电磁感应加热装置的加热控制方法及电磁感应加热装置

技术领域

本发明涉及电磁感应加热技术领域，特别涉及一种电磁感应加热装置 的加热控制方法以及一种电磁感应加热装置。

背景技术

目前电磁感应加热装置例如电磁炉在降低电磁炉的IGBT（Insulated  Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）温升解决方法中，主要是采 取加大散热器、增加风机风量、更改风道这些措施来实现的。虽然这些方 法也能降低IGBT温升，但是加大散热器、增加风机风量会增加成本，更 改风道又没有规律可寻，不同的机型需要做不同的修改，增加工作的复杂 性，生产成本高。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为此，本发明需要提出一种能够有效降低功率开关的温升、无需增加 成本的电磁感应加热装置及其的加热控制方法。

为达到上述目的，本发明一方面的实施例提出的一种电磁感应加热装 置的加热控制方法，其中，所述电磁感应加热装置包括功率开关，所述方 法包括如下步骤：S1，实时检测所述功率开关的电流；S2，根据所述预设 次检测到的所述功率开关的电流计算所述功率开关的平均电流，当所述平 均电流大于等于第一电流阈值时，控制所述电磁感应加热装置以所述第一 电流阈值进行加热第一预设时间T1后，降低控制所述功率开关的信号的占 空比；S3，当所述平均电流小于等于第二电流阈值时，控制所述电磁感应 加热装置以所述第二电流阈值进行加热第二预设时间T2后，提高控制所述 功率开关的信号的占空比，其中，所述第二电流阈值小于所述第一电流阈 值。

根据本发明实施例的电磁感应加热装置的加热控制方法，通过在电磁 感应加热装置工作时控制改变功率开关单次的开通时间来实现电磁感应加 热装置的加热功率的波动，能够有效地降低功率开关的温升，本发明的控 制方法适用于任何机型的电磁感应加热装置，通用性强。此外，该加热控 制方法简单易行。

在本发明的一个实施例中，0分钟≤T1≤5分钟，0分钟≤T2≤5分钟。

其中，在所述步骤S2和S3中，控制所述电磁感应加热装置的平均加 热功率处于额定功率的预设正负偏差范围内。

在本发明的一个实施例中，所述预设正负偏差范围为5%～-20%。

在本发明的一个实施例中，所述预设次为5～20次。

在本发明的实施例中，所述第一电流阈值为所述额定功率处于最大正 偏差时所对应的电流值，所述第二电流阈值为所述额定功率处于最小负偏 差时所对应的电流值。

为达到上述目的，本发明另一方面的实施例提出的一种电磁感应加热 装置，包括：功率开关；电流检测模块，所述电流检测模块与所述功率开 关相连，用于检测所述功率开关的电流；驱动模块，所述驱动模块与所述 功率开关相连；控制模块，所述控制模块与所述驱动模块和所述电流检测 单元分别相连，所述控制模块根据所述电流检测模块预设次检测的所述功 率开关的电流计算所述功率开关的平均电流，在所述平均电流大于等于第 一电流阈值时输出第一控制信号以控制所述功率开关的开通时间，并在所 述第一控制信号以相同的占空比保持第一预设时间T1后，所述控制模块降 低所述第一控制信号的占空比，以及在所述平均电流小于等于第二电流阈 值时输出第二控制信号以控制所述功率开关的开通时间，并在所述第二控 制信号以相同的占空比保持第二预设时间T2后，所述控制模块提高所述第 二控制信号的占空比，其中，所述第二电流阈值小于所述第一电流阈值。

根据本发明实施例的电磁感应加热装置，通过在电磁感应加热装置工 作时控制模块控制改变功率开关单次的开通时间来实现电磁感应加热装置 的加热功率的波动，既能够有效地降低功率开关的温升，又无需增加工作 的复杂性，降低了生产成本，并适用于任何机型的电磁感应加热装置，通 用性强。

在本发明的一个实施例中，0分钟≤T1≤5分钟，0分钟≤T2≤5分钟。

其中，所述控制模块控制所述电磁感应加热装置的平均加热功率处于 额定功率的预设正负偏差范围内。

在本发明的一个实施例中，所述预设正负偏差范围为5%～-20%。

在本发明的实施例中，所述第一电流阈值为所述额定功率处于最大正 偏差时所对应的电流值，所述第二电流阈值为所述额定功率处于最小负偏 差时所对应的电流值。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面 的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描 述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的电磁感应加热装置的加热控制方法的流程 图；

图2为根据本发明一个具体实施例的电磁炉的加热控制方法的流程 图；以及

图3为根据本发明实施例的电磁感应加热装置的结构示意图。

附图标记：

功率开关10、电流检测模块20、驱动模块30和控制模块40、加热模 块50。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其 中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功 能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发 明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结 构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。 当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以 在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目 的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明 提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意 识到其他工艺的可应用于性和/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”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的 实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这 样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、 “相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以 是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连， 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的具体 含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。 在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式， 来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的 实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要 求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的电磁感应加热装置的加 热控制方法以及电磁感应加热装置。

图1为根据本发明实施例的电磁感应加热装置的加热控制方法的流程 图。其中，如图1所示，电磁感应加热装置包括功率开关，该电磁感应加 热装置的加热控制方法包括如下步骤：

S1，实时检测功率开关的电流。

在本发明的一个实施例中，功率开关可以为IGBT。

S2，根据预设次检测到的功率开关的电流计算功率开关的平均电流， 当平均电流大于等于第一电流阈值时，控制电磁感应加热装置以第一电流 阈值进行加热第一预设时间T1后，降低控制功率开关的信号的占空比。在 本发明的一个示例中，预设次为5～20次。

其中，0分钟≤T1≤5分钟，优选地，T1可以为2分钟。并且，在该步 骤S2中，需要控制电磁感应加热装置的平均加热功率处于额定功率的预设 正负偏差范围内。在本发明的一个示例中，预设正负偏差范围可以为 5%～-20%，例如，额定功率的正偏差可以为额定功率的5%，额定功率的负 偏差可以为额定功率的-10%。

进一步地，在本发明的实施例中，第一电流阈值为额定功率处于最大 正偏差时所对应的电流值，例如，第一电流阈值可以为P1=Pe（1+5%）所 对应的电流值，其中，P1为该电磁感应加热装置可达到的最大功率。

S3，当平均电流小于等于第二电流阈值时，控制电磁感应加热装置以 第二电流阈值进行加热第二预设时间T2后，提高控制功率开关的信号的占 空比，其中，第二电流阈值小于第一电流阈值。

其中，0分钟≤T2≤5分钟，优选地，T2也可以为2分钟。并且，在该 步骤S3中，同样需要控制电磁感应加热装置的平均加热功率处于额定功率 的预设正负偏差范围内。

进一步地，在本发明的实施例中，第二电流阈值为额定功率处于最小 负偏差时所对应的电流值，例如，第二电流阈值可以为P2=Pe（1-10%）所 对应的电流值，其中，P2为该电磁感应加热装置可达到的最小功率。

具体地，在本发明的一个实施例中，如图2所示，上述电磁感应加热 装置为电磁炉，电磁炉的加热控制方法是基于电磁炉的控制电路来实现的， 具体包括如下步骤：

S201，开始。开启电磁炉进行加热工作。

S202，多次检测IGBT的电流，并计算得到IGBT的平均电流。

S203，判断当前IGBT的平均电流是否大于等于第一电流值。如果是， 执行步骤S204；如果否，执行步骤S210。

S204，控制电磁炉以第一电流阈值进行加热。

S205，判断加热时间是否达到T1。如果是，执行步骤S206；如果否， 返回步骤S205继续判断。

S206，控制电磁炉降功率加热。也就是说，降低控制IGBT的信号的 占空比即控制给IGBT的脉冲宽度逐步变小以降低IGBT单次开通的时间， 使电磁炉的加热功率逐渐降低。

S207，判断当前IGBT的平均电流是否小于等于第二电流值。如果是， 执行步骤S208；如果否，返回步骤S206。

S208，控制电磁炉以第二电流阈值进行加热。

S209，判断加热时间是否达到T2。如果是，执行步骤S210；如果否， 返回步骤S209继续判断。

S210，控制电磁炉升功率加热。也就是说，提高控制IGBT的信号的 占空比即控制给IGBT的脉冲宽度逐步增大以增加IGBT单次开通的时间， 使电磁炉的加热功率逐渐升高。并且，加热至检测到当前IGBT的平均电 流大于等于第一电流阈值后重复上述步骤，即回到步骤S203继续判断。

需要说明的是，本发明的加热控制方法可应用于多种采用IGBT作为 功率开关的电器中，特别适用于电磁炉、电磁电饭煲、电磁压力锅等电磁 感应加热装置中。

根据本发明实施例的电磁感应加热装置的加热控制方法，通过在电磁 感应加热装置工作时控制改变功率开关单次的开通时间来实现电磁感应加 热装置的加热功率的波动，能够有效地降低功率开关的温升。此外，该加 热控制方法简单易行，并适用于任何机型的电磁感应加热装置，通用性强， 尤其适用于电磁炉、电磁电饭煲、电磁压力锅等采用电磁加热的家用电器。

图3为根据本发明实施例的电磁感应加热装置的结构示意图。如图3 所示，该电磁感应加热装置包括功率开关10、加热模块50、电流检测模块 20、驱动模块30和控制模块40。

其中，加热模块50与功率开关10相连，电流检测模块20与功率开关 10相连，用于检测功率开关10的电流。驱动模块30与功率开关10相连， 控制模块40与驱动模块30和电流检测单元20分别相连，控制模块40根 据电流检测模块20预设次检测的功率开关10的电流计算功率开关10的平 均电流，在平均电流大于等于第一电流阈值时输出第一控制信号以控制功 率开关10的开通时间，并在所述第一控制信号以相同的占空比保持第一预 设时间T1后，控制模块40降低第一控制信号的占空比，以及在平均电流 小于等于第二电流阈值时输出第二控制信号以控制功率开关10的开通时 间，并在第二控制信号以相同的占空比保持第二预设时间T2后，控制模块 40提高第二控制信号的占空比，其中，第二电流阈值小于第一电流阈值。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，功率开关10可以为IGBT， 控制模块40可以为单片机，该电磁感应加热装置可以为电磁炉。IGBT驱 动模块的输出端连接IGBT的G极，输入端连接单片机，电流检测模块20 的输入端连接IGBT的E极，输出端连接单片机，IGBT的C极接加热模块 50。

当电流检测模块20检测到IGBT的E极平均电流大于等于第一电流阈 值时，单片机控制加热模块保持第一电流阈值加热一段时间T1后，单片机 控制IGBT驱动模块输出给IGBT的脉冲宽度逐步变小以降低IGBT单次开 通的时间，使电磁炉的功率逐渐降低；

当电流检测模块20检测到IGBT的E极平均电流小于等于第二电流阈 值时，单片机控制加热模块保持第二电流阈值加热一段时间T2后，单片机 控制IGBT驱动模块输出给IGBT脉冲宽度逐步增大以增加IGBT单次开通 的时间，使功率逐渐升高，加热直至电流检测模块检测到IGBT的E极平 均电流大于等于第一电流阈值，从而进行循环控制。

其中，0分钟≤T1≤5分钟，0分钟≤T2≤5分钟，优选地，T1可以为2 分钟，T2也可以为2分钟。并且，控制模块40需要控制电磁感应加热装 置的平均加热功率处于额定功率的预设正负偏差范围内。在本发明的一个 示例中，预设正负偏差范围可以为5%～-20%，例如，额定功率的正偏差可 以为额定功率的5%，额定功率的负偏差可以为额定功率的-10%。

进一步地，在本发明的实施例中，第一电流阈值为额定功率处于最大 正偏差时所对应的电流值，例如，第一电流阈值可以为P1=Pe（1+5%）所 对应的电流值，其中，P1为该电磁感应加热装置可达到的最大功率。第二 电流阈值为额定功率处于最小负偏差时所对应的电流值，例如，第二电流 阈值可以为P2=Pe（1-10%）所对应的电流值，其中，P2为该电磁感应加 热装置可达到的最小功率。

根据本发明实施例的电磁感应加热装置，通过在电磁感应加热装置工 作时控制模块控制改变功率开关单次的开通时间来实现加热模块的加热功 率的波动，既能够有效地降低功率开关的温升，又无需增加工作的复杂性， 降低了生产成本，并适用于任何机型的电磁感应加热装置，通用性强。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解 为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行 指令的代码的模块、片段或部分，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。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以 被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任 何计算机可读介质中，以供指令执行系统、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。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来 实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合 适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，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。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部 或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储 于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤 之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块 中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在 一个模块中。上述集成的模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。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、 “具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体 特征、结构、材料或者特点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一定指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何的一个或多个实 施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员 而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例 进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等 同限定。