電磁加熱裝置及其加熱控制電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電磁加熱裝置及其加熱控制電路，其中加熱控制電路包括：電壓過零檢測單元，用于檢測交流電源的電壓過零信號；諧振加熱單元；整流濾波單元；功率開關管；驅動單元，驅動單元與功率開關管的驅動端相連以驅動功率開關管的開通和關斷；驅動變壓單元，驅動變壓單元與功率開關管的驅動端相連以改變功率開關管的驅動電壓；主控單元，主控單元根據電壓過零信號判斷在交流電源的過零點前控制功率開關管在第一驅動電壓的驅動下進行工作，并在功率開關管的集電極電壓振蕩到最小時控制功率開關管在第二驅動電壓的驅動下進行工作，使得功率開關管變壓啟動，從而降低功率開關管損壞的風險，減少開通噪音。
【專利說明】
電磁加熱裝置及其加熱控制電路
技術領域
[0001] 本實用新型設及電磁加熱技術領域，特別設及一種電磁加熱裝置的加熱控制電路 W及一種電磁加熱裝置。
【背景技術】
[0002] 目前，單IGBTQnsulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管）的電 磁諧振電路通常采用并聯(lián)諧振方式，并在采用實現(xiàn)電磁爐大功率運行的諧振參數(shù)時，如果 在連續(xù)低功率段運行，則會出現(xiàn)W下問題：
[0003] (l)IGBT電壓超前開通，開通瞬間會導致IGB刊舜態(tài)電流峰值高，容易超過IGBT電流 峰值規(guī)格限制，損壞IGBT;
[0004] (2HGBT會發(fā)熱嚴重，需要加強對IGBT散熱(如增大散熱片、增加風機轉速等）W實 現(xiàn)IGBT的溫升要求；
[0005] (3)如果采用占空比加熱方式下實現(xiàn)低功率，即采用斷續(xù)加熱方式，由于濾波電容 存在，IGBT在下一周期開通時存在硬開通現(xiàn)象，容易導致IGBT燒毀。 【實用新型內容】
[0006] 本實用新型旨在至少從一定程度上解決上述技術中的技術問題之一。為此，本實 用新型的第一個目的在于提出一種電磁加熱裝置的加熱控制電路，通過增加驅動變壓單元 W在電磁加熱裝置加熱時能夠控制功率開關管變壓啟動開通，從而降低功率開關管損壞的 風險，減少開通噪音。
[0007] 本實用新型的第二個目的在于提出一種電磁加熱裝置。
[000引為達到上述目的，本實用新型第一方面提出的一種電磁加熱裝置的加熱控制電 路，包括:電壓過零檢測單元，所述電壓過零檢測單元用于檢測輸入到電磁加熱裝置的交流 電源的電壓過零信號;諧振加熱單元;整流濾波單元，所述整流濾波單元對所述交流電源進 行整流濾波處理后供給所述諧振加熱單元;用于控制所述諧振加熱單元進行諧振工作的功 率開關管;驅動單元，所述驅動單元與所述功率開關管的驅動端相連W驅動所述功率開關 管的開通和關斷;驅動變壓單元，所述驅動變壓單元與所述功率開關管的驅動端相連W改 變所述功率開關管的驅動電壓;主控單元，所述主控單元分別與所述電壓過零檢測單元、所 述驅動單元和所述驅動變壓單元相連，所述主控單元根據所述電壓過零信號判斷在所述交 流電源的過零點前通過控制所述驅動單元和所述驅動變壓單元W使所述功率開關管在第 一驅動電壓的驅動下進行工作，并在所述功率開關管的集電極電壓振蕩到最小時所述主控 單元控制所述驅動變壓單元停止工作，并通過控制所述驅動單元W使所述功率開關管在第 二驅動電壓的驅動下進行工作，其中，所述第二驅動電壓大于所述第一驅動電壓。
[0009]根據本實用新型的電磁加熱裝置的加熱控制電路，通過增加驅動變壓單元來改變 功率開關管的驅動電壓，運樣主控單元根據電壓過零信號判斷在交流電源的過零點前通過 控制驅動單元和驅動變壓單元W使功率開關管在第一驅動電壓的驅動下進行工作，并在功 率開關管的集電極電壓振蕩到最小時主控單元控制驅動變壓單元停止工作，并通過控制驅 動單元W使功率開關管在第二驅動電壓的驅動下進行工作，從而在電磁加熱裝置加熱時W 變壓驅動的方式實現(xiàn)功率開關管啟動開通，使得功率開關管的開通電流減小，可W降低功 率開關管硬開通帶來的損害，同時還可降低開通噪音，避免功率開關管發(fā)熱嚴重，提高了電 磁加熱裝置的運行可靠性，并能拓寬電磁加熱裝置的加熱功率范圍。
[0010] 具體地，所述功率開關管的工作過程包括第一時間段和第二時間段，其中，在所述 第一時間段，所述第一驅動電壓的幅值保持不變或線性增加，所述第一驅動電壓的脈沖寬 度遞增或等寬;在所述第二時間段，所述第二驅動電壓的幅值保持不變，所述第二驅動電壓 的脈沖寬度遞增或等寬。
[0011] 并且，在所述第一時間段，所述功率開關管工作在放大狀態(tài);在所述第二時間段， 所述功率開關管工作在開關狀態(tài)。
[0012] 其中，在所述交流電源的過零點，所述功率開關管的集電極電壓振蕩到最小。
[0013] 具體地，在所述第一時間段，所述主控單元輸出所述第一控制信號至所述驅動單 元，同時輸出第二控制信號至所述驅動變壓單元，W使所述功率開關管在幅值保持不變的 第一驅動電壓的驅動下進行工作，所述功率開關管的集電極電壓進行振蕩變小;在所述第 二時間段，所述主控單元輸出所述第一控制信號至所述驅動單元W使所述功率開關管在所 述第二驅動電壓的驅動下進行工作，同時輸出第Ξ控制信號至所述驅動變壓單元W使所述 驅動變壓單元停止工作。
[0014] 具體地，所述功率開關管為IGBT，所述功率開關管為IGBT，所述第一控制信號為 PPG脈沖，所述第二控制信號為高電平信號，所述第Ξ控制信號為低電平信號。
[0015] 具體地，所述驅動變壓單元包括:第一電阻，所述第一電阻的一端與所述主控單元 相連;第一 Ξ極管，所述第一 Ξ極管的基極與所述第一電阻的另一端相連，所述第一 Ξ極管 的發(fā)射極接地;第二電阻，所述第二電阻連接在所述第一Ξ極管的基極與發(fā)射極之間；第Ξ 電阻，所述第一電阻的一端與所述第一 Ξ極管的集電極相連，所述第Ξ電阻的另一端與所 述驅動開關管的驅動端相連。
[0016] 并且，所述驅動單元包括:第四電阻，所述第四電阻的一端與所述主控單元相連； 第五電阻，所述第五電阻的一端分別與所述第四電阻的一端和所述主控單元相連，所述第 五電阻的另一端接地;第二Ξ極管，所述第二Ξ極管的基極與所述第四電阻的另一端相連， 所述第二Ξ極管的發(fā)射極接地，所述第二Ξ極管的集電極通過第六電阻與預設電壓的電源 相連;第ΞΞ極管，所述第ΞΞ極管的基極與所述第二Ξ極管的集電極相連，所述第ΞΞ極 管的發(fā)射極接地，所述第ΞΞ極管的集電極通過第屯電阻與所述預設電壓的電源相連;第 四Ξ極管，所述第四Ξ極管的基極與所述第ΞΞ極管的集電極相連，所述第四Ξ極管的集 電極通過第八電阻與所述預設電壓的電源相連;第五Ξ極管，所述第五Ξ極管的基極與所 述第四Ξ極管的基極相連，所述第五Ξ極管的集電極接地;第九電阻，所述第九電阻的一端 與所述第五Ξ極管的發(fā)射極相連，所述第九電阻的另一端與所述第四Ξ極管的發(fā)射極相 連;第十電阻，所述第十電阻的一端分別與所述第四Ξ極管的發(fā)射極和所述第九電阻的另 一端相連，所述第十電阻的另一端與所述功率開關管的驅動端相連。
[0017] 優(yōu)選地，所述的電磁加熱裝置的加熱控制電路還包括第一穩(wěn)壓管和第十一電阻， 所述第一穩(wěn)壓管的陽極與所述IGBT的發(fā)射極相連后接地，所述第一穩(wěn)壓管的陰極與所述 IGBT的口極相連，所述第十一電阻與所述第一穩(wěn)壓管并聯(lián)。
[0018] 此外，本實用新型還提出了一種電磁加熱裝置，其包括上述的電磁加熱裝置的加 熱控制電路。
[0019] 本實用新型提出的電磁加熱裝置，通過在加熱控制電路中增加驅動變壓單元來改 變功率開關管的驅動電壓，運樣在電磁加熱裝置進入加熱區(qū)間時W變壓驅動的方式實現(xiàn)功 率開關管啟動開通，從而使得功率開關管的開通電流減小，可W降低功率開關管硬開通帶 來的損害，同時還可降低開通噪音，避免功率開關管發(fā)熱嚴重，提高了運行可靠性，并能拓 寬加熱功率范圍。
【附圖說明】
[0020] 圖1為根據本實用新型一個實施例的電磁加熱裝置的加熱控制電路的方框示意 圖；
[0021] 圖2為根據本實用新型一個實施例的電磁加熱裝置低功率加熱運行時的波形圖；
[0022] 圖3為根據本實用新型另一個實施例的電磁加熱裝置低功率加熱運行時的波形 圖；
[0023] 圖4A為根據本實用新型一個實施例的第一驅動電壓VI與第二驅動電壓V2的變化 示意圖；
[0024] 圖4B為根據本實用新型另一個實施例的第一驅動電壓VI與第二驅動電壓V2的變 化示意圖；
[0025] 圖5為根據本實用新型一個具體實施例的驅動單元和驅動變壓單元的電路圖；W 及
[0026] 圖6為根據本實用新型實施例的電磁加熱裝置的低功率加熱控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面詳細描述本實用新型的實施例，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，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型 的限制。
[0028] 下面參照附圖來描述根據本實用新型實施例提出的電磁加熱裝置的加熱控制電 路、電磁加熱裝置的低功率加熱控制方法W及電磁加熱裝置。
[0029] 圖1為根據本實用新型一個實施例的電磁加熱裝置的加熱控制電路的方框示意 圖。如圖1所示，該電磁加熱裝置的加熱控制電路包括:電壓過零檢測單元10、諧振加熱單元 20、整流濾波單元30、功率開關管40、驅動單元50、驅動變壓單元60和主控單元70。
[0030] 其中，電壓過零檢測單元10用于檢測輸入到電磁加熱裝置的交流電源化，N)的電 壓過零信號，例如如圖1所示，電壓過零檢測單元10與交流電源化，N)相連。整流濾波單元30 對交流電源進行整流濾波處理后輸出直流電供給諧振加熱單元20，如圖1所示，整流濾波單 元30包括整流橋301W及濾波電感L1和濾波電容C1，諧振加熱單元20包括諧振線圈L2和諧 振電容C2,諧振線圈L2和諧振電容C2并聯(lián)連接。功率開關管40用于控制諧振加熱單元20進 行諧振工作，其中，功率開關管40可W是IGBTJGBT的集電極連接到并聯(lián)的諧振線圈L2和諧 振電容C2。
[0031] 如圖1所示，驅動單元50與功率開關管40的驅動端例如IGBT的口極相連W驅動功 率開關管40的開通和關斷，驅動變壓單元60與功率開關管40的驅動端例如IGBT的口極相連 W改變功率開關管40的驅動電壓，主控單元70例如主控忍片分別與電壓過零檢測單元10、 驅動單元50和驅動變壓單元60相連，主控單元70根據電壓過零信號判斷在交流電源的過零 點前通過控制驅動單元50和驅動變壓單元60W使功率開關管40在第一驅動電壓VI的驅動 下進行工作，并在功率開關管40的集電極電壓振蕩到最小例如零時主控單元70控制驅動變 壓單元60停止工作，并同時通過控制驅動單元50W使功率開關管40在第二驅動電壓V2的驅 動下進行工作，其中，第二驅動電壓V2大于第一驅動電壓VI。
[0032] 進一步地，根據本實用新型的一個實施例，如圖2所示，為電磁加熱裝置低功率加 熱運行時的波形圖，從上向下依次為交流市電波形、低功率加熱波形(采用丟波的方式進行 間斷加熱，占空比為1/2)、電磁加熱裝置低功率加熱時IGBT的集電極C極電壓波形、IGBT的 驅動波形。從圖2可W看出，當電磁加熱裝置采用丟波的方式即間斷加熱方式（加熱占空比 為1/2)進行低功率加熱時，在停止加熱區(qū)間向加熱區(qū)間切換時，主控單元70輸出第一控制 信號至驅動單元50的同時，輸出第二控制信號至驅動變壓單元60,使得IGBT在第一驅動電 壓的驅動下開通和關斷，實現(xiàn)IGBT的C極電壓進行振蕩，并在IGBT的C極電壓振蕩到最小時 主控單元70輸出第一控制信號至驅動單元50的同時，輸出第Ξ控制信號至驅動變壓單元 60,使得IGBT在第二驅動電壓的驅動下開通和關斷，從而實現(xiàn)IGBT的變壓啟動，即采用改變 IGB巧E動電壓的方式啟動IGBT。
[0033] 根據本實用新型的另一個實施例，如圖3所示，為電磁加熱裝置低功率加熱運行時 的波形圖，從上向下依次為交流市電波形、低功率加熱波形（采用丟波的方式進行間斷加 熱，占空比為2/3)、電磁加熱裝置低功率加熱時IGBT的集電極C極電壓波形、IGBT的驅動波 形。從圖3可W看出，當電磁加熱裝置采用丟波的方式即間斷加熱方式（加熱占空比為2/3) 進行低功率加熱時，同樣地，在停止加熱區(qū)間向加熱區(qū)間切換時，主控單元70輸出第一控制 信號至驅動單元50的同時，輸出第二控制信號至驅動變壓單元60,使得IGBT在第一驅動電 壓的驅動下開通和關斷，實現(xiàn)IGBT的C極電壓進行振蕩，并在IGBT的C極電壓振蕩到最小時 主控單元70輸出第一控制信號至驅動單元50的同時，輸出第Ξ控制信號至驅動變壓單元 60,使得IGBT在第二驅動電壓的驅動下開通和關斷，從而實現(xiàn)IGBT的變壓啟動，即采用改變 IGB巧E動電壓的方式啟動IGBT。
[0034] 如圖2或3所示，功率開關管40例如IGBT的工作過程包括第一時間段T1和第二時間 段T2,其中，在第一時間段T1，第一驅動電壓VI的幅值保持不變或線性增加，第一驅動電壓 VI的脈沖寬度遞增或等寬;在第二時間段T2,第二驅動電壓V2的幅值保持不變，第二驅動電 壓V2的脈沖寬度遞增或等寬。即言，IGBT的驅動電壓在驅動單元50和驅動變壓單元60的作 用下可W是保持幅值不變的VI變化到保持幅值不變的V2,如圖4A所示;也可W是VI至V2的 線性變化，如圖4B所示;或是在VI至V2值內的多點變化值。并且，通過控制第一驅動電壓和 第二驅動電壓的脈沖寬度遞增或等寬，平緩地控制IGBT的電流，從而可W盡可能地減少 IGBT的沖擊電流，避免IGBT損壞。
[0(X3日]并且，當IGBT的口極驅動電壓為VI時，IGBT工作在放大狀態(tài)，即在第一時間段T1， 功率開關管例如IGBT工作在放大狀態(tài)；當IGBT的口極驅動電壓為V2時，IGBT工作在開關狀 態(tài)，即在第二時間段Τ2,功率開關管例如IGBT工作在開關狀態(tài)。而當IGBT的口極驅動電壓為 VI時，IGBT工作在放大狀態(tài)，此時通過IGBT的電流與驅動電壓VI的大小相關。
[0036] 在本實用新型的實施例中，如圖2或圖3所示，在交流電源的過零點，功率開關管例 如IGBT的集電極電壓振蕩到最小例如振蕩到零。
[0037] 具體而言，在第一時間段T1，主控單元70輸出第一控制信號至驅動單元50,同時輸 出第二控制信號至驅動變壓單元60, W使功率開關管在幅值保持不變的第一驅動電壓VI的 驅動下進行工作，功率開關管的集電極電壓進行振蕩變小;在第二時間段T2，主控單元70輸 出第一控制信號至驅動單元50 W使功率開關管在第二驅動電壓V2的驅動下進行工作，同時 輸出第Ξ控制信號至驅動變壓單元60,驅動變壓單元60中的Ξ極管截止，W使驅動變壓單 元停止工作。
[0038] 根據本實用新型的一個實施例，第一控制信號可W為PPG脈沖，第二控制信號可W 為高電平信號，第Ξ控制信號可W為低電平信號。
[0039] 具體地，如圖5所示，驅動變壓單元60包括:第一電阻R1、第一 Ξ極管Q1、第二電阻 R2和第Ξ電阻R3,其中，第一電阻R1的一端與主控單元70相連，第一Ξ極管Q1的基極與第一 電阻R1的另一端相連，第一 Ξ極管Q2的發(fā)射極接地，第二電阻R2連接在第一 Ξ極管Q1的基 極與發(fā)射極之間，第一電阻R2的一端與第一Ξ極管Q1的集電極相連，第Ξ電阻R3的另一端 與驅動開關管40的驅動端例如IGBT的口極相連。
[0040] 并且，如圖5所示，驅動單元50包括:第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第屯電 阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10W及第二Ξ極管Q2、第ΞΞ極管Q3、第四Ξ極 管Q4、第五Ξ極管Q5。第四電阻R4的一端與主控單元70相連，第五電阻R5的一端分別與第四 電阻R4的一端和主控單元70相連，第五電阻R5的另一端接地，第二Ξ極管Q2的基極與第四 電阻R4的另一端相連，第二Ξ極管Q2的發(fā)射極接地，第二Ξ極管Q2的集電極通過第六電阻 R6與預設電壓的電源VDD相連;第ΞΞ極管Q3的基極與第二Ξ極管Q2的集電極相連，第ΞΞ 極管Q3的發(fā)射極接地，第ΞΞ極管Q3的集電極通過第屯電阻R7與預設電壓的電源V孤相連， 第四Ξ極管Q4的基極與第ΞΞ極管Q3的發(fā)射極相連，第四Ξ極管Q4的集電極通過第八電阻 R8與預設電壓的電源V孤相連，第五Ξ極管Q5的基極與第四Ξ極管Q4的基極相連，第五Ξ極 管Q5的集電極接地，第九電阻R9的一端與第五Ξ極管Q5的發(fā)射極相連，第九電阻R9的另一 端與第四Ξ極管Q4的發(fā)射極相連，第十電阻R10的一端分別與第四Ξ極管Q4的發(fā)射極和第 九電阻R9的另一端相連，第十電阻R10的另一端與功率開關管40的驅動端例如IGBT的口極 相連。
[0041] 具體而言，在本實用新型的實施例中，通過增加驅動變壓單元60即增加了電阻R1、 R2、R3和Ξ極管Q1，運樣在控制IGBT啟動開通使得電磁加熱裝置進行加熱時，在T1階段，主 控忍片發(fā)出PPG脈沖至驅動單元50,同時發(fā)出高電平信號至電阻R1，使Q1導通，此時由于電 阻R3分壓，此時⑩點的驅動電壓為VI，IGBT在VI的驅動下開通和關斷，使得IGBT的C極電壓 進行振蕩；在T2階段，主控忍片發(fā)出PPG脈沖至驅動單元50,同時發(fā)出低電平信號至電阻R1， 使Q1截止，驅動變壓單元60停止對IGBT的驅動電壓作用，此時⑩點的驅動電壓為V2,并在T2 階段IGBT的驅動電壓一直維持在V2的水平，電磁加熱裝置進行加熱。
[0042] 因此，本實用新型實施例的電磁加熱裝置的加熱控制電路通過增加驅動變壓單元 60,當IGBT在啟動的T1階段時，采用第一驅動電壓V巧E動工作，當處于T2階段時，采用第二 驅動電壓V2驅動工作。因為IGBT啟動時，由于濾波電容Cl的存在，此時IGBT的C極電壓不為 0,為交流電源整流濾波后的電壓值，約為交流電源電壓的1.4倍。而當IGBT的驅動電壓為VI 時，IGBT工作在放大狀態(tài)，此時流過IGBT的電流值遠小于在V2電壓條件下的IGBT開關狀態(tài) 下的電流值，即流過IGBT的放大電流遠小于開關電流。所W本實用新型采用IGBT變壓啟動， 使得IGBT的開通電流減小，可W減小IGB刊更開通帶來的損害，同時可降低IGBT的開通噪音。
[0043] 根據本實用新型的一個實施例，如圖5所示，上述的電磁加熱裝置的加熱控制電路 還包括第一穩(wěn)壓管Z1和第十一電阻R11，第一穩(wěn)壓管Z1的陽極與IGBT的發(fā)射極相連后接地， 第一穩(wěn)壓管Z1的陰極與IGBT的口極相連，第十一電阻R11與第一穩(wěn)壓管Z1并聯(lián)。
[0044] 在本實用新型的實施例中，電磁加熱裝置可W是電磁爐、電磁壓力鍋或電磁電飯 優(yōu)等電磁產品。
[0045] 根據本實用新型實施例的電磁加熱裝置的加熱控制電路，通過增加驅動變壓單元 來改變功率開關管的驅動電壓，運樣主控單元根據電壓過零信號判斷在交流電源的過零點 前通過控制驅動單元和驅動變壓單元W使功率開關管在第一驅動電壓的驅動下進行工作， 并在功率開關管的集電極電壓振蕩到最小時主控單元控制驅動變壓單元停止工作，并通過 控制驅動單元W使功率開關管在第二驅動電壓的驅動下進行工作，從而在電磁加熱裝置加 熱時W變壓驅動的方式實現(xiàn)功率開關管啟動開通，使得功率開關管的開通電流減小，可W 降低功率開關管硬開通帶來的損害，同時還可降低開通噪音，避免功率開關管發(fā)熱嚴重，提 高了電磁加熱裝置的運行可靠性，并能拓寬電磁加熱裝置的加熱功率范圍。
[0046] 圖6為根據本實用新型實施例的電磁加熱裝置的低功率加熱控制方法的流程圖。 其中，該電磁加熱裝置包括諧振加熱單元、用于控制所述諧振加熱單元進行諧振工作的功 率開關管、驅動所述功率開關管開通和關斷的驅動單元、改變所述功率開關管的驅動電壓 的驅動變壓單元。如圖6所示，該電磁加熱裝置的低功率加熱控制方法包括W下步驟：
[0047] S1，在接收到低功率加熱指令時，采用丟波的方式控制功率開關管W使電磁加熱 裝置進行間斷加熱。
[0048] 根據本實用新型的一個實施例，如圖2或圖3所示，可采用丟波的方式控制電磁加 熱裝置進行低功率加熱，占空比為1/2或2/3。例如，加熱功率低于或等于1000W時，主控忍片 默認為低功率狀態(tài)，否則為高功率狀態(tài)。當用戶控制電磁加熱裝置運行某小功率（例如 600W)加熱時，主控忍片采用丟波的方式處理，丟棄交流電源1/2或的波形，實現(xiàn)電磁加 熱裝置低功率加熱。
[0049] S2,檢測輸入到電磁加熱裝置的交流電源的電壓過零信號。例如，可通過電壓過零 檢測單元來檢測交流電源的電壓過零點信號。
[0050] S3,在控制電磁加熱裝置從停止加熱區(qū)間向加熱區(qū)間切換時，根據電壓過零信號 判斷在交流電源的過零點前通過控制驅動單元和驅動變壓單元W使功率開關管在第一驅 動電壓的驅動下進行工作，并在功率開關管的集電極電壓振蕩到最小時控制驅動變壓單元 停止工作，同時通過控制驅動單元W使功率開關管在第二驅動電壓的驅動下進行工作，其 中，第二驅動電壓大于第一驅動電壓。即言，在每次從停止加熱區(qū)間向加熱區(qū)間切換時，采 用改變功率開關管例如IGBT的驅動電壓的方式啟動IGBT進行加熱，可W降低IGBT的沖擊電 流值，減少開關噪音。
[0051] 根據本實用新型的一個實施例，如圖2或圖3所示，功率開關管例如IGBT的工作過 程包括第一時間段τι和第二時間段Τ2,其中，在第一時間段τι，第一驅動電壓VI的幅值保持 不變或線性增加，第一驅動電壓VI的脈沖寬度遞增或等寬;在第二時間段Τ2,第二驅動電壓 V2的幅值保持不變，第二驅動電壓V2的脈沖寬度遞增或等寬。即言，IGBT的驅動電壓在驅動 單元和驅動變壓單元的作用下可W是保持幅值不變的VI變化到保持幅值不變的V2,如圖4Α 所示;也可W是VI至V2的線性變化，如圖4Β所示;或是在VI至V2值內的多點變化值。并且，通 過控制第一驅動電壓和第二驅動電壓的脈沖寬度遞增或等寬，平緩地控制IGBT的電流，從 而可W盡可能地減少IGBT的沖擊電流，避免IGBT損壞。
[0化2] 并且，當IGBT的口極驅動電壓為VI時，IGBT工作在放大狀態(tài)，即在第一時間段Τ1， 功率開關管例如IGBT工作在放大狀態(tài)；當IGBT的口極驅動電壓為V2時，IGBT工作在開關狀 態(tài)，即在第二時間段T2,功率開關管例如IGBT工作在開關狀態(tài)。而當IGBT的口極驅動電壓為 VI時，IGBT工作在放大狀態(tài)，此時通過IGBT的電流與驅動電壓VI的大小相關。
[0053] 在本實用新型的實施例中，如圖2或圖3所示，在交流電源的過零點，功率開關管例 如IGBT的集電極電壓振蕩到最小例如振蕩到零。
[0054] 具體而言，在第一時間段T1，輸出第一控制信號至驅動單元，同時輸出第二控制信 號至驅動變壓單元，W使功率開關管在幅值保持不變的第一驅動電壓VI的驅動下進行工 作，功率開關管的集電極電壓進行振蕩變小;在第二時間段T2,輸出第一控制信號至驅動單 元W使功率開關管在第二驅動電壓V2的驅動下進行工作，同時輸出第Ξ控制信號至驅動變 壓單元，驅動變壓單元中的Ξ極管截止，W使驅動變壓單元停止工作。
[0055] 根據本實用新型的一個實施例，第一控制信號可W為PPG脈沖，第二控制信號可W 為高電平信號，第Ξ控制信號可W為低電平信號。
[0056] 也就是說，在本實用新型的實施例中，控制電磁加熱裝置W-定的加熱功率例如 600W運行時，可采用間斷加熱的方式，來實現(xiàn)低功率加熱。在停止加熱區(qū)間，由于濾波電容 C1存在，IGBT的C極電壓維持在交流電源整流濾波后的電壓值。在交流電源的電壓過零點前 的B點啟動時，采用驅動電壓為VI啟動，使IGBT導通，多個PPG脈沖使振蕩回路產生振蕩， IGBT的C極電壓振蕩變小。IGBT驅動脈沖幅值為VI，脈沖寬度為PPG的脈沖寬度，可W設定 PPG的寬度不變或呈規(guī)律性增加，經過多個振蕩之后，在到達電壓過零點C點即IGBT的C極電 壓振蕩到最小時，使電容C1的電壓接近為0V，此時啟動階段T1結束，再進入T2階段，IGBT的 驅動電壓改變?yōu)閂2，IGBT處于正常的開關狀態(tài)，此后維持IGBT的驅動電壓為V2，其脈沖寬度 不變或呈規(guī)律性加減，并在下個過零點D點時，關閉IGB巧區(qū)動。
[0057] 因此，在采用丟波的方式控制電磁加熱裝置低功率加熱時，可采用變化IGBT啟動 電壓的方式啟動IGBT加熱，并在IGBT啟動階段(T1階段），IGBT驅動電壓VI的幅值不變或可 變，脈沖寬度不變或按照一定規(guī)律性增加，在正式加熱階段(T2階段），IGBT驅動電壓的幅值 恒為V2,但脈沖寬度不變或按照一定的變化規(guī)律加減。其中，IGBT啟動階段點在交流電源的 電壓過零點前，W保證在交流電源的電壓過零時電容C1的電壓能下降最小即IGBT的C極電 壓振蕩到接近0V，同時在交流電源的電壓過零點后IGBT的驅動電壓為V2。所W能夠使得 IGBT的開通電流減小，可W減小IGB刊更開通帶來的損害，同時可降低IGBT的開通噪音。
[0058] 根據本實用新型實施例的電磁加熱裝置的低功率加熱控制方法，在接收到低功率 加熱指令時采用丟波的方式來控制功率開關管W使電磁加熱裝置進行間斷加熱，并在控制 電磁加熱裝置從停止加熱區(qū)間向加熱區(qū)間切換時，根據電壓過零信號判斷在交流電源的過 零點前通過控制驅動單元和驅動變壓單元w使功率開關管在第一驅動電壓的驅動下進行 工作，并在功率開關管的集電極電壓振蕩到最小時控制驅動變壓單元停止工作，同時通過 控制驅動單元W使功率開關管在第二驅動電壓的驅動下進行工作，從而在電磁加熱裝置進 入加熱區(qū)間時W變壓驅動的方式實現(xiàn)功率開關管啟動開通，使得功率開關管的開通電流減 小，可W降低功率開關管硬開通帶來的損害，同時還可降低開通噪音，避免功率開關管發(fā)熱 嚴重，提高了電磁加熱裝置的運行可靠性，并能拓寬電磁加熱裝置的加熱功率范圍。
[0059] 此外，本實用新型的實施例還提出了一種電磁加熱裝置，其包括上述的電磁加熱 裝置的加熱控制電路。
[0060] 本實用新型實施例的電磁加熱裝置，通過在加熱控制電路中增加驅動變壓單元來 改變功率開關管的驅動電壓，運樣在電磁加熱裝置進入加熱區(qū)間時W變壓驅動的方式實現(xiàn) 功率開關管啟動開通，從而使得功率開關管的開通電流減小，可W降低功率開關管硬開通 帶來的損害，同時還可降低開通噪音，避免功率開關管發(fā)熱嚴重，提高了運行可靠性，并能 拓寬加熱功率范圍。
[0061] 在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語"中屯、"、"縱向"、"橫向"、"長度"、"寬 度V'厚度'、"上"、"TV'前"、"后V'左'、"右V'豎曹V冰甲V'頂V'底'"內"、"外"、"順 時針"、"逆時針"、"軸向"、"徑向"、"周向"等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位 或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或 元件必須具有特定的方位、W特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限 制。
[0062] 此外，術語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性 或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可W明示或者 隱含地包括至少一個該特征。在本實用新型的描述中，"多個"的含義是至少兩個，例如兩 個，Ξ個等，除非另有明確具體的限定。
[0063] 在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語"安裝"、"相連"、"連接"、"固 定"等術語應做廣義理解，例如，可W是固定連接，也可W是可拆卸連接，或成一體;可W是 機械連接，也可W是電連接;可W是直接相連，也可W通過中間媒介間接相連，可W是兩個 元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技 術人員而言，可W根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0064] 在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下" 可W是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特 征在第二特征"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，或僅僅 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W 是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0065] 在本說明書的描述中，參考術語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特 點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表 述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可W 在任一個或多個實施例或示例中W合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域 的技術人員可W將本說明書中描述的不同實施例或示例W及不同實施例或示例的特征進 行結合和組合。
[0066]盡管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可W理解的是，上述實施例是 示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的范圍 內可W對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權項】
1. 一種電磁加熱裝置的加熱控制電路，其特征在于，包括： 電壓過零檢測單元，所述電壓過零檢測單元用于檢測輸入到電磁加熱裝置的交流電源 的電壓過零信號； 諧振加熱單元； 整流濾波單元，所述整流濾波單元對所述交流電源進行整流濾波處理后供給所述諧振 加熱單元； 用于控制所述諧振加熱單元進行諧振工作的功率開關管； 驅動單元，所述驅動單元與所述功率開關管的驅動端相連以驅動所述功率開關管的開 通和關斷； 驅動變壓單元，所述驅動變壓單元與所述功率開關管的驅動端相連以改變所述功率開 關管的驅動電壓； 主控單元，所述主控單元分別與所述電壓過零檢測單元、所述驅動單元和所述驅動變 壓單元相連，所述主控單元根據所述電壓過零信號判斷在所述交流電源的過零點前通過控 制所述驅動單元和所述驅動變壓單元以使所述功率開關管在第一驅動電壓的驅動下進行 工作，并在所述功率開關管的集電極電壓振蕩到最小時所述主控單元控制所述驅動變壓單 元停止工作，并通過控制所述驅動單元以使所述功率開關管在第二驅動電壓的驅動下進行 工作，其中，所述第二驅動電壓大于所述第一驅動電壓。2. 根據權利要求1所述的電磁加熱裝置的加熱控制電路，其特征在于，所述功率開關管 的工作過程包括第一時間段和第二時間段，其中， 在所述第一時間段，所述第一驅動電壓的幅值保持不變或線性增加，所述第一驅動電 壓的脈沖寬度遞增或等寬； 在所述第二時間段，所述第二驅動電壓的幅值保持不變，所述第二驅動電壓的脈沖寬 度遞增或等寬。3. 根據權利要求2所述的電磁加熱裝置的加熱控制電路，其特征在于，在所述第一時間 段，所述功率開關管工作在放大狀態(tài)；在所述第二時間段，所述功率開關管工作在開關狀 ??τ 〇4. 根據權利要求1所述的電磁加熱裝置的加熱控制電路，其特征在于，在所述交流電源 的過零點，所述功率開關管的集電極電壓振蕩到最小。5. 根據權利要求2所述的電磁加熱裝置的加熱控制電路，其特征在于， 在所述第一時間段，所述主控單元輸出第一控制信號至所述驅動單元，同時輸出第二 控制信號至所述驅動變壓單元，以使所述功率開關管在幅值保持不變的第一驅動電壓的驅 動下進行工作，所述功率開關管的集電極電壓進行振蕩變小； 在所述第二時間段，所述主控單元輸出所述第一控制信號至所述驅動單元以使所述功 率開關管在所述第二驅動電壓的驅動下進行工作，同時輸出第三控制信號至所述驅動變壓 單元以使所述驅動變壓單元停止工作。6. 根據權利要求5所述的電磁加熱裝置的加熱控制電路，其特征在于，所述功率開關管 為IGBT，所述第一控制信號為PPG脈沖，所述第二控制信號為高電平信號，所述第三控制信 號為低電平信號。7. 根據權利要求1-6中任一項所述的電磁加熱裝置的加熱控制電路，其特征在于，所述 驅動變壓單元包括： 第一電阻，所述第一電阻的一端與所述主控單元相連； 第一三極管，所述第一三極管的基極與所述第一電阻的另一端相連，所述第一三極管 的發(fā)射極接地； 第二電阻，所述第二電阻連接在所述第一三極管的基極與發(fā)射極之間； 第三電阻，所述第一電阻的一端與所述第一三極管的集電極相連，所述第三電阻的另 一端與所述驅動開關管的驅動端相連。8. 根據權利要求7所述的電磁加熱裝置的加熱控制電路，其特征在于，所述驅動單元包 括： 第四電阻，所述第四電阻的一端與所述主控單元相連； 第五電阻，所述第五電阻的一端分別與所述第四電阻的一端和所述主控單元相連，所 述第五電阻的另一端接地； 第二三極管，所述第二三極管的基極與所述第四電阻的另一端相連，所述第二三極管 的發(fā)射極接地，所述第二三極管的集電極通過第六電阻與預設電壓的電源相連； 第三三極管，所述第三三極管的基極與所述第二三極管的集電極相連，所述第三三極 管的發(fā)射極接地，所述第三三極管的集電極通過第七電阻與所述預設電壓的電源相連； 第四三極管，所述第四三極管的基極與所述第三三極管的集電極相連，所述第四三極 管的集電極通過第八電阻與所述預設電壓的電源相連； 第五三極管，所述第五三極管的基極與所述第四三極管的基極相連，所述第五三極管 的集電極接地； 第九電阻，所述第九電阻的一端與所述第五三極管的發(fā)射極相連，所述第九電阻的另 一端與所述第四三極管的發(fā)射極相連； 第十電阻，所述第十電阻的一端分別與所述第四三極管的發(fā)射極和所述第九電阻的另 一端相連，所述第十電阻的另一端與所述功率開關管的驅動端相連。9. 根據權利要求6所述的電磁加熱裝置的加熱控制電路，其特征在于，還包括第一穩(wěn)壓 管和第十一電阻，所述第一穩(wěn)壓管的陽極與所述IGBT的發(fā)射極相連后接地，所述第一穩(wěn)壓 管的陰極與所述IGBT的門極相連，所述第十一電阻與所述第一穩(wěn)壓管并聯(lián)。10. -種電磁加熱裝置，其特征在于，包括根據權利要求1-9中任一項所述的電磁加熱 裝置的加熱控制電路。
【文檔編號】H05B6/06GK205430652SQ201620106928
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年2月2日
【發(fā)明人】江德勇, 王云峰, 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