[发明专利]一种基于PWM信号的交流电加热控制方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种加热控制方法，更具体地说，涉及一种基于PWM信号的交流加热控制方法，一种兼顾电压波动及闪烁问题和谐波的交流电加热控制方法，一种兼顾电压波动及闪烁问题和谐波的交流电加热控制装置。

背景技术

基于双向晶闸管的交流相控调压方式和交流调功方式已经广泛应用于加热控制系统中。

在使用交流调功方式驱动加热器加热时，当通电的连续通时间和连续断时间分别设计成大于交流电源的周期的二分之一时，将引起闪烁问题。为了解决上述问题，则只能使热水器的通电的连续通的时间和连续断的时间分别设计成小于等于交流电源周期的二分之一。但是，如果使用该方法，能使用的加热器功率有限，当水流流量和设定温度激烈变化时，出水温度经常无法达到使用者设定的设定温度，或者是远远的超过设定出水温度，引起温度过高，这将造成使用者的不舒适，或者存在安全隐患。交流调功方式具体实施时，如图1、图2所示。其闪烁测试结果如下：

 实测结果限制测试结果短期闪烁指示值1.7431.00不合格

而使用交流相控调压方式驱动交流电源加热，可以解决闪烁问题，但是由于交流相控调压方式是采用切割交流电源的方式，输出的低次谐波丰富，而且造成严重的电网谐波电流污染，尤其是在导通角为90°产生的谐波量最大。为了通过电磁兼容限值、谐波电流发射限值标准，则需要增加大体积的滤波电路和屏蔽装置。不仅效率低，而且造成大量成本的浪费，

以及组装难度的增加。交流相控调压方式具体实施时，如图3、图4所示。

下表为交流相控调压方式和交流调功方式的特点总结：

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种解决使用交流调功方式和交流相控方式控制加热时不能兼顾电压波动及闪烁问题和谐波问题的一种基于PWM信号的交流电加热控制方法，一种兼顾电压波动及闪烁问题和谐波的交流电加热控制方法，一种兼顾电压波动及闪烁问题和谐波的交流电加热控制装置。

本发明的技术方案如下：

一种基于PWM信号的交流电加热控制方法，利用PWM信号调解交流电源，使得交流电源连续通、连续断的时间小于交流电源周期的二分之一。

作为优选，进一步包括：将调解得到的电流电压恢复成为正弦波，电流中不包含低次谐波，减少谐波总量。

作为优选，以交流电源的过零点为基准，输出PWM信号。

作为优选，PWM信号的频率不小于交流电源频率的四倍，以实现交流电源连续通、连续断的时间小于交流电源周期的二分之一。

一种兼顾电压波动及闪烁问题和谐波的交流电加热控制方法，使用所述的基于PWM信号的交流电源控制方法，对电加热交流电进行控制，并同时进行如下步骤：

A）设定目标温度；

B）检测进水温度、出水温度，判断进水温度是否高于目标温度，如果是则结束加热，如果否，则进行步骤C）；

C）计算加热所需要的功率；

D）计算PWM信号的占空比；

E）判断交流电源是否存在过零信号，如果有，则输出PWM信号，如果否，则等待过零信号；

F）判断是否存在停止命令，如果有，则结束加热，如果否，则返回步骤B）。

作为优选，交流电源用于加热前，先进行EMI滤波。

作为优选，根据加热所需要的功率，输出PWM信号，根据PWM信号的占空比控制交流电源的通断时长，调节交流电源的输出电压。