CN1975263A - 电磁炉控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种电磁炉控制系统，包括整流滤波电路、谐振电路、开关器件IGBT、所述开关器件IGBT的驱动电路和控制电路，所述控制电路包括中央处理器和检测电路，检测电路的一端与开关器件IGBT的集电极相连，另一端与中央处理器的输入端相连，所述中央处理器的输出端直接与驱动电路相连。本发明保证了开关器件IGBT在集电极电压为低电平时才导通，使开关器件更安全，并且提高了电磁炉的工作效率和减少发热。与目前市场上的电磁炉相比，在同等温升的条件下，功率可以提高1KW。稳定性能大大提高，故障率降低90％。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制系统，尤其涉及电磁炉的控制系统。
背景技术
电磁炉正逐渐走入人们的日常生活中，它的工作原理为：市电经桥式整流器变换为直流电，再经电压谐振变换器变换成频率为20～30kHz的交流电。电压谐振变换器是低开关损耗的零电压型(ZVS)变换器，它的主要器件是功率开关管，由控制器通过驱动电路控制开关管的导通与静止，功率开关管的一个缺陷是，在高压大电流状态下工作时，导通电阻大，器件发热严重，输出效率下降，甚至导致开关管损坏。所以，最好在开关管处于零电压时执行导通和静止。
目前，一般电磁炉所采用的控制电路包括同步检测电路、比较器电路、脉宽调控电路和振荡电路等，通过调节脉冲信号的占空比来控制开关管的导通时间，从而控制电磁炉的输出功率。但是，检测信号经过所述控制电路后，产生一定的信号延迟，经过延迟的信号去控制开关管的动作，会导致开关管不是在零电压状态下导通或截至，很可能造成开关管的损坏。
发明内容
本发明的一个目的，在于解决现有技术中的不足之处，提供一种确保功率开关管在零电压状态下导通或截至的控制系统。
为实现上述目的，本发明的电磁炉控制系统包括整流滤波电路、谐振电路、开关器件IGBT、控制电路和所述开关器件IGBT的驱动电路，所述控制电路包括中央处理器和检测电路，所述检测电路包括电阻R1、R2和二极管D1，R1的一端与电源相连，另一端与二极管D1的阳极相连，R2的一端与二极管D1的阳极相连，另一端与所述中央处理器的输入端相连，二极管的阴极与所述开关器件IGBT的集电极相连，所述中央处理器的输出端与所述驱动电路相连，所述中央处理器的控制步骤为：
a)输出端发出信号给所述驱动电路，持续第一时间段T1后，停止发出该信号；
b)检测输入端是否为低电平；
c)如果在时间段Ta内检测到输入端为低电平时，输出端发出信号，信号的持续时间为：前一次输出端发出信号的持续时间，该持续时间结束后，返回到步骤b；
d)如果在时间段Ta内没有检测到输入端为低电平时，输出端发出信号，信号的持续时间为：前一次输出端发出信号的持续时间与时间t之和，t为一个固定时间段，该持续时间结束后，返回到步骤b。
检测电路的一端与开关器件IGBT的集电极相连，另一端与中央处理器的输入端相连，使中央处理器输入端的电平始终跟随开关器件IGBT集电极电平的变化。
中央处理器输出端首次发出信号给驱动电路，驱动电路控制开关器件IGBT导通，导通时间为T1，这里，设置T1为一个较小的时间段，使得谐振电路中储存的能量较小，不能发生谐振。从而，开关器件IGBT集电极的电压不会下降到低电平。中央处理器检测不到输入端电平为低电平，然后，输出端再次发出驱动信号，信号的持续时间为T1+t，时间t也设定为一个较小的值。之后，重复进行输入端检测、输出端发出信号的过程，如果在Ta时间内检测不到输入端为低电平，输出端发出信号，信号的持续时间为：前一次输出端发出信号的持续时间与时间t之和，如果一旦检测到输入端为低电平，输出端立刻发出驱动信号，信号持续时间为：前一次输出端发出信号的持续时间。这里的时间Ta为相对较大的值，它大于谐振电路产生谐振的谐振周期。
由于中央处理器的输出端直接与驱动电路相连，当开关器件IGBT集电极变为低电平时，中央处理器快速响应，输出端立刻发出驱动信号，使开关器件IGBT导通。由于控制过程没有时间延迟，能够保证开关器件IGBT在低电平导通，不会使开关器件IGBT损坏。
因为电磁炉在使用时负载是变化的，相应的输出功率是不同的，通过上述电路和方法，可以根据具体的电路情况，确定开关器件IGBT的导通时间，也就确定了输出功率，能够更好的保护开关器件IGBT。
本发明提高了电磁炉的工作效率和减少发热。与目前市场上的电磁炉相比，在同等温升的条件下，功率可以提高1KW。稳定性能大大提高，故障率降低90％。
附图说明
图1为本发明所述电磁炉控制系统的原理图。
图2为本发明所述电磁炉控制系统的控制流程图。
具体实施方式
图1为本发明所述电磁炉控制系统的原理图，参照图1，本发明的电磁炉控制系统包括整流滤波电路、谐振电路、开关器件IGBT、控制电路和所述开关器件IGBT的驱动电路，所述控制电路包括中央处理器和检测电路，中央处理器采用义隆EM78P153单片机，所述检测电路包括电阻R1、R2和二极管D1，R1的一端与电源+5v相连，另一端与二极管D1的阳极相连，R2的一端与二极管D1的阳极相连，另一端与所述中央处理器的输入端引脚7相连，二极管的阴极与所述开关器件IGBT的集电极相连，所述中央处理器的输出端引脚6与所述驱动电路相连，参见图2，所述中央处理器的控制步骤为：
a)输出端发出信号给所述驱动电路，持续第一时间段T1后，停止发出该信号；
b)检测输入端是否为低电平；
c)如果在时间段Ta内检测到输入端为低电平时，输出端发出信号，信号的持续时间为：前一次输出端发出信号的持续时间，该持续时间结束后，返回到步骤b；
d)如果在时间段Ta内没有检测到输入端为低电平时，输出端发出信号，信号的持续时间为：前一次输出端发出信号的持续时间与时间t之和，t为一个固定的时间段，该持续时间结束后，返回到步骤b。
检测电路的一端与开关器件IGBT的集电极相连，另一端与中央处理器的输入端相连，使中央处理器输入端的电平始终跟随开关器件IGBT集电极电平的变化。
中央处理器输出端首次发出信号给驱动电路，驱动电路控制开关器件IGBT导通，导通时间为T1＝0.3微秒，使得谐振电路中储存的能量较小，不能发生谐振。从而，开关器件IGBT集电极的电压不会下降到低电平。中央处理器检测不到输入端电平为低电平，然后，输出端再次发出驱动信号，信号的持续时间为T1+t，时间t为0.3微秒。之后，重复进行输入端检测、输出端发出信号的过程，如果在Ta＝50微秒的时间内检测不到输入端为低电平，输出端发出信号，信号的持续时间为：前一次输出端发出信号的持续时间与时间t之和，如果一旦检测到输入端为低电平，输出端立刻发出驱动信号，信号持续时间为：前一次输出端发出信号的持续时间。这里的时间Ta为相对较大的值，它大于谐振电路产生谐振的谐振周期。
由于中央处理器的输出端直接与驱动电路相连，当开关器件IGBT集电极变为低电平时，中央处理器快速响应，输出端立刻发出驱动信号，使开关器件IGBT导通，控制过程没有时间延迟，能够保证开关器件IGBT在低电平导通，不会使开关器件IGBT损坏。
因为电磁炉在使用时负载是变化的，相应的输出功率是不同的，通过上述电路和方法，可以根据具体的电路情况，确定开关器件IGBT的导通时间，也就确定了输出功率，能够更好的保护开关器件IGBT。
综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。
Claims (1)
1.一种电磁炉控制系统，所述电磁炉控制系统包括整流滤波电路、谐振电路、开关器件(IGBT)、控制电路和所述开关器件(IGBT)的驱动电路，所述驱动电路的输出端与开关器件(IGBT)的控制端相连，其特征在于：所述控制电路包括中央处理器和检测电路，所述检测电路包括电阻(R1)、(R2)和二极管(D1)，(R1)的一端与电源相连，另一端与二极管(D1)的阳极相连，(R2)的一端与二极管(D1)的阳极相连，另一端与所述中央处理器的输入端相连，二极管的阴极与所述开关器件(IGBT)的集电极相连，所述中央处理器的输出端与所述驱动电路相连，所述中央处理器的控制步骤为：
a)输出端发出信号给所述驱动电路，持续第一时间段(T1)后，停止发出该信号；
b)检测输入端是否为低电平；
c)如果在时间段(Ta)内检测到输入端为低电平时，输出端发出信号，信号的持续时间为：前一次输出端发出信号的持续时间，该持续时间结束后，返回到步骤b；
d)如果在时间段(Ta)内没有检测到输入端为低电平时，输出端发出信号，信号的持续时间为：前一次输出端发出信号的持续时间与时间(t)之和，(t)为一个固定时间段，该持续时间结束后，返回到步骤b。
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| CN 200610156128 CN1975263A (zh) | 2006-12-29 | 2006-12-29 | 电磁炉控制系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2006
- 2006-12-29 CN CN 200610156128 patent/CN1975263A/zh active Pending
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