CN112710407B - 电磁加热器具及其测温装置和测温方法 - Google Patents

电磁加热器具及其测温装置和测温方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种电磁加热器具及其测温装置和测温方法，所述电磁加热器具包括扼流圈、第一功率管和第二功率管，第一功率管通过第二功率管与扼流圈连接，所述测温装置包括：第一热敏电阻，第一热敏电阻焊接在电路板上，用于采集第一功率管的温度；第二热敏电阻，第二热敏电阻焊接在电路板上，用于采集第二功率管的温度。本发明的电磁加热器具的测温装置，加工工艺简单，成本较低。

Description

电磁加热器具及其测温装置和测温方法
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测温装置、一种电磁加热器具的测温方法和一种具有该测温装置的电磁加热器具。
背景技术
目前，在半桥拓扑结构的电磁炉中，由于要采用2个功率管(IGBT，Insulated GateBipolar Transistor)，且功率管为发热器件，因此在加热过程中，主控芯片需要实时检测IGBT的温度，防止异常时IGBT过热烧毁。因此一般采用两组测温电路进行测温，包括热敏电阻、电阻、电容等组成，而热敏电阻一般通过柔性支撑架与IGBT本体接触进行测温，导致加工工艺复杂，成本上升。
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装置，其加工工艺简单，成本较低。
本发明的第二个目的在于提出一种电磁加热器具的测温方法。
本发明的第三个目的在于提出一种电磁加热器具。
本发明的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
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装置，所述电磁加热器具包括扼流圈、第一功率管和第二功率管，所述第一功率管通过所述第二功率管与所述扼流圈连接，所述测温装置包括：第一热敏电阻，所述第一热敏电阻焊接在电路板上，用于采集所述第一功率管的温度；第二热敏电阻，所述第二热敏电阻焊接在所述电路板上，用于采集所述第二功率管的温度。
根据本发明实施例的电磁加热器具的测温装置，通过将第一热敏电阻和第二热敏电阻直接焊接在电路板上，对应采集第一功率管和第二功率管的温度。由此，该装置的加工工艺简单，成本较低。
另外，根据本发明上述实施例提出的电磁加热器具的测温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，所述第一热敏电阻与所述第一功率管连接，所述第二热敏电阻设置在所述第二功率管附近的设定距离位置。
根据本发明的一个实施例，上述的电磁加热器具的测温装置，还包括：控制器，用于获取所述第二热敏电阻采集的第一采集温度；根据所述第一采集温度和预设的所述第一采集温度与所述第二功率管的第一实际温度之间的对应关系，确定所述第二功率管的第一实际温度。
根据本发明的一个实施例，所述控制器还用于：获取所述第一热敏电阻采集的第二采集温度；根据所述第二采集温度获取对应的所述第一采集温度的温度区间；识别所述第一采集温度位于所述温度区间内，则执行所述根据所述第一采集温度和预设的所述第一采集温度与所述第二功率管的第一实际温度之间的对应关系，确定所述第二功率管的第一实际温度步骤。
根据本发明的一个实施例，所述控制器具体用于：根据所述第二采集温度、预设的所述第二采集温度随时间的变化关系、预设的所述第一采集温度的上限值随时间的变化关系和预设的所述第一采集温度的下限值随时间的变化关系，获取所述第二采集温度对应的所述第一采集温度的上限值和所述第一采集温度的下限值；根据所述第一采集温度的上限值和所述第一采集温度的下限值，确定所述温度区间。
根据本发明的一个实施例，所述控制器还用于：识别所述第一采集温度位于所述温度区间外，则确定出所述第二热敏电阻采集异常或所述第二功率管温度异常。
根据本发明的一个实施例，所述控制器还用于：识别所述第一采集温度位于所述温度区间外，则控制所述电磁加热器具停止加热和/或发出警示信息。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种电磁加热器具的测温方法，其适用于上述的电磁加热器具的测温装置，所述测温方法包括：获取第二热敏电阻采集的第一采集温度；根据所述第一采集温度和预设的所述第一采集温度与第二功率管的第一实际温度之间的对应关系，确定所述第二功率管的第一实际温度。
根据本发明实施例的电磁加热器具的测温方法，先获取第二热敏电阻采集的第一采集温度，再根据第一采集温度和预设的第一采集温度与第二功率管的第一实际温度之间的对应关系，确定第二功率管的第一实际温度。由此，该方法能够准确获取第二功率管的温度，以便保证第二功率管异常时及时保护。
另外，根据本发明上述实施例提出的电磁加热器具的测温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，上述的测温方法，还包括：获取第一热敏电阻采集的第二采集温度；根据所述第二采集温度获取对应的所述第一采集温度的温度区间；识别所述第一采集温度位于所述温度区间内，则执行所述根据所述第一采集温度和预设的所述第一采集温度与第二功率管的第一实际温度之间的对应关系，确定所述第二功率管的第一实际温度步骤。
根据本发明的一个实施例，所述根据所述第二采集温度获取对应的所述第一采集温度的温度区间，包括：根据所述第二采集温度、预设的所述第二采集温度随时间的变化关系、预设的所述第一采集温度的上限值随时间的变化关系和预设的所述第一采集温度的下限值随时间的变化关系，获取所述第二采集温度对应的所述第一采集温度的上限值和所述第一采集温度的下限值；根据所述第一采集温度的上限值和所述第一采集温度的下限值，确定所述温度区间。
根据本发明的一个实施例，上述的测温方法，还包括：识别所述第一采集温度位于所述温度区间外，则确定出所述第二热敏电阻采集异常或所述第二功率管温度异常。
根据本发明的一个实施例，上述的测温方法，还包括：识别所述第一采集温度位于所述温度区间外，则控制所述电磁加热器具停止加热和/或发出警示信息。
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，其包括上述的电磁加热器具的测温装置。
本发明实施例的电磁加热器具，通过上述的电磁加热器具的测温装置，使得电磁加热器具的加工工艺简单，成本降低，并且能够准确获取第二功率管的温度，以便保证第二功率管异常时及时保护。
为达上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的电磁加热器具的测温方法。
本发明实施例的计算机可读存储介质，通过执行上述的电磁加热器具的测温方法，能够准确获取第二功率管的温度，以便保证第二功率管异常时及时保护。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是相关技术中电磁加热器具的半桥电路中IGBT的测温装置的布置示意图；
图2是根据本发明一个实施例的电磁加热器具的测温装置的布置示意图；
图3是根据本发明一个实施例的电磁加热器具的测温装置的电路图；
图4是根据本发明一个具体实施例的热敏电阻位置的示意图；
图5是根据本发明一个实施例的RT1与RT2温度关系曲线图；
图6是根据本发明一个实施例的IGBT2与RT2的关系曲线图；
图7是根据本发明一个实施例的获取IGBT2温度的软件控制流程图；以及
图8是根据本发明实施例的电磁加热器具的测温方法的流程图。
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。
下面参考附图描述本发明实施例的电磁加热器具的测温装置、电磁加热器具的测温方法和电磁加热器具。
图1是相关技术中电磁加热器具的半桥电路中IGBT的测温装置的布置示意图。如图1所示，该电磁加热器具的半桥电路中IGBT的测温装置，包括：散热片、绝缘垫片1、绝缘垫片2、桥堆、IGBT1、IGBT2、热敏电阻RT1、热敏电阻RT2、支撑架1和支撑架2。其中，支撑架1和支撑架2为柔性支撑架，通过该柔性支撑架将热敏电阻RT1和RT2分别与对应的IGBT1和IGBT2本体接触进行测温，导致加工工艺复杂，成本上升。
图2是根据本发明一个实施例的电磁加热器具的测温装置的布置示意图。图3是根据本发明一个实施例的电磁加热器具的测温装置的电路图。
参考图2和图3所示，本发明实施例的电磁加热器具包括扼流圈L1、第一功率管IGBT1和第二功率管IGBT2，第一功率管IGBT1通过第二功率管IGBT2与扼流圈L1连接。
本发明实施例的测温装置包括：第一热敏电阻RT1和第二热敏电阻RT2。其中，第一热敏电阻RT1焊接在电路板上，用于采集第一功率管IGBT1的温度，第二热敏电阻RT2焊接在电路板上，用于采集第二功率管IGBT2的温度。第一热敏电阻RT1与第一功率管IGBT1连接，第二热敏电阻RT2设置在所述第二功率管IGBT2附近的设定距离位置(如图4所示)。其中，设定距离d可根据实际情况进行设置，例如，可以大于等于5mm。
需要说明的是，RT1和RT2可为插件式的，也可为贴片式的，由于贴片式的生产工艺比较容易控制，制程不良率低，而且材料价格较低，所以在本发明的实施例中，RT1和RT2优选为贴片式的。
具体地，将RT1和RT2直接焊接在电路板(PCB板)上，安装工艺简单。其中，RT1与IGBT1的E极(发射极)直接相连，通过PCB板的铜皮导热方式进行采集温度。由于IGBT2的引脚都为高压，故不能与RT2进行电气连接，而是放置在距离IGBT2设定距离的位置，间接采集IGBT2的温度。由此，该装置的加工工艺简单，成本较低。
下面结合本发明的具体实施例说明如何通过第二热敏电阻RT2的温度准确获取第二功率管IGBT2的温度。
如图3所示，上述的测温装置，还包括：控制器IC1，控制器IC1用于获取第二热敏电阻RT2采集的第一采集温度；根据第一采集温度和预设的第一采集温度与第二功率管IGBT2的第一实际温度之间的对应关系，确定第二功率管IGBT2的第一实际温度。
根据本发明的一个实施例，控制器IC1还用于：获取第一热敏电阻RT1采集的第二采集温度；根据第二采集温度获取对应的第一采集温度的温度区间；识别第一采集温度位于温度区间内，则执行根据第一采集温度和预设的第一采集温度与第二功率管的第一实际温度之间的对应关系，确定第二功率管IGBT2的第一实际温度步骤。
根据本发明的一个实施例，控制器具体用于：根据第二采集温度、预设的第二采集温度随时间的变化关系、预设的第一采集温度的上限值随时间的变化关系和预设的第一采集温度的下限值随时间的变化关系，获取第二采集温度对应的第一采集温度的上限值和第一采集温度的下限值；根据第一采集温度的上限值和第一采集温度的下限值，确定温度区间。
进一步地，控制器还用于：识别第一采集温度位于温度区间外，则确定出第二热敏电阻采集异常或第二功率管温度异常。
更进一步地，控制器还用于：识别第一采集温度位于温度区间外，则控制电磁加热器具停止加热和/或发出警示信息。
具体地，在电磁加热器具工作过程中，由于IGBT1和IGBT2流过的电流相等，因此工作过程中IGBT1和IGBT2的温度相差不大。而由于RT1可以通过铜皮与IGBT1的E极相连，因此可以可靠的测量出IGBT1的温度，RT1的温度要比RT2高。
然后，通过实验测试出工作过程中RT1与RT2的温度关系式或数据表，根据温度关系式或数据表预设T判max和T判min曲线，如图5所示；通过实验测试出IGBT2温度与RT2温度的温度关系式或数据表，如图6所示。
实时测出RT1和RT2的温度，通过测量出的RT2的温度判断该温度是否在T判max和T判min的判断区间内，如果在判断区间内，则表示测量正常；如果在判断区间外，则判断测量异常或IGBT温度异常，停止加热，并发出警示信息。
当RT2温度在T判max和T判min的判断区间内时，根据RT2的温度通过IGBT2温度与RT2温度的温度关系式可以准确的获取得到IGBT2的温度。
图7是根据本发明一个实施例的获取IGBT2温度的软件控制流程图。如图7所示，获取IGBT2温度的过程，包括以下步骤：
S101，预设关系式T判max和T判min，预设IGBT2温度与RT2关系式。
S102，实时获取RT1，RT2温度值。
S103，通过RT1值及T判max和T判min关系式，获取RT2的温度区间T2max，T2min。
S104，判断RT2是否在T2max，T2min区间。如果是，执行步骤S105；如果否，执行步骤S107。
S105，RT2测量正常或IGBT温度正常。
S106，通过IGBT2温度与RT2关系式获取IGBT2温度。
S107，测量异常或IGBT2温度异常。
S108，发出警示信息。
需要说明的是，如图3所示，电磁加热器具除了包括扼流圈L1、第一功率管IGBT1、第二功率管IGBT2、第一热敏电阻RT1、第二热敏电阻RT2、控制器IC1之外，还包括驱动芯片DR1、高频电流互感器CT1、滤波电容C1、谐振电容C2和C3、谐振电感(线圈盘)L2、整流桥D1、保险管F1、D5、D6、电源模块、电阻R1-R6器件。
综上所述，根据本发明实施例的电磁加热器具的测温装置，通过将第一热敏电阻和第二热敏电阻直接焊接在电路板上，对应采集第一功率管和第二功率管的温度。由此，该装置的加工工艺简单，成本较低。
图8是根据本发明实施例的电磁加热器具的测温方法的流程图。如图8所示，本发明实施例的电磁加热器具的测温方法，包括：
S1，获取第二热敏电阻采集的第一采集温度。
S2，根据第一采集温度和预设的第一采集温度与第二功率管的第一实际温度之间的对应关系，确定第二功率管的第一实际温度。
根据本发明的一个实施例，上述的电磁加热器具的测温方法，还包括：获取第一热敏电阻采集的第二采集温度；根据第二采集温度获取对应的第一采集温度的温度区间；识别第一采集温度位于温度区间内，则执行根据第一采集温度和预设的第一采集温度与第二功率管的第一实际温度之间的对应关系，确定第二功率管的第一实际温度步骤。
根据本发明的一个实施例，根据第二采集温度获取对应的第一采集温度的温度区间，包括：根据第二采集温度、预设的第二采集温度随时间的变化关系、预设的第一采集温度的上限值随时间的变化关系和预设的第一采集温度的下限值随时间的变化关系，获取第二采集温度对应的第一采集温度的上限值和第一采集温度的下限值；根据第一采集温度的上限值和第一采集温度的下限值，确定温度区间。
进一步地，上述的电磁加热器具的测温方法，还包括：识别第一采集温度位于温度区间外，则确定出第二热敏电阻采集异常或第二功率管温度异常。
更进一步地，上述的电磁加热器具的测温方法，还包括：识别第一采集温度位于温度区间外，则控制电磁加热器具停止加热和/或发出警示信息。
需要说明的是，本发明实施例的电磁加热器具的测温方法中未披露的细节，具体请参考本发明实施例的电磁加热器具的测温装置中所披露的细节，具体这里不再赘述。
根据本发明实施例的电磁加热器具的测温方法，先获取第二热敏电阻采集的第一采集温度，再根据第一采集温度和预设的第一采集温度与第二功率管的第一实际温度之间的对应关系，确定第二功率管的第一实际温度。由此，该方法能够准确获取第二功率管的温度，以便保证第二功率管异常时及时保护。
另外，本发明还提出了一种电磁加热器具，其包括上述的电磁加热器具的测温装置。
本发明实施例的电磁加热器具，通过上述的电磁加热器具的测温装置，使得电磁加热器具的加工工艺简单，成本降低，并且能够准确获取第二功率管的温度，以便保证第二功率管异常时及时保护。
此外，本发明还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的电磁加热器具的测温方法。
本发明实施例的计算机可读存储介质，通过执行上述的电磁加热器具的测温方法，能够准确获取第二功率管的温度，以便保证第二功率管异常时及时保护。
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。
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。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
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。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。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。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 (13)

1.一种电磁加热器具的测温装置，其特征在于，所述电磁加热器具包括扼流圈、第一功率管和第二功率管，所述第一功率管通过所述第二功率管与所述扼流圈连接，所述测温装置包括：
第一热敏电阻，所述第一热敏电阻焊接在电路板上，用于采集所述第一功率管的温度；
第二热敏电阻，所述第二热敏电阻焊接在所述电路板上，用于采集所述第二功率管的温度；
控制器，用于获取所述第二热敏电阻采集的第一采集温度；根据所述第一采集温度和预设的所述第一采集温度与所述第二功率管的第一实际温度之间的对应关系，确定所述第二功率管的第一实际温度。
2.根据权利要求1所述的测温装置，其特征在于，所述第一热敏电阻与所述第一功率管连接，所述第二热敏电阻设置在所述第二功率管附近的设定距离位置。
3.根据权利要求1所述的测温装置，其特征在于，所述控制器还用于：
获取所述第一热敏电阻采集的第二采集温度；
根据所述第二采集温度获取对应的所述第一采集温度的温度区间；
识别所述第一采集温度位于所述温度区间内，则执行所述根据所述第一采集温度和预设的所述第一采集温度与所述第二功率管的第一实际温度之间的对应关系，确定所述第二功率管的第一实际温度步骤。
4.根据权利要求3所述的测温装置，其特征在于，所述控制器具体用于：
根据所述第二采集温度、预设的所述第二采集温度随时间的变化关系、预设的所述第一采集温度的上限值随时间的变化关系和预设的所述第一采集温度的下限值随时间的变化关系，获取所述第二采集温度对应的所述第一采集温度的上限值和所述第一采集温度的下限值；
根据所述第一采集温度的上限值和所述第一采集温度的下限值，确定所述温度区间。
5.根据权利要求3所述的测温装置，其特征在于，所述控制器还用于：
识别所述第一采集温度位于所述温度区间外，则确定出所述第二热敏电阻采集异常或所述第二功率管温度异常。
6.根据权利要求3所述的测温装置，其特征在于，所述控制器还用于：
识别所述第一采集温度位于所述温度区间外，则控制所述电磁加热器具停止加热和/或发出警示信息。
7.一种电磁加热器具的测温方法，其特征在于，适用于如权利要求2所述的电磁加热器具的测温装置，所述测温方法包括：
获取第二热敏电阻采集的第一采集温度；
根据所述第一采集温度和预设的所述第一采集温度与第二功率管的第一实际温度之间的对应关系，确定所述第二功率管的第一实际温度。
8.根据权利要求7所述的测温方法，其特征在于，还包括：
获取第一热敏电阻采集的第二采集温度；
根据所述第二采集温度获取对应的所述第一采集温度的温度区间；
识别所述第一采集温度位于所述温度区间内，则执行所述根据所述第一采集温度和预设的所述第一采集温度与第二功率管的第一实际温度之间的对应关系，确定所述第二功率管的第一实际温度步骤。
9.根据权利要求8所述的测温方法，其特征在于，所述根据所述第二采集温度获取对应的所述第一采集温度的温度区间，包括：
根据所述第二采集温度、预设的所述第二采集温度随时间的变化关系、预设的所述第一采集温度的上限值随时间的变化关系和预设的所述第一采集温度的下限值随时间的变化关系，获取所述第二采集温度对应的所述第一采集温度的上限值和所述第一采集温度的下限值；
根据所述第一采集温度的上限值和所述第一采集温度的下限值，确定所述温度区间。
10.根据权利要求8所述的测温方法，其特征在于，还包括：
识别所述第一采集温度位于所述温度区间外，则确定出所述第二热敏电阻采集异常或所述第二功率管温度异常。
11.根据权利要求8所述的测温方法，其特征在于，还包括：
识别所述第一采集温度位于所述温度区间外，则控制所述电磁加热器具停止加热和/或发出警示信息。
12.一种电磁加热器具，其特征在于，包括：如权利要求1-6任一项所述的电磁加热器具的测温装置。
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求8-11中任一所述的电磁加热器具的测温方法。
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