WO2018082298A1 - 电磁加热系统及其的控制方法和装置 - Google Patents

电磁加热系统及其的控制方法和装置 Download PDF

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王云峰
曾露添
雷俊
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Definitions

  • the electromagnetic resonance circuit of a single IGBT generally adopts a parallel resonance mode, and sets a resonance parameter under the premise of realizing high-power operation, as shown in FIG. 1 , when heating with high power, due to the relationship of resonance parameter matching, Therefore, the lead voltage at the time when the IGBT is turned on is very small, and the pulse current of the IGBT is also very small.
  • the problem is that if continuous low-power heating is used, as shown in Fig. 2, the lead voltage of the IGBT is very high, resulting in a very large pulse current of the IGBT, and it is particularly easy to exceed the use limit of the IGBT and damage the IGBT.
  • the intermittent heating method may affect the cooking function, such as easy spillage during porridge, reducing the user's cooking experience.
  • a first object of the present invention is to provide a control method of an electromagnetic heating system capable of achieving continuous low-power heating while effectively suppressing the pulse current of the power switch tube.
  • control method of the electromagnetic heating system according to the above embodiment of the present invention may further have the following additional technical features:
  • control unit is further configured to: when the target heating power is greater than or equal to the preset power, control the driving unit to continuously provide the second driving voltage in each turn-on control period To the power switch tube.
  • a third aspect of the present invention proposes an electromagnetic heating system including the control device of the electromagnetic heating system in the above embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing driving waveforms of an IGBT when an electromagnetic heating system is heated at a high power in the related art
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing driving waveforms of an IGBT when an electromagnetic heating system is heated at a continuous low power in the related art

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Abstract

本发明公开了一种电磁加热系统的控制方法，包括以下步骤：获取电磁加热系统的目标加热功率；判断所述目标加热功率是否小于预设功率；如果所述目标加热功率小于所述预设功率，则在每个开通控制周期，先提供第一驱动电压至所述电磁加热系统中功率开关管，并在预设时间后提供第二驱动电压至所述功率开关管，其中，所述第一驱动电压小于所述第二驱动电压，能够实现连续低功率加热，同时有效抑制功率开关管的脉冲电流。本发明还公开了一种电磁加热系统的控制装置和一种电磁加热系统。

Description

电磁加热系统及其的控制方法和装置 技术领域
本发明涉及家用电器技术领域，特别涉及一种电磁加热系统的控制方法、一种电磁加热系统的控制装置和一种电磁加热系统。
背景技术
相关技术中，单IGBT的电磁谐振电路通常采用并联谐振方式，并在实现大功率运行的前提下设置谐振参数，如图1所示，当以高功率进行加热时，由于谐振参数匹配的关系，因而IGBT导通时的超前电压非常小，IGBT的脉冲电流也非常小。但是，其存在的问题是，如果采用连续低功率加热，如图2所示，则IGBT的超前电压非常高，导致IGBT的脉冲电流非常大，特别容易超出IGBT的使用限值，损坏IGBT。如果采用如图3所示的占空比方式实现低功率加热，间断加热方式可能会影响烹饪功能，例如在煮粥的时容易溢出，降低用户的烹饪体验。
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系统的控制方法，能够实现连续低功率加热，同时有效抑制功率开关管的脉冲电流。
本发明的第二个目的在于提出一种电磁加热系统的控制装置，本发明的第三个目的在于提出一种电磁加热系统。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种电磁加热系统的控制方法，包括以下步骤：获取电磁加热系统的目标加热功率；判断所述目标加热功率是否小于预设功率；如 果所述目标加热功率小于所述预设功率，则在每个开通控制周期，先提供第一驱动电压至所述电磁加热系统中功率开关管，并在预设时间后提供第二驱动电压至所述功率开关管，其中，所述第一驱动电压小于所述第二驱动电压。
根据本发明实施例提出的电磁加热系统的控制方法，首先获取电磁加热系统的目标加热功率，接着判断目标加热功率是否小于预设功率，如果目标加热功率小于预设功率，则在每个开通控制周期，先提供第一驱动电压至电磁加热系统中功率开关管，并在预设时间后提供第二驱动电压至功率开关管。从而，能够实现连续低功率加热，同时有效抑制功率开关管开通时的脉冲电流，提高用户的烹饪体验。
另外，根据本发明上述实施例的电磁加热系统的控制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，如果所述目标加热功率大于等于所述预设功率，则在每个开通控制周期，持续提供所述第二驱动电压至所述功率开关管。
根据本发明的一个具体实施例，所述第一驱动电压大于等于5V且小于等于14.5V，所述第二驱动电压大于等于15V。
根据本发明的一个实施例，所述预设时间大于等于0.5us且小于等于5us。
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系统的控制装置，包括：驱动单元，所述驱动单元与所述电磁加热系统中功率开关管的控制端相连，以驱动所述功率开关管；获取单元，所述获取单元用于获取电磁加热系统的目标加热功率；控制单元，所述控制单元分别与所述获取单元和所述驱动单元相连，所述控制单元用于判断所述目标加热功率是否小于预设功率，并在所述目标加热功率小于所述预设功率时，在每个开通控制周期，先控制所述驱动单元提供第一驱动电压至所述功率开关管，并在预设时间后控制所述驱动单元提供第二驱动电压至所述功率开关管，其中，所述第一驱动电压小于所述第二驱动电压。
根据本发明实施例提出的电磁加热系统的控制装置，可通过获取单元获取电磁加热系统 的目标加热功率，接着控制单元判断目标加热功率是否小于预设功率，并在目标加热功率小于所述预设功率时，在每个开通控制周期，控制单元先控制驱动单元提供第一驱动电压至功率开关管，并在预设时间后控制单元控制驱动单元提供第二驱动电压至功率开关管。从而，能够实现连续低功率加热，同时有效抑制功率开关管开通时的脉冲电流，提高用户的烹饪体验。
另外，根据本发明上述实施例的电磁加热系统的控制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，所述控制单元还用于在所述目标加热功率大于等于所述预设功率时，在每个开通控制周期，控制所述驱动单元持续提供所述第二驱动电压至所述功率开关管。
根据本发明的一个实施例，所述第一驱动电压大于等于5V且小于等于14.5V，所述第二驱动电压大于等于15V。
根据本发明的一个实施例，所述预设时间大于等于0.5us且小于等于5us。
为达到上述目的，本发明的第三方面实施例提出了一种电磁加热系统，其包括上述实施例中的电磁加热系统的控制装置。
根据本发明实施例提出的电磁加热系统，通过设置在电磁加热系统中的控制装置，能够实现连续低功率加热，同时有效抑制功率开关管开通时的脉冲电流，提高用户的烹饪体验。
附图说明
图1是相关技术中电磁加热系统以高功率进行加热时IGBT的驱动波形示意图；
图2是相关技术中电磁加热系统以连续低功率进行加热时IGBT的驱动波形示意图；
图3是相关技术中电磁加热系统以占空比方式进行低功率加热时TGBT的驱动波形示意图；
图4是根据本发明实施例的电磁加热系统的控制方法的流程图；
图5是根据本发明一个具体实施例的电磁加热系统低功率加热时IGBT的驱动波形示意图；
图6是图5中A部分的的放大图；
图7是根据本发明实施例的电磁加热系统的控制装置方框示意图；以及
图8是根据本发明实施例的电磁加热系统的方框示意图。
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。
下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的电磁加热系统的控制方法、电磁加热系统的控制装置和电磁加热系统。
图4是根据本发明实施例的电磁加热系统的控制方法的流程图。如图4所示，该控制方法包括以下步骤：
S101：获取电磁加热系统的目标加热功率W1。
其中，目标加热功率W1是电磁加热系统在不同烹饪参数下所需达到的加热功率。例如，用户想要煮小米粥时，可在电磁加热系统的控制面板上选择煮粥模式，电磁加热系统进入煮粥模式，在煮粥模式下电磁加热系统可以800W的加热功率进行低功率加热，此时对应的目标加热功率为800W。
S102：判断目标加热功率W1是否小于预设功率W2。
其中，预设功率W2可为根据实际情况标定的一个功率值，当目标加热功率W1小于预设功率W2时，判断电磁加热系统为低功率加热。
S103：如果目标加热功率W1小于预设功率W2，则在每个开通控制周期，先提供第一驱动电压V1至电磁加热系统中功率开关管，并在预设时间T1后提供第二驱动电压V2至功率开关管，其中，第一驱动电压V1小于第二驱动电压V2。
也就是说，在目标加热功率W1小于预设功率W2时，电磁加热系统将进行低功率加热，此时，图5和图6所示，可采用台阶方式驱动功率开关管，即在功率开关管的每个开通控制周期内，先采用第一驱动电压V1驱动功率开关管，以使功率开关管工作在放大状态，有效抑制功率开关管开通时的脉冲电流，并且在预设时间T1后采用第二驱动电压V2驱动功率开关管，以使功率开关管工作在饱和导通状态，即驱动功率开关管正常开通。
根据本发明的另一个实施例，如果目标加热功率W1大于等于预设功率W2，则在每个开通控制周期，持续提供第二驱动电压V2至功率开关管。
也就是说，在目标加热功率W1大于等于预设功率W2时，电磁加热系统将进行高功率加热，此时，可仅采用第二驱动电压V2驱动功率开关管，即驱动功率开关管直接正常开通。
根据本发明的一个实施例，第一驱动电压V1大于等于5V且小于等于14.5V，第二驱动电压V2大于等于15V。
根据本发明的一个实施例，预设时间T1大于等于0.5us且小于等于5us。
举例来说，结合图5和图6所示，预设功率为W2例如1000W，当用户选择电磁加热系统的煮粥模式时，假设煮粥模式对应的目标加热功率为W1例如800W，那么可判断出目标加热功率W1小于W2，进而在每个开通控制周期，可先提供第一驱动电压V1例如9V至功率开关管例如IGBT，在9V电压驱动IGBT时，IGBT工作在放大状态，IGBT的C极电流恒定为22A左右，从而有效抑制了脉冲电流。在以第一驱动电压驱动预设时间T1例如2us之后，提供第二驱动电压V2例如15V至功率开关管。由此，可控制电磁加热系统根据前述实施例的控制方法进行连续低功率加热，避免间断加热造成的糊底与溢出等问题。
当用户选择电磁加热系统的火锅模式时，假设火锅模式对应的目标加热功率为W1’例如 2000W，那么可判断出目标加热功率W1’大于W2，进而在每个开通控制周期，可直接提供第二驱动电压V2例如15V至功率开关管，以驱动功率开关管正常开通。
需要说明的是，在本发明实施例中，功率开关管在驱动单元的驱动下开通或关断，可通过切换驱动单元的供电电压来切换驱动单元输出至功率开关管的驱动电压，例如控制第一预设电源为驱动单元供电时驱动单元输出第一驱动电压V1至功率开关管，控制第二预设电源为驱动单元供电时驱动单元输出第二驱动电压V2至功率开关管，第一预设电源的电压VCC小于第二预设电源的电压VDD。
根据本发明实施例提出的电磁加热系统的控制方法，首先获取电磁加热系统的目标加热功率，接着判断目标加热功率是否小于预设功率，如果目标加热功率小于预设功率，则在每个开通控制周期，先提供第一驱动电压至电磁加热系统中功率开关管，并在预设时间后提供第二驱动电压至功率开关管，从而，能够实现连续低功率加热，同时有效抑制功率开关管开通时的脉冲电流，提高用户的烹饪体验。
另外，图7是根据本发明实施例的电磁加热系统的控制装置的方框示意图。如图7所示，本发明实施例的电磁加热系统的控制装置，包括：驱动单元10、获取单元20和控制单元30。
其中，驱动单元10与电磁加热系统中功率开关管40的控制端相连，以驱动功率开关管40；获取单元20用于获取电磁加热系统的目标加热功率W1；控制单元30分别与获取单元20和驱动单元30相连，控制单元30用于判断目标加热功率W1是否小于预设功率W2，并在目标加热功率W1小于预设功率W2时，在每个开通控制周期，先控制驱动单元10提供第一驱动电压V1至功率开关管40，并在预设时间T1后控制驱动单元10提供第二驱动电压V2至功率开关管40，其中，第一驱动电压V1小于第二驱动电压V2。
也就是说，在目标加热功率W1小于预设功率W2时，电磁加热系统将进行低功率加热，此时，图5和图6所示，可采用台阶方式驱动功率开关管，即在功率开关管的每个开通控制周期内，控制单元30先控制驱动单元10采用第一驱动电压V1驱动功率开关管，以使功率 开关管工作在放大状态，有效抑制功率开关管开通时的脉冲电流，并且在预设时间T1后，控制单元30控制驱动单元10采用第二驱动电压V2驱动功率开关管，以使功率开关管工作在饱和导通状态，即驱动功率开关管正常开通。
根据本发明的一个实施例，控制单元30还用于在目标加热功率W1大于等于预设功率W2时，在每个开通控制周期，控制驱动单元10持续提供第二驱动电压V2至功率开关管40。
根据本发明的一个实施例，第一驱动电压V1大于等于5V且小于等于14.5V，第二驱动电压V2大于等于15V。
根据本发明的一个实施例，预设时间T1大于等于0.5us且小于等于5us。
举例来说，结合图5和图6所示，预设功率为W2例如为1000W，当用户选择电磁加热系统的煮粥模式时，假设煮粥模式对应的目标加热功率为W1例如为800W，获取单元20获取当前的目标加热功率W1为800W，并且控制单元30判断当前目标加热功率W1小于预设功率W2，进而，在每个开通控制周期，控制单元30可先控制驱动单元10提供第一驱动电压V1例如9V至功率开关管40例如IGBT，在9V电压驱动IGBT时，IGBT工作在放大状态，IGBT的C极电流恒定为22A左右，从而有效抑制了脉冲电流。在以第一驱动电压驱动预设时间T1例如2us之后，控制单元30再控制驱动单元10提供第二驱动电压V2例如15V至功率开关管40。由此，控制单元30可控制电磁加热系统根据前述实施例的控制方式进行连续低功率加热，避免间断加热造成的糊底与溢出等问题。
当用户选择电磁加热系统的火锅模式时，假设火锅模式对应的目标加热功率W1’例如为2000W，获取单元20获取当前目标功率W1’为2000W，并且控制单元30判断目标功率W1’大于预设功率W2，进而在每个开通控制周期，控制单元30可直接控制驱动单元10持续提供第二驱动电压V2例如15V至功率开关管40，以驱动功率开关管正常开通。
根据本发明实施例提出的电磁加热系统的控制装置，可通过获取单元获取电磁加热系统的目标加热功率，接着控制单元判断目标加热功率是否小于预设功率，并在目标加热功率小 于所述预设功率时，在每个开通控制周期，控制单元先控制驱动单元提供第一驱动电压至功率开关管，并在预设时间后控制单元控制驱动单元提供第二驱动电压至功率开关管，从而，能够实现连续低功率加热，同时有效抑制功率开关管开通时的脉冲电流，提高用户的烹饪体验。
另外，本发明实施例还提出了一种电磁加热系统。
图8是根据本发明实施例的电磁加热系统的方框示意图。如图8所示，电磁加热系统50包括：上述实施例的电磁加热系统的控制装置60。
根据本发明的一个实施例，电磁加热系统可为电磁炉、电磁电饭煲或电磁压力锅等。
根据本发明实施例提出的电磁加热系统，通过设置在电磁加热系统中的控制装置，能够实现连续低功率加热，同时有效抑制功率开关管开通时的脉冲电流，提高用户的烹饪体验。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而 言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
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。
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。
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。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

  1. 一种电磁加热系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
    获取电磁加热系统的目标加热功率；
    判断所述目标加热功率是否小于预设功率；
    如果所述目标加热功率小于所述预设功率，则在每个开通控制周期，先提供第一驱动电压至所述电磁加热系统中功率开关管，并在预设时间后提供第二驱动电压至所述功率开关管，其中，所述第一驱动电压小于所述第二驱动电压。
  2. 根据权利要求1所述的电磁加热系统的控制方法，其特征在于，如果所述目标加热功率大于等于所述预设功率，则在每个开通控制周期，持续提供所述第二驱动电压至所述功率开关管。
  3. 根据权利要求1所述的电磁加热系统的控制方法，其特征在于，所述第一驱动电压大于等于5V且小于等于14.5V，所述第二驱动电压大于等于15V。
  4. 根据权利要求1所述的电磁加热系统的控制方法，其特征在于，所述预设时间大于等于0.5us且小于等于5us。
  5. 一种电磁加热系统的控制装置，其特征在于，包括：
    驱动单元，所述驱动单元与所述电磁加热系统中功率开关管的控制端相连，以驱动所述功率开关管；
    获取单元，所述获取单元用于获取电磁加热系统的目标加热功率；
    控制单元，所述控制单元分别与所述获取单元和所述驱动单元相连，所述控制单元用于判断所述目标加热功率是否小于预设功率，并在所述目标加热功率小于所述预设功率时，在每个开通控制周期，先控制所述驱动单元提供第一驱动电压至所述功率开关管，并在预设时间后控制所述驱动单元提供第二驱动电压至所述功率开关管，其中，所述第一驱动电压小于 所述第二驱动电压。
  6. 根据权利要求5所述的电磁加热系统的控制装置，其特征在于，所述控制单元还用于在所述目标加热功率大于等于所述预设功率时，在每个开通控制周期，控制所述驱动单元持续提供所述第二驱动电压至所述功率开关管。
  7. 根据权利要求5所述的电磁加热系统的控制装置，其特征在于，所述第一驱动电压大于等于5V且小于等于14.5V，所述第二驱动电压大于等于15V。
  8. 根据权利要求5所述的电磁加热系统的控制装置，其特征在于，所述预设时间大于等于0.5us且小于等于5us。
  9. 一种电磁加热系统，其特征在于，包括根据权利要求5-8中任一项所述的电磁加热系统的控制装置。
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