[发明专利]用于脉冲采样控制的装置和方法

说明书

背景技术

本发明涉及一种用于脉冲采样控制的装置和方法，特别涉及一种供热表面点火器(HIS)使用的控制器，该热表面点火器使用了基于作为单一供电装置的电源半周(half-cycle)脉冲的脉冲调制方法。

在现代的家用和工业电力/电子用电设备中，具有合理功耗的低压加热设备正变得更加普遍。这些设备范围从小灯泡到很大功率的工业烤箱和加热器。

技术上来说，使用较低的阻抗加热元件来制造这样的设备要容易和便宜许多。但是，由于它们需要使用具有大体上不可控制的交流电流的广泛的电力变压器，在驱动这样的负载时，更复杂的问题代表性地出现。昂贵的电压和电流调节器或具有昂贵驱动器的脉宽调制(PWM)也需要代表性地使用。

因此，本发明的目的在于克服上述问题中至少一部分，或者向公众提供一种有用的选择。

本发明的进一步目的在于提供一种用于热表面点火器的控制器，其基于作为单一供电装置的电源半周脉冲，使用一种比迄今已知的控制器更灵活的脉冲调制方法。

发明内容

因此，本发明一方面提供了一种用于脉冲采样控制的装置和方法，特别是提供了一种供热表面点火器(HIS)使用的控制器，该热表面点火器使用了基于作为单一供电装置的电源半周脉冲的脉冲调制方法。

本发明另一方面提供了一种控制来自一电源的交流电力送至一负载的方法，该负载的标称工作电压小于该电源的电压，所述方法包括步骤：

(a)从该电源接收交流电力；

(b)将全部交流周期脉冲的一半施加至该负载；

(c)等待一偶数个半周经过；

(d)应用全部交流周期脉冲的一半；

(e)按照一预定的时间重复步骤(c)和(d)。

每个半周开始于0电压，上升至其最大电压，然后再下降至0电压。

该偶数个半周略过2至6个脉冲。

第一组略过的脉冲可以不同于第二组略过的脉冲。

所述略过的脉冲的组在时间上尽可能均匀的分布。

工作周期可以用公式工作周期＝1/N＝t/T＝(v/V)²表示，其中：1/N为用％表示的一工作周期，t为所应用的交流电压半周长度，T为略过的交流电压周期长度，V为来自交流电压源的所施加的电压，v为负载所需的标称电压。

施加至该负载的功率随时间改变。

本发明还提供一种用于控制提供给一负载的电压的装置，该电压来自于一交流电源，所述装置包括一控制器，该控制器采样该交流电源的工作周期并且有选择地反馈交替极性的半周至该负载，所述半周被一偶数个半周分开，因此反馈至该负载的连续的半周为相反的极性。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其有益效果显而易见。附图中，有效半周阶段以黑色显示。

图1所示为一脉冲工作周期等于1/3的半周功率控制的示意图。这一脉冲范围表示1/3的标称功率电平送至标称电压下的负载。

图2所示为一脉冲工作周期等于1/5的半周功率控制的示意图。这一脉冲范围表示1/5的标称功率电平送至标称电压下的负载。

图3所示为一脉冲工作周期等于1/3和1/5的组合的半周功率控制的示意图，组合后的等价工作周期等于1/4。这一脉冲范围表示1/4的标称功率电平送至标称电压下的负载。

图4所示为本发明用于120V交流输入电源的再点火控制器的接线图。

具体实施方式

下面结合附图来对本发明进行详细说明。尽管下面的说明中包括了代表性的实施例，但是并不排除其它实施例的存在，并且所描述的实施例可以作出不脱离本发明的精神和范围的改变。在整个附图和下面的说明中，如果可能，相同的标号将用来指示相同或相近的部分。

本发明提出一种热表面点火器(HSI)控制器，其无变压器并且能够输送来自一120V交流有效值(RMS)电源电压的电力，例如，送至一标称工作电压等于24V交流有效值正弦全波交流电压的负载。该控制器提供一脉冲范围，该脉冲范围主要设计为输送电力至具有充分热电子惯性和质量的热表面点火器有功负载，并且在此所提供电力的实际电压波形并不重要。

该控制器典型的操作如下：

1.初始化。

在此阶段，该控制器探测和计算包括电压和频率的输入电压参数。

2.预热。在此阶段，该控制器将该HSI通过一继电器连接至电力，并且逐渐地，首先非常缓慢地并且随后更加加强地，提供电力至“冷的”HSI，直至HSI达到接近于其标称温度的温度。