测谐振电路包括：第一电容，所述第一电容的第一端与所述激励驱动电路连接，所述第一电容的第二端与所述检测电路连接；第一电感，所述第一电感的第一端与所述第一电容的第二端连接，所述第一电感的第二端接地；锅具，所述锅具与所述第一电感电感耦合。
根据本发明的一个实施例，所述检测电路包括：第三电阻，所述第三电阻第一端与所述检测谐振电路连接；比较器，所述比较器的第一输入端与所述第三电阻的第二端连接，所述比较器的第二输入端用于输入参考电压信号，所述比较器的输出端与所述控制器连接；第四电阻，所述第四电阻的第一端与第二直流电源连接，所述第四电阻的第二端与所述比较器的输出端连接。
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，包括：如本发明第一方面实施例所述的电磁加热器具的测温电路。
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是根据本发明一个实施例的电磁加热器具的测温电路的结构图；
图3是电磁加热器具的工作区间示意图；
图4是电磁加热器具的工作区间与控制器工作状态的关系图；
图5是根据本发明一个实施例的电磁加热器具的测温电路的主电路图；
图6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及其测温电路。
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，电磁加热器具的主电路包括：保险管F1；整流桥D1；扼流圈L1；滤波电容C1；谐振动容C2；谐振电感L2；功率管IGBT；IGBT驱动模块DR1；电压过零检测模块U1；主控芯片IC1。主控芯片IC1在P_PPG端输出PPG信号至IGBT驱动模块DR1，从而控制功率管IGBT高速通断，实现加热。
图2是根据本发明一个实施例的电磁加热器具的测温电路的结构图，如图2所示，该测温电路包括：
控制器11，用于在停止输出脉冲驱动信号至功率管的停止区间内，输出脉冲调制信号至激励谐振模块12，以及根据接收到的谐振信号的周期，确定锅具的温度；
激励谐振模块12，用于在脉冲调制信号的控制下，输出周期随锅具温度变化而变化的谐振信号至控制器11。
本发明实施例中，如图3所示，电磁加热器具的工作区间可分为加热区间和停止区间，控制器11在加热区间输出脉冲驱动信号至功率管，控制功率管高速通断，实现加热，在停止区间停止输出脉冲驱动信号至功率管，停止加热，停止区间可在交流电压的过零点附近，有助于降低停止或启动带来的噪音，停止区间宽度小于等于2毫秒(ms)，为改善测量噪音，停止区间宽度具体可小于等于1ms。
控制器11在停止区间内，输出脉冲调制信号至激励谐振模块12，激励谐振模块12在脉冲调制信号的控制下，输出周期随锅具温度变化而变化的谐振信号至控制器11，控制器11根据接收到的谐振信号的周期，获取谐振频率，从而确定锅具的温度。其中，控制器11具体可为图1所示的主控芯片IC1；功率管具体可为如图1所示的功率管IGBT；脉冲驱动信号具体可为PPG信号；脉冲调制信号具体可为脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)信号，其频率大于50KHz；谐振信号具体可为方波信号。
具体的，如图4所示，停止区间又可包括：按照时间先后顺序依次排列的延时区间T2、激励区间T3和测量区间T4，其中，延时区间T2为等待系统自由振荡结束的区间，至少两个振荡周期，范围可为10μs＜T2＜200μs，具体可为100μs；T3/T4大于等于半个或N个T3+T4。控制器11在延时区间T2和测量区间T4内输出高阻态至激励谐振模块12，在激励区间T4输出脉冲调制信号至激励谐振模块12。
根据本发明实施例提出的电磁加热器具的测温电路，控制器用于在停止输出脉冲驱动信号至功率管的停止区间内，输出脉冲调制信号至激励谐振模块，以及根据接收到的谐振信号的周期，确定锅具的温度；激励谐振模块用于在脉冲调制信号的控制下，输出周期随锅具温度变化而变化的谐振信号至控制器。控制器根据接收到的谐振信号的周期确定锅具的温度，可及时、精确的测量锅具的温度，保证测温效果。
图5是根据本发明一个实施例的电磁加热器具的测温电路的主电路图，如图5所示，该测温电路在图1所示相关技术中电磁加热器具测温电路的基础上，增加了激励谐振模块12，激励谐振模块12包括：
激励驱动电路21，用于在脉冲调制信号的控制下，生成激励驱动信号；
检测谐振电路22，用于在激励驱动信号的驱动下，生成随锅具温度变化而变化的谐振电压信号；
检测电路23，用于根据谐振电压信号生成谐振信号。
进一步的，如图5所示，激励驱动电路21可包括：
第一电阻R1，第一电阻R1的第一端与控制器11连接；
第一晶体管Q1，第一晶体管Q1的控制端与第一电阻R1的第二端连接，第一晶体管Q1的第一端与第一直流电源VDD连接，第一晶体管Q1的第二端与检测谐振电路22连接；
第二电阻R2，第二电阻R2的第一端与控制器11连接；
第二晶体管Q2，第二晶体管Q2的控制端与第二电阻R2的第二端连接，第二晶体管Q2的第一端与第一晶体管Q1的第二端连接，第二晶体管Q2的第二端接地。
第一二极管D3，第一二极管D3的阳极与第一电阻R1的第一端连接，第一二极管D3的阴极与第一电阻R1的第二端连接；
第二二极管D4，第二二极管D4的阴极与第二电阻R2的第一端连接，第一二极管D3的阳极与第二电阻R2的第二端连接。
第三二极管D5，第三二极管D5的阴极与第一晶体管Q1的第一端连接，第三二极管D5的阳极与第一晶体管Q1的第二端连接；
第四二极管D6，第四二极管D6的阴极与第二晶体管Q2的第一端连接，第四二极管D6的阳极与第二晶体管Q2的第二端连接。
进一步的，如图5所示，检测谐振电路22可包括：
第一电容C3，第一电容C3的第一端与激励驱动电路21连接，第一电容C3的第二端与检测电路23连接；
第一电感L3，第一电感L3的第一端与第一电容C3的第二端连接，第一电感L3的第二端接地；
锅具31，锅具31与第一电感L3电感耦合。
进一步的，如图5所示，检测电路23可包括：
第三电阻R3，第三电阻R3第一端与检测谐振电路22连接；
比较器CMP，比较器CMP的第一输入端与第三电阻R3的第二端连接，比较器CMP的第二输入端用于输入参考电压信号Vref，比较器CMP的输出端与控制器11连接；
第四电阻R4，第四电阻R4的第一端与第二直流电源VCC连接，第四电阻R4的第二端与比较器CMP的输出端连接。
本发明实施例中，控制器11具体可为如图5所示的主控芯片IC1。
本发明实施例的电磁加热器具的测温电路的工作原理如下：
加热区间内，控制器11在P_PPG端输出PPG信号至IGBT驱动模块DR1，IGBT驱动模块DR1控制功率管IGBT快速通断，实现加热，同时在P_PWM端输出高阻态至检测谐振电路22，使Q1、Q2截止。
停止区间内，首先进入延迟区间T2，控制器11停止输出PPG信号，停止加热，等待系统自由振荡结束，同时在P_PWM端输出高阻态至检测谐振电路22，使Q1、Q2截止；延迟区间T2之后进入激励区间T3，控制器11在激励区间T3在P_PWM端输出PWM信号至检测谐振电路22，使Q1、Q2导通，检测谐振电路22工作，锅具31与L3电感耦合，L3、C3谐振，锅具31温度变化时，耦合电感变化，从而影响谐振频率；激励区间T3之后进入测量区间T4，控制器11在P_PWM端输出高阻态至检测谐振电路22，使Q1、Q2截止，通过比较器CMP输出谐振信号，控制器11通过TR端获取谐振信号的周期，根据接收到的谐振信号的周期，确定锅具的温度。
根据本发明实施例提出的电磁加热器具的测温电路，控制器用于在停止输出脉冲驱动信号至功率管的停止区间内，输出脉冲调制信号至激励谐振模块，以及根据接收到的谐振信号的周期，确定锅具的温度；激励谐振模块用于在脉冲调制信号的控制下，输出周期随锅具温度变化而变化的谐振信号至控制器。控制器根据接收到的谐振信号的周期确定锅具的温度，可及时、精确的测量锅具的温度，保证测温效果。
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40，如图6所示，包括：如上述实施例所示的电磁加热器具的测温电路41。
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40具体可为电磁炉。
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 (10)

1.一种电磁加热器具的测温电路，其特征在于，包括：
控制器，用于在停止输出脉冲驱动信号至功率管的停止区间内，输出脉冲调制信号至激励谐振模块，以及根据接收到的谐振信号的周期，确定锅具的温度；
所述激励谐振模块，用于在所述脉冲调制信号的控制下，输出周期随锅具温度变化而变化的所述谐振信号至所述控制器。
2.根据权利要求1所述的测温电路，其特征在于，所述停止区间包括：按照时间先后顺序依次排列的延时区间、激励区间和测量区间；
所述控制器具体用于：在所述延时区间和所述测量区间内输出高阻态至所述激励谐振模块，在所述激励区间输出所述脉冲调制信号至所述激励谐振模块。
3.根据权利要求1所述的测温电路，其特征在于，所述激励谐振模块包括：
激励驱动电路，用于在所述脉冲调制信号的控制下，生成激励驱动信号；
检测谐振电路，用于在所述激励驱动信号的驱动下，生成随锅具温度变化而变化的谐振电压信号；
检测电路，用于根据所述谐振电压信号生成所述谐振信号。
4.根据权利要求3所述的测温电路，其特征在于，所述激励驱动电路包括：
第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述控制器连接；
第一晶体管，所述第一晶体管的控制端与所述第一电阻的第二端连接，所述第一晶体管的第一端与第一直流电源连接，所述第一晶体管的第二端与所述检测谐振电路连接；
第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述控制器连接；
第二晶体管，所述第二晶体管的控制端与所述第二电阻的第二端连接，所述第二晶体管的第一端与所述第一晶体管的第二端连接，所述第二晶体管的第二端接地。
5.根据权利要求4所述的测温电路，其特征在于，所述激励驱动电路还包括：
第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第一电阻的第一端连接，所述第一二极管的阴极与所述第一电阻的第二端连接；
第二二极管，所述第二二极管的阴极与所述第二电阻的第一端连接，所述第一二极管的阳极与所述第二电阻的第二端连接。
6.根据权利要求4所述的测温电路，其特征在于，所述激励驱动电路还包括：
第三二极管，所述第三二极管的阴极与所述第一晶体管的第一端连接，所述第三二极管的阳极与所述第一晶体管的第二端连接；
第四二极管，所述第四二极管的阴极与所述第二晶体管的第一端连接，所述第四二极管的阳极与所述第二晶体管的第二端连接。
7.根据权利要求3所述的测温电路，其特征在于，所述检测谐振电路包括：
第一电容，所述第一电容的第一端与所述激励驱动电路连接，所述第一电容的第二端与所述检测电路连接；
第一电感，所述第一电感的第一端与所述第一电容的第二端连接，所述第一电感的第二端接地；
锅具，所述锅具与所述第一电感电感耦合。
8.根据权利要求3所述的测温电路，其特征在于，所述检测电路包括：
第三电阻，所述第三电阻第一端与所述检测谐振电路连接；
比较器，所述比较器的第一输入端与所述第三电阻的第二端连接，所述比较器的第二输入端用于输入参考电压信号，所述比较器的输出端与所述控制器连接；
第四电阻，所述第四电阻的第一端与第二直流电源连接，所述第四电阻的第二端与所述比较器的输出端连接。
9.一种电磁加热器具，其特征在于，包括：如权利要求1-8任一项所述的电磁加热器具的测温电路。
10.根据权利要求9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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