相位检测电路和电磁加热装置的制作方法

本技术涉及电磁加热，具体涉及一种相位检测电路和电磁加热装置。

背景技术：

1、目前，电磁炉加热主要是以单管准谐振和半桥谐振等电路拓扑结构。对于半桥谐振拓扑来说由于使用的时半桥的结构，无论是使用igbt(绝缘栅双极型晶体管)还是mos管(金属-氧化物半导体场效应管)，均不能长时间工作于容性区，否则容易导致半桥谐振电路的上下桥臂共通风险。

2、目前，通常的做法是在检测到放置锅具的时候通过lc谐振等方式测量出此时半桥谐振电路中的线圈的电感，该电感与锅具的位置以及锅具的大小以及材质均有关，然后根据谐振电容计算出谐振频率，这样可设定一个最小频率，当检测到的谐振频率小于最小频率时，则控制半桥谐振电路停止工作，从而避免开关管工作于容性区的状态。上述方式需要一个比较复杂的测量线圈感量的电路，同时为了避免因温度的变化导致的谐振参数的变化而导致的谐振点的偏移，且在运行过程中锅具位置的发生移动也会导致感量的变化而导致的谐振点的偏移，需要留一个较大的频率余量，继而导致谐振电流和谐振电压的相位相差较大，无功功率较多，效率也会偏低。

3、综上，目前对获取半桥谐振电路中谐振电流和谐振电压的相位差具有一定需求。

技术实现思路

1、本技术提供一种相位检测电路和电磁加热装置，能够检测半桥谐振电路中的谐振电流和谐振电压之间的相位差。

2、根据本技术的一方面，一种实施例中提供一种相位检测电路，用于半桥谐振电路，包括：

3、采样模块，具有检测端和输出端，所述检测端连接于所述半桥谐振电路的预设位点，通过所述预设位点获取所述半桥谐振电路中的谐振电流，得到采样信号；

4、信号转换模块，连接于所述采样模块的输出端，所述信号转换模块用于获取所述采样信号，将所述采样信号转换为第一方波信号；

5、相位检测模块，连接于所述信号转换模块的输出端，所述相位检测模块用于获取所述第一方波信号以及用于控制所述半桥谐振电路的开关管通断的控制信号，并根据所述第一方波信号和所述控制信号，得到所述第一方波信号和所述控制信号之间的相位差，以获取所述半桥谐振电路中谐振电流和谐振电压之间的相位差。

6、在一实施例中，所述采样模块包括：

7、电流检测单元，用于获取所述半桥谐振电路中的谐振电流，并将所述半桥谐振电路中的谐振电流转换为采样电流；

8、电流转电压单元，用于将所述采样电流转换为电压信号，得到采样信号。

9、在一实施例中，所述电流检测单元包括：

10、电流互感器，所述电流互感器的一次侧连接于所述半桥谐振电路，所述电流互感器的二次侧连接于所述电流转电压单元。

11、在一实施例中，所述电流转电压单元包括：二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、二极管d5、二极管d6、采样电阻rs和电容c1；

12、所述二极管d1的阳极、二极管d4的阴极和二极管d5的阳极用于获取负向的所述采样电流，所述二极管d2的阳极、二极管d3的阴极和二极管d6的阳极用于获取正向的所述采样电流，二极管d1的阴极连接二极管d2的阴极，二极管d3阳极连接二极管d4的阳极，采样电阻rs的一端连接二极管d1的阴极，采样电阻rs的另一端连接二极管d3的阳极，电容c1并联在采样电阻rs的两端，二极管d3的阳极和二极管d4的阳极相连的一端连接地，二极管d5的阴极用于输出正向的采样信号，二极管d6的阴极用于输出负向的采样信号。

13、在一实施例中，所述信号转换模块包括：比较器u3、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电容c2、电容c3和电容c4；

14、所述比较器u3的第一输入端用于获取正向的所述采样信号，比较器u3的第二输入端用于获取负向的所述采样信号；所述比较器u3的第一输入端连接电阻r1的一端，电阻r1的另一端连接地，电容c2并联连接在电阻r1的两端，比较器u3的第二输入端连接电阻r2的一端，电阻r2的另一端连接地，电容c3并联连接在电阻r2的两端，所述比较器u3的输出端连接电阻r3的一端、电容c4的一端，电阻r3的另一端连接第一电源，电容c4的另一端连接地；比较器u3的输出端用于输出所述第一方波信号。

15、在一实施例中，所述相位检测模块包括：

16、锁相环控制单元，包括第一输入引脚、第二输入引脚和输出引脚，其第一输入引脚用于获取所述第一方波信号，其第二输入引脚用于获取所述控制信号，其输出引脚用于输出所述第一方波信号和所述控制信号之间的相位差对应的第二方波信号；

17、滤波单元，用于对所述第二方波信号进行滤波，得到相位差对应的信号，以确定所述第一方波信号和所述控制信号之间的相位差。

18、在一实施例中，所述锁相环控制单元包括：锁相环控制芯片(u1)、电阻(r4)、电阻r5和电容c5；

19、所述锁相环控制芯片u1的pcain引脚用于获取所述第一方波信号，锁相环控制芯片u1的pcbin引脚用于获取所述控制信号，锁相环控制芯片u1的pc1out引脚用于输出所述第一方波信号和所述控制信号的相位差对应的第二方波信号；所述电容c5连接于锁相环控制芯片u1的c1a引脚和c1b引脚之间，电阻r4的一端连接锁相环控制芯片u1的r1引脚，电阻r5的一端连接锁相环控制芯片u1的r2引脚，电阻r4的另一端和电阻r5的另一端连接地，锁相环控制芯片u1的inh引脚连接地，锁相环控制芯片u1的vdd引脚连接第一电源。

20、在一实施例中，所述滤波单元包括：电阻r6和电容c6；

21、电阻r6的一端用于获取所述第二方波信号，电阻r6的另一端连接电容c6的一端，电容c6的另一端连接地；所述电阻r6和电容c6相连的一端用于输出所述相位差对应的信号。

22、在一实施例中，还包括：

23、控制器，用于根据所述相位差，输出相位差对应的控制信号，以控制所述半桥谐振电路停止工作。

24、根据本技术的一方面，一种实施例中提供一种电磁加热装置，包括：

25、半桥谐振电路；

26、如上述任一实施例所述的相位检测电路，所述相位检测电路连接于半桥谐振电路，用于检测所述半桥谐振电路中所述谐振电流和所述谐振电压之间的相位差。

27、在一实施例中，所述控制器还用于：

28、输出与所述相位差相对应的判断信号，所述判断信号用于表征锅具是否放置在所述电磁加热装置的加热区。

29、依据上述实施例的相位检测电路和电磁加热装置，通过采样模块对半桥谐振电路中的谐振电流进行采样，再通过信号转换模块转换将采样得到的采样信号转换为第一方波信号，最后将第一方波信号和控制半桥谐振电路的开关管通断的控制信号输入至相位检测模块中，通过相位检测模块确定第一方波信号和控制信号之间的相位差，由于控制信号的相位与谐振电压具有相同的相位，第一方波信号的相位和谐振电流具有相同的相位，因此可通过第一方波信号和控制信号之间的相位差，确定半桥谐振电路中谐振电流和谐振电压的相位差，以避免电磁加热装置在运行过程中锅具位置的发生移动而导致的谐振电流和谐振电压的相位相差较大，无功功率较多，效率偏低的问题。