[发明专利]一种模块化大功率电磁灶电控装置及控制方法

权利要求书

1.一种模块化大功率电磁灶电控装置，其特征在于：电控装置采用模块化控制结构，电控装置包括：一块电源变换模块、一块主控模块、至少两块参数一致的功率模块、线圈盘L；电源变换模块作为整个装置的能量总输入模块，将三相交流电源变换为稳定的直流电源，为各个功率模块提供能量；各功率模块相互并联连接，与线圈盘L相连，组成多组串联谐振电路，将直流电源逆变为多组高频的交流电源，多组交流电源在线圈盘L上进行线性叠加，产生高能量的交变电磁场；主控模块实时采集电源变换模块的直流电压、直流电流信号，实时采集各功率模块的高频交流电流信号，实时采集线圈盘温度、机芯温度和档位输入信号，并通过硬件死区控制电路得到两路带死区控制的互补的PWM驱动信号，通过安全保护控制电路后同时驱动各个功率模块。

2.一种模块化大功率电磁灶电控装置，其特征在于：电控装置采用模块化控制结构，电控装置包括：一块电源变换模块、一块主控模块、一块功率模块、线圈盘L；电源变换模块作为整个装置的能量总输入模块，将三相交流电源变换为稳定的直流电源，为功率模块提供能量；功率模块与线圈盘L相连，组成串联谐振电路，将直流电源逆变为高频的交流电源，交流电源经过线圈盘L产生高能量的交变电磁场；主控模块实时采集电源变换模块的直流电压、直流电流信号，实时采集功率模块的高频交流电流信号，实时采集线圈盘温度、机芯温度和档位输入信号，并通过硬件死区控制电路得到两路带死区控制的互补的PWM驱动信号，通过安全保护控制电路后驱动功率模块；

硬件死区控制电路由逻辑门电路和电阻、电容组成，硬件死区控制电路的输入与微控制器MCU的PWM单元输出引脚相连；硬件死区控制电路首先将单路PWM信号通过反相器分为两路互补的信号A和B，信号A由低电平变高电平时，通过电阻R1对电容CAP1充电，使PWM+信号由低电平变高电平时时间被延迟，信号A由高电平变低电平时，电容CAP1通过反向二极管DIODE1快速放电，使PWM+信号由高电平变低电平时不被延时，同理分析B信号，从而得到两路带死区互补的PWM信号。

3.如权利要求1所述的一种模块化大功率电磁灶电控装置，其特征在于：各功率模块由IGBT隔离驱动电路、功率开关管IGBT1和IGBT2、谐振电容C1和C2及高频电流检测电路组成；各功率模块的直流电源输入端以并联方式连接至电源变换模块的输出端，各功率模块从IGBT1和IGBT2的中点引出输出线并联在一点，从谐振电容C1和C2的中点引出输出线并联在一点，此两连接点再与线圈盘L相连，组成多组串联谐振电路。

4.如权利要求2所述的一种模块化大功率电磁灶电控装置，其特征在于：功率模块由IGBT隔离驱动电路、功率开关管IGBT1和IGBT2、谐振电容C1和C2及高频电流检测电路组成；功率模块的直流电源输入端连接至电源变换模块的输出端，功率模块从IGBT1和IGBT2的中点引出输出线，从谐振电容C1和C2的中点引出输出线，两输出线与外部线圈盘L相连，组成串联谐振电路。

5.如权利要求1或2所述的一种模块化大功率电磁灶电控装置，其特征在于：主控模块包括档位输入电路、数码管显示电路、三相电源和风扇继电器控制电路、通讯接口单元、微控制器MCU、温度采样与滤波放大电路、隔离滤波放大电路、硬件死区控制电路、安全保护控制电路；档位输入电路连接至微控制器MCU的I/O单元，档位输入信号经过光电隔离电路后传送给微控制器MCU的I/O单元，每个档位对应微控制器MCU的一个I/O口，作为不同档位对应功率的给定信号；直流电压检测信号U_D、直流电流检测信号I_D、交流电流检测信号I_A经隔离滤波放大电路后输入给MCU的A/D转换单元，机芯温度检测信号IT1、锅底温度检测信号IT2经过采样与滤波放大电路后输送给微控制器MCU的A/D转换单元；微控制器MCU经过运算后，根据功率需求输出一路PWM信号，经过硬件死区控制电路后产生一组互补的带死区的PWM信号，经过安全保护控制电路后同时驱动功率模块；数码管显示电路由MCU的SPI单元驱动，实时显示电磁灶当前的工作档位，在故障状态下显示故障代码；三相电源和风扇继电器控制电路由微控制器MCU的I/O口控制，控制电路的输出与继电器相连；通讯接口单元采用RS485总线通信协议，可连接液晶控制器或外接RS485/RS232转换器后连接PC机，实时提供电磁灶的工作状态和故障信息，实现远程在线监测和故障诊断。