CN105578636B - 加热控制方法、装置和电磁炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加热控制方法、装置和电磁炉，首先根据电磁炉当前功率值确定开关管的初始PWM基准值，再根据滤波电路输出电压值，确定初始PWM的第一调整系数，然后根据电磁炉输入电流值，确定初始PWM的调整矢量，再根据初始PWM基准值，第一调整系数和调整矢量，确定开关管的第一PWM值，并根据第一PWM值控制开关管的导通或关断，从而提高了开关管实现软开关的概率，降低了开关管的开关损耗，提高了开关管的可靠性，进而提高了电磁炉的可靠性和效率。

Description

加热控制方法、装置和电磁炉

技术领域

本发明涉及电磁炉技术领域，尤其涉及一种加热控制方法、装置和电磁炉。

背景技术

电磁炉又名电磁灶，是现代厨房革命的产物，它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，因此热效率得到了极大的提高。

电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具。图1为通常电磁炉电路结构示意图。如图1所示，电磁炉通常由：整流器、滤波电路、谐振电路、开关电路和控制电路组成，其中，谐振电路包括谐振电容和加热线盘组成。开关电路中的开关管在控制电路控制下，周期性导通，从而谐振电路形成LC振荡，在加热线盘上形成高频变化的电流，变化的电流又使得加热线盘产生变化的电磁波，进而在锅底中产生大量涡流，从而产生烹饪所需的热。

通常，开关管的导通时间随目标电流的增加而增加，但是谐振电路随开关管的导通时间呈现不同的特性，在开关管导通时间长时，谐振电路呈感性，在开关管导通时间短时，谐振电路呈容性，这使得开关管导通时间短时，开关管导通时刻的反向电压较大，呈现硬导通，从而使开关损耗较大，发热严重，使开关管极易损坏，且电磁炉的效率较低。

发明内容

为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本发明提供一种加热控制方法、装置和电磁炉，提高了电磁炉中开关管实现软开关的概率，减小了开关管的损坏概率，提高了电磁炉的效率。

本发明一方面提供一种加热控制方法，包括：

根据电磁炉当前功率值确定开关管的初始脉冲宽度调制PWM基准值；

根据滤波电路输出电压值，确定所述初始PWM的第一调整系数；

根据电磁炉输入电流值，确定所述初始PWM的调整矢量；

根据所述初始PWM基准值、第一调整系数和调整矢量，确定所述开关管的第一PWM值，并根据所述第一PWM值控制所述开关管的导通或关断。

本发明另一方面提供一种加热控制装置，包括：

确定模块，用于根据电磁炉当前功率值确定开关管的初始脉冲宽度调制PWM基准值；

所述确定模块，还用于根据滤波电路输出电压值，确定所述初始PWM的第一调整系数；

所述确定模块，还用于根据电磁炉输入电流值，确定所述初始PWM的调整矢量；

处理模块，用于根据所述初始PWM基准值、第一调整系数和调整矢量，确定所述开关管的第一PWM值，并根据所述第一PWM值控制所述开关管的导通或关断。

本发明再一方面提供一种电磁炉，包括如上所述的加热控制装置。

本发明提供的加热控制方法、装置和电磁炉，首先根据电磁炉当前功率值确定开关管的初始PWM基准值，再根据滤波电路输出电压值，确定初始PWM的第一调整系数，然后根据电磁炉输入电流值，确定初始PWM的调整矢量，再根据初始PWM基准值，第一调整系数和调整矢量，确定开关管的第一PWM值，并根据第一PWM值控制开关管的导通或关断，从而提高了开关管实现软开关的概率，降低了开关管的开关损耗，提高了开关管的可靠性，进而提高了电磁炉的可靠性和效率。

附图说明

图1a为通常电磁炉电路结构示意图；

图1为本发明第一实施例提供的一种加热控制方法流程示意图；

图2为本发明第二实施例提供另一种加热控制方法的流程示意图；

图3为本发明第三实施例提供的又一种加热控制方法的流程示意图；

图4为本发明第四实施例提供的一种加热控制装置结构示意图；

图5为本发明第五实施例提供的一种电磁炉电路结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明第一实施例提供的一种加热控制方法流程示意图。如图1所示，本实施例提供的方法，包括：

S10，根据电磁炉当前功率值确定开关管的初始脉冲调制宽度PWM基准值。

其中，本实施例提供的加热控制方法的执行主体为加热控制装置，它可以为电磁炉控制电路的一部分。

本实施例提供的加热控制方法，根据电磁炉的功率等级、滤波电路输出电压值和不同时刻电磁炉的输入电流值，确定加热回路中开关管的导通时间，从而降低开关管硬开通的概率，降低开关管的导通损耗，提高电磁炉的效率和开关管的可靠性。

具体的，电磁炉处于不同功率等级时对应的励磁电流不同，相应的对应的开关管的导通时间不同，即对应不同的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)基准值。实际使用中，加热控制装置在确定用户设定的电磁炉当前功率值后，即可确定对应的初始PWM基准值A。

S11，根据滤波电路输出电压值，确定所述初始PWM的第一调整系数。

其中，滤波电路输出的电压值大小，决定了开关管中导通时刻的反向电压大小，滤波电路输出的电压值越大，开关管在硬导通时的损耗越大，因此，加热控制装置可以根据滤波电路输出的电压值，对初始PWM进行调整，使在滤波电路输出电压值较高时，谐振电路尽量呈感性，从而使开关管尽量实现软开关。

具体的，加热控制装置可以通过电压采样电路，获取滤波电路输出的电压值，且，加热控制装置中可以预先存储有滤波电路输出电压值与第一调整系数的映射关系表，当加热控制装置获取了滤波电路输出电压值后，即可通过查表的方式，确定与滤波电路输出电压值对应的第一调整系数Y。

S12，根据电磁炉输入电流值，确定所述初始PWM的调整矢量。

其中，电磁炉输入电流值指流入电磁炉的加热线盘中的电流，该电流的大小与开关管的导通时间有关，开关管导通时间越长，流入电磁炉中的电流值越大。

具体的，加热控制装置可以通过电流采样电路，获取流入电磁炉的电流值，且，加热控制装置中可以预先存储有电磁炉输入电流与调整矢量Z的映射关系表，当加热控制装置获取了电磁炉输入电流值后，即可通过查表的方式，确定与电磁炉输入电流值对应的调整矢量Z。

S13，根据所述初始PWM基准值、第一调整系数和调整矢量，确定所述开关管的第一PWM值，并根据所述第一PWM值控制所述开关管的导通或关断。

具体的，上述S13包括：

根据B＝A×Y+Z，确定所述开关管的第一PWM值。

其中，B为第一PWM值，A为初始PWM基准值，Y为第一调整系数，Z为调整矢量。

实际使用中，加热控制装置根据上式确定开关管的第一PWM值后，即可以该第一PWM值驱动控制开关管的导通，从而使开关管在当前电磁炉功率等级、输入电流及滤波电路输出电压情况下，实现软开关，从而降低了开关管的开关损耗，提高了开关管的可靠性和电磁炉的效率。

本领域技术人员可以理解的是，在不同的电磁炉功率等级、输入电流或滤波电路输出电压情况下，开关管的第一PWM值可能不同，也可能相同，本实施例对此不做限定。

本实施例提供的加热控制方法，首先根据电磁炉当前功率值确定开关管的初始PWM基准值，再根据滤波电路输出电压值，确定初始PWM的第一调整系数，然后根据电磁炉输入电流值，确定初始PWM的调整矢量，再根据初始PWM基准值，第一调整系数和调整矢量，确定开关管的第一PWM值，并根据第一PWM值控制开关管的导通或关断，从而提高了开关管实现软开关的概率，降低了开关管的开关损耗，提高了开关管的可靠性，进而提高了电磁炉的可靠性和效率。

通常，由于电压采样电路由模拟器件组成，其采样速度具有一定的延时性。而考虑滤波电路输出的电压值是周期性变化的直流电，该直流电在一个周期内，电压值从0V到交流电压峰值内变化，因此，可以根据当前时刻与滤波电路输出电压值过零时刻的差值，对开关管的PWM值进行调整。下面结合图2，对上述方法进行详细说明。

图2为本发明第二实施例提供的另一种加热控制方法流程示意图。如图2所示，在上述实施例的基础上，该方法，还包括：

S14，根据当前时刻与所述滤波电路输出电压值过零时刻的时间差，确定所述初始PWM值的第二调整系数。

具体的，加热控制装置可以采用计时器来确定当前时刻与滤波电路输出电压值过零时刻的时间差。比如，在滤波电路输出电压过零时，计时器清零，并开始计时。可以理解的是，加热控制装置中还可以预先存储时间差与第二调整系数的映射关系，从而当确定当前时刻与电压过零时刻的时间差后，即可通过时间差与第二调整系数的映射关系，确定当前时刻对应的第二调整系数。

或者，还可以采用计数器，来确定当前时刻与滤波器输出电压过零时刻的时间差。具体的，如图3所示，图3为本发明第三实施例提供的又一种加热控制方法流程示意图。如图3所示，上述S14包括：

S14a，接收计数器清零请求，所述清零请求是由所述滤波电路输出电压值的过零信号触发的。

其中，滤波电路输出电压值的过零信号可以由加热控制装置根据电压采样电路输出的电压值产生的。

S14b，根据所述清零请求，将所述计数器清零，并在每隔预设的时间间隔后将所述计数器计数值加一。

实际使用中，可以将直流电的变化周期根据预设的时间间隔平均分为N份，在每次滤波电路输出的电压值过零时，计数器计数值清零，之后每隔一个预设的时间间隔计数值加一，加热控制装置即可根据计数器的计数值，确定当前预设的时间间隔内与滤波器输出电压过零时刻的时间差值。其中，上述N的取值可以根据加热处理装置的处理能力选择，比如选择为1、2、3、5等等。

S14c，根据计数值与第二调整系数的映射关系，确定当前计数值对应的第二调整系数。

具体的，加热控制装置中可以预先存储时刻差与第二调整系数的映射关系，还可以存储计数值与第二调整系数的映射关系，从而，在确定计数器当前计数值后，即可通过查找计数值与第二调整系数的映射关系，从而确定当前计数值对应的第二调整系数。

需要说明的是，图2中S14与S10-S12的执行过程仅是示意性说明，它们可以同时进行。

相应的，上述S13具体为：

S13a，根据所述初始PWM基准值、第一调整系数、调整矢量和第二调整系数，确定所述开关管的第二PWM值，并根据所述第二PWM值控制所述开关管的导通或关断。

具体的，上述S13a，具体为：

根据C＝A×Y×X+Z，确定所述开关管的第一PWM值，其中，C为第二PWM值，A为初始PWM基准值，Y为第一调整系数，X为第二调整系数，Z为调整矢量。

实际使用中，加热控制装置根据上式确定开关管的第二PWM值后，即可以该第二PWM值驱动控制开关管的导通，从而使开关管在根据当前电磁炉功率等级、输入电流、滤波电路输出电压及当前时刻与滤波电路输出电压过零时刻的时间差确定的第二PWM值控制下，实现软开关，从而降低了开关管的开关损耗，提高了开关管的可靠性和电磁炉的效率。

本实施例提供的加热控制方法，首先根据电磁炉当前功率值确定开关管的初始PWM基准值，再根据滤波电路输出电压值，确定初始PWM的第一调整系数，根据当前时刻与滤波电路输出电压过零时刻的时间差，确定PWM的第二调整系数，然后根据电磁炉输入电流值，确定初始PWM的调整矢量，再根据初始PWM基准值，第一调整系数、第二调整系数和调整矢量，确定开关管的第二PWM值，并根据第二PWM值控制开关管的导通或关断，从而使开关管在任何时刻，都尽量实现软开关，降低了开关管的开关损耗，提高了开关管的可靠性，进而提高了电磁炉的可靠性和效率。

图4为本发明第四实施例提供的一种加热控制装置结构示意图。如图4所示，该装置包括：确定模块41和处理模块42。

其中，确定模块41，用于根据电磁炉当前功率值确定开关管的初始脉冲宽度调制PWM基准值；所述确定模块41，还用于根据滤波电路输出电压值，确定所述初始PWM的第一调整系数；所述确定模块41，还用于根据电磁炉输入电流值，确定所述初始PWM的调整矢量；处理模块42，用于根据所述初始PWM基准值、第一调整系数和调整矢量，确定所述开关管的第一PWM值，并根据所述第一PWM值控制所述开关管的导通或关断。

具体的，本实施例提供的加热控制装置用于执行图2提供的加热控制方法。该装置可以为电磁炉控制电路中的一部分，比如为控制线路中的控制芯片。其中，确定模块41可以与电压采样电路、电流采样电路等连接，用于接收电压采样电路和电流采样电路返回的滤波电路输出的电压值，及电磁炉输入的电流值等。

具体的，电磁炉处于不同功率等级时对应的励磁电流不同，相应的对应的开关管的导通时间不同，即对应不同的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)基准值。实际使用中，加热控制装置在确定用户设定的电磁炉当前功率值后，即可确定对应的初始PWM基准值A。

另外，滤波电路输出的电压值大小，决定了开关管中导通时刻的反向电压大小，滤波电路输出的电压值越大，开关管在硬导通时的损耗越大，因此，加热控制装置可以根据滤波电路输出的电压值，对初始PWM进行调整，使在滤波电路输出电压值较高时，谐振电路尽量呈感性，从而使开关管尽量实现软开关。

具体的，加热控制装置可以通过电压采样电路，获取滤波电路输出的电压值，且，加热控制装置中可以预先存储有滤波电路输出电压值与第一调整系数的映射关系表，当加热控制装置获取了滤波电路输出电压值后，即可通过查表的方式，确定与滤波电路输出电压值对应的第一调整系数Y。

进一步的，电磁炉输入电流值指流入电磁炉的加热线盘中的电流，该电流的大小与开关管的导通时间有关，开关管导通时间越长，流入电磁炉中的电流值越大。

加热控制装置可以通过电流采样电路，获取流入电磁炉的电流值，且，加热控制装置中可以预先存储有电磁炉输入电流与调整矢量Z的映射关系表，当加热控制装置获取了电磁炉输入电流值后，即可通过查表的方式，确定与电磁炉输入电流值对应的调整矢量Z。

具体的，处理模块具体用于：根据B＝A×Y+Z，确定所述开关管的第一PWM值，其中，B为第一PWM值，A为初始PWM基准值，Y为第一调整系数，Z为调整矢量。

实际使用中，处理模块42根据上式确定开关管的第一PWM值后，即可以该第一PWM值驱动控制开关管的导通，从而使开关管在当前电磁炉功率等级、输入电流及滤波电路输出电压情况下，实现软开关，从而降低了开关管的开关损耗，提高了开关管的可靠性和电磁炉的效率。

本领域技术人员可以理解的是，在不同的电磁炉功率等级、输入电流或滤波电路输出电压情况下，开关管的第一PWM值可能不同，也可能相同，本实施例对此不做限定。

本实施例提供的加热控制方法，首先根据电磁炉当前功率值确定开关管的初始PWM基准值，再根据滤波电路输出电压值，确定初始PWM的第一调整系数，然后根据电磁炉输入电流值，确定初始PWM的调整矢量，再根据初始PWM基准值，第一调整系数和调整矢量，确定开关管的第一PWM值，并根据第一PWM值控制开关管的导通或关断，从而提高了开关管实现软开关的概率，降低了开关管的开关损耗，提高了开关管的可靠性，进而提高了电磁炉的可靠性和效率。

优选的，由于电压采样电路由模拟器件组成，其采样速度具有一定的延时性。而考虑滤波电路输出的电压值是周期性变化的直流电，该直流电在一个周期内，电压值从0V到交流电压峰值内变化，因此，可以根据当前时刻与滤波电路输出电压值过零时刻的差值，对开关管的PWM值进行调整。则上述确定模块41，还用于根据当前时刻与所述滤波电路输出电压值过零时刻的时间差，确定所述初始PWM值的第二调整系数；

相应的，上述处理模块42，具体用于根据所述初始PWM基准值、第一调整系数、调整矢量和第二调整系数，确定所述开关管的第二PWM值，并根据所述第二PWM值控制所述开关管的导通或关断。

具体的，处理模块42可以采用计时器来确定当前时刻与滤波电路输出电压值过零时刻的时间差。比如，在滤波电路输出电压过零时，计时器清零，并开始计时。可以理解的是，加热控制装置中还可以预先存储时间差与第二调整系数的映射关系，从而当确定当前时刻与电压过零时刻的时间差后，即可通过时间差与第二调整系数的映射关系，确定当前时刻对应的第二调整系数。

或者，还可以采用计数器，来确定当前时刻与滤波器输出电压过零时刻的时间差。具体的，上述确定模块41，具体用于：

接收计数器清零请求，所述清零请求是由所述滤波电路输出电压值的过零信号触发的；

根据所述清零请求，将所述计数器清零，并在每隔预设的时间间隔后将所述计数器计数值加一；

根据计数值与第二调整系数的映射关系，确定当前计数值对应的第二调整系数。

其中，滤波电路输出电压值的过零信号可以由加热控制装置根据电压采样电路输出的电压值产生的。

实际使用中，可以将直流电的变化周期根据预设的时间间隔平均分为N份，在每次滤波电路输出的电压值过零时，计数器计数值清零，之后每隔一个预设的时间间隔计数值加一，加热控制装置即可根据计数器的计数值，确定当前预设的时间间隔内与滤波器输出电压过零时刻的时间差值。其中，上述N的取值可以根据加热处理装置的处理能力选择，比如选择为1、2、3、5等等。

具体的，加热控制装置中可以预先存储时刻差与第二调整系数的映射关系，还可以存储计数值与第二调整系数的映射关系，从而，在确定计数器当前计数值后，即可通过查找计数值与第二调整系数的映射关系，从而确定当前计数值对应的第二调整系数。

相应的，处理模块42，具体用于根据C＝A×Y×X+Z，确定所述开关管的第一PWM值，其中，C为第二PWM值，A为初始PWM基准值，Y为第一调整系数，X为第二调整系数，Z为调整矢量。

实际使用中，加热控制装置根据上式确定开关管的第二PWM值后，即可以该第二PWM值驱动控制开关管的导通，从而使开关管在根据当前电磁炉功率等级、输入电流、滤波电路输出电压及当前时刻与滤波电路输出电压过零时刻的时间差确定的第二PWM值控制下，实现软开关，从而降低了开关管的开关损耗，提高了开关管的可靠性和电磁炉的效率。

本实施例提供的加热控制装置，首先根据电磁炉当前功率值确定开关管的初始PWM基准值，再根据滤波电路输出电压值，确定初始PWM的第一调整系数，根据当前时刻与滤波电路输出电压过零时刻的时间差，确定PWM的第二调整系数，然后根据电磁炉输入电流值，确定初始PWM的调整矢量，再根据初始PWM基准值，第一调整系数、第二调整系数和调整矢量，确定开关管的第二PWM值，并根据第二PWM值控制开关管的导通或关断，从而使开关管在任何时刻，都尽量实现软开关，降低了开关管的开关损耗，提高了开关管的可靠性，进而提高了电磁炉的可靠性和效率。

图5为本发明第五实施例提供的一种电磁炉电路结构示意图。如图5所示，电磁炉包括：加热控制装置1、整流器2、滤波电路3、谐振电路4、开关电路5和控制电路6组成。

其中，加热控制装置1的结构及各部分的具体功能，可参照上述实施例的详细描述，此处不再赘述。

本领域技术人员可以理解的是，上述加热控制装置1可以为控制电路6中的一部分，比如为控制电路6中的控制芯片。

本实施例提供的电磁炉，加热控制装置根据电磁炉的输入电流、滤波电路的输出电压及电磁炉的功率等级确定电磁炉中开关管的第一PWM值，并根据第一PWM值控制开关管的导通或关断，提高了开关管实现软开关的概率，降低了开关管的开关损耗，提供了电磁炉的可靠性和效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，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范围。

Claims (10)

1.一种加热控制方法，其特征在于，包括：

根据电磁炉当前功率值确定开关管的初始脉冲宽度调制PWM基准值；

根据滤波电路输出电压值，确定所述初始PWM的第一调整系数；

根据电磁炉输入电流值，确定所述初始PWM的调整矢量；

根据所述初始PWM基准值、第一调整系数和调整矢量，确定所述开关管的第一PWM值，并根据所述第一PWM值控制所述开关管的导通或关断。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

根据当前时刻与所述滤波电路输出电压值过零时刻的时间差，确定所述初始PWM值的第二调整系数；

根据所述初始PWM基准值、第一调整系数、调整矢量和第二调整系数，确定所述开关管的第二PWM值，并根据所述第二PWM值控制所述开关管的导通或关断。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据当前时刻与所述滤波电路输出电压过零时刻的时间差，确定所述初始PWM的第二调整系数，包括：

接收计数器清零请求，所述清零请求是由所述滤波电路输出电压值的过零信号触发的；

根据所述清零请求，将所述计数器清零，并在每隔预设的时间间隔后将所述计数器计数值加一；

根据计数值与第二调整系数的映射关系，确定当前计数值对应的第二调整系数。

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始PWM基准值、第一调整系数和调整矢量，确定所述开关管的第一PWM值，包括：

根据B＝A×Y+Z，确定所述开关管的第一PWM值，其中，B为第一PWM值，A为初始PWM基准值，Y为第一调整系数，Z为调整矢量。

5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始PWM基准值、第一调整系数、调整矢量和第二调整系数，确定所述开关管的第二PWM值，包括：

根据C＝A×Y×X+Z，确定所述开关管的第一PWM值，其中，C为第二PWM值，A为初始PWM基准值，Y为第一调整系数，X为第二调整系数，Z为调整矢量。

6.一种加热控制装置，其特征在于，包括：

确定模块，用于根据电磁炉当前功率值确定开关管的初始脉冲宽度调制PWM基准值；

所述确定模块，还用于根据滤波电路输出电压值，确定所述初始PWM的第一调整系数；

所述确定模块，还用于根据电磁炉输入电流值，确定所述初始PWM的调整矢量；

处理模块，用于根据所述初始PWM基准值、第一调整系数和调整矢量，确定所述开关管的第一PWM值，并根据所述第一PWM值控制所述开关管的导通或关断。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述确定模块，还用于根据当前时刻与所述滤波电路输出电压值过零时刻的时间差，确定所述初始PWM值的第二调整系数；

所述处理模块，具体用于根据所述初始PWM基准值、第一调整系数、调整矢量和第二调整系数，确定所述开关管的第二PWM值，并根据所述第二PWM值控制所述开关管的导通或关断。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块，具体用于：

接收计数器清零请求，所述清零请求是由所述滤波电路输出电压值的过零信号触发的；

根据所述清零请求，将所述计数器清零，并在每隔预设的时间间隔后将所述计数器计数值加一；

根据计数值与第二调整系数的映射关系，确定当前计数值对应的第二调整系数。

9.根据权利要求6-8任一所述的装置，其特征在于，所述处理模块，具体用于：

根据B＝A×Y+Z，确定所述开关管的第一PWM值，其中，B为第一PWM值，A为初始PWM基准值，Y为第一调整系数，Z为调整矢量。

10.一种电磁炉，其特征在于，包括如权利要求6-9任一所述的加热控制装置。