电磁加热系统及其过零检测装置和方法与流程

本发明涉及电器
技术领域：
，特别涉及一种电磁加热系统的过零检测装置、一种电磁加热系统以及一种电磁加热系统的过零检测方法。
背景技术：
：在相关技术中，通常采用比较器方式进行电压过零判断。具体地，如图1所示，在比较器的同向输入端的电平与反相输入端的参考电平vref’之间相差预设阈值时，比较器就会翻转，即输出高电平或低电平。但是，相关技术存在的问题是，参考电平vref’为固定值，难以合理设置以满足不同工况。例如在供电电压不稳定的地区，供电电压可能过低，例如低至150v以下，此时如图2所示，由于比较器的同向输入端的电平将远小于参考电平vref’，从而容易导致过零信号丢失，引起机器系统混乱；又如，在有些特殊应用场合，需要的过零信号超前实际过零点1～2ms，此时如图3所示，如果供电电压过高，则参考电平vref’靠近过零点，进而导致过零信号靠近真正过零点，同样会引起机器系统混乱。技术实现要素：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，本发明的一个目的在于提出一种电磁加热系统的过零检测装置，该方法能够将过零信号控制在合理的范围内，避免过大或过小。本发明的另一个目的在于提出一种电磁加热系统。本发明的又一个目的在于提出一种电磁加热系统的过零检测方法。为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种电磁加热系统的过零检测装置，包括：电压检测模块，所述电压检测模块与供电电源相连，所述电压检测模块用于对所述供电电源的电压进行检测以生成第一电压检测信号；参考电压提供模块，所述参考电压提供模块用于提供可调的参考电压；控制模块，所述控制模块分别与所述电压检测模块和所述参考电压提供模块相连，所述控制模块用于根据所述第一电压检测信号调整所述参考电压提供模块提供的参考电压；过零检测模块，所述过零检测模块分别与所述供电电源和所述参考电压提供模块相连，所述过零检测模块用于对所述供电电源的电压进行检测以生成第二电压检测信号，并根据所述第二电压检测信号和所述参考电压提供模块提供的参考电压生成过零信号。根据本发明实施例提出的电磁加热系统的过零检测装置，通过电压检测模块对供电电源的电压进行检测以生成第一电压检测信号，然后控制模块根据第一电压检测信号调整参考电压提供模块提供的参考电压，进而过零检测模块对供电电源的电压进行检测以生成第二电压检测信号，并根据第二电压检测信号和参考电压提供模块提供的参考电压生成过零信号。由此，本发明实施例能够根据供电电压设置合理的参考电压，从而将过零信号控制在合理的范围内，避免过零信号与实际过过零点之间的偏差过大或过小，防止引起机器系统混乱，提升系统可靠性。根据本发明的一个实施例，当所述控制模块根据所述第一电压检测信号判断所述供电电源的电压处于预设电压范围时，控制所述参考电压提供模块提供第一参考电压；当所述控制模块根据所述第一电压检测信号判断所述供电电源的电压超出所述预设电压范围的上限值时，控制所述参考电压提供模块提供第二参考电压，其中，所述第二参考电压大于所述第一参考电压；当所述控制模块根据所述第一电压检测信号判断所述供电电源的电压低于所述预设电压范围的下限值时，控制所述参考电压提供模块提供第三参考电压，其中，所述第三参考电压小于所述第一参考电压。根据本发明的一个实施例，所述参考电压提供模块包括：串联的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与预设电源相连，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连，所述第二电阻的另一端接地，所述第一电阻与所述第二电阻之间具有第一节点，所述第一节点与所述过零检测模块相连；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述控制模块相连，所述第三电阻的另一端与所述第一节点相连。根据本发明的一个实施例，所述过零检测模块包括：电压检测单元，所述电压检测单元用于对所述供电电源的电压进行检测以生成第二电压检测信号；比较单元，所述比较单元用于根据所述第二电压检测信号和所述参考电压提供模块提供的参考电压生成过零信号。根据本发明的一个实施例，所述电压检测单元包括：整流子单元，所述整流子单元的输入端与所述供电电源相连，所述整流子单元用于对所述供电电源提供的交流电进行整流；分压子单元，所述分压子单元与所述整流子单元的输出端相连，所述分压子单元用于对整流后的交流电进行分压以生成所述第二电压检测信号。其中，所述整流子单元包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述供电电源的第一端相连；第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述供电电源的第二端相连，所述第二二极管的阴极与所述第一二极管的阴极相连并具有第二节点，所述第二节点与所述分压子单元相连。其中，所述分压子单元包括：串联的第四电阻和第五电阻，所述第四电阻的一端与所述整流子单元的输出端相连，所述第五电阻的一端与所述第四电阻的另一端相连，所述第五电阻的另一端接地，所述第四电阻与所述第五电阻之间具有第三节点；第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第三节点相连，所述第六电阻的另一端与所述比较单元相连；第一电容，所述第一电容的一端与所述第三节点相连，所述第一电容的另一端接地。根据本发明的一个实施例，所述比较单元包括：比较器，所述比较器的正输入端与所述电压检测单元相连，所述比较器的负输入端与所述参考电压提供模块相连，所述比较器的输出端用于输出所述过零信号；第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述比较器的正输入端相连，所述第三二极管的阴极与预设电源相连；第七电阻，所述第七电阻的一端与所述比较器的输出端相连，所述第七电阻的另一端与所述预设电源相连。为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种电磁加热系统，包括所述的电磁加热系统的过零检测装置。根据本发明实施例提出的电磁加热系统，通过上述的电磁加热系统的过零检测装置，能够根据供电电压设置合理的参考电压，从而将过零信号控制在合理的范围内，避免过零信号与实际过过零点之间的偏差过大或过小，防止引起机器系统混乱，提升系统可靠性。为达到上述目的，本发明又一方面实施例提出了一种电磁加热系统的过零检测方法，包括以下步骤：检测所述电磁加热系统的供电电源的电压以生成第一电压检测信号；根据所述第一电压检测信号调整所述电磁加热系统中参考电压提供模块提供的参考电压；对所述供电电源的电压进行检测以生成第二电压检测信号，并根据所述第二电压检测信号和所述参考电压提供模块提供的参考电压生成过零信号。根据本发明实施例提出的电磁加热系统的过零检测方法，先对供电电源的电压进行检测以生成第一电压检测信号，然后根据第一电压检测信号调整参考电压提供模块提供的参考电压，进而对供电电源的电压进行检测以生成第二电压检测信号，并根据第二电压检测信号和参考电压提供模块提供的参考电压生成过零信号。由此，本发明实施例能够根据供电电压设置合理的参考电压，从而将过零信号控制在合理的范围内，避免过零信号与实际过过零点之间的偏差过大或过小，防止引起机器系统混乱，提升系统可靠性。根据本发明的一个实施例，当根据所述第一电压检测信号判断所述供电电源的电压处于预设电压范围时，控制所述参考电压提供模块提供第一参考电压；当根据所述第一电压检测信号判断所述供电电源的电压超出所述预设电压范围的上限值时，控制所述参考电压提供模块提供第二参考电压，其中，所述第二参考电压大于所述第一参考电压；当根据所述第一电压检测信号判断所述供电电源的电压低于所述预设电压范围的下限值时，控制所述参考电压提供模块提供第三参考电压，其中，所述第三参考电压小于所述第一参考电压。附图说明图1是相关技术中正常电压范围内过零信号的波形示意图；图2是相关技术中低压时过零信号的波形示意图；图3是相关技术中高压时过零信号的波形示意图；图4是根据本发明实施例的电磁加热系统的过零检测装置的方框示意图；图5是根据本发明一个实施例的电磁加热系统的过零检测装置在低压时的过零信号的波形示意图；图6是根据本发明一个实施例的电磁加热系统的过零检测装置的电路原理图；以及图7是根据本发明实施例的电磁加热系统的过零检测方法的流程图。附图标记：供电电源200、电压检测模块11、参考电压提供模块12、控制模块13和过零检测模块14；第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3；电压检测单元401、比较单元402、整流子单元4011和分压子单元4012；第一二极管d1、第二二极管d2、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第一电容c1、比较器cmp、第三二极管d3和第七电阻r7。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。下面参考附图来描述本发明实施例提出的电磁加热系统的过零检测装置、电磁加热系统以及电磁加热系统的过零检测方法。图4是根据本发明实施例的电磁加热系统的过零检测装置的方框示意图。如图4所示，电磁加热系统的过零检测装置包括：电压检测模块11、参考电压提供模块12、控制模块13和过零检测模块14。其中，电压检测模块11与供电电源200相连，电压检测模块11用于对供电电源200的电压进行检测以生成第一电压检测信号。具体来说，供电电源200可为电磁加热系统提供交流电例如220v交流电，电压检测模块11可对供电电源200提供的交流电的有效电压值或电压幅值等电压参数进行检测。参考电压提供模块12用于提供可调的参考电压vref；控制模块13分别与电压检测模块11和参考电压提供模块12相连，控制模块13用于根据第一电压检测信号调整参考电压提供模块12提供的参考电压vref。也就是说，参考电压提供模块12提供的参考电压vref是可调整的，并且，可由控制模块13根据供电电源200的电压进行调整，从而防止参考电压vref设置不合理导致的过零信号检测不合理。过零检测模块14分别与供电电源200和参考电压提供模块12相连，过零检测模块14用于对供电电源200的电压进行检测以生成第二电压检测信号，并根据第二电压检测信号和参考电压提供模块12提供的参考电压生成过零信号。过零检测模块14可将该过零信号输出至控制模块13，以使控制模块13根据过零信号对电磁加热系统进行控制。也就是说，过零检测模块14可将第二电压检测信号与参考电压vref进行比较，如果第二电压检测信号的电压大于参考电压vref，过零检测模块14则判断供电电源200的电压未靠近过零点，过零检测模块14不输出过零信号；如果第二电压检测信号的电压小于或等于参考电压vref，过零检测模块14则判断供电电源200的电压靠近过零点，过零检测模块14输出过零信号。其中，过零信号可为高电平或低电平。具体地，参考电压提供模块12可提供第一参考电压vref1、第二参考电压vref2或第三参考电压vref3，其中，第二参考电压vref2大于第一参考电压vref1，且第三参考电压vref3小于第一参考电压vref1。当控制模块13根据第一电压检测信号判断供电电源200的电压处于预设电压范围时，控制参考电压提供模块12提供第一参考电压vref1；当控制模块13根据第一电压检测信号判断供电电源200的电压超出预设电压范围的上限值时，控制参考电压提供模块12提供第二参考电压vref2，其中，第二参考电压vref2大于第一参考电压vref1；当控制模块13根据第一电压检测信号判断供电电源200的电压低于预设电压范围的下限值时，控制参考电压提供模块12提供第三参考电压vref3，其中，第三参考电压vref3小于第一参考电压vref1。也就是说，当控制模块13根据第一电压检测信号判断供电电源200的电压处于预设电压范围例如[160,240]时，参考电压提供模块12提供第一参考电压vref1即可，进而过零检测模块14输出的过零信号就能在合理范围内；当供电电源200的电压超出预设电压范围的上限值例如大于240时，第一参考电压vref1相对接近实际过零点，需调高参考电压提供模块12提供的参考电压vref即第二参考电压vref2，进而过零检测模块14输出的过零信号也能在合理范围内，确保过零信号与实际过零点之间存在一定的偏差；当供电电源200的电压低于预设电压范围的下限值例如小于160时，存在检测不到过零点的可能，需调低参考电压提供模块12提供的参考电压vref即第三参考电压vref3，进而过零检测模块14输出的过零信号也能在合理范围内，避免过零信号丢失。具体地，如图5所示，在供电电源200的电压处于低压时，控制模块13控制参考电压提供模块12提供第三参考电压vref3，过零检测模块14的输出信号的波形如图5所示，与图2相比，本发明实施例能够很好的将电压过零信号控制在合理的范围内，避免过零信号丢失情况的出现。下面结合图6来详细描述本发明实施例的过零检测装置100的电路结构。根据本发明的一个实施例，参考电压提供模块12包括：第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3。其中，第一电阻r1和第二电阻r2串联，第一电阻r1的一端与预设电源vdd相连，第二电阻r2的一端与第一电阻r1的另一端相连，第二电阻r2的另一端接地，第一电阻r1与第二电阻r2之间具有第一节点，第一节点与过零检测模块14相连；第三电阻r3的一端与控制模块13的端口k1相连，第三电阻r3的另一端与第一节点相连。具体来说，控制模块13根据供电电源200的电压，并通过端口k1的三个状态即输入高阻态、输出低电平、输出高电平来改变参考电压vref的电平值。具体地，当端口k1处于输入高阻态时，端口k1相当于开路，此时参考电压提供模块12提供的参考电压vref为第一参考电压vref1，即vref1＝vdd*r2/(r1+r2)；当端口k1处于输出低电平时，端口k1相当于短路到地，此时参考电压提供模块12提供的参考电压vref被调整为第三参考电压vref3，即vref3＝vdd*(r2//r3)/(r1+r2//r3)；当端口k1处于输出高电平时,端口k1相当于短路到预设电源vdd，此时参考电压提供模块12提供的参考电压vref被调整为第二参考电压vref2，即vref2＝vdd*r2/(r1//r3+r2)。其中，vdd为预设电源vdd的电压，r3为第三电阻r3的阻值，r2为第二电阻r2的阻值，r1为第一电阻r1的阻值，r2//r3为第二电阻r2与第三电阻r3并联的阻值，即r2*r3/(r2+r3)，r1//r3为第一电阻r1与第三电阻r3并联的阻值，即r1*r3/(r1+r3)。更具体地，当第三电阻r3的阻值、第二电阻r2的阻值和第一电阻r1的阻值均相等，即r1＝r2＝r3时，第一参考电压vref1、第二参考电压vref2和第三参考电压vref3的实际参考电压值如下表1所示，即vref1＝1/2vdd，vref2＝2/3vdd，vref3＝1/3vdd。表1k1状态vref参考电压值输入高阻态vref11/2vdd输出低电平vref31/3vdd输出高电平vref22/3vdd根据本发明的一个实施例，如图6所示，过零检测模块14包括：电压检测单元401和比较单元402。其中，电压检测单元401用于对供电电源200的电压进行检测以生成第二电压检测信号；比较单元402用于根据第二电压检测信号和参考电压提供模块12提供的参考电压生成过零信号。具体地，如图6所示，电压检测单元401包括：整流子单元4011和分压子单元4012。其中，整流子单元4011的输入端与供电电源200相连，整流子单元4011用于对供电电源200提供的交流电进行整流。更具体地，整流子单元4011包括：第一二极管d1和第二二极管d2，第一二极管d1的阳极与供电电源200的第一端l相连；第二二极管d2的阳极与供电电源200的第二端n相连，第二二极管d2的阴极与第一二极管d1的阴极相连并具有第二节点，第二节点与分压子单元4012相连。第一二极管d1和第二二极管d2均为整流二极管。分压子单元4012与整流子单元4011的输出端即第二节点相连，分压子单元4012用于对整流后的交流电进行分压以生成第二电压检测信号。更具体地，分压子单元4012包括：第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6和第一电容c1，第四电阻r4和第五电阻r5串联，第四电阻r4的一端与整流子单元4011的输出端即第二节点相连，第五电阻r5的一端与第四电阻r4的另一端相连，第五电阻r5的另一端接地，第四电阻r4与第五电阻r5之间具有第三节点，第四电阻r4和第五电阻r5用于对整流后的交流电进行分压；第六电阻r6的一端与第三节点相连，第六电阻r6的另一端与比较单元402相连；第一电容c1的一端与第三节点相连，第一电容c1的另一端接地。具体地，如图6所示，比较单元402包括：比较器cmp、第三二极管d3和第七电阻r7。其中，比较器cmp的正输入端与电压检测单元41即第六电阻r6的另一端相连，比较器cmp的负输入端与参考电压提供模块12即第一节点相连，比较器cmp的输出端cmp_out用于输出过零信号，比较器cmp的输出端cmp_out可与控制模块13相连，以将过零信号输出至控制模块13；第三二极管d3的阳极与比较器cmp的正输入端相连，第三二极管d3的阴极与预设电源vdd相连，第三二极管d3为钳位二极管；第七电阻r7的一端与比较器cmp的输出端相连，第七电阻r7的另一端与预设电源vdd相连，第七电阻r7为上拉电阻。综上，根据本发明实施例提出的电磁加热系统的过零检测装置，通过电压检测模块对供电电源的电压进行检测以生成第一电压检测信号，然后控制模块根据第一电压检测信号调整参考电压提供模块提供的参考电压，进而过零检测模块对供电电源的电压进行检测以生成第二电压检测信号，并根据第二电压检测信号和参考电压提供模块提供的参考电压生成过零信号。由此，本发明实施例能够根据供电电压设置合理的参考电压，从而将过零信号控制在合理的范围内，避免过零信号与实际过过零点之间的偏差过大或过小，防止引起机器系统混乱，提升系统可靠性。本发明实施例还提出了一种电磁加热系统，包括上述实施例的电磁加热系统的过零检测装置。根据本发明实施例提出的电磁加热系统，通过过零检测装置，能够根据供电电压设置合理的参考电压，从而将过零信号控制在合理的范围内，避免过零信号与实际过过零点之间的偏差过大或过小，防止引起机器系统混乱，提升系统可靠性。图7是根据本发明实施例的电磁加热系统的过零检测方法的流程图。如图7所示，该方法包括以下步骤：s1：检测电磁加热系统的供电电源的电压以生成第一电压检测信号。s2：根据第一电压检测信号调整电磁加热系统中参考电压提供模块提供的参考电压。s3：对供电电源的电压进行检测以生成第二电压检测信号，并根据第二电压检测信号和参考电压提供模块提供的参考电压生成过零信号。具体地，根据本发明的一个实施例，当根据第一电压检测信号判断供电电源的电压处于预设电压范围时，控制参考电压提供模块提供第一参考电压；当根据第一电压检测信号判断供电电源的电压超出预设电压范围的上限值时，控制参考电压提供模块提供第二参考电压，其中，第二参考电压大于第一参考电压；当根据第一电压检测信号判断供电电源的电压低于预设电压范围的下限值时，控制参考电压提供模块提供第三参考电压，其中，第三参考电压小于第一参考电压。综上，根据本发明实施例提出的电磁加热系统的过零检测方法，先对供电电源的电压进行检测以生成第一电压检测信号，然后根据第一电压检测信号调整参考电压提供模块提供的参考电压，进而对供电电源的电压进行检测以生成第二电压检测信号，并根据第二电压检测信号和参考电压提供模块提供的参考电压生成过零信号。由此，本发明实施例能够根据供电电压设置合理的参考电压，从而将过零信号控制在合理的范围内，避免过零信号与实际过过零点之间的偏差过大或过小，防止引起机器系统混乱，提升系统可靠性。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。当前第1页12