[发明专利]电磁感应加热装置和电磁炉

说明书

技术领域

本发明涉及电磁感应加热技术领域，具体而言，涉及一种电磁感应加热装置和一种具有该电磁感应加热装置的电磁炉。

背景技术

目前对具有半桥或全桥拓扑结构的电磁炉进行功率控制时，一般来说微控器的驱动频率要严格大于或者等于系统回路的谐振频率，否则谐振回路的IGBT（绝缘栅双极型晶体管）工作处于硬开通状态（C极电压为非零电压时，IGBT开通），因此IGBT将会急剧发热，甚至有烧坏的风险。在实际应用中，系统回路的谐振频率受锅具、盘间距、温度的改变而改变，所以微控器必须要知道此时输出的驱动频率是否低于谐振回路的谐振频率。要解决这个问题目前都使用高性能DSP（Digital Signal Processing）处理芯片进行相位检测和处理，但是DSP芯片价格高，成本昂贵。

因此需要一种新的电磁感应加热技术，能够采用相对低廉的电路来达到控制驱动频率大于或等于谐振频率的目的。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出了一种电磁感应加热装置，能够采用结构简单、成本较低廉的电路来达到控制驱动频率大于或等于谐振频率的效果。

本发明的另一个目的在于提出了一种电磁炉。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例，提出了一种电磁感应加热装置，包括：控制器，用于在接收到来自外部的开启信号时，分别向驱动电路和相位比较器输出脉宽调制信号，以及在接收到来自所述相位比较器的相位比较模拟信号时，调节输出至所述驱动电路的脉宽调制信号的频率，以使所述脉宽调制信号的频率大于或等于电磁转换电路内的电流频率；所述驱动电路，连接至所述控制器，在接收到所述脉宽调制信号时，向电磁转换电路发送驱动信号；所述电磁转换电路，连接至所述驱动电路，在接收到所述驱动信号后，将电场能转换成磁场能电磁波；电流采样电路，连接至所述电磁转换电路和所述相位比较器，采集所述电磁转换电路上的电流信号，并将所述电流信号发送至所述相位比较器；所述相位比较器，连接至所述控制器，比较所述脉宽调制信号的相位与所述电磁转换电路上的电流的相位，并通过所述相位比较器的第一输出端向所述控制器输出相位比较模拟信号。

在本实施例中，利用相位比较器，能够使控制器用普通的单片机来替代DSP芯片，同样能够实现控制驱动频率大于或等于谐振频率，解决谐振回路中的开关元件处于硬开通状态的问题，有效降低开关元件的开通损耗；同时能够降低电磁感应加热装置的成本，并且增加的电流采样电路和相位比较器也简化了电磁感应加热装置的电路结构。

根据本发明的一个实施例，所述电流采样电路包括：电流互感器，用于获取所述电磁转换电路上的电流信号；电流采样电阻，与所述电流互感器并联，用于将所述电流信号转换成电压信号，并将所述电压信号输入至所述相位比较器。

根据本发明的一个实施例，所述电流采样电路还可以包括：信号处理电路，与所述电流采样电阻并联，用于调节输入至所述相位比较器的电压信号。

为了保证输入相位比较器的信号符合相位比较器的信号输入要求，因此需要对采样的电压信号进行处理之后再输入至相位比较器，例如若采样电压信号的电压范围是0V到10V之间，为了满足相位比较器的要求，将该采用电压信号的电压范围处理成-5V到+5V之间。

根据本发明的一个实施例，所述信号处理电路为信号偏移电阻，所述信号偏移电阻包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与所述电流采样电阻连接，另一端与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述相位比较器的输入端连接，所述第一电阻的另一端和所述第二电阻的一端均接地。

根据本发明的一个实施例，所述电流互感器的中心抽头接地。这样可以无需设置信号偏移电阻，进一步简化相位检测电路的结构。

根据本发明的一个实施例，所述电流采样电路还可以包括：耦合电容，设置在所述相位比较器与所述电流采样电阻之间，用于隔离所述电流信号中的直流成分。

为了减少输入至相位比较器的信号受其他信号的干扰，可以增加耦合电容，去除噪声，除此之外，该耦合电容还能够进一步保护相位比较器。

根据本发明的一个实施例，所述控制器通过第一输出端连接至所述驱动电路，输出一路不带死区的脉宽调制信号至所述驱动电路；所述驱动电路外接电阻，用于产生死区波形，所述驱动电路将所述死区波形叠加在所述不带死区的脉宽调制信号上，生成所述驱动信号，其中所述驱动电路根据所述电阻的阻值确定死区的时间长度。