电磁加热设备及其功率控制方法、功率控制装置转让专利
申请号 : CN202011593049.4
文献号 : CN114698173B
文献日 : 2023-01-31
发明人 : 曾露添 , 朱成彬 , 雷俊 , 江德勇 , 刘文华 , 王云峰
申请人 : 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种电磁加热设备的功率控制方法,其特征在于,包括以下步骤:在所述电磁加热设备的多个加热模块同时进行工作时,确定所述多个加热模块中的从加热模块;
采用调占空比的功率调节方式对所述从加热模块的输出功率进行控制,并确定所述从加热模块的上桥开关管是否工作在硬开通状态;
如果所述从加热模块的上桥开关管工作在硬开通状态,则采用丢波加热控制方式对所述上桥开关管进行控制。
2.如权利要求1所述的电磁加热设备的功率控制方法,其特征在于,确定所述从加热模块的上桥开关管是否工作在硬开通状态,包括:判断所述上桥开关管的PWM信号的占空比是否小于预设值;
如果所述上桥开关管的PWM信号的占空比小于预设值,则确定所述上桥开关管工作在硬开通状态。
3.如权利要求1所述的电磁加热设备的功率控制方法,其特征在于,确定所述从加热模块的上桥开关管是否工作在硬开通状态,包括:检测所述从加热模块的上桥开关管与下桥开关管之间的中点电压;
根据所述中点电压确定所述上桥开关管的集电极与发射极之间的电压差是否大于预设电压阈值;
在所述上桥开关管的集电极与发射极之间的电压差大于预设电压阈值时,确定所述上桥开关管工作在硬开通状态。
4.如权利要求1‑3中任一项所述的电磁加热设备的功率控制方法,其特征在于,采用丢波加热控制方式对所述上桥开关管进行控制,包括:对所述电磁加热设备的输入交流电源的过零点进行计数;
确定过零点计数值是否大于预设丢波阈值;
在所述过零点计数值大于预设丢波阈值时,输出PWM信号至所述上桥开关管,以使所述从加热模块进行加热工作;
在所述过零点计数值小于等于预设丢波阈值时,关闭输出PWM信号至所述上桥开关管,以使所述从加热模块停止加热工作。
5.如权利要求1所述的电磁加热设备的功率控制方法,其特征在于,确定所述多个加热模块中的从加热模块,包括:获取所述多个加热模块中输入功率最大的加热模块,并将输入功率最大的加热模块作为主加热模块,以及将所述多个加热模块中剩余加热模块作为从加热模块。
6.如权利要求5所述的电磁加热设备的功率控制方法,其特征在于,采用调频的功率调节方式对所述主加热模块的输出功率进行控制。
7.如权利要求6所述的电磁加热设备的功率控制方法,其特征在于,采用调频的功率调节方式对所述主加热模块的输出功率进行控制,包括:输出固定占空比的第一PWM信号至所述主加热模块,并通过调节所述第一PWM信号的频率以控制所述主加热模块的输出功率。
8.如权利要求7所述的电磁加热设备的功率控制方法,其特征在于,采用调占空比的功率调节方式对所述从加热模块的输出功率进行控制,包括:输出固定频率的第二PWM信号至所述从加热模块,并通过调节所述第二PWM信号的占空比以控制所述从加热模块的输出功率。
9.如权利要求8所述的电磁加热设备的功率控制方法,其特征在于,所述第二PWM信号的频率与所述第一PWM信号的频率相同。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有电磁加热设备的功率控制程序,该电磁加热设备的功率控制程序被处理器执行时实现如权利要求1‑9中任一项所述的电磁加热设备的功率控制方法。
11.一种电磁加热设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的电磁加热设备的功率控制程序,所述处理器执行所述功率控制程序时,实现如权利要求1‑9中任一项所述的电磁加热设备的功率控制方法。
12.一种电磁加热设备的功率控制装置,其特征在于,包括:第一确定模块,用于在所述电磁加热设备的多个加热模块同时进行工作时,确定所述多个加热模块中的从加热模块;
功率控制模块,用于采用调占空比的功率调节方式对所述从加热模块的输出功率进行控制;
第二确定模块,用于在所述功率控制模块采用调占空比的功率调节方式对所述从加热模块的输出功率进行控制时,确定所述从加热模块的上桥开关管是否工作在硬开通状态;
所述功率控制模块还用于,在所述从加热模块的上桥开关管工作在硬开通状态时,采用丢波加热控制方式对所述上桥开关管进行控制。
说明书 :
电磁加热设备及其功率控制方法、功率控制装置
技术领域
背景技术
发明内容
中的从加热模块;采用调占空比的功率调节方式对所述从加热模块的输出功率进行控制,
并确定所述从加热模块的上桥开关管是否工作在硬开通状态;如果所述从加热模块的上桥
开关管工作在硬开通状态,则采用丢波加热控制方式对所述上桥开关管进行控制。
段时间内不工作,不产生开关损失,从而降低上桥开关管的温升,提高电磁加热设备的使用
寿命和可靠性。
的PWM信号的占空比小于预设值,则确定所述上桥开关管工作在硬开通状态。
电压确定所述上桥开关管的集电极与发射极之间的电压差是否大于预设电压阈值;在所述
上桥开关管的集电极与发射极之间的电压差大于预设电压阈值时,确定所述上桥开关管工
作在硬开通状态。
预设丢波阈值;在所述过零点计数值大于预设丢波阈值时,输出PWM信号至所述上桥开关
管,以使所述从加热模块进行加热工作;在所述过零点计数值小于等于预设丢波阈值时,关
闭输出PWM信号至所述上桥开关管,以使所述从加热模块停止加热工作。
块,以及将所述多个加热模块中剩余加热模块作为从加热模块。
PWM信号的频率以控制所述主加热模块的输出功率。
二PWM信号的占空比以控制所述从加热模块的输出功率。
实施例所述的电磁加热设备的功率控制方法。
功率控制程序时,实现如本发明实施例所述的电磁加热设备的功率控制方法。
热模块中的从加热模块;功率控制模块,用于采用调占空比的功率调节方式对所述从加热
模块的输出功率进行控制;第二确定模块,用于在所述功率控制模块采用调占空比的功率
调节方式对所述从加热模块的输出功率进行控制时,确定所述从加热模块的上桥开关管是
否工作在硬开通状态;所述功率控制模块还用于,在所述从加热模块的上桥开关管工作在
硬开通状态时,采用丢波加热控制方式对所述上桥开关管进行控制。
段时间内不工作,不产生开关损失,从而降低上桥开关管的温升,提高电磁加热设备的使用
寿命和可靠性。
附图说明
具体实施方式
图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
磁加热设备可以是多头电磁炉等,加热模块50可以包括加热线圈等。
个加热模块50的输入功率,并在多个加热模块50的输入功率存在不同时根据每个加热模块
50的输入功率确定对应加热模块50的类型;功率控制模块20用于根据每个加热模块50的类
型,采用不同的功率调节方式对相应加热模块50的输出功率进行控制。
输入功率确定对应加热模块50的类型。
输入功率最大的加热模块50,并将输入功率最大的加热模块50作为主加热模块,以及将多
个加热模块50中剩余加热模块50作为从加热模块。由此根据输入功率的不同将加热模块50
进行分类,其中,输入功率可以为用户根据所需的烹饪功能对每个加热模块50输入的功率。
这里,从加热模块为一个或者一个以上。在电磁加热设备仅一个加热模块50进行工作时,该
加热模块50可以作为主加热模块或者从加热模块采用对应的功率调节方式进行输出功率
控制。
若是,则执行步骤S12。
功率。
在一起产生一系列的合成频率,避免合成差频信号而产生尖锐刺耳的噪音,有利于提高用
户的使用体验。
300、第三加热模块50……其中,如图4所示,第一加热模块200包括第一驱动模块201、第一
上桥开关管202、第一下桥开关管203、第一加热线圈204和第一谐振电容对205、206;第二加
热模块300包括第二驱动模块301、第二上桥开关管302、第二下桥开关管303、第二加热线圈
304和第二谐振电容对305、306;……电磁加热设备的功率控制装置100输出PWM信号至驱动
模块,驱动模块输互补PWM信号控制上桥开关管和下桥开关管交替轮流导通,控制加热线圈
输出交变电流,产生交变磁场,交变磁场使放在加热线圈上面的金属锅具感应出交变涡流,
交变涡流使锅具发热,从而实现加热食物。
为25KHz(对应图5中f10)。
热模块PWM波形如图7中W11波形,输出功率如图5中P11(1500W)所示,其对应的PWM频率如图
5的f11(23KHz)所示。可以看出,功率控制装置100输出PWM 的频率由25KHz(f10)降至23KHz
(f11),实现输出功率由1000W增大至1500W。
模块PWM波形如图7中W12波形,输出功率如图5中的P12(500W)所示,其对应的PWM频率如图5
的f12(27KHz)所示。可以看出,功率控制装置100输出PWM 的频率由25KHz(f10)升至27KHz
(f12),实现输出功率由1000W减少至500W。
大的工作功率,满足更大的调节输出功率的范围。
空比越大,输出功率越大。
置100输出从加热模块的PWM波形,占空比为30%(对应图8中的P20),可以看出,主加热模块
的PWM周期(图10中的T10)与从加热模块的PWM周期(图 1中的T20)相等,由公式频率f=1/T
得,从加热模块的PWM频率与主加热模块的PWM 频率相同。
输出从加热模块PWM的波形如图10中W22波形,此时从加热模块PWM 高电平时间由图10中的
t21增大至t22,相应的占空比由图8中的30%增大至40%,实现输出功率由500W增大至
600W。
输出从加热模块PWM的波形如图10中W23波形,此时从加热模块PWM 高电平时间由图10中的
t21减少至t23,相应的占空比由图8中的30%减少至30%,实现输出功率由500W减少至
400W。
的一致性,以及多个从加热模块的PWM频率的一致性,无论主加热模块和从加热模块的输出
功率如何变化,功率控制装置100输出主加热模块的PWM频率和从加热模块的PWM频率保持
相同,即所有输出PWM的频率差保持为零。由于差频信号为零,因此不会产生尖锐刺耳的噪
声,从而有效改善用户体验效果。
模块50的频率一致性,从而避免工作过程中多种频率混合在一起产生合成频率,避免合成
差频信号而产生尖锐刺耳的噪音,有利于提高用户的使用体验。
加热模块50的频率一致性,从而避免工作过程中多种频率混合在一起产生合成频率,避免
合成差频信号而产生尖锐刺耳的噪音,有利于提高用户的使用体验。
法可以参照本发明第一方面实施例的电磁加热设备的功率控制方法,在此不再赘述。
信号的频率以控制主加热模块的输出功率。如图5所示,在第一PWM信号的占空比一定时,频
率越大,输出功率越小,频率越小,输出功率越大。通过固定第一 PWM信号的占空比,仅调节
第一PWM信号的频率来调节主加热模块的输出功率,使功率调节更快捷,且简化了调功方
法。
控制从加热模块的输出功率。如图8所示,在第二PWM信号的频率一定时,占空比越大,输出
功率越大,占空比越小,输出功率越小。通过固定第二PWM信号的频率,仅调节第二PWM信号
的占空比来调节从加热模块的输出功率,使多个从加热模块的频率始终相等,有效减少差
频信号的产生。
体实施例中,第一PWM信号的频率调节至主加热模块的输出功率等于输入功率后,控制第二
PWM信号的频率等于调节后第一PWM信号的频率,然后对第二PWM 信号的占空比进行调节至
从加热模块的输出功率等于输入功率,从而实现主加热模块和从加热模块的频率一致性。
并且,在从加热模块为多个的实施例中,多个从加热模块的输出功率可以单独控制,互不干
扰,且能很好地保持频率一致性,调功方法更简单。
调节。例如,在一些实施例中,第二PWM信号的占空比可以调节至0、5%、10%、 15%、20%、
25%、30%、35%、40%、45%和50%等。其中,当第二PWM信号的占空比为0时,从加热模块停
止加热;当第二PWM信号的占空比为50%时,从加热模块的输出功率等于主加热模块的输出
功率。
作为从加热模块;或者,可以将全部输入功率最大且输入功率相等的加热模块50 均作为主
加热模块,并将除几个主加热模块外的其他加热模块50作为从加热模块,控制这几个主加
热模块输入相同固定占空比的第一PWM信号。
出功率控制更快捷,能够输出更大范围或者更高的输出功率,以满足烹饪需求。
频率来控制该加热模块50的输出功率。
降低。基于此,本发明还提出一种能够防止开关管进入硬开通状态的功率控制方法以及功
率控制装置100。
制装置100的确定模块10。功率控制模块20用于采用调占空比的功率调节方式对从加热模
块的输出功率进行控制。第二确定模块40用于在功率控制模块20采用调占空比的功率调节
方式对从加热模块的输出功率进行控制时,确定从加热模块的上桥开关管是否工作在硬开
通状态。此外,功率控制模块20还用于,在从加热模块的上桥开关管工作在硬开通状态时,
采用丢波加热控制方式对上桥开关管进行控制。
模块50中从加热模块的方法可以参照根据本发明第一方面实施例的电磁加热设备的功率
控制方法,并且根据本发明第一方面实施例的功率控制方法的全部内容均可以用于根据本
发明第三方面实施例的电磁加热设备的功率控制方法,其具体内容以及有益效果在此不再
赘述。
管工作于软开通状态。但当占空比小于一定值时,上桥开关管会从软开通状态进入硬开通
状态。因此,确定从加热模块的上桥开关管是否工作在硬开通状态,并据此进行控制,以避
免上桥开关管损耗过大、温升过高。
硬开通状态。
果开关管的集电极与发射极的电压差大于0V,称为硬开通状态。
50一一对应设置的第一半桥中点电压检测模块207、第二半桥中点电压检测模块 307……
模块207用于检测第一上桥开关管202工作于硬开通状态还是软开通状态;第二加热模块
300包括第二驱动模块301、第二上桥开关管302、第二下桥开关管303、第二加热线圈304和
第二谐振电容对305、306,第二半桥中点电压检测模块307用于检测第二上桥开关管302工
作于硬开通状态还是软开通状态;……
压波形。
二半桥中点电压(g3)的电压为高电平310V,等于供电电压(VC2),则第二上桥开关管302的
集电极与发射极电压差等于0V,功率控制装置100确定第二上桥开关管302工作于软开通状
态。在t12时刻,PWM信号占空比较大时的第二下桥开关管 303导通时刻,功率控制装置100
检测到第二半桥中点电压(g3)的电压为低电平0V,等于地线电压,则第二下桥开关管303的
集电极与发射极电压差等于0V,功率控制装置100确定第二下桥开关管303工作于软开通状
态。在上述情况下开关管损耗小,系统工作稳定。
关管302导通时刻,功率控制装置100检测到第二半桥中点电压(g3)的电压为低电平0V,供
电电压VC2为310V,则第二上桥开关管302的集电极与发射极电压差等于310V,功率控制装
置100确定第二上桥开关管302工作于硬开通状态。这种情况下,第二上桥开关管302损耗
大,温升高,会导致损坏第二上桥开关管302。
制。其中,连续加热控制方式是指输入交流电源中每个过零点之间的时间段,都开启 PWM输
出,从加热模块工作。在从加热模块的上桥开关管工作在软开通状态时,采用连续加热控制
方式进行输出功率控制。
管不工作,不会产生开关损耗,从而降低开关管的温升,提高产品的寿命和可靠性。
功率控制装置100可以包括过零计数器,过零计数器根据过零信号对过零点进行计数,以便
于功率控制装置100控制从加热模块在下一个过零信号到来之前是否输出PWM信号进行加
热。预设丢波阈值即丢波个数,可以根据输出功率设置,丢波个数越大,输出功率越小,丢波
个数越小,输出功率越大。由此,通过调节预设丢波阈值能够实现不同输出功率的控制。
源的过零点标志。W21波形的Z10‑Z16时间段,对应连续加热控制方式; Z16‑Z17、Z18‑Z19、
Z110‑Z111、Z112‑Z113时间段,关闭输出PWM信号至上桥开关管,从加热模块不工作,使Z16‑
Z1114时间段对应丢波加热控制方法。
状态,切换至丢波加热控制方式,并对过零计数器清零,使过零点计数值(CNT) 为零。在Z16
过零点时刻,功率控制装置100执行如图16所示的方法,过零计数器执行加1操作后,CNT的
值为1,由于CNT的值不大于预设丢波阈值,关闭输出PWM信号至上桥开关管,所以在Z16‑Z17
时间段从加热模块不加热工作。在下移过零点时刻 Z17,功率控制装置100执行如图16所示
的方法,过零计数器执行加1操作后,CNT 的值为2,由于CNT的值大于预设丢波阈值,过零计
数器清零(CNT=0),并输出PWM 信号至上桥开关管,所以在Z17‑Z18时间段,从加热模块加
热工作。
关管在一段时间内不工作,不产生开关损失,从而降低上桥开关管的温升,提高电磁加热设
备的使用寿命和可靠性。
桥开关管在一段时间内不工作,不产生开关损失,从而降低上桥开关管的温升,提高电磁加
热设备的使用寿命和可靠性。
定模块40确定从加热模块的上桥开关是否工作在硬开通状态的方法、以及功率控制模块20
采用丢波加热控制方式对上桥开关管进行控制的方法可以参照本发明第三方面实施例的
电磁加热设备的功率控制方法,在此不再赘述。
施例的电磁加热设备的功率控制方法,或实现如本发明第三方面实施例的电磁加热设备的
功率控制方法。
程序被处理器执行时实现上述实施例描述的功率控制方法,通过对不同类型的加热模块50
采用不同的功率调节方式控制输出功率,有利于实现同时进行工作的多个加热模块50 的
频率一致性,从而避免工作过程中多种频率混合在一起产生合成频率,避免合成差频信号
而产生尖锐刺耳的噪音,有利于提高用户的使用体验。
程序被处理器执行时实现上述实施例描述的功率控制方法,通过在从加热模块的上桥开关
管工作在硬开通状态时采用丢波加热控制方式对上桥开关管进行控制,上桥开关管在一段
时间内不工作,不产生开关损失,从而降低上桥开关管的温升,提高电磁加热设备的使用寿
命和可靠性。
现如本发明第一方面实施例的电磁加热设备的功率控制方法,或实现如本发明第三方面实
施例的电磁加热设备的功率控制方法。
块 50采用不同的功率调节方式控制输出功率,有利于实现同时进行工作的多个加热模块
50的频率一致性,从而避免工作过程中多种频率混合在一起产生合成频率,避免合成差频
信号而产生尖锐刺耳的噪音,有利于提高用户的使用体验。
开关管工作在硬开通状态时采用丢波加热控制方式对上桥开关管进行控制,上桥开关管在
一段时间内不工作,不产生开关损失,从而降低上桥开关管的温升,提高电磁加热设备的使
用寿命和可靠性。
包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必
须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一
个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术
人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合
和组合。
隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三
个等,除非另有明确具体的限定。
分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺
序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明
的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执
行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设
备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传
输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装
置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电
连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器
(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存
储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的
介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其
他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
或固件来实现。如,如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技
术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离
散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列 (PGA),现场可编
程门阵列(FPGA)等。
质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如
果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机
可读取存储介质中。
制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变
型。
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。
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
部的连通或两个元件的相互作用关系。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。
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例进行变化、修改、替换和变型。