电磁加热控制方法、装置和电磁加热装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种电磁加热控制方法，包括：采集IGBT中集电极的电压以生成采集电压；对采集电压进行微分处理；将微分处理之后的采集电压与预设电压进行比较以生成开通信号；根据开通信号控制IGBT导通。本发明只需检测IGBT中集电极的电压即可控制IGBT在谐振的最低点处开通，取代了相关技术中对两路电压进行比较的方式，且有效降低了IGBT的开通损耗。本发明还公开了一种电磁加热控制装置和包括该电磁加热控制装置的电磁加热装置。
【专利说明】
电磁加热控制方法、装置和电磁加热装置
技术领域
[0001]本发明涉及家用电器技术领域，特别涉及一种电磁加热控制方法、一种电磁加热控制装置和一种电磁加热装置。
【背景技术】
[0002]电磁炉加热系统中，不同锅具与线圈盘的耦合参数差异大，从而导致谐振过程中的同步状态不同。相关技术中，为实线不同锅具与线圈盘在谐振过程中的同步状态相同，IGBT开通控制采用对谐振线圈两端电压分压进行比较，来控制IGBT的开通。但是，相关技术难以实现IGBT在谐振的最低点处开通。
【发明内容】
[0003]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能够实现IGBT在谐振的最低点处开通的电磁加热控制方法。
[0004]本发明的另一个目的在于提出一种电磁加热控制装置。
[0005]本发明的再一个目的在于提出一种电磁加热装置。
[0006]为了实现上述目的，根据本发明实施例的电磁加热控制方法，包括以下步骤:采集IGBT中集电极的电压以生成采集电压；对所述采集电压进行微分处理；将微分处理之后的采集电压与预设电压进行比较以生成开通信号；以及根据所述开通信号控制所述IGBT导通。
[0007]根据本发明实施例的电磁加热控制方法，只需检测IGBT中集电极的电压即可使得IGBT在谐振的最低点处开通，取代了相关技术中对两路电压进行比较的方式，且有效降低了 IGBT的开通损耗。
[0008]具体地，在本发明的一个实施例中，当所述微分处理之后的采集电压小于所述预设电压时，生成所述开通信号。
[0009]具体地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述开通信号控制所述IGBT导通具体为:根据所述开通信号生成中断信号，并根据所述中断信号通过驱动器控制所述IGBT导通。
[0010]为了实现上述目的，根据本发明实施例的电磁加热控制装置，包括:电压采集模块，用于采集IGBT中集电极的电压以生成采集电压；微分处理模块，用于对所述采集电压进行微分处理；比较模块，用于将微分处理之后的采集电压与预设电压进行比较以生成开通信号；以及控制模块，所述控制模块根据所述开通信号控制所述IGBT导通。
[0011]根据本发明实施例的电磁加热控制装置，只需检测IGBT中集电极的电压即可使得IGBT在谐振的最低点处开通，取代了相关技术中对两路电压进行比较的方式，且有效降低了 IGBT的开通损耗。
[0012]具体地，在本发明的一个实施例中，所述电压采集模块包括:第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述IGBT的集电极相连；第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端相连，所述第二电阻的第二端接地，所述第二电阻的第一端为所述电压采集模块的输出端。
[0013]具体地，在本发明的一个实施例中，所述微分处理模块包括:第一电容，所述第一电容的第一端与所述电压采集模块的输出端相连；第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第一电容的第二端相连，所述第三电阻的第二端接地，所述第三电阻的第一端为所述微分处理模块的输出端。
[0014]具体地，在本发明的另一个实施例中，所述微分处理模块包括:第二电容，所述第二电容的第一端与所述电压采集模块的输出端相连；第四电阻，所述第四电阻的第一端接地；放大器，所述放大器的第一输入端与所述第二电容的第二端相连，所述放大器的第二输入端与所述第四电阻的第二端相连，所述放大器的输出端为所述微分处理模块的输出端；第五电阻，所述第五电阻的第一端与所述放大器的第一输入端相连，所述第五电阻的第二端与所述放大器的输出端相连。
[0015]具体地，在本发明的一个实施例中，所述比较模块包括:第六电阻，所述第六电阻的第一端与电源相连；比较器，所述比较器的第一输入端与所述微分处理模块的输出端相连，所述比较器的第二输入端与所述第六电阻的第二端相连，所述比较器的输出端为所述比较模块的输出端；第七电阻，所述第七电阻的第一端接地，所述第七电阻的第二端与所述第六电阻的第二端相连。
[0016]具体地，在本发明的一个实施例中，所述控制模块包括:驱动器，所述驱动器用于驱动所述IGBT ;微处理器，所述微处理器与所述驱动器相连，所述微处理器用于根据所述比较模块产生的开通信号生成中断信号，并根据所述中断信号通过所述驱动器控制所述IGBT导通。
[0017]为了实现上述目的，根据本发明实施例的电磁加热装置，包括所述的电磁加热控制装置。
[0018]根据本发明实施例的电磁加热装置，通过电磁加热控制装置检测IGBT中集电极的电压以使得IGBT在谐振的最低点处开通，取代了相关技术中对两路电压进行比较的方式，且有效降低了 IGBT的开通损耗。
【附图说明】
[0019]图1是根据本发明实施例的电磁加热控制方法的流程图；
[0020]图2是根据本发明实施例的电磁加热控制装置的方框示意图；
[0021]图3是根据本发明一个实施例的电磁加热控制装置的结构示意图；
[0022]图4是根据本发明一个实施例的电磁加热控制装置中微分处理模块的结构示意图；以及
[0023]图5是根据本发明一个实施例的电磁加热装置在加热过程中的信号波形示意图。
【具体实施方式】
[0024]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。
[0025]下面参考附图描述本发明实施例的电磁加热控制方法、电磁加热控制装置和电磁加热装置。
[0026]如图1所示，根据本发明实施例的电磁加热控制方法，包括以下步骤:
[0027]SI，采集IGBT中集电极的电压以生成采集电压。
[0028]具体地，在本发明的一个实施例中，可以通过对IGBT中集电极的电压进行分压来生成采集电压，从而可以确保采集电压的波形与IGBT中集电极的电压波形保持同步。
[0029]S2，对采集电压进行微分处理。
[0030]具体地，在本发明的一个实施例中，可以通过RC无源微分电路、有源微分电路等来对采集电压进行微分处理。
[0031 ] S3，将微分处理之后的采集电压与预设电压进行比较以生成开通信号。
[0032]具体地，在本发明的一个实施例中，可以在当微分处理之后的采集电压小于预设电压时，生成开通信号。
[0033]S4，根据开通信号控制IGBT导通。
[0034]具体地，在本发明的一个实施例中，根据开通信号控制IGBT导通即步骤S4具体可以为:
[0035]根据开通信号生成中断信号，并根据中断信号通过驱动器控制IGBT导通。
[0036]具体地，在本发明的一个实施例中，可以在开通信号出现下降沿时生成中断信号，并根据中断信号通过驱动器控制IGBT导通，从而控制IGBT在集电极的电压波形最低点处开通。
[0037]根据本发明实施例的电磁加热控制方法，只需检测IGBT中集电极的电压即可控制IGBT在谐振的最低点(集电极的电压波形最低点)处开通，取代了相关技术中对两路电压进行比较的方式，且有效降低了 IGBT的开通损耗。
[0038]本发明另一方面实施例还提出了一种电磁加热控制装置10，如图2所示，该电磁加热控制装置10，包括:电压采集模块1、微分处理模块2、比较模块3以及控制模块4。其中，电压采集模块I用于采集IGBT中集电极的电压以生成采集电压。微分处理模块2用于对采集电压进行微分处理(移相处理)。比较模块3用于将微分处理之后的采集电压与预设电压进行比较以生成开通信号。控制模块4根据开通信号控制IGBT导通。
[0039]具体地，在本发明的一个实施例中，如图3所示，电压采集模块I可以包括第一电阻Rl和第二电阻R2。其中，第一电阻Rl的第一端与IGBT的集电极相连。第二电阻R2的第一端与第一电阻Rl的第二端相连，第二电阻R2的第二端接地，第二电阻R2的第一端为电压采集模块I的输出端。需要说明的是，电压采集模块I采用第一电阻Rl和第二电阻R2对IGBT中集电极的电压进行分压，可以确保采集电压的波形与IGBT中集电极的电压波形保持同步。
[0040]具体地，在本发明的一个实施例中，微分处理模块2为RC无源微分电路，如图3所不，微分处理模块2可以包括第一电容Cl和第三电阻R3。其中，第一电容Cl的第一端与电压采集模块I的输出端相连。第三电阻R3的第一端与第一电容Cl的第二端相连，第三电阻R3的第二端接地，第三电阻R3的第一端为微分处理模块2的输出端。
[0041 ] 具体地，在本发明的另一个实施例中，微分处理模块2为有源微分电路，如图4所示，微分处理模块2可以包括:第二电容C2、第四电阻R4、放大器21以及第五电阻R5。其中，第二电容C2的第一端与电压采集模块I的输出端相连。第四电阻R4的第一端接地。放大器21的第一输入端与第二电容C2的第二端相连，放大器21的第二输入端与第四电阻R4的第二端相连，放大器21的输出端为微分处理模块2的输出端，放大器21的电源端与电源VDD相连，放大器21的地端接地。第五电阻R5的第一端与放大器21的第一输入端相连，第五电阻R5的第二端与放大器21的输出端相连。
[0042]具体地，在本发明的一个实施例中，如图3所示，比较模块3可以包括:第六电阻R6、比较器31以及第七电阻R7。其中，第六电阻R6的第一端与电源VDD相连。比较器31的第一输入端与微分处理模块2的输出端相连，比较器31的第二输入端与第六电阻R6的第二端相连，比较器31的第二输入端电压为预设电压，比较器31的电源端与电源VDD相连，比较器31的地端接地，比较器31的输出端为比较模块3的输出端。第七电阻R7的第一端接地，第七电阻R7的第二端与第六电阻R6的第二端相连。具体地，在本发明的一个实施例中，当微分处理之后的采集电压小于预设电压时，比较模块3生成开通信号。
[0043]具体地，在本发明的一个实施例中，如图3所示，控制模块4可以包括驱动器41和微处理器42。其中，驱动器41的输出端与IGBT中门极相连，驱动器41用于驱动IGBT。微处理器42与驱动器41相连，微处理器42用于根据比较模块3产生的开通信号生成中断信号，并根据中断信号通过驱动器41控制IGBT导通。具体地，在本发明的一个实施例中，微处理器42在比较模块3产生的开通信号出现下降沿时生成中断信号，并根据中断信号通过驱动器41控制IGBT导通，从而控制IGBT在谐振的最低点(集电极的电压波形最低点)处开通。
[0044]进一步地，在本发明的一个实施例中，如图3所示，控制模块4还可以包括第八电阻R8和稳压二极管ZD。其中，第八电阻R8的第一端和稳压二极管ZD的阴极分别与驱动器41的输出端相连，第八电阻R8的第二端和稳压二极管ZD的阳极分别与IGBT中发射极相连，IGBT中发射极接地。
[0045]根据本发明实施例的电磁加热控制装置，只需检测IGBT中集电极的电压即可控制IGBT在谐振波形的最低点处开通，取代了相关技术中对两路电压进行比较的方式，且有效降低了 IGBT的开通损耗。
[0046]此外，本发明再一方面实施例还提出了一种电磁加热装置例如电磁炉，该电磁加热装置包括上述的电磁加热控制装置10。
[0047]具体地，在本发明的一个实施例中，如图3所示，电磁加热装置还可以包括保险丝FUSE、整流器UR、电感L1、第三电容C3、第四电容C4、线圈盘L2以及IGBT。其中，保险丝FUSE的第一端与电磁加热装置的第一交流接线端ACL相连，保险丝FUSE的第二端与整流器UR的第一输入端相连。整流器UR的第二输入端与电磁加热装置的第二交流接线端ACN相连，整流器UR的第二输出端接地。电感LI的第一端与整流器UR的第一输出端相连，电感LI的第二端分别与第三电容C3的第一端和第四电容C4的第一端相连。第三电容C3的第二端与IGBT中发射极相连。第四电容C4的第二端与IGBT中集电极相连。电磁炉的线圈盘L2的第一端与第四电容C4的第一端相连，电磁炉的线圈盘L2的第二端与第四电容C4的第二端相连。
[0048]在本发明的一个实施例中，当电磁加热装置处于工作状态后，线圈盘L2与第四电容C4开始谐振。电磁加热控制装置10通过检测IGBT中集电极的谐振电压波形，在IGBT同步振荡的最低点时刻，微处理器42输出控制IGBT导通的开通触发信号，以确保IGBT处于谐振最低点即集电极的电压波形最低点进行导通。具体原理为:电磁加热装置通电后，微处理器42输出开通触发信号，IGBT开通，电磁加热装置开始加热。在电磁加热装置加热过程中，设定IGBT中集电极的电压信号为A0，如图5所示，电压采集模块I实时采集IGBT中集电极的电压，分压输出采集电压信号Al，采集电压信号Al经微分处理模块2进行微分处理后输出电压信号A2，比较模块3将电压信号A2与预设电压CO进行比较后输出开通信号SI，并将信号SI输送至微处理器42，微处理器42根据信号SI在信号AO处于最低点时的下降信号沿进行中断处理，微处理器42中断后输出IGBT控制IGBT导通的开通触发信号，驱动器41根据开通触发信号控制IGBT开通，在信号AO处于最低点时控制IGBT导通可以有效降低IGBT的开通损耗。电磁加热装置始终重复上述加热过程。
[0049]根据本发明实施例的电磁加热装置，通过电磁加热控制装置检测IGBT中集电极的电压以使得IGBT在谐振的最低点处开通，取代了相关技术中对两路电压进行比较的方式，且有效降低了 IGBT的开通损耗。
[0050]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。
[0051]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。
[0052]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特定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。
[0053]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(R0M)，可擦除可编辑只读存储器(EPR0M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。
[0054]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。例如，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。
[0055]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。
[0056]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。
[0057]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。
【主权项】
1.一种电磁加热控制方法，其特征在于，包括以下步骤:采集IGBT中集电极的电压以生成采集电压；对所述采集电压进行微分处理；将微分处理之后的采集电压与预设电压进行比较以生成开通信号；以及 根据所述开通信号控制所述IGBT导通。2.如权利要求1所述的电磁加热控制方法，其特征在于，当所述微分处理之后的采集 电压小于所述预设电压时，生成所述开通信号。3.如权利要求1所述的电磁加热控制方法，其特征在于，所述根据所述开通信号控制 所述IGBT导通具体为:根据所述开通信号生成中断信号，并根据所述中断信号通过驱动器控制所述IGBT导通。4.一种电磁加热控制装置，其特征在于，包括:电压采集模块，用于采集IGBT中集电极的电压以生成采集电压；微分处理模块，用于对所述采集电压进行微分处理；比较模块，用于将微分处理之后的采集电压与预设电压进行比较以生成开通信号；以 及控制模块，所述控制模块根据所述开通信号控制所述IGBT导通。5.如权利要求4所述的电磁加热控制装置，其特征在于，所述电压采集模块包括:第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述IGBT的集电极相连；以及第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端相连，所述第二电阻的第 二端接地，所述第二电阻的第一端为所述电压采集模块的输出端。6.如权利要求4所述的电磁加热控制装置，其特征在于，所述微分处理模块包括:第一电容，所述第一电容的第一端与所述电压采集模块的输出端相连；以及第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第一电容的第二端相连，所述第三电阻的第 二端接地，所述第三电阻的第一端为所述微分处理模块的输出端。7.如权利要求4所述的电磁加热控制装置，其特征在于，所述微分处理模块包括:第二电容，所述第二电容的第一端与所述电压采集模块的输出端相连；第四电阻，所述第四电阻的第一端接地；放大器，所述放大器的第一输入端与所述第二电容的第二端相连，所述放大器的第二 输入端与所述第四电阻的第二端相连，所述放大器的输出端为所述微分处理模块的输出 端；以及第五电阻，所述第五电阻的第一端与所述放大器的第一输入端相连，所述第五电阻的 第二端与所述放大器的输出端相连。8.如权利要求4所述的电磁加热控制装置，其特征在于，所述比较模块包括:第六电阻，所述第六电阻的第一端与电源相连；比较器，所述比较器的第一输入端与所述微分处理模块的输出端相连，所述比较器的 第二输入端与所述第六电阻的第二端相连，所述比较器的输出端为所述比较模块的输出 端；以及第七电阻，所述第七电阻的第一端接地，所述第七电阻的第二端与所述第六电阻的第二端相连。9.如权利要求4所述的电磁加热控制装置，其特征在于，所述控制模块包括: 驱动器，所述驱动器用于驱动所述IGBT ;以及 微处理器，所述微处理器与所述驱动器相连，所述微处理器用于根据所述比较模块产生的开通信号生成中断信号，并根据所述中断信号通过所述驱动器控制所述IGBT导通。10.一种电磁加热装置，其特征在于，包括如权利要求4-9中任一项所述的电磁加热控制装置。
【文档编号】H05B6/06GK106034365SQ201510117952
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月17日
【发明人】孙赫男, 王云峰, 张帆, 何前凯
【申请人】佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司, 美的集团股份有限公司