IGBT过热保护方法、装置及电器设备与流程

本发明实施例涉及过热保护技术领域，具体涉及一种IGBT过热保护方法、装置及电器设备。

背景技术：

电磁炉在实际使用过程中，由于环境温度、周围散热条件及加热锅具等因素，可能导致IGBT(绝缘栅双极型晶体管)温升急剧增加，IGBT长期工作在高温条件下，将大大减少IGBT使用寿命。

目前常规解决IGBT过热的方法是当采样到IGBT的温度AD值超过设定值后，控制电磁停止加热或是间歇加热。

这种控制方法虽然可以保护IGBT防止过热，但是具有一定的滞后性，在保护触发前IGBT已经处于高温度下工作，长期工作在这种状态，将会降低IGBT使用寿命，并且对于用户而言体验性很差。

技术实现要素：

针对现有技术中的问题，本发明提供一种IGBT过热保护方法、装置及电器设备，本发明在IGBT达到高温前就进行保护，故能够有效防止IGBT温升过高，实现对IGBT的有效保护，提高IGBT的使用寿命，此外还可以改善用户体验。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种IGBT过热保护方法，包括：

在目标电器工作过程中对目标电器的控制电路中的绝缘栅双极型晶体管IGBT的温度进行采样；

根据温度采样值判断IGBT的温度是否达到IGBT过热保护起判温度，若是，则判断当前时刻的温度采样值与第一时间间隔之前时刻的温度采样值之差是否大于第一预设阈值，若是，则进入第一级IGBT过热保护控制；

其中，第一级IGBT过热保护控制包括：

降低目标电器当前的加热功率；

其中，所述IGBT过热保护起判温度小于或等于IGBT所允许的最高工作温度与预设修正温度之差。

进一步地，所述方法还包括：

若判断获知当前时刻的温度采样值与第一时间间隔之前时刻的温度采样值之差小于或等于第一预设阈值，则控制目标电器按照预设加热功率进行加热。

进一步地，所述方法还包括：

在进入第一级IGBT过热保护控制之后，判断当前时刻的温度采样值与第二时间间隔之前时刻的温度采样值之差是否大于第二预设阈值，若是，则进入第二级IGBT过热保护控制；

其中，第二级IGBT过热保护控制包括：

控制目标电器进行间歇性加热，其中，间歇性加热的间歇周期和加热功率为预先设定。

进一步地，所述方法还包括：

在进入第一级IGBT过热保护控制之后，若判断获知当前时刻的温度采样值与第二时间间隔之前时刻的温度采样值之差小于或等于第二预设阈值，则继续对目标电器进行第一级IGBT过热保护控制。

进一步地，所述方法还包括：

若根据温度采样值判断IGBT的温度未达到IGBT过热保护起判温度，则控制目标电器按照预设加热功率进行加热。

第二方面，本发明还提供了一种IGBT过热保护装置，包括：

采样模块，用于在目标电器工作过程中对目标电器的控制电路中的绝缘栅双极型晶体管IGBT的温度进行采样；

第一判断模块，用于根据温度采样值判断IGBT的温度是否达到IGBT过热保护起判温度；

第二判断模块，用于在第一判断模块判断获知IGBT的温度达到IGBT过热保护起判温度时，判断当前时刻的温度采样值与第一时间间隔之前时刻的温度采样值之差是否大于第一预设阈值；

控制模块，用于在第二判断模块判断获知当前时刻的温度采样值与第一时间间隔之前时刻的温度采样值之差大于第一预设阈值时，对目标电器进行第一级IGBT过热保护控制；

其中，所述控制模块对目标电器进行第一级IGBT过热保护控制包括：

降低目标电器当前的加热功率；

其中，所述IGBT过热保护起判温度小于或等于IGBT所允许的最高工作温度与预设修正温度之差。

进一步地，所述控制模块还用于在第二判断模块判断获知当前时刻的温度采样值与第一时间间隔之前时刻的温度采样值之差小于或等于第一预设阈值时，控制目标电器按照预设加热功率进行加热。

进一步地，所述第二判断模块，还用于在所述控制模块对目标电器进行第一级IGBT过热保护控制之后，判断当前时刻的温度采样值与第二时间间隔之前时刻的温度采样值之差是否大于第二预设阈值；

相应地，所述控制模块还用于在所述第二判断模块判断获知当前时刻的温度采样值与第二时间间隔之前时刻的温度采样值之差大于第二预设阈值时，对目标电器进行第二级IGBT过热保护控制；

其中，所述控制模块对目标电器进行第二级IGBT过热保护控制包括：

控制目标电器进行间歇性加热，其中，间歇性加热的间歇周期和加热功率为预先设定。

进一步地，所述控制模块还用于：在所述第二判断模块判断获知当前时刻的温度采样值与第二时间间隔之前时刻的温度采样值之差小于或等于第二预设阈值时，继续对目标电器进行第一级IGBT过热保护控制。

进一步地，所述控制模块还用于在第一判断模块根据温度采样值判断获知IGBT的温度未达到IGBT过热保护起判温度时，控制目标电器按照预设加热功率进行加热。

第三方面，本发明还提供了一种电器设备，包括如上面任一项所述的IGBT过热保护装置。

由上述技术方案可知，本发明提供的IGBT过热保护方法、装置及电器设备，在目标电器工作过程中对目标电器的控制电路中的绝缘栅双极型晶体管IGBT的温度进行采样；根据温度采样值判断IGBT的温度是否达到IGBT过热保护起判温度，若是，则判断当前时刻的温度采样值与第一时间间隔之前时刻的温度采样值之差是否大于第一预设阈值，若是，则进入第一级IGBT过热保护控制：降低目标电器当前的加热功率。可见，本发明提供的IGBT过热保护方法，在IGBT达到高温前就进行保护，故能够有效防止IGBT温升过高，实现对IGBT的有效保护，提高IGBT的使用寿命。此外本发明提供IGBT过热保护方法，由于在IGBT温升过高之前就采取了保护措施，故可以不像现有技术那样直接控制目标电器停止加热或间歇加热，而是控制目标电器以较低功率进行加热，因而可以在一定程度上改善用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例提供的IGBT过热保护方法的一种流程图；

图2是本发明一个实施例提供的IGBT过热保护方法的另一种流程图；

图3是本发明一个实施例提供的IGBT过热保护方法的又一种流程图；

图4是本发明一个实施例提供的IGBT过热保护方法的再一种流程图；

图5是本发明一个实施例提供的IGBT过热保护方法的再又一种流程图；

图6是本发明另一个实施例提供的IGBT过热保护装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种IGBT过热保护方法、装置及电器设备，本发明提供的IGBT过热保护方法，在IGBT达到高温前就进行保护，故能够有效防止IGBT温升过高，实现对IGBT的有效保护，提高IGBT的使用寿命。此外本发明提供IGBT过热保护方法，由于在IGBT温升过高之前就采取了保护措施，故可以不像现有技术那样直接控制目标电器停止加热或间歇加热，而是控制目标电器以较低功率继续进行加热，因而可以在一定程度上改善用户体验。下面将通过第一至第三实施例对本发明进行详细解释说明。

图1示出了本发明第一个实施例提供的IGBT过热保护方法的流程图，参见图1，本发明第一个实施例提供的IGBT过热保护方法包括如下步骤：

步骤100：控制目标电器按照预设加热功率进行加热。

在本步骤中，所述目标电器可以为电磁炉、电饭煲、电饼铛、热水壶、豆浆机等家用加热电器。

在本步骤中，当目标电器(如电磁炉)启动后，目标电器按照预设加热功率进行加热。

步骤101：在目标电器工作过程中对目标电器的控制电路中的绝缘栅双极型晶体管IGBT的温度进行采样。

在本步骤中，可以利用温度传感器直接对IGBT表面温度进行采样，以获得较为准确的温度采样值。

步骤102：根据温度采样值判断IGBT的温度是否达到IGBT过热保护起判温度，若是，则执行步骤103。

在本步骤中，根据步骤101获取的温度采样值判断IGBT的温度是否达到IGBT过热保护起判温度，其中，所述IGBT过热保护起判温度小于或等于IGBT所允许的最高工作温度与预设修正温度之差。这里预设修正温度的取值范围可以为50～80℃。例如，IGBT所允许的最高工作温度为120℃，预设修正温度为60℃，那么IGBT过热保护起判温度可以为60℃、50℃、40℃、30℃等值。设置IGBT过热保护起判温度的目的是为了在IGBT达到高温前就进行保护，以有效防止IGBT温升过高的现象，提高IGBT的使用寿命。例如，假设过热保护起判温度为40℃，那么当判断获知IGBT的温度达到40℃时，就执行下述步骤103。

步骤103：判断当前时刻的温度采样值与第一时间间隔之前时刻的温度采样值之差是否大于第一预设阈值，若是，则执行步骤104。

在本步骤中，由于步骤102已确定IGBT的温度达到了IGBT过热保护起判温度，则说明此时IGBT温度较高，应该引起注意，故可以通过进一步判断IGBT温度值是否发生突变的方式来判断IGBT是否会出现温度急剧升高的现象，进而决定是否对IGBT采取保护措施。

具体地，若判断当前时刻的温度采样值(如50℃)与第一时间间隔(如8s)之前时刻的温度采样值(如40℃)之差是否大于第一预设阈值(如3℃)，若大于，则说明此时IGBT温度急剧升高，此时应采取一定措施以保证IGBT不要升高的太快，以实现对IGBT的过热保护。例如通过降低目标电器当前加热功率的方式实现对IGBT的过热保护。

为了确保对IGBT的有效保护，第一时间间隔不宜过长或过短，优选为6～10s。此外，第一预设阈值的取值范围优选为3～8℃。

步骤104：对所述目标电器进行第一级IGBT过热保护控制；其中，第一级IGBT过热保护控制包括：降低目标电器当前的加热功率。

在本步骤中，由于步骤102和步骤103已确定IGBT的温度达到IGBT过热保护起判温度，且当前IGBT温度出现了急剧上升，故应对目标电器采取一定的过热保护措施，以防止IGBT过热。同时，为了不影响用户体验，在本步骤中，采用降低目标电器当前加热功率的方式实现IGBT的过热保护。一般情况下，降低加热功率后，IGBT的温升将不再急剧上升而会维持在较低水平。

可以理解的是，由于之前对IGBT的温度进行了预判，故此时IGBT的温度不会过高，因此此时可以不进行停机或间歇加热。

在本步骤中，所述降低目标电器当前的加热功率可以理解为在所述预设加热功率的基础上降低一次，或者在所述预设加热功率的基础上连续多次降低。

由上述方案可知，本发明实施例提供的IGBT过热保护方法、装置及电器设备，在目标电器工作过程中对目标电器的控制电路中的绝缘栅双极型晶体管IGBT的温度进行采样；根据温度采样值判断IGBT的温度是否达到IGBT过热保护起判温度，若是，则判断当前时刻的温度采样值与第一时间间隔之前时刻的温度采样值之差是否大于第一预设阈值，若是，则进入第一级IGBT过热保护控制：降低目标电器当前的加热功率。可见，本发明实施例提供的IGBT过热保护方法，在IGBT达到高温前就进行保护，故能够有效防止IGBT温升过高，实现对IGBT的有效保护，提高IGBT的使用寿命。此外本发明实施例提供IGBT过热保护方法，由于在IGBT温升过高之前就采取了保护措施，故可以不像现有技术那样直接控制目标电器停止加热或间歇加热，而是控制目标电器以较低功率进行加热，因而可以在一定程度上改善用户体验。

在一种可选实施方式中，参见图2，若步骤103判断获知当前时刻的温度采样值与第一时间间隔之前时刻的温度采样值之差小于或等于第一预设阈值，则执行上述步骤100，即不对IGBT进行保护，控制目标电器继续按照预设加热功率进行加热。

可以理解的是，若步骤103判断获知当前时刻的温度采样值与第一时间间隔之前时刻的温度采样值之差小于或等于第一预设阈值，则说明此时IGBT没有出现温度急剧上升的现象，因此此时暂时不需要对IGBT进行保护。即此时可以控制目标电器继续按照预设加热功率进行加热，并根据后续温度采样值以及判断过程确定后续是否需要进行过热保护。

在一种可选实施方式中，参见图3，所述方法还包括：

步骤105：在进入第一级IGBT过热保护控制之后，判断当前时刻的温度采样值与第二时间间隔之前时刻的温度采样值之差是否大于第二预设阈值，若是，则执行步骤106。

本步骤中，在进入第一级IGBT过热保护控制之后，继续判断当前时刻IGBT的温度采样值与第二时间间隔之前时刻的温度采样值之差是否大于第二预设阈值，若大于，则说明此时IGBT仍存在过热危险。

在某种特殊情况下，例如用户的电压超过250V且使用了类似304锅具，那么在进入上述第一级IGBT过热保护控制之后，通过降低加热功率的方式仍然不能改善IGBT过热问题，此时应对IGBT进行进一步的过热保护。

假设在进入第一级IGBT过热保护控制之后，判断获知当前时刻IGBT的温度采样值为68℃，而第二时间间隔(如6s)之前时刻的温度采样值为62℃，两者之差为6℃，大于第二预设阈值(如4℃)，说明此时IGBT升温依然过快，那么此时为了保护IGBT，应进入第二级IGBT过热保护控制，进一步对IGBT进行过热保护。

为了确保对IGBT的有效保护，第二时间间隔不宜过长或过短，优选为2～8s。此外，第一预设阈值的取值范围优选为3～7℃。

可以理解的是，为了保证控制的准确性，在进入第一级IGBT过热保护控制之后，可以稍等若干时间(如1分钟)再判断当前时刻的温度采样值与第二时间间隔之前时刻的温度采样值之差是否大于第二预设阈值。这是因为进入第一级IGBT过热保护控制之后立马进行判断可能会存在判断不准确的问题(因为第一级IGBT过热保护控制还没奏效)。

步骤106：对所述目标电器进行第二级IGBT过热保护控制：控制目标电器进行间歇性加热。

在本步骤中，在进行第一级IGBT过热保护控制后，由于IGBT的温度继续急剧上升，因此为了保证IGBT免受损坏，最好控制目标电器进行间歇性加热以防止IGBT过热。其中，间歇性加热的间歇周期和加热功率为预先设定。例如，间隔周期为30s。其中，间歇性加热期间加热功率可以保持上述步骤104降低后的功率，也可以采用上述步骤100的预设功率，或者采用比上述步骤104减低后的功率更低的功率。

可见，本实施例提供的IGBT过热保护方法，在IGBT达到高温前就进行保护，能够有效防止IGBT温升过高，且只有在触发二级过热保护控制后才进行间歇加热，因此可以有效改善用户体验。

可以理解的是，在第二级IGBT过热保护控制中，还根据需要控制目标电器停止加热，以免器件发生损坏。

在一种可选实施方式中，参见图4，若步骤105判断获知当前时刻的温度采样值与第二时间间隔之前时刻的温度采样值之差小于或等于第二预设阈值，则执行步骤104，即继续对目标电器进行第一级IGBT过热保护控制。

由于上述已经说明，一般情况下，进入第一级IGBT过热保护控制，即降低加热功率后，IGBT的温升将不再急剧上升而会维持在较低水平。故假设步骤105判断获知当前时刻的温度采样值与第二时间间隔之前时刻的温度采样值之差小于或等于第二预设阈值，则说明进入第一级IGBT过热保护控制后，IGBT的温度不再发生急剧上升，因此可以继续对目标电器进行第一级IGBT过热保护控制。

在一种可选实施方式中，参见图5，若步骤102判断获知IGBT的温度未达到IGBT过热保护起判温度，则执行上述步骤100，即不对IGBT进行保护，以防止IGBT保护误动作，即当IGBT的温度未达到IGBT过热保护起判温度时，控制目标电器继续按照预设加热功率进行加热。

可以理解的是，若步骤102判断获知IGBT的温度未达到IGBT过热保护起判温度，则说明此时IGBT的温度不高，不存在过热危险，因此可以控制目标电器继续按照预设加热功率进行加热，并根据后续采样过程判断何时需要采取过热保护措施。

可以理解的是，本实施例上述多个可选实施方式记载的方案可以自由组合，本发明对此不作限定。

基于同样的发明构思，本发明第二个实施例提供了一种IGBT过热保护装置，参见图6，该IGBT过热保护装置包括：采样模块61、第一判断模块62、第二判断模块63和控制模块64，其中：

采样模块61，用于在目标电器工作过程中对目标电器的控制电路中的绝缘栅双极型晶体管IGBT的温度进行采样；

第一判断模块62，用于根据采样模块61获取的温度采样值判断IGBT的温度是否达到IGBT过热保护起判温度；

第二判断模块63，用于在第一判断模块62判断获知IGBT的温度达到IGBT过热保护起判温度时，判断当前时刻的温度采样值与第一时间间隔之前时刻的温度采样值之差是否大于第一预设阈值；

控制模块64，用于在第二判断模块63判断获知当前时刻的温度采样值与第一时间间隔之前时刻的温度采样值之差大于第一预设阈值时，对目标电器进行第一级IGBT过热保护控制：降低目标电器当前的加热功率；其中，所述IGBT过热保护起判温度小于或等于IGBT所允许的最高工作温度与预设修正温度之差。

在一种可选实施方式中，所述控制模块64还用于在第二判断模块63判断获知当前时刻的温度采样值与第一时间间隔之前时刻的温度采样值之差小于或等于第一预设阈值时，控制目标电器按照预设加热功率进行加热。

在一种可选实施方式中，所述第二判断模块63，还用于在所述控制模块64对目标电器进行第一级IGBT过热保护控制之后，判断当前时刻的温度采样值与第二时间间隔之前时刻的温度采样值之差是否大于第二预设阈值；

相应地，所述控制模块64还用于在所述第二判断模块63判断获知当前时刻的温度采样值与第二时间间隔之前时刻的温度采样值之差大于第二预设阈值时，对目标电器进行第二级IGBT过热保护控制：控制目标电器进行间歇性加热，其中，间歇性加热的间歇周期和加热功率为预先设定。

在一种可选实施方式中，所述控制模块64还用于：在所述第二判断模块63判断获知当前时刻的温度采样值与第二时间间隔之前时刻的温度采样值之差小于或等于第二预设阈值时，继续对目标电器进行第一级IGBT过热保护控制。

在一种可选实施方式中，所述控制模块64还用于在第一判断模块62根据温度采样值判断获知IGBT的温度未达到IGBT过热保护起判温度时，控制目标电器按照预设加热功率进行加热。

本实施例所述的IGBT过热保护装置可以用于执行上述实施例所述的IGBT过热保护方法，其原理和技术效果类似，故此处不再赘述。

基于同样的发明构思，本发明第三个实施例提供了一种电器设备，该电器设备，包括上面实施例所述的IGBT过热保护装置。由于该电器设备包括上述的IGBT过热保护装置，因而可以解决同样的技术问题，并取得相同的技术效果。本实施例提供的电器设备优选为电磁炉、电饭煲、电饼铛等家用加热电器。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。