一种仿真明火的电磁炉及其功率控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电磁设备领域，尤其涉及一种仿真明火的电磁炉及其功率控制方法。
【背景技术】
[0002]传统的商用厨具，一般为燃气、燃油灶，通过明火直接将热量传递至锅具底部，使锅具通过热量传递加热食材。在使用明火加热过程中，其加热效率不高，而且在燃烧过程中会产生有害气体，在使用过程中也容易出现燃气灶漏气现象，容易出现中毒、爆炸等危险事故。
[0003]为克服传统厨具的上述缺陷，通过使用电磁加热的电磁炉加热无明火，加热效率更高，而且不会出现漏气事故，有效的提高了使用的安全性。
[0004]但是，在使用电磁炉进行加热时，由于LC谐振电路中谐振电感是由锅具与线盘共同组成，L的电感量随着锅具的位置、锅具的材料、锅具的温度而变化，比如锅具的材料可能是铁锅、铜锅、铝锅或者复合材料的锅具等。当所述谐振电感的变化使得电磁炉的驱动频率感性区或者容性区到达谐振区时，会使得驱动开关管的电流突增而损坏器件。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种仿真明火的电磁炉及其功率控制方法，以解决现有技术当谐振电感的变化使得电磁炉的驱动频率感性区或者容性区到达谐振区时，会使得驱动开关管的电流突增而损坏器件的问题。
[0006]本发明是这样实现的，一种仿真明火的电磁炉，所述电磁炉包括直流电源、脉冲驱动电路、谐振电容、线盘、控制器，所述电磁炉还包括变压器，其中:
[0007]所述直流电源的输出端与所述的脉冲驱动电路的输入端相连，所述脉冲驱动电路的控制端与所述控制器相连，所述直流电源输出直流电压至所述脉冲驱动电路，所述脉冲驱动电路根据所述控制器的控制信号，将输入的直流电压驱动输出脉冲电压信号；
[0008]所述谐振电容与所述变压器的初级端相连构成谐振回路，所述脉冲驱动电路的输出端与所述谐振回路相连；
[0009]所述变压器的次线端与所述线盘相连，通过所述变压器的次级端输出交变电源驱动所述线盘产生交变磁场。
[0010]本发明的另一目的在于提供一种基于上述仿真明火的电磁炉的功率控制方法，其特征在于，所述方法包括:
[0011]控制器发送功率调整指令，根据所述功率调整指令控制所述脉冲驱动电路的脉冲电压输出；
[0012]根据所述变压器的初级端与谐振电容构成的谐振回路的谐振频率以及所述脉冲电压，得到所述变压器初级端的输入功率；
[0013]根据所述变压器的初级端的输入功率，所述变压器的输出回路相应的调整所述负载回路的电流。
[0014]在本发明中，直流电源输出的直流电压经过脉冲驱动电路产生脉冲电压，经过谐振电容和所述变压器的初级端构成的谐振回路，在所述变压器的次级端输出同频交变电源，通过所述线盘产生交变磁场，加热作用于电磁炉上的锅具。由于变压器的隔离，当锅具材料的改变，或者锅具抛锅时引起的电感的变化时，不会使谐振频率发生变化，从而可以避免脉冲驱动电路的电流突增而损坏器件。
【附图说明】
[0015]图1是本发明实施例提供的仿真明火的电磁炉的结构示意图；
[0016]图2是本发明实施例提供的仿真明火的电磁炉的一种具体结构示意图；
[0017]图3是本发明实施例提供的仿真明火的电磁炉的又一具体结构示意图；
[0018]图4为本发明实施例提供的仿真明火的电磁炉的功率控制方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0019]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0020]本发明实施例所述仿真明火的电磁炉，主要用于解决现有技术中由于锅具的材料众多，在适应不同的锅具材料时，会使得传统的电磁炉的谐振电路的谐振频率发生改变，从而会使得脉冲驱动电路调整脉冲信号的输出频率，跟随谐振频率变化，当谐振频率由感性或者容性区到达谐振区时，会使得脉冲驱动电路中的电流值突增，造成直流电源以及脉冲驱动电路中的电流过大而损坏元件的问题。
[0021]而本发明的进一步的目的在于克服现有技术中在使用电磁炉进行抛锅时，锅具抬高时，锅具与线盘的电抗增加，LC谐振频率升高，为保证脉冲驱动电路不因锅具变化而造成电流突增，脉动驱动电路的驱动频率也跟随锅具变化。同一负载条件下，驱动频率增加时，输出功率也随之变低，使得抛锅时的功率也降低，不能满足烹饪对温度的要求。
[0022]为解决本发明的主要问题，本发明提供了一种仿真明火的电磁炉，所述电磁炉包括直流电源、脉冲驱动电路、谐振电容、线盘、控制器，所述电磁炉还包括变压器，其中:
[0023]所述直流电源的输出端与所述的脉冲驱动电路的输入端相连，所述脉冲驱动电路的控制端与所述控制器相连，所述直流电源输出直流电压至所述脉冲驱动电路，所述脉冲驱动电路根据所述控制器的控制信号，将输入的直流电压驱动输出脉冲电压信号；
[0024]所述谐振电容与所述变压器的初级端相连构成谐振回路，所述脉冲驱动电路的输出端与所述谐振回路相连；
[0025]所述变压器的次线端与所述线盘相连，通过所述变压器的次级端输出交变电源驱动所述线盘产生交变磁场。
[0026]为解决本发明进一步的问题，本发明在上述电磁炉的基础上，进一步提供的所述电磁炉还包括用于测量所述变压器次级端电流的电流互感器，所述电流互感器的输出端与所述控制器相连，控制器根据所述电流互感器检测的电流信号控制所述脉冲驱动电路的输出功率。
[0027]下面结合附图进行具体说明。
[0028]图1示出了本发明实施例提供的仿真明火的电磁炉的结构框图，详述如下:
[0029]本发明实施例所述仿真明火的电磁炉，包括直流电源101、脉冲驱动电路102、谐振电容103、线盘104、控制器105，所述电磁炉还包括变压器106，其中:
[0030]所述直流电源101的输出端与所述的脉冲驱动电路102的输入端相连，所述脉冲驱动电路102的控制端与所述控制器105相连，所述直流电源101输出直流电压至所述脉冲驱动电路102，所述脉冲驱动电路102根据所述控制器105的控制信号，将输入的直流电压驱动输出脉冲电压信号；
[0031]所述谐振电容103与所述变压器106的初级端相连构成谐振回路，所述脉冲驱动电路102的输出端与所述谐振回路相连；
[0032]所述变压器106的次线端与所述线盘104相连，通过所述变压器106的次级端输出交变电源驱动所述线盘104产生交变磁场。
[0033]具体的，所述直流电源101，根据电磁炉的应用场景，可以为直接接入的直流供电电源，也可以为将市电的交流电压转换为直流电压的电源。具体的，所述电源可以为线性电源、开关电源等。由于电磁炉在使用过程中对电源噪声的要求不高，而且输出功率比较大，一般选用线性电源即可较好的满足电压变换的要求。
[0034]如图2所示为本发明实施例所述的电磁炉进一步的线路结构示意图，其中，所述直流电源101包括整流电路和滤波电路，所述整流电路的输入端与交流电源相连，所述整流电路的输出端与所述滤波电路相连，所述整流电路用于将输入的交流电压整流为直流纹波电压，所述滤波电路用于将所述直流纹波电压滤波为直流电压。
[0035]所述整流电路，用于将将交流电压转换成单向脉动性的直流电压，整流电路主要由整流二极管组成，常见的整流电路包括有半波整流电路、全波整流电路和桥式整流三种。
[0036]其中，在输入交流市电的频率为50Hz时，半波整流电路输出的电压只有半周，所以这种单向脉动性直流电主要成分仍然是50Hz的，半波整流电路去掉了交流电的半周，没有改变单向脉动性直流电中交流成分的频率；全波和桥式整流电路相同，用到了输入交流电压的正、负半周，使频率扩大一倍为100Hz，所以这种单向脉动性直流电的交流成分主要成分是10Hz的，这是因为整流电路将输入交流电压的一个半周转换了极性，使输出的直流脉动性电压的频率比输入交流电压提高了一倍，这一频率的提高有利于滤波电路的滤波。
[0037]所述滤波电路，可以由滤波电容构成、也可以由滤波电感构成，当然还可以根据电容和电感组成的混合滤波电路。
[0038]具体的，所述脉冲驱动电路102，与所述控制器相连，用于根据控制器的脉冲输出指令调整输出的脉冲电压的频率或者相位。比如，所述脉冲驱动电路可以为如图2所示为四个可控开关管组成的桥式脉冲驱动电路，如图2所示，所述可控开关管分别为T1、T2、T3、Τ4，在第一时段，Tl和Τ4闭合，Τ2、Τ3断开，输出电压u0 = Ud ;当开关T1、T4断开，Τ2、Τ3闭合:u0 = — Ud ;当以频率f交替切换开关T1、T4和Τ2、Τ3时，则在负载电阻R上获得交变电压波形(正负交替的方波)，其周期T= Ι/f，这样，就将直流电压E变成了脉冲电压uo。
[0039]当然，不局限于桥式脉冲驱动电压，还可以包括如使用单个开关管驱动的脉冲驱动电路等。
[0040]在图2所示的脉冲驱动电路，优选的实施方式中，所述可控开关管为IGBT绝缘栅双极型晶体管或者MOS管。由于IGBT绝缘栅双极型晶体管的驱动功率小而饱和压降低，非常适合应用于直流电压较高的变流系统。
[0041]所述谐振电容，用于与谐振电感构成谐振回路，所述谐振回路包括如图2所示的串联谐振回路和如图3所示的并联谐振回路，其中，所述谐振电感为变压器的初级端，为一个固定值，因此，本发明实施例所述的电磁炉，其谐振频率并不会受到锅具材料的变化，或者锅具在抛锅操作时不会引起谐振电感变化。
[0042]具体的，所述线盘104用于根据交变电流产生交变磁场，使锅具能够加热。从而将电能转化为热能。
[0043]所述控制器用于控制所述脉冲驱动电路的输出电压的频率以及输出电压的相位，从而