一种电磁加热装置及其igbt的控制方法

文档序号:1820396 发布日期:2021-11-09 浏览:36次 >En<

阅读说明:本技术 一种电磁加热装置及其igbt的控制方法 (Electromagnetic heating device and IGBT control method thereof ) 是由 肖淙宇 陈和辉 卜韩萍 张博超 刘畅 于 2021-08-21 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种电磁加热装置及其IGBT的控制方法,其中所述方法包括:判断电磁加热装置的加热模式;当获取到的电磁加热装置的加热模式为第一功率加热模式时,控制IGBT以第一驱动电压开启;当获取到的电磁加热装置的加热模式为第二功率加热模式时,控制IGBT以第二驱动电压开启,其中,第二驱动电压大于第一驱动电压。本发明提供的一种电磁加热装置及其IGBT的控制方法,根据电磁加热装置的加热模式,确定IGBT的驱动电压,降低IGBT的导通损耗,通过在IGBT的开启电压和击穿电压之间调节IGBT的驱动电压,使IGBT的实时温度或温升速率最小,从而进一步降低IGBT的损耗。(The invention discloses an electromagnetic heating device and a control method of an IGBT thereof, wherein the method comprises the following steps: judging the heating mode of the electromagnetic heating device; when the acquired heating mode of the electromagnetic heating device is a first power heating mode, controlling the IGBT to be started by first driving voltage; and when the acquired heating mode of the electromagnetic heating device is a second power heating mode, controlling the IGBT to be switched on by second driving voltage, wherein the second driving voltage is greater than the first driving voltage. According to the electromagnetic heating device and the IGBT control method thereof, the driving voltage of the IGBT is determined according to the heating mode of the electromagnetic heating device, the conduction loss of the IGBT is reduced, and the real-time temperature or the temperature rise rate of the IGBT is minimized by adjusting the driving voltage of the IGBT between the turn-on voltage and the breakdown voltage of the IGBT, so that the loss of the IGBT is further reduced.)

一种电磁加热装置及其IGBT的控制方法

技术领域

本发明属于烹饪器具技术领域,尤其涉及一种电磁加热装置及其IGBT的控制方法。

背景技术

电磁炉作为一种家庭常见的烹饪器具,具有加热速度快,效率高的特点.在相关技术中,现有电磁炉多采用单管LC并联谐振方案,其采用单一的谐振电容和线圈盘,通过IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)的驱动方案。

电磁炉在小功率加热时,线圈盘的储能少,谐振过程中,难以使IGBT漏极反压降低到0V,此时开通IGBT会造成开通损耗,CE极之间电压越高,损耗越大。在大功率加热时,通过IGBT的电流很大,IGBT导通时的CE极之间的电压升高,导通损耗大。IGBT的高损耗造成发热高,使得散热器和散热风扇的要求较高。

发明内容

为解决背景技术中提及的技术问题,本发明提供的一种电磁加热装置及其IGBT的控制方法,以解决现有电磁加热装置的IGBT导通损耗大的技术问题。

为实现上述目的,本发明的一种电磁加热装置及其IGBT的控制方法的具体技术方案如下:

一种电磁加热装置的IGBT控制方法,包括以下步骤:

判断电磁加热装置的加热模式;

当获取到的电磁加热装置的加热模式为第一功率加热模式时,控制IGBT以第一驱动电压开启;

当获取到的电磁加热装置的加热模式为第二功率加热模式时,控制IGBT以第二驱动电压开启,其中,第二驱动电压大于第一驱动电压。

进一步的,所述判断电磁加热装置的加热模式,包括:

获取IGBT开启前IGBT的CE极之间的电压;

判断IGBT开启前IGBT的CE极之间的电压是否大于零;

若IGBT开启前IGBT的CE极之间的电压大于零,则判定电磁加热装置的加热模式为第一功率加热模式;若IGBT的CE极之间的电压小于或等于零,则判定电磁加热装置的加热模式为第二功率加热模式。

进一步的,所述控制IGBT以第一驱动电压开启之后,所述方法还包括:

控制减小IGBT的驱动电压,并获取调节驱动电压之前和之后的IGBT的实时温度值;

判断IGBT的驱动电压调节之后和调节之前的IGBT的实时温度值的差值是否大于或者等于预设的温度阈值;

当IGBT的驱动电压调节之后和调节之前的IGBT的实时温度值的差值大于或者等于预设的温度阈值时,IGBT的实时温度值不再降低,控制IGBT以调节之前的驱动电压运行。

进一步的,所述控制IGBT以第二驱动电压开启之后,所述方法还包括:

控制增大IGBT的驱动电压,并获取调节驱动电压之前和之后的IGBT的实时温度值;

判断IGBT的驱动电压调节之后和调节之前的IGBT的实时温度值的差值是否大于或者等于预设的温度阈值;

当IGBT的驱动电压调节之后和调节之前的IGBT的实时温度值的差值大于或者等于预设的温度阈值时,IGBT的实时温度不再降低,控制IGBT以调节之前的驱动电压运行。

进一步的,所述判断电磁加热装置的加热模式之前,所述方法还包括:

判断IGBT是否处于冷启动阶段;

若判定IGBT未处于冷启动阶段,则执行所述判断电磁加热装置的加热模式的程序;

若判定IGBT处于冷启动阶段,则控制IGBT以第三驱动电压启动。

进一步的,所述判断IGBT是否处于冷启动阶段,包括:

获取IGBT在相邻两次启动的时间间隔;

判断IGBT在相邻两次启动的时间间隔是否大于预设的IGBT的开关周期;

若IGBT在相邻两次启动的时间间隔小于或者等于预设的IGBT的开关周期,则判定IGBT未处于冷启动阶段;

若IGBT在相邻两次启动的时间间隔大于预设的IGBT的开关周期,则判定IGBT处于冷启动阶段。

进一步的,所述控制IGBT以第三驱动电压启动之后,所述方法还包括:

控制降低IGBT的驱动电压;

获取本次冷启动阶段和上一次冷启动阶段,在相同的加热功率下,IGBT的温升速率,其中,温升速率为在预设时间内IGBT的温度变化增量;

判断在相同加热功率下,本次冷启动阶段IGBT的温升速率是否大于上一冷启动阶段IGBT的温升速率;

若在相同加热功率下,本次冷启动阶段IGBT的温升速率小于或者等于上一冷启动阶段IGBT的温升速率,则控制IGBT以调节后的驱动电压驱动。

一种电磁加热装置,包括:

判断模块,用于判断电磁加热装置的加热模式;

控制模块,用于当获取到的电磁加热装置的加热模式为第一功率加热模式时,控制IGBT以第一驱动电压开启;当获取到的电磁加热装置的加热模式为第二功率加热模式时,控制IGBT以第二驱动电压开启,其中,第二驱动电压大于第一驱动电压。

进一步的,所述装置还包括:

获取模块,用于实时检测IGBT的CE极之间的电压;

所述判断模块,用于若检测到IGBT的CE极之间的电压大于零,则判定电磁加热装置的加热模式为第一功率加热模式;若检测到IGBT的CE极之间的电压小于或者等于零,则判定电磁加热装置的加热模式为第二功率加热模式。

进一步的,所述装置还包括:

温度检测模块,用于检测IGBT的实时温度值;

控制模块,还用于在控制IGBT以第一驱动电压开启之后,控制减小IGBT的驱动电压,并获取调节驱动电压之前和之后的IGBT的实时温度值;当IGBT的驱动电压调节之后和调节之前的IGBT的实时温度值的差值大于或者等于预设的温度阈值时,IGBT的实时温度不再降低,控制IGBT以调节之前的驱动电压运行。

进一步的,所述控制模块,还用于在控制IGBT以第二驱动电压开启之后,控制增大IGBT的驱动电压,并获取调节驱动电压之前和之后的IGBT的实时温度值;当IGBT的驱动电压调节之后和调节之前的IGBT的实时温度值的差值大于或者等于预设的温度阈值时,IGBT的实时温度值不再降低,控制IGBT以调节之前的驱动电压运行。

进一步的,所述判断模块,还用于判断IGBT是否处于冷启动阶段;

所述控制模块,还用于若判定IGBT未处于冷启动阶段,则执行所述判断电磁加热装置的加热模式的程序,若判定IGBT处于冷启动阶段,则控制IGBT以第三驱动电压启动。

进一步的,所述控制模块,还用于控制降低IGBT的驱动电压;

获取本次冷启动阶段和上一次冷启动阶段,在相同的加热功率下,IGBT的温升速率,其中,温升速率为在预设时间内IGBT的温度变化增量;

判断在相同加热功率下,本次冷启动阶段IGBT的温升速率是否大于上一冷启动阶段IGBT的温升速率;

若在相同加热功率下,本次冷启动阶段IGBT的温升速率小于或者等于上一冷启动阶段IGBT的温升速率,则控制IGBT以调节后的驱动电压驱动。

本发明的一种电磁加热装置及其IGBT的控制方法具有以下优点:本发明提供的一种电磁加热装置及其IGBT的控制方法,根据电磁加热装置的加热模式,确定IGBT的驱动电压,降低IGBT的导通损耗,通过在IGBT的开启电压和击穿电压之间调节IGBT的驱动电压,使IGBT的实时温度或温升速率最小,从而进一步降低IGBT的损耗。

附图说明

图1为本发明的电磁加热装置的IGBT控制方法第一实施例的控制流程图;

图2为本发明的电磁加热装置的IGBT控制方法第二实施例的控制流程图;

图3为本发明的电磁加热装置的IGBT控制方法第三实施例的控制流程图;

图4为本发明的电磁加热装置的IGBT控制方法第四实施例的控制流程图;

图5为本发明的电磁加热装置的结构示意图;

图6为本发明的电磁加热装置又一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明的电磁加热装置可用于电磁炉、IH电饭煲等烹饪器具。电磁加热装置包括单个或多个单管LC并联谐振电路,单管LC并联谐振包括并联连接的谐振电容和线圈盘,谐振电容和线圈盘并联后的一个公共端与IGBT的C极连接,IGBT的G极连接IGBT驱动电路,以驱动IGBT,IGBT的E极接地,IGBT驱动电路连接电压调节电路,电压调节电路连接主控芯片,从而调节IGBT的驱动电压。

图1示意性示出了一种电磁加热装置的IGBT控制方法第一实施例的控制流程图。如图1所示,一种电磁加热装置的IGBT控制方法,包括以下步骤:

S10、判断电磁加热装置的加热模式;

具体的,所述判断电磁加热装置的加热模式,包括:

获取IGBT开启前IGBT的CE极之间的电压;

判断IGBT开启前IGBT的CE极之间的电压是否大于零;

若IGBT开启前IGBT的CE极之间的电压大于零,则判定电磁加热装置的加热模式为第一功率加热模式;若IGBT的CE极之间的电压小于或等于零,则判定电磁加热装置的加热模式为第二功率加热模式。

S20、当获取到的电磁加热装置的加热模式为第一功率加热模式时,控制IGBT以第一驱动电压开启;

具体的,当电磁加热装置处于小功率加热模式时,采用较低的第一驱动电压驱动IGBT,使IGBT的饱和电流减小,开通瞬间峰值电流下降,IGBT开通损耗降低。

为了保证IGBT正常开启,需保证第一驱动电压大于IGBT的栅极开启电压。

S30、当获取到的电磁加热装置的加热模式为第二功率加热模式时,控制IGBT以第二驱动电压开启,其中,第二驱动电压大于第一驱动电压。

具体的,当电磁加热装置处于大功率加热模式时,采用较高的第二驱动电压驱动IGBT,IGBT导通时,CE极之间的电压降低,从而减小IGBT的导通损耗。

通常的,第二驱动电压小于IGBT栅极的击穿电压,以防IGBT的CE极击穿。

本发明实施例提供的一种电磁加热装置的IGBT控制方法,根据电磁加热装置的加热模式,确定IGBT的驱动电压,在小功率加热时采用较小的驱动电压,减小饱和电流,在大功率加热时,采用较大的驱动电压,减小CE极之间的电压,从而有效降低IGBT的导通损耗。

本实施例中,在小功率加热时,采用较小驱动电压使IGBT导通的同时,IGBT的CE极之间的电压增加,造成IGBT的导通损耗增大,故,如图2所示,所述控制IGBT以第一驱动电压开启之后,还包括:

S201、控制减小IGBT的驱动电压,并获取调节驱动电压之前和之后的IGBT的实时温度值;

S202、判断IGBT的驱动电压调节之后和调节之前的IGBT的实时温度值的差值是否大于或者等于预设的温度阈值;

S203、当IGBT的驱动电压调节之后和调节之前的IGBT的实时温度值的差值大于或者等于预设的温度阈值时,IGBT的实时温度值不再降低,控制IGBT以调节之前的驱动电压运行;

S204、当IGBT的驱动电压调节之后和调节之前的IGBT的实时温度值的差值小于预设的温度阈值时,则执行S201步骤,直至IGBT的实时温度值不再降低。

IGBT导通过程中,IGBT的损耗越大,将造成IGBT发热严重,通过逐渐减小IGBT的驱动电压,检测IGBT的实时温度,从而确定IGBT实时温度值最小时对应的IGBT的驱动电压,作为IGBT的目标驱动电压,使IGBT的导通损耗保持在较低值。

通常的,预设的温度阈值可在0℃-3℃之间取值。

除了通过比较驱动电压调节之后和之前的IGBT的实时温度值的差值与预设的温度阈值的大小关系,确定IGBT的实时温度值是否降低至最小值之外,还可采用驱动电压调节之后的IGBT的实时温度值与调节之前的IGBT的实时温度值的比值与1比较,当所述比值大于1时,表明调节驱动电压后,温度升高,则将调节前的驱动电压作为目标驱动电压驱动IGBT运行;当所述比值小于1时,表明调节驱动电压后,温度降低,可继续降低IGBT的驱动电压,进而确定IGBT实时温度的最小值。

在本实施例中,当电磁加热装置处于大功率加热时,采用较高的第二驱动电压驱动IGBT,IGBT的饱和电流增大,开通瞬间峰值电流上升,IGBT的开通损耗增大,过度提高第二驱动电压将造成降低的IGBT导通损耗小于增加的开通损耗,无法保证IGBT的损耗最小。故,如图3所示,所述控制IGBT以第二驱动电压开启之后,还包括:

S301、控制增大IGBT的驱动电压,并获取调节驱动电压之前和之后的IGBT的实时温度值;

S302、判断IGBT的驱动电压调节之后和调节之前的IGBT的实时温度值的差值是否大于或者等于预设的温度阈值;

S303、当IGBT的驱动电压调节之后和调节之前的IGBT的实时温度差值大于或者等于预设的温度阈值时,则IGBT的实时温度值不再降低,控制IGBT以调节之前的驱动电压运行;

S304、当IGBT的驱动电压调节之后和调节之前的IGBT的实时温度值的差值小于预设的温度阈值时,则IGBT的实时温度值仍未达到最小值,则继续执行S301步骤。

在本实施例中,如图1所示,所述判断电磁加热装置的加热模式之前,所述方法还包括:

S40、判断IGBT是否处于冷启动阶段;

S10、若判定IGBT未处于冷启动阶段,则执行所述判断电磁加热装置的加热模式的程序;

S50、若判定IGBT处于冷启动阶段,则控制IGBT以第三驱动电压启动,第三驱动电压大于IGBT栅极的开启电压,且小于IGBT的击穿电压。

具体的,IGBT在开启前的状态,影响IGBT的损耗,所述判断IGBT是否处于冷启动阶段,包括:

获取IGBT在相邻两次启动的时间间隔;

判断IGBT在相邻两次启动的时间间隔是否大于预设的IGBT的开关周期;

若IGBT在相邻两次启动的时间间隔大于预设的IGBT的开关周期,则判定IGBT处于冷启动阶段;

若IGBT再相邻两个启动的时间间隔小于或者等于预设的IGBT的开关周期,则判定IGBT未处于冷启动阶段。

本发明实施例提供的电磁加热装置的IGBT控制方法,通过检测相邻两次启动的时间间隔,确定IGBT的启动状态,若相邻两次启动的时间间隔长,表明IGBT长时间未启动,IGBT的实时温度低,以第三驱动电压驱动IGBT,可使IGBT的损耗降低。

进一步的,如图4所示,所述控制IGBT以第三驱动电压启动之后,所述方法还包括:

S501、控制降低IGBT的驱动电压;

S502、获取本次冷启动阶段和上一次冷启动阶段,在相同的加热功率下,IGBT的温升速率,其中,温升速率为在预设时间内IGBT的温度变化增量;

S503、判断在相同加热功率下,本次冷启动阶段IGBT的温升速率是否大于上一冷启动阶段IGBT的温升速率;

S504、若在相同加热功率下,本次冷启动阶段IGBT的温升速率小于或者等于上一冷启动阶段IGBT的温升速率,则控制IGBT以调节后的驱动电压驱动。

在调节过程中,IGBT的驱动电压始终处于IGBT的开启电压和击穿电压之间,以保证IGBT的正常工作。IGBT的驱动电压每次增大或者减小0.1V,也可根据实际情况而定。

本发明实施例提供的一种电磁加热装置的IGBT控制方法,根据IGBT的启动方式以及电磁加热装置的加热功率选择不同的驱动电压,通过逐渐调节IGBT的驱动电压,使IGBT的实时温度或者温升速率降至最低,从而降低IGBT的损耗。

如图5所示,本发明实施例还提供了一种电磁加热装置,包括IGBT,IGBT包括C极、E极和G极,所述电磁加热装置还包括:

判断模块2,用于判断电磁加热装置的加热模式;

控制模块1,用于当获取到的电磁加热装置的加热模式为第一功率加热模式时,控制IGBT以第一驱动电压开启;当获取到的电磁加热装置的加热模式为第二功率加热模式时,控制IGBT以第二驱动电压开启,其中,第二驱动电压大于第一驱动电压。

进一步的,所述装置还包括:

获取模块3,用于实时检测IGBT的CE极之间的电压;

判断模块2,用于若检测到IGBT的CE极之间的电压是否大于0,则判定电磁加热装置的加热模式为第一功率加热模式;若检测到IGBT的CE极之间的电压小于或者等于零,则判定电磁加热装置的加热模式为第二功率加热模式。

进一步的,所述装置还包括:

温度检测模块4,用于检测IGBT的实时温度;

控制模块1,还用于在控制IGBT以第一驱动电压开启之后,控制减小IGBT的驱动电压,并获取调节驱动电压之前和之后的IGBT的实时温度值;当IGBT的驱动电压调节之后和调节之前的IGBT的实时温度值的差值大于或者等于预设的温度阈值时,IGBT的实时温度值不再降低,控制IGBT以调节之前的驱动电压运行。

进一步的,所述控制模块1,还用于在控制IGBT以第二驱动电压开启之后,控制增大IGBT的驱动电压,并获取调节驱动电压之前和之后的IGBT的实时温度值;当IGBT的驱动电压调节之后和调节之前的IGBT的实时温度值的差值大于或者预设的温度阈值时,控制IGBT以调节之前的驱动电压运行。

进一步的,所述判断模块2,还用于判断IGBT是否处于冷启动阶段;

所述控制模块1,还用于若判定IGBT未处于冷启动阶段,则执行所述判断电磁加热装置的加热模式的程序;若判定IGBT处于冷启动阶段,则控制IGBT以第三驱动电压启动。

进一步的,所述判断模块2,还用于控制降低IGBT的驱动电压;

获取本次冷启动阶段和上一次冷启动阶段,在相同的加热功率下,IGBT的温升速率,其中,温升速率为在预设时间内IGBT的温度变化增量;

判断在相同加热功率下,本次冷启动阶段IGBT的温升速率是否大于上一冷启动阶段IGBT的温升速率;

若在相同加热功率下,本次冷启动阶段IGBT的温升速率小于或者等于上一冷启动阶段IGBT的温升速率,则控制IGBT以调节后的驱动电压驱动。

在本实施例中,如图6所示,所述控制模块1包括微处理器,微处理器分别连接IGBT驱动电路和电压调节电路,IGBT驱动电路与电压调节电路连接,从而调节IGBT的驱动电压。

本发明实施例提供的电磁加热装置,根据IGBT的启动方式以及电磁加热装置的加热功率选择不同的驱动电压,通过逐渐调节IGBT的驱动电压,使IGBT的实时温度或温升速率降至最低,从而降低IGBT的损耗。

本领域的技术人员能够理解,尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

最后应说明的是:以上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精神和范围。

15页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种线圈与磁条组装配结构及电加热设备

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!