電磁爐、電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電磁爐、電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置及其控制方法，其中加熱控制裝置包括：諧振電路，諧振電路包括第一IGBT和第二IGBT；第一驅(qū)動電路，第一驅(qū)動電路用于驅(qū)動第一IGBT的導(dǎo)通和截止；第二驅(qū)動電路，第二驅(qū)動電路用于驅(qū)動第二IGBT的導(dǎo)通和截止；控制器，控制器用于分別輸出兩路脈寬調(diào)制PWM信號給第一驅(qū)動電路和第二驅(qū)動電路，其中，兩路PWM信號與控制器共地；以及信號轉(zhuǎn)換電路，信號轉(zhuǎn)換電路用于將兩路PWM信號中的一路共地的PWM信號轉(zhuǎn)換為浮地的PWM信號。該加熱控制裝置通過由簡單元器件組成的信號轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)將一路共地的PWM信號轉(zhuǎn)換為浮地的PWM信號，從而可大大降低成本，減小占用體積，提高產(chǎn)品的制造效率。
【專利說明】
電磁爐、電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明涉及電磁感應(yīng)加熱技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置、一種具有該電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置的電磁爐以及一種電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在半橋或全橋電磁加熱系統(tǒng)中，進行電磁加熱工作時上、下橋IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)交替導(dǎo)通和截止。其中，上橋IGBTl導(dǎo)通時，下橋IGBT2截止，IGBTl的E極電壓為直流母線電壓Vdc，要保持IGBTl的導(dǎo)通，IGBTl的G極電壓要比E極電壓高18V，即Vdc+18V ;上橋IGBTl截止時，下橋IGBT2導(dǎo)通，IGBTl的E極電壓為OV地線電壓。因此，上橋IGBTl的E極電壓對于控制器的地線來說，電壓是浮動的，控制器要控制上橋IGBTl的導(dǎo)通和截止，必須要控制IGBTl的GE極電壓，但由于控制器輸出的PWM(Pulse Width Modulat1n，脈寬調(diào)制)信號為共地信號，所以控制器要將PWM信號送到上橋IGBTl的G極和E極，必須要將共地的PffM信號轉(zhuǎn)換浮地的PffM信號。
[0003]相關(guān)技術(shù)中，通常是采用隔離變壓器來實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換，或者是采用高速光耦或?qū)ｉT芯片來實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換。但是，采用隔離變壓器時，變壓器體積大，成本高，不利于貼片化生產(chǎn)，使得制造效率低下；采用高速光耦或?qū)ｉT芯片時，器件成本昂貴，產(chǎn)品性價比低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的旨在至少解決上述的技術(shù)缺陷之一。
[0005]為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置，通過由簡單元器件組成的信號轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)將一路共地的PWM信號轉(zhuǎn)換為浮地的PWM信號，從而可大大降低成本，減小占用體積，提尚廣品的制造效率。
[0006]本發(fā)明的另一個目的在于提出一種電磁爐。本發(fā)明的還一個目的在于提出一種電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置的控制方法。
[0007]為達到上述目的，本發(fā)明一方面實施例提出的一種電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置，包括:諧振電路，所述諧振電路包括第一 IGBT和第二 IGBT ;第一驅(qū)動電路，所述第一驅(qū)動電路用于驅(qū)動所述第一 IGBT的導(dǎo)通和截止；第二驅(qū)動電路，所述第二驅(qū)動電路用于驅(qū)動所述第二 IGBT的導(dǎo)通和截止；控制器，所述控制器用于分別輸出兩路脈寬調(diào)制PWM信號給所述第一驅(qū)動電路和所述第二驅(qū)動電路，其中，所述兩路PWM信號與所述控制器共地；以及信號轉(zhuǎn)換電路，所述信號轉(zhuǎn)換電路用于將所述兩路PWM信號中的一路共地的PWM信號轉(zhuǎn)換為浮地的PWM信號。
[0008]根據(jù)本發(fā)明實施例的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置，通過由簡單元器件組成的信號轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)將一路共地的PWM信號轉(zhuǎn)換為浮地的PWM信號，使得電磁加熱系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地工作。由于信號轉(zhuǎn)換電路由簡單的元器件組成，從而可大大降低成本，有利于提高產(chǎn)品的性價比，并且還能夠減小占用體積，有利于電路板貼片化生產(chǎn)，大大提高產(chǎn)品的制造效率。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)所述第一 IGBT為上橋臂時，所述信號轉(zhuǎn)換電路連接在所述控制器的第一輸出管腳與所述第一驅(qū)動電路之間。
[0010]其中，所述信號轉(zhuǎn)換電路包括:信號輸入端，所述信號輸入端與所述控制器的第一輸出管腳相連；信號輸出端，所述信號輸出端與所述第一驅(qū)動電路相連；連接在所述信號輸入端與所述信號輸出端之間的開關(guān)單元，所述開關(guān)單元用于將所述第一輸出管腳輸出的與所述控制器共地的PWM信號轉(zhuǎn)換為浮地的PWM信號。
[0011 ] 可選地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述開關(guān)單元包括:第一三極管，所述第一三極管的基極與所述信號輸入端相連，所述第一三極管的集電極作為所述信號輸出端；第一電阻，所述第一電阻的一端與所述第一三極管的發(fā)射極相連，所述第一電阻的另一端與地線相連。
[0012]可選地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述開關(guān)單元包括:第一電容，所述第一電容的一端與所述信號輸入端相連；第二三極管，所述第二三極管的基極與所述第一電容的另一端相連，所述第二三極管的集電極作為所述信號輸出端；第二電阻，所述第二電阻的一端與所述第二三極管的發(fā)射極相連，所述第二電阻的另一端與預(yù)設(shè)的負電源相連；第一二極管，所述第一二極管的陽極與所述第二電阻的另一端相連，所述第一二極管的陰極分別與所述第一電容的另一端和所述第二三極管的基極相連。
[0013]可選地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述開關(guān)單元包括:第二電容，所述第二電容的一端與所述信號輸入端相連；第二二極管，所述第二二極管的陽極與所述第二電容的另一端相連，所述第二二極管的陰極與地線相連；第三電阻，所述第三電阻的一端分別與所述第二二極管的陽極和所述第二電容的另一端相連；第三三極管，所述第三三極管的基極與所述第二二極管的陰極相連后與所述地線相連，所述第三三極管的發(fā)射極與所述第三電阻的另一端相連，所述第三三極管的集電極作為所述信號輸出端。
[0014]因此，信號轉(zhuǎn)換電路可由電阻、三極管等簡單元器件組成，可大大降低生產(chǎn)成本。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第一驅(qū)動電路包括:第四三極管，所述第四三極管的基極與所述信號輸出端相連，所述第四三極管的發(fā)射極通過第三二極管與所述信號輸出端相連，所述第三二極管的陽極與所述第四三極管的發(fā)射極相連，所述第三二極管的陰極與所述信號輸出端相連；第四電阻，所述第四電阻的一端分別與所述第四三極管的基極和所述信號輸出端相連，所述第四電阻的另一端與第一電源的正極端相連，所述第一電源的負極端與所述第三二極管的陽極相連；第五電阻，所述第五電阻的一端與所述第四三極管的集電極相連，所述第五電阻的另一端與所述第四電阻的另一端相連；第五三極管，所述第五三極管的基極與所述第四三極管的集電極相連，所述第五三極管的集電極與所述第四電阻的另一端相連；第六三極管，所述第六三極管的基極分別與所述第四三極管的集電極和所述第五三極管的基極相連，所述第六三極管的集電極與所述第三二極管的陽極相連；第六電阻，所述第六電阻的一端與所述第五三極管的發(fā)射極相連，所述第六電阻的另一端與所述第一 IGBT的G極相連，所述第一 IGBT的C極與所述電磁加熱系統(tǒng)中直流母線的正輸出端相連，所述第一 IGBT的E極與所述第三二極管的陽極相連；第七電阻，所述第七電阻的一端與所述第六三極管的發(fā)射極相連，所述第七電阻的另一端分別與所述第六電阻的另一端和所述第一 IGBT的G極相連；第八電阻，所述第八電阻的一端分別與所述第六電阻的另一端、所述第七電阻的另一端和所述第一 IGBT的G極相連，所述第八電阻的另一端與所述第三二極管的陽極相連。
[0016]在本發(fā)明的實施例中，所述控制器輸出的兩路PffM信號互補，并且所述第一輸出管腳輸出的PWM信號的高電平時長比另一路PWM信號的高電平時長多出預(yù)設(shè)時間。
[0017]本發(fā)明的另一方面實施例還提出了一種電磁爐，其包括上述的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置。
[0018]該電磁爐采用上述的加熱控制裝置，通過由簡單元器件組成的信號轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)將一路共地的PWM信號轉(zhuǎn)換為浮地的PWM信號，從而能夠穩(wěn)定、可靠地工作。并且，由于信號轉(zhuǎn)換電路由簡單的元器件組成，從而可大大降低成本，有利于提高產(chǎn)品的性價比，并且還能夠減小占用體積，有利于電路板貼片化生廣，大大提尚廣品的制造效率。
[0019]此外，本發(fā)明的實施例還提出了一種電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置的控制方法，包括以下步驟:通過所述控制器分別輸出兩路脈寬調(diào)制PWM信號給所述第一驅(qū)動電路和所述第二驅(qū)動電路，其中，所述兩路PWM信號與所述控制器共地；通過所述信號轉(zhuǎn)換電路將所述兩路PffM信號中的一路共地的PffM信號轉(zhuǎn)換為浮地的PWM信號；以及所述控制器輸出進行轉(zhuǎn)換的那一路PWM信號時，將該路PffM信號的高電平時長延長預(yù)設(shè)時間。
[0020]根據(jù)本發(fā)明實施例的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置的控制方法，控制通過信號轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換的那一路PWM信號的高電平時長比另一路PWM信號的高電平時長多出預(yù)設(shè)時間，可使得最后送達到第一 IGBT和第二 IGBT的PffM信號的高電平時長一致，從而保證電磁加熱系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地工作。并且，由于采用由簡單元器件組成的信號轉(zhuǎn)換電路以將一路共地的PWM信號轉(zhuǎn)換為浮地的PWM信號，從而可大大降低成本，有利于提高產(chǎn)品的性價比，并且還能夠減小占用體積，有利于電路板貼片化生廣，大大提尚廣品的制造效率。
[0021]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0022]本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0023]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置的方框示意圖；
[0024]圖2為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置的電路示意圖；
[0025]圖3為根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置的電路示意圖；
[0026]圖4為根據(jù)本發(fā)明還一個實施例的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置的電路示意圖；
[0027]圖5為根據(jù)本發(fā)明一個實施例調(diào)整前輸入到IGBTl和IGBT2的信號波形圖；
[0028]圖6為根據(jù)本發(fā)明一個實施例調(diào)整后輸入到IGBTl和IGBT2的信號波形圖；以及
[0029]圖7為根據(jù)本發(fā)明實施例的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置的控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0030]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0031]下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此夕卜，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到其他工藝的可應(yīng)用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。
[0032]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。
[0033]下面參照附圖來描述根據(jù)本發(fā)明實施例提出的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置、具有該加熱控制裝置的電磁爐和電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置的控制方法。
[0034]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置的方框示意圖。如圖1所示，該電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置包括諧振電路10、第一驅(qū)動電路20、第二驅(qū)動電路30、控制器40和信號轉(zhuǎn)換電路50。
[0035]其中，諧振電路10包括第一 IGBTl和第二 IGBT2，IGBTl的C極與直流母線的正極端，IGBTl的E極與IGBT2的C極相連，IGBT2的E極與地線相連，IGBTl的G極與第一驅(qū)動電路20相連，IGBT2的G極與第二驅(qū)動電路30相連，第一驅(qū)動電路20用于驅(qū)動第一 IGBTl的導(dǎo)通和截止，第二驅(qū)動電路30用于驅(qū)動第二 IGBT2的導(dǎo)通和截止?？刂破?0用于分別輸出兩路脈寬調(diào)制PWM信號給第一驅(qū)動電路20和第二驅(qū)動電路30，其中，兩路PffM信號與控制器40共地，信號轉(zhuǎn)換電路50用于將兩路PffM信號中的一路共地的PWM信號轉(zhuǎn)換為浮地的PffM信號。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖1所示，當(dāng)?shù)谝?IGBTl為上橋臂時，信號轉(zhuǎn)換電路50連接在控制器的第一輸出管腳PffMl與第一驅(qū)動電路20之間，控制器40的第二輸出管腳PWM2直接與第二驅(qū)動電路30相連。
[0037]其中，如圖1所示，信號轉(zhuǎn)換電路50包括:信號輸入端IN、信號輸出端OUT和連接在信號輸入端IN與信號輸出端OUT之間的開關(guān)單元501。信號輸入端IN與控制器40的第一輸出管腳PWMl相連，信號輸出端OUT與第一驅(qū)動電路20相連，開關(guān)單元501用于將第一輸出管腳PffMl輸出的與控制器40共地的PffM信號轉(zhuǎn)換為浮地的PffM信號。
[0038]具體地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖2所示，開關(guān)單元501包括:第一三極管Ql和第一電阻Rl。其中，第一三極管Ql的基極與信號輸入端IN相連，第一三極管Ql的集電極作為信號輸出端，以將轉(zhuǎn)換后的浮地的PWM信號輸出到第一驅(qū)動電路20，第一電阻Rl的一端與第一三極管Ql的發(fā)射極相連，第一電阻Rl的另一端與地線相連，第一電阻Rl用于限制第一三極管Ql的發(fā)射極電流。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，如圖3所示，開關(guān)單元501具體包括:第一電容Cl、第二三極管Q2、第二電阻R2和第一二極管D1。其中，第一電容Cl的一端與信號輸入端IN相連，以將接收到的PWM信號中的直流成分隔離；第二三極管Q2的基極與第一電容Cl的另一端相連，第二三極管的集電極作為信號輸出端，以將轉(zhuǎn)換后的浮地的PWM信號輸出到第一驅(qū)動電路20 ;第二電阻R2的一端與第二三極管Q2的發(fā)射極相連，第二電阻R2的另一端與預(yù)設(shè)的負電源-VCC相連；第一二極管Dl的陽極與第二電阻R2的另一端相連，第一二極管Dl的陰極分別與第一電容Cl的另一端和第二三極管Q2的基極相連，以為第一電容Cl提供放電回路。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的還一個實施例，如圖4所示，開關(guān)單元501具體包括:第二電容C2、第二二極管D2、第三電阻R3和第三三極管Q3。第二電容C2的一端與信號輸入端IN相連，以將接收到的PWM信號中的直流成分隔離；第二二極管D2的陽極與第二電容C2的另一端相連，第二二極管D2的陰極與地線相連，以為第二電容C2提供充電回路；第三電阻R3的一端分別與第二二極管D2的陽極和第二電容C2的另一端相連，第三三極管Q3的基極與第二二極管D2的陰極相連后與地線相連，第三三極管Q3的發(fā)射極與第三電阻R3的另一端相連，第三三極管Q3的集電極作為信號輸出端，以將轉(zhuǎn)換后的浮地的PWM信號輸出到第一驅(qū)動電路20。
[0041]因此，本發(fā)明實施例的信號轉(zhuǎn)換電路可由電阻、三極管等簡單元器件組成，可大大降低生產(chǎn)成本。
[0042]其中，如圖2、圖3、圖4所示，第一三極管Ql、第二三極管Q2和第三三極管Q3均為NPN型三極管，并且第一三極管Q1、第二三極管Q2和第三三極管Q3分別在導(dǎo)通時流過其集電極與發(fā)射極的電流范圍可以為0.1-10毫安，以及第一三極管Q1、第二三極管Q2和第三三極管Q3的CE極電壓耐壓均為100伏以上。此外，第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3的阻值范圍均為500歐姆到1K歐姆。
[0043]在本發(fā)明的實施例中，如圖2、圖3或圖4所示，第一驅(qū)動電路20具體包括:第四三極管Q4、第四電阻R4、第五電阻R5、第五三極管Q5、第六三極管Q6、第六電阻R6、第七電阻R7和第八電阻R8。
[0044]其中，第四三極管Q4的基極與信號輸出端OUT相連，第四三極管Q4的發(fā)射極通過第三二極管D3與信號輸出端OUT相連，第三二極管D3的陽極與第四三極管Q4的發(fā)射極相連，第三二極管D3的陰極與信號輸出端OUT相連；第四電阻R4的一端分別與第四三極管Q4的基極和信號輸出端OUT相連，第四電阻R4的另一端與第一電源例如18V的電源的正極端相連，第一電源的負極端與第三二極管D3的陽極相連；第五電阻R5的一端與第四三極管Q4的集電極相連，第五電阻R5的另一端與第四電阻R4的另一端相連；第五三極管Q5的基極與第四三極管Q4的集電極相連，第五三極管Q5的集電極與第四電阻R4的另一端相連；第六三極管Q6的基極分別與第四三極管Q4的集電極和第五三極管Q5的基極相連，第六三極管Q6的集電極與第三二極管D3的陽極相連；第六電阻R6的一端與第五三極管Q5的發(fā)射極相連，第六電阻R6的另一端與第一 IGBTl的G極相連，第一 IGBTl的C極與電磁加熱系統(tǒng)中直流母線的正輸出端相連，第一 IGBTl的E極與第三二極管D3的陽極相連；第七電阻R7的一端與第六三極管Q6的發(fā)射極相連，第七電阻R7的另一端分別與第六電阻R6的另一端和第一 IGBTl的G極相連；第八電阻R8的一端分別與第六電阻R6的另一端、第七電阻R7的另一端和第一 IGBTl的G極相連，第八電阻R8的另一端與第三二極管D3的陽極相連。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，控制器的供電電壓可以為3.3V，第一驅(qū)動電路供電電壓為18V，第一電阻Rl的阻值可以為2K歐姆，第四電阻R4的阻值可以為20K歐姆。如圖2所示，在控制器40通過第一輸出管腳PffMl輸出的PWM信號的低電平期間，第一三極管Ql的基極電壓為0V，第一三極管Ql截止，第一三極管Ql的集電極、發(fā)射極開路，使得流過電阻R4的電流全部流進第四三極管Q4的基極，第四三極管Q4的BE結(jié)電壓正偏，第四三極管Q4導(dǎo)通，第四三極管Q4的CE極電壓為0V，第五三極管Q5截止，IGBTl的GE極電壓0V，IGBTl截止；在控制器40通過第一輸出管腳PffMl輸出的PffM信號的高電平期間，第一三極管Ql的BE結(jié)電壓正偏，由于有Rl的限流作用，第一三極管Ql工作于放大區(qū)間，流過CE極的電流約1mA，該電流經(jīng)電阻R4流過，在電阻R4兩端產(chǎn)生的壓降為20V，高于上橋18V供電電壓，使得第四三極管Q4的BE結(jié)電壓反偏，第四三極管Q4截止，三極管Q4的C極電壓為18V，第五三極管Q5導(dǎo)通，IGBTl的GE極電壓18V，IGBTl導(dǎo)通。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，控制器的供電電壓可以為3.3V，預(yù)設(shè)的負電源-VCC供電電壓為-3.3V，第一驅(qū)動電路的供電電壓為18V，電阻R2的阻值可以為2K歐姆，電阻R4的阻值可以為20K歐姆。如圖3所示，在控制器40通過第一輸出管腳PffMl輸出的PffM信號的高電平期間，電容Cl充電，充電回路為PffMl引腳、電容Cl、三極管Q2的BE極、電阻R2、預(yù)設(shè)的負電源-VCC，使得三極管Q2的BE結(jié)電壓正偏，由于有電阻R2的限流作用，三極管Q2工作于放大區(qū)間，流過CE極的電流約1mA，該電流經(jīng)電阻R4流過，在電阻R4兩端產(chǎn)生的壓降為20V，高于上橋18V供電電壓，使得三極管Q4的BE結(jié)電壓反偏，三極管Q4截止，三極管Q4的C極電壓為18V，第五三極管Q5導(dǎo)通，IGBTl的GE極電壓18V，IGBTl導(dǎo)通；在控制器40通過第一輸出管腳PffMl輸出的PWM信號的低電平期間，電容Cl放電，放電回路為預(yù)設(shè)的負電源-VCC、二極管D1、電容Cl、PffMl引腳，使得三極管Q2的BE結(jié)電壓反偏，三極管Q2截止，Q2的C、E極開路，使得流過電阻R4的電流全部流進三極管Q4的B極，Q4的BE結(jié)電壓正偏，Q4導(dǎo)通，Q4的CE極電壓為0V，三極管Q5截止，IGBTl的GE極電壓0V，IGBTl截止。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的還一個實施例，控制器的供電電壓可以為3.3V，第一驅(qū)動電路的供電電壓為18V，電阻R3的阻值可以2K歐姆，電阻R4的阻值可以為20K歐姆，控制器的第一輸出管腳PffMl靜止時電平為高電平，電壓為3.3V，電容C2充滿電，兩端電壓為3.3V。如圖4所示，在控制器40通過第一輸出管腳PffMl輸出的PffM信號的低電平期間，電容C2放電，放電回路為地線、三極管Q3的BE極、電阻R3、電容C2、PffMl引腳，使得Q3的BE結(jié)電壓正偏，由于有電阻R3的限流作用，Q3工作于放大區(qū)間，流過CE極的電流約1mA，該電流經(jīng)電阻R4流過，在電阻R4兩端產(chǎn)生的壓降為20V，高于上橋18V供電電壓，使得三極管Q4的BE結(jié)電壓反偏，Q4截止，Q4的CE極開路，Q4的C極電壓為18V，第五三極管Q5導(dǎo)通，IGBTl的GE極電壓18V，IGBTl導(dǎo)通；在控制器40通過第一輸出管腳PffMl輸出的PffM信號的高電平期間，電容C2充電，充電回路為PffMl引腳、電容C2、二極管D2、地線，從而使得Q3的BE結(jié)電壓反偏，Q3截止，Q3的CE極開路，使得流過電阻R4的電流全部流進Q4的B極，Q4的BE結(jié)電壓正偏，Q4導(dǎo)通，Q4的CE極電壓為0V，三極管Q5截止，IGBTl的GE極電壓0V，IGBTl截止。
[0048]在本發(fā)明的實施例中，控制器40輸出的兩路PffM信號互補，并且第一輸出管腳PWMl輸出的PWM信號的高電平時長比另一路PWM信號的高電平時長多出預(yù)設(shè)時間。
[0049]也就是說，控制器40通過第一輸出管腳PffMl輸出一路PffM信號到信號輸入端IN，信號輸出端OUT輸出信號到第一驅(qū)動電路20的輸入端，第一驅(qū)動電路20輸出信號到上橋IGBTl的G極，控制器40通過第二輸出管腳PWM2輸出另一路PffM信號直接到第二驅(qū)動電路30的輸入端，第二驅(qū)動電路30的輸出端輸出信號到下橋IGBT2的G極，并且控制器40輸出的兩路PffM信號互補，其中相對于第二輸出管腳PWM2輸出的PffM信號，控制器40在通過第一輸出管腳PWMl輸出的PWM信號中增加了一段時長為At的高電平補償。具體地，預(yù)設(shè)時間A t的時長范圍為0.5-5微秒。
[0050]具體而言，在本發(fā)明的實施例中，由于通過第一輸出管腳PffMl輸出PffM信號到IGBTl的通道和通過第二輸出管腳PWM2輸出PffM信號到IGBT2的通道結(jié)構(gòu)不一致，即通過第一輸出管腳PWMl輸出PWM信號到IGBTl的通道比通過第二輸出管腳PWM2輸出PffM信號到IGBT2的通道多了信號轉(zhuǎn)換電路，在高速信號下由于該信號轉(zhuǎn)換電路會有部分失真(即損失部分信號)，從而使得兩路信號延時時間不一致，導(dǎo)致最后送到上下橋IGBT的信號不對稱。其中，如圖5所示，正常情況下，控制器40輸出兩路互補的PffM信號，分別為PWMA、PWMB，兩路PffM信號中的高電平時長是一樣的，即tl = t2，由于通過第一輸出管腳PffMl輸出PffM信號到IGBTl的通道多了信號轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)過該信號轉(zhuǎn)換電路后，其高電平的長度會損失At的時長(例如0.5至5微秒)，由于上下橋IGBT驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)是一樣的，這就會導(dǎo)致最后送到上橋IGBTl的高電平時長tl’比下橋IGBT2的高電平時長t2’小了 Δ t時間，即tl’# t2’。因此，為了使得最后送到上橋IGBT1、下橋IGBT2的高電平時長完全一致，如圖6所示，控制器40在輸出PWMA信號的過程中，使得第一輸出管腳PffMl提前Δ t時間輸出高電平，第一輸出管腳PWMl輸出的高電平時長11比第二輸出管腳PWM2輸出的高電平時長多出At時間，即tl = t2+At，補償PWMA信號經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換電路時高電平損失At的時長，使得最后送到IGBTl的高電平時長tl’與送到IGBT2的高電平時長t2’相等，即tl’ =t2，。
[0051 ] 根據(jù)本發(fā)明實施例的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置，通過由簡單元器件組成的信號轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)將一路共地的PWM信號轉(zhuǎn)換為浮地的PWM信號，使得電磁加熱系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地工作。由于信號轉(zhuǎn)換電路由簡單的元器件組成，從而可大大降低成本，有利于提高產(chǎn)品的性價比，并且還能夠減小占用體積，有利于電路板貼片化生產(chǎn)，大大提高產(chǎn)品的制造效率。此外，通過調(diào)整控制器的第一輸出管腳輸出的PWM信號的高電平時長比第二輸出管腳輸出的PffM信號的高電平時長多出At時間，使得最后送到IGBTl的高電平時長tl’與送到IGBT2的高電平時長t2’相等，保證IGBTl和IGBT2交替導(dǎo)通和截止，保證電磁加熱系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地工作。
[0052]此外，本發(fā)明的實施例還提出了一種電磁爐，其包括上述的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置。
[0053]該電磁爐采用上述的加熱控制裝置，通過由簡單元器件組成的信號轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)將一路共地的PWM信號轉(zhuǎn)換為浮地的PWM信號，從而能夠穩(wěn)定、可靠地工作。并且，由于信號轉(zhuǎn)換電路由簡單的元器件組成，從而可大大降低成本，有利于提高產(chǎn)品的性價比，并且還能夠減小占用體積，有利于電路板貼片化生廣，大大提尚廣品的制造效率。
[0054]圖7為根據(jù)本發(fā)明實施例的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置的控制方法的流程圖，其中，該電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置為上述實施例描述的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置。如圖7所示，該電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置的控制方法包括以下步驟:
[0055]SI，通過控制器分別輸出兩路脈寬調(diào)制PffM信號給第一驅(qū)動電路和第二驅(qū)動電路，其中，兩路PWM信號與控制器共地。
[0056]S2，通過信號轉(zhuǎn)換電路將兩路PffM信號中的一路共地的PffM信號轉(zhuǎn)換為浮地的PffM信號。
[0057]S3，控制器輸出進行轉(zhuǎn)換的那一路PffM信號時，將該路PffM信號的高電平時長延長預(yù)設(shè)時間。
[0058]其中，預(yù)設(shè)時間Δ t可以為0.5至5微秒。
[0059]根據(jù)本發(fā)明實施例的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置的控制方法，控制通過信號轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換的那一路PWM信號的高電平時長比另一路PWM信號的高電平時長多出預(yù)設(shè)時間，可使得最后送達到第一 IGBT和第二 IGBT的PffM信號的高電平時長一致，從而保證電磁加熱系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地工作。并且，由于采用由簡單元器件組成的信號轉(zhuǎn)換電路以將一路共地的PWM信號轉(zhuǎn)換為浮地的PWM信號，從而可大大降低成本，有利于提高產(chǎn)品的性價比，并且還能夠減小占用體積，有利于電路板貼片化生廣，大大提尚廣品的制造效率。
[0060]流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括一個或更多個用于實現(xiàn)特定邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的范圍包括另外的實現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序，來執(zhí)行功能，這應(yīng)被本發(fā)明的實施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
[0061]在流程圖中表示或在此以其他方式描述的邏輯和/或步驟，例如，可以被認為是用于實現(xiàn)邏輯功能的可執(zhí)行指令的定序列表，可以具體實現(xiàn)在任何計算機可讀介質(zhì)中，以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備(如基于計算機的系統(tǒng)、包括處理器的系統(tǒng)或其他可以從指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備取指令并執(zhí)行指令的系統(tǒng))使用，或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用。就本說明書而言，〃計算機可讀介質(zhì)"可以是任何可以包含、存儲、通信、傳播或傳輸程序以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用的裝置。計算機可讀介質(zhì)的更具體的示例(非窮盡性列表)包括以下:具有一個或多個布線的電連接部(電子裝置)，便攜式計算機盤盒(磁裝置)，隨機存取存儲器(RAM)，只讀存儲器(R0M)，可擦除可編輯只讀存儲器(EPR0M或閃速存儲器)，光纖裝置，以及便攜式光盤只讀存儲器(CDROM)。另外，計算機可讀介質(zhì)甚至可以是可在其上打印所述程序的紙或其他合適的介質(zhì)，因為可以例如通過對紙或其他介質(zhì)進行光學(xué)掃描，接著進行編輯、解譯或必要時以其他合適方式進行處理來以電子方式獲得所述程序，然后將其存儲在計算機存儲器中。
[0062]應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來實現(xiàn)。在上述實施方式中，多個步驟或方法可以用存儲在存儲器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件或固件來實現(xiàn)。例如，如果用硬件來實現(xiàn)，和在另一實施方式中一樣，可用本領(lǐng)域公知的下列技術(shù)中的任一項或他們的組合來實現(xiàn):具有用于對數(shù)據(jù)信號實現(xiàn)邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路，可編程門陣列(PGA)，現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等。
[0063]本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，包括方法實施例的步驟之一或其組合。
[0064]此外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理模塊中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實現(xiàn)。所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中。
[0065]上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。
[0066]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0067]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
【主權(quán)項】
1.一種電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置，其特征在于，包括: 諧振電路，所述諧振電路包括第一 IGBT和第二 IGBT ; 第一驅(qū)動電路，所述第一驅(qū)動電路用于驅(qū)動所述第一 IGBT的導(dǎo)通和截止； 第二驅(qū)動電路，所述第二驅(qū)動電路用于驅(qū)動所述第二 IGBT的導(dǎo)通和截止； 控制器，所述控制器用于分別輸出兩路脈寬調(diào)制PWM信號給所述第一驅(qū)動電路和所述第二驅(qū)動電路，其中，所述兩路PWM信號與所述控制器共地；以及 信號轉(zhuǎn)換電路，所述信號轉(zhuǎn)換電路用于將所述兩路PWM信號中的一路共地的PWM信號轉(zhuǎn)換為浮地的PWM信號。2.如權(quán)利要求1所述的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置，其特征在于，當(dāng)所述第一IGBT為上橋臂時，所述信號轉(zhuǎn)換電路連接在所述控制器的第一輸出管腳與所述第一驅(qū)動電路之間。3.如權(quán)利要求2所述的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置，其特征在于，所述信號轉(zhuǎn)換電路包括: 信號輸入端，所述信號輸入端與所述控制器的第一輸出管腳相連； 信號輸出端，所述信號輸出端與所述第一驅(qū)動電路相連； 連接在所述信號輸入端與所述信號輸出端之間的開關(guān)單元，所述開關(guān)單元用于將所述第一輸出管腳輸出的與所述控制器共地的PWM信號轉(zhuǎn)換為浮地的PWM信號。4.如權(quán)利要求3所述的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置，其特征在于，所述開關(guān)單元包括: 第一三極管，所述第一三極管的基極與所述信號輸入端相連，所述第一三極管的集電極作為所述信號輸出端； 第一電阻，所述第一電阻的一端與所述第一三極管的發(fā)射極相連，所述第一電阻的另一端與地線相連。5.如權(quán)利要求3所述的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置，其特征在于，所述開關(guān)單元包括: 第一電容，所述第一電容的一端與所述信號輸入端相連； 第二三極管，所述第二三極管的基極與所述第一電容的另一端相連，所述第二三極管的集電極作為所述信號輸出端； 第二電阻，所述第二電阻的一端與所述第二三極管的發(fā)射極相連，所述第二電阻的另一端與預(yù)設(shè)的負電源相連； 第一二極管，所述第一二極管的陽極與所述第二電阻的另一端相連，所述第一二極管的陰極分別與所述第一電容的另一端和所述第二三極管的基極相連。6.如權(quán)利要求3所述的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置，其特征在于，所述開關(guān)單元包括: 第二電容，所述第二電容的一端與所述信號輸入端相連； 第二二極管，所述第二二極管的陽極與所述第二電容的另一端相連，所述第二二極管的陰極與地線相連； 第三電阻，所述第三電阻的一端分別與所述第二二極管的陽極和所述第二電容的另一端相連； 第三三極管，所述第三三極管的基極與所述第二二極管的陰極相連后與所述地線相連，所述第三三極管的發(fā)射極與所述第三電阻的另一端相連，所述第三三極管的集電極作為所述信號輸出端。7.如權(quán)利要求4-6中任一項所述的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置，其特征在于，所述第一驅(qū)動電路包括: 第四三極管，所述第四三極管的基極與所述信號輸出端相連，所述第四三極管的發(fā)射極通過第三二極管與所述信號輸出端相連，所述第三二極管的陽極與所述第四三極管的發(fā)射極相連，所述第三二極管的陰極與所述信號輸出端相連； 第四電阻，所述第四電阻的一端分別與所述第四三極管的基極和所述信號輸出端相連，所述第四電阻的另一端與第一電源的正極端相連，所述第一電源的負極端與所述第三二極管的陽極相連； 第五電阻，所述第五電阻的一端與所述第四三極管的集電極相連，所述第五電阻的另一端與所述第四電阻的另一端相連； 第五三極管，所述第五三極管的基極與所述第四三極管的集電極相連，所述第五三極管的集電極與所述第四電阻的另一端相連； 第六三極管，所述第六三極管的基極分別與所述第四三極管的集電極和所述第五三極管的基極相連，所述第六三極管的集電極與所述第三二極管的陽極相連； 第六電阻，所述第六電阻的一端與所述第五三極管的發(fā)射極相連，所述第六電阻的另一端與所述第一 IGBT的G極相連，所述第一 IGBT的C極與所述電磁加熱系統(tǒng)中直流母線的正輸出端相連，所述第一 IGBT的E極與所述第三二極管的陽極相連； 第七電阻，所述第七電阻的一端與所述第六三極管的發(fā)射極相連，所述第七電阻的另一端分別與所述第六電阻的另一端和所述第一 IGBT的G極相連； 第八電阻，所述第八電阻的一端分別與所述第六電阻的另一端、所述第七電阻的另一端和所述第一 IGBT的G極相連，所述第八電阻的另一端與所述第三二極管的陽極相連。8.如權(quán)利要求2所述的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置，其特征在于，所述控制器輸出的兩路PffM信號互補，并且所述第一輸出管腳輸出的PffM信號的高電平時長比另一路PWM信號的高電平時長多出預(yù)設(shè)時間。9.一種電磁爐，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-8中任一項所述的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置。10.一種如權(quán)利要求1-8中任一項所述的電磁加熱系統(tǒng)的加熱控制裝置的控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 通過所述控制器分別輸出兩路脈寬調(diào)制PWM信號給所述第一驅(qū)動電路和所述第二驅(qū)動電路，其中，所述兩路PWM信號與所述控制器共地； 通過所述信號轉(zhuǎn)換電路將所述兩路PWM信號中的一路共地的PWM信號轉(zhuǎn)換為浮地的PWM信號；以及 所述控制器輸出進行轉(zhuǎn)換的那一路PWM信號時，將該路PffM信號的高電平時長延長預(yù)設(shè)時間。
【文檔編號】H05B6/06GK105992418SQ201510061142
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月5日
【發(fā)明人】曾露添
【申請人】佛山市順德區(qū)美的電熱電器制造有限公司, 美的集團股份有限公司