一种电磁炉软开关检测与温度控制方法与流程

本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种电磁炉软开关检测与温度控制方法。

背景技术：

当前市面上销售的大多数电磁炉，都是通过将整流电路与谐振电路简单串联而形成的拓扑。实际是利用交变电流通过线圈产生方向不断改变的交变磁场，处于交变磁场中的导体的内部将会出现涡旋电流，这是涡旋电场推动导体中载流子运动所致；涡旋电流的焦耳热效应使导体升温，从而实现加热。这种结构在低功率的时候，由于续流电流不足，导致IGBT不能实现软开通，导致发热严重，影响了电磁炉的寿命。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种电磁炉软开关检测与温度控制方法。

本发明采用如下技术方案：

一种电磁炉软开关检测与温度控制方法，包括整流电路、谐振电路、IGBT电路、MCU控制器、驱动电路及检测电路，所述检测电路包括过零检测电路及Vce电平检测电路；

所述通电后三相电通过整流电路整流得到直流电，然后供给谐振电路，通过MCU发出驱动信号给驱动电路从而控制IGBT电路的通断，所述谐振电路与IGBT电路连接，所述过零检测电路的具体连接，其输出端与MCU控制器连接；

所述Vce电平检测电路与IGBT电路的两端连接，其输出端与MCU控制器连接；

其方法具体步骤如下：

步骤一电磁炉通电，开始工作；

步骤二检测电磁炉是否有锅具，如果有，MCU则根据锅具的具体材料及尺寸搜索最小占空比；

具体为：MCU控制器给出一个初步占空比值，驱动IGBT电路；

过零检测电路检测到线盘过零后，启动Vce电平检测电路检测IGBT两端电压，当检测的Vce不低于设定值时，则MCU控制器给出的占空比不合格，再改变初步占空比值，继续下一次搜索；

如果检测Vce低于设定值，则初步占空比值合格，把这个值设为当前工况下的最小占空比；

步骤三当用户选择电磁炉低功率运行时，电磁炉根据上述得到的最小占空比值结合用户实际给定的工作功率采用整周期脉冲时间比例控制方式。

改变初步占空比值具体为线性变化，包括线性增加或者线性减少。

所述整周期脉冲时间比例控制方式具体为：

由于占空比与电磁炉的功率成正比关系，则最小占空比对应工作功率P1；

当用户选择的功率P2低于功率P1时，则MCU的输出占空比为最小占空比值，此时将工作频率P1按照等比例划分，MCU设定工频周期实现功率P 2的连续控制。

电磁炉正常工作时，不能小于最小占空比。

本发明的有益效果：

本发明利用软开关技术检测技术确保IGBT的可靠通断，并有效减少开关损耗，在低功率运行时整周期脉冲时间比例控制，满足用户需求，有效改善电磁炉使用寿命，提高其安全性与稳定性。

附图说明

图1是本发明硬件装置的结构示意图；

图2是本发明的Vce电平检测电路示意图；

图3是本发明中检测电路工作原理示意图；

图4(a)是本发明确保工作于软开关的功率等级的示意图；

图4(b)是本发明确保工作于软开关的50％功率等级的各功率等级调功率示意图；

图4(c)是本发明确保工作于软开关的20％功率等级的各功率等级调功率示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

一种电磁炉软开关检测与温度控制方法，如图1所示，其硬件装置包括整流电路、谐振电路、IGBT电路、MCU控制器、驱动电路及检测电路，所述检测电路包括过零检测电路及Vce电平检测电路；

所述通电后市电220V/AC通过整流电路整流得到直流电，然后供给谐振电路，通过MCU发出驱动信号给驱动电路从而控制IGBT电路的通断，在IGBT电路导通的时间内直流电压谐振电路的电感充电，从而产生涡旋电流，最终产热，满足需求。

所述谐振电路与IGBT连接，所述过零检测电路的具体连接，

其输出端与MCU连接；

如图2所示，所述Vce电平检测电路与IGBT电路的两端连接，其输出端与MCU连接，Va及Vb表示谐振电压。

其方法具体步骤如下：

步骤一电磁炉通电，开始工作；

步骤二检测电磁炉是否有锅具，如果有，MCU控制器则根据锅具的具体材料及尺寸搜索最小占空比；所述占空比与锅具的材料及尺寸相关，因为不同材料发热不同。

具体为：MCU给出一个初步占空比值，驱动IGBT电路；

过零检测电路检测到线盘过零后，启动Vce电平检测电路检测IGBT电路两端电压，当检测的Vce不低于设定值时，则MCU给出的占空比不合格，再改变初步占空比值，继续下一次搜索；

如果检测Vce低于设定值，所述设定值尽量选择比较低的电压值，则初步占空比值合格，把这个值设为当前工况下的最小占空比；

步骤三当用户选择电磁炉低功率运行时，电磁炉根据上述得到的最小占空比值结合用户实际给定的工作功率采用整周期脉冲时间比例控制方式。

如图3所示，由于Vce的放电时间跟锅具以及电网电压有关，所以在电磁炉启动的时候先进行检锅。结合图三，MCU控制器先给出一定值的占空比，在Ta-Tb段，该占空比可以在线盘过零之后检测到Vce低于某设定值，可以判断此占空比合格。在Tc-Td段，MCU给出的占空比在线盘两次反转之间，检测不到Vce低于设定值，因此判断该占空比不合格。由此搜索出最小占空比(功率等级)，在正常工作时应确保不小于该占空比，以免IGBT电路烧坏，损坏电磁炉。给定占空比小于最小占空比的情况下，谐振电流不能降低至零，不能实现软开关，从而确立最小占空比。

本发明对于低功率运行情况，通过软开关检测判断之后得到最小占空比，再以某占空比值(大于最小值)作为触发信号。然后根据实际给定的功率，采用整周期脉冲时间比例控制方式。如图4(a)-图4(c)所示，假设用户给定设置功率为400W，因为小于最小占空比，根据设定占空比值(此处设为2000W对应的占空比)，可以连续1个工频周期按照2000W的占空比设置，然后连续4个工频周期设置触发信号为低，即可实现400W的低功率连续控制。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。