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    重庆时时彩单网: 电磁加热系统及其谐振电容的失效检测方法、装置.pdf

    关 键 词:
    电磁 加热 系统 及其 谐振 电容 失效 检测 方法 装置
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    摘要
    申请专利号:

    CN201510468173.0

    申请日:

    2015.07.31

    公开号:

    CN106405263A

    公开日:

    2017.02.15

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 31/00申请日:20150731|||公开
    IPC分类号: G01R31/00 主分类号: G01R31/00
    申请人: 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司; 美的集团股份有限公司
    发明人: 江德勇; 李宝刚; 曾露添
    地址: 528311 广东省佛山市顺德区北滘镇三乐东路19号
    优先权:
    专利代理机构: 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201 代理人: 张大威
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510468173.0

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2019.03.12|||2017.03.15|||2017.02.15

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种电磁加热系统中谐振电容的失效检测方法,包括以下步骤:S1,根据接收到的加热指令输出控制信号至驱动单元,并通过驱动单元驱动IGBT管以使谐振电路进行谐振加热工作;S2,根据谐振电路两端的电压生成脉冲信号,以及根据脉冲信号获取反馈脉冲计数值;S3,根据输出至驱动单元的控制信号获取谐振脉冲计数值,并根据反馈脉冲计数值和谐振脉冲计数值判断谐振电路中参与谐振的电容是否失效。该失效检测方法能够实时获取谐振电容的变化,以便在谐振电容失效后执行相应的?;ご胧?,提高了系统的安全性。本发明还公开了一种电磁加热系统中谐振电容的失效检测装置以及一种电磁加热系统。

    权利要求书

    1.一种电磁加热系统中谐振电容的失效检测方法,其特征在于,所述电磁加热系统包
    括谐振电路、IGBT管和驱动所述IGBT管的驱动单元,所述谐振电路包括谐振线圈、多个谐
    振电容、控制所述多个谐振电容中参与谐振的谐振电容数量的切换开关,所述谐振电容的失
    效检测方法包括以下步骤:
    S1,根据接收到的加热指令输出控制信号至所述驱动单元,并通过所述驱动单元驱动所
    述IGBT管以使所述谐振电路进行谐振加热工作;
    S2,根据所述谐振电路两端的电压生成脉冲信号,以及根据所述脉冲信号获取反馈脉冲
    计数值;
    S3,根据输出至所述驱动单元的控制信号获取谐振脉冲计数值,并根据所述反馈脉冲计
    数值和所述谐振脉冲计数值判断所述谐振电路中参与谐振的电容是否失效。
    2.如权利要求1所述的谐振电容的失效检测方法,其特征在于,在步骤S1中,还根据
    所述加热指令获取所述电磁加热系统的当前加热功率,并根据所述当前加热功率判断所述谐
    振电路中需要参与谐振的电容容量。
    3.如权利要求2所述的谐振电容的失效检测方法,其特征在于,
    当所述当前加热功率为高功率时,判断所述谐振电路中需要参与谐振的电容容量为第一
    容量;
    当所述当前加热功率为低功率时,判断所述谐振电路中需要参与谐振的电容容量为第二
    容量,其中,所述第二容量小于所述第一容量。
    4.如权利要求3所述的谐振电容的失效检测方法,其特征在于,所述根据所述反馈脉
    冲计数值和所述谐振脉冲计数值判断所述谐振电路中参与谐振的电容是否失效,具体包括:
    如果所述谐振电路中需要参与谐振的电容容量为所述第一容量,则根据预设的第一关系
    式和所述控制信号获取所述谐振电路处于正常状态时的第一谐振脉冲计数值,并在所述第一
    谐振脉冲计数值小于所述反馈脉冲计数值时,判断所述谐振电路中参与谐振的电容失效;
    如果所述谐振电路中需要参与谐振的电容容量为所述第二容量,则根据预设的第二关系
    式和所述控制信号获取所述谐振电路处于正常状态时的第二谐振脉冲计数值,并在所述第二
    谐振脉冲计数值大于所述反馈脉冲计数值时,判断所述谐振电路中参与谐振的电容失效。
    5.一种电磁加热系统中谐振电容的失效检测装置,其特征在于,所述电磁加热系统包
    括谐振电路、IGBT管和驱动所述IGBT管的驱动单元,所述谐振电路包括谐振线圈、多个谐
    振电容、控制所述多个谐振电容中参与谐振的谐振电容数量的切换开关,所述谐振电容的失
    效检测装置包括脉冲信号产生单元以及分别与所述驱动单元和所述脉冲信号产生单元相连
    的主控单元,其中,
    所述主控单元根据接收到的加热指令输出控制信号至所述驱动单元,并通过所述驱动单
    元驱动所述IGBT管以使所述谐振电路进行谐振加热工作;
    所述脉冲信号产生单元根据所述谐振电路两端的电压生成脉冲信号;
    所述主控单元根据所述脉冲信号获取反馈脉冲计数值,并根据输出至所述驱动单元的控
    制信号获取谐振脉冲计数值,以及根据所述反馈脉冲计数值和所述谐振脉冲计数值判断所述
    谐振电路中参与谐振的电容是否失效。
    6.如权利要求5所述的谐振电容的失效检测装置,其特征在于,所述主控单元还根据
    所述加热指令获取所述电磁加热系统的当前加热功率,并根据所述当前加热功率判断所述谐
    振电路中需要参与谐振的电容容量,其中,
    当所述当前加热功率为高功率时,所述主控单元判断所述谐振电路中需要参与谐振的电
    容容量为第一容量;
    当所述当前加热功率为低功率时,所述主控单元判断所述谐振电路中需要参与谐振的电
    容容量为第二容量,其中,所述第二容量小于所述第一容量。
    7.如权利要求6所述的谐振电容的失效检测装置,其特征在于,当所述谐振电路中需
    要参与谐振的电容容量为所述第一容量时,所述主控单元根据预设的第一关系式和所述控制
    信号获取所述谐振电路处于正常状态时的第一谐振脉冲计数值,并在所述第一谐振脉冲计数
    值小于所述反馈脉冲计数值时,所述主控单元判断所述谐振电路中参与谐振的电容失效。
    8.如权利要求6所述的谐振电容的失效检测装置,其特征在于,当所述谐振电路中需
    要参与谐振的电容容量为所述第二容量时,所述主控单元根据预设的第二关系式和所述控制
    信号获取所述谐振电路处于正常状态时的第二谐振脉冲计数值,并在所述第二谐振脉冲计数
    值大于所述反馈脉冲计数值时,所述主控单元判断所述谐振电路中参与谐振的电容失效。
    9.如权利要求5-8中任一项所述的谐振电容的失效检测装置,其特征在于,所述脉冲
    信号产生单元具体包括:
    串联的第一电阻和第二电阻,所述第一电阻的一端与所述谐振电路的第一端相连,所述
    第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端相连,且所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的
    一端之间具有第一节点,所述第二电阻的另一端接地;
    串联的第三电阻和第四电阻,所述第三电阻的一端与所述谐振电路的第二端相连,所述
    第三电阻的另一端与所述第四电阻的一端相连,且所述第三电阻的另一端与所述第四电阻的
    一端之间具有第二节点,所述第四电阻的另一端接地;
    比较器,所述比较器的正输入端与所述第二节点相连,所述比较器的负输入端与所述第
    一节点相连,所述比较器的输出端与所述主控单元相连。
    10.一种电磁加热系统,其特征在于,包括如权利要求5-9中任一项所述的谐振电容的
    失效检测装置。

    说明书

    电磁加热系统及其谐振电容的失效检测方法、装置

    技术领域

    本发明涉及家用电器技术领域,特别涉及一种电磁加热系统中谐振电容的失效检测方
    法、一种电磁加热系统中谐振电容的失效检测装置以及一种电磁加热系统。

    背景技术

    目前,单管电磁炉谐振电路采用并联谐振方式,在单管电磁炉连续低功率运行时,通过
    减小谐振电容的大小方式提高谐振频率,以减小低功率运行时的IGBT管超前导通电压来实
    现加热,而在单管电磁炉高功率运行时,采用大容量的谐振电容进行谐振加热。

    而如果在单管电磁炉连续低功率运行时采用大容量的谐振电容进行谐振加热,则IGBT
    管的超前导通电压将会大幅度提高,从而导致IGBT管发热损坏;如果在单管电磁炉高功率
    运行时采用小容量的谐振电容进行谐振加热,则IGBT管会因集电极电压过高而损坏。因此,
    需要判断谐振电容是否正常工作。

    发明内容

    本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目
    的在于提出一种能够实时获取谐振电容变化的电磁加热系统中谐振电容的失效检测方法。

    本发明的另一个目的在于提出一种电磁加热系统中谐振电容的失效检测装置。本发明的
    又一个目的在于提出一种电磁加热系统。

    为达到上述目的,本发明一方面实施例提出了一种电磁加热系统中谐振电容的失效检测
    方法,所述电磁加热系统包括谐振电路、IGBT管和驱动所述IGBT管的驱动单元,所述谐振
    电路包括谐振线圈、多个谐振电容、控制所述多个谐振电容中参与谐振的谐振电容数量的切
    换开关,所述谐振电容的失效检测方法包括以下步骤:S1,根据接收到的加热指令输出控制
    信号至所述驱动单元,并通过所述驱动单元驱动所述IGBT管以使所述谐振电路进行谐振加
    热工作;S2,根据所述谐振电路两端的电压生成脉冲信号,以及根据所述脉冲信号获取反馈
    脉冲计数值;S3,根据输出至所述驱动单元的控制信号获取谐振脉冲计数值,并根据所述反
    馈脉冲计数值和所述谐振脉冲计数值判断所述谐振电路中参与谐振的电容是否失效。

    根据本发明实施例的电磁加热系统中谐振电容的失效检测方法,首先根据接收到的加热
    指令输出控制信号至驱动单元,并通过驱动单元驱动IGBT管以使谐振电路进行谐振加热工
    作,然后实时检测谐振电路两端的电压,并根据谐振电路两端的电压生成脉冲信号,以及根
    据脉冲信号获取反馈脉冲计数值,最后根据输出至驱动单元的控制信号获取谐振脉冲计数
    值,并根据反馈脉冲计数值和谐振脉冲计数值判断谐振电路中参与谐振的电容是否失效,从
    而能够实时获取谐振电容的变化,以便在谐振电容失效后采取相应的?;ご胧?,提高系统的
    安全性。

    根据本发明的一个实施例,在步骤S1中,还根据所述加热指令获取所述电磁加热系统
    的当前加热功率,并根据所述当前加热功率判断所述谐振电路中需要参与谐振的电容容量。

    根据本发明的一个实施例,当所述当前加热功率为高功率时,判断所述谐振电路中需要
    参与谐振的电容容量为第一容量;当所述当前加热功率为低功率时,判断所述谐振电路中需
    要参与谐振的电容容量为第二容量,其中,所述第二容量小于所述第一容量。

    根据本发明的一个实施例,所述根据所述反馈脉冲计数值和所述谐振脉冲计数值判断所
    述谐振电路中参与谐振的电容是否失效,具体包括:如果所述谐振电路中需要参与谐振的电
    容容量为所述第一容量,则根据预设的第一关系式和所述控制信号获取所述谐振电路处于正
    常状态时的第一谐振脉冲计数值,并在所述第一谐振脉冲计数值小于所述反馈脉冲计数值
    时,判断所述谐振电路中参与谐振的电容失效;如果所述谐振电路中需要参与谐振的电容容
    量为所述第二容量,则根据预设的第二关系式和所述控制信号获取所述谐振电路处于正常状
    态时的第二谐振脉冲计数值,并在所述第二谐振脉冲计数值大于所述反馈脉冲计数值时,判
    断所述谐振电路中参与谐振的电容失效。

    为达到上述目的,本发明另一方面实施例提出了一种电磁加热系统中谐振电容的失效检
    测装置,所述电磁加热系统包括谐振电路、IGBT管和驱动所述IGBT管的驱动单元,所述谐
    振电路包括谐振线圈、多个谐振电容、控制所述多个谐振电容中参与谐振的谐振电容数量的
    切换开关,所述谐振电容的失效检测装置包括脉冲信号产生单元以及分别与所述驱动单元和
    所述脉冲信号产生单元相连的主控单元,其中,所述主控单元根据接收到的加热指令输出控
    制信号至所述驱动单元,并通过所述驱动单元驱动所述IGBT管以使所述谐振电路进行谐振
    加热工作;所述脉冲信号产生单元根据所述谐振电路两端的电压生成脉冲信号;所述主控单
    元根据所述脉冲信号获取反馈脉冲计数值,并根据输出至所述驱动单元的控制信号获取谐振
    脉冲计数值,以及根据所述反馈脉冲计数值和所述谐振脉冲计数值判断所述谐振电路中参与
    谐振的电容是否失效。

    根据本发明实施例的电磁加热系统中谐振电容的失效检测装置,主控单元根据接收到的
    加热指令输出控制信号至驱动单元,并通过驱动单元驱动IGBT管以使谐振电路进行谐振加
    热工作,脉冲信号产生单元检测谐振电路两端的电压,并根据谐振电路两端的电压生成脉冲
    信号,主控单元根据脉冲信号获取反馈脉冲计数值,并根据输出至驱动单元的控制信号获取
    谐振脉冲计数值,以及根据反馈脉冲计数值和谐振脉冲计数值判断谐振电路中参与谐振的电
    容是否失效,从而能够实时获取谐振电容的变化,以便在谐振电容失效后采取相应的?;ご?br />施,提高系统的安全性。

    根据本发明的一个实施例,所述主控单元还根据所述加热指令获取所述电磁加热系统的
    当前加热功率,并根据所述当前加热功率判断所述谐振电路中需要参与谐振的电容容量,其
    中,当所述当前加热功率为高功率时,所述主控单元判断所述谐振电路中需要参与谐振的电
    容容量为第一容量;当所述当前加热功率为低功率时,所述主控单元判断所述谐振电路中需
    要参与谐振的电容容量为第二容量,其中,所述第二容量小于所述第一容量。

    根据本发明的一个实施例,当所述谐振电路中需要参与谐振的电容容量为所述第一容量
    时,所述主控单元根据预设的第一关系式和所述控制信号获取所述谐振电路处于正常状态时
    的第一谐振脉冲计数值,并在所述第一谐振脉冲计数值小于所述反馈脉冲计数值时,所述主
    控单元判断所述谐振电路中参与谐振的电容失效。

    根据本发明的一个实施例,当所述谐振电路中需要参与谐振的电容容量为所述第二容量
    时,所述主控单元根据预设的第二关系式和所述控制信号获取所述谐振电路处于正常状态时
    的第二谐振脉冲计数值,并在所述第二脉冲值大于所述反馈脉冲计数值时,所述主控单元判
    断所述谐振电路中参与谐振的电容失效。

    在本发明的一些实施例中,所述脉冲信号产生单元具体包括:串联的第一电阻和第二电
    阻,所述第一电阻的一端与所述谐振电路的第一端相连,所述第一电阻的另一端与所述第二
    电阻的一端相连,且所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端之间具有第一节点,所述
    第二电阻的另一端接地;串联的第三电阻和第四电阻,所述第三电阻的一端与所述谐振电路
    的第二端相连,所述第三电阻的另一端与所述第四电阻的一端相连,且所述第三电阻的另一
    端与所述第四电阻的一端之间具有第二节点,所述第四电阻的另一端接地;比较器,所述比
    较器的正输入端与所述第二节点相连,所述比较器的负输入端与所述第一节点相连,所述比
    较器的输出端与所述主控单元相连。

    此外,本发明的实施例还提出了一种电磁加热系统,其包括上述的谐振电容的失效检测
    装置,所述电磁加热系统为电磁炉或IH(Induction Heating,感应加热)电饭煲或IH电压
    力锅,也可是其他电磁加热烹饪装置。

    该电磁加热系统通过上述的谐振电容的失效检测装置,能够实时获取谐振电容的变化,
    以便在谐振电容失效后执行相应的?;ざ?,提高了安全性。

    附图说明

    图1是根据本发明实施例的电磁加热系统中谐振电容的失效检测方法的流程图。

    图2是根据本发明一个实施例的电磁加热系统中谐振电容的失效检测流程图。

    图3是根据本发明实施例的电磁加热系统中谐振电容的失效检测装置的电路图。

    图4是根据本发明一个实施例的电磁加热系统的电路结构图。

    图5是根据本发明一个实施例的PPG信号值与脉冲计数值对应关系曲线图。

    具体实施方式

    下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或
    类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的
    实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

    下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的电磁加热系统中谐振电容的失效检测
    方法、电磁加热系统中谐振电容的失效检测装置以及电磁加热系统。

    图1是根据本发明实施例的电磁加热系统中谐振电容的失效检测方法的流程图,其中,
    电磁加热系统包括谐振电路、IGBT管和驱动IGBT管的驱动单元,谐振电路包括谐振线圈、
    多个谐振电容、控制多个谐振电容中参与谐振的谐振电容数量的切换开关。

    如图1所示,电磁加热系统中谐振电容的失效检测方法包括以下步骤:

    S1,根据接收到的加热指令输出控制信号至驱动单元,并通过驱动单元驱动IGBT管以
    使谐振电路进行谐振加热工作。其中,控制信号可以为PPG信号。

    根据本发明的一个实施例,在该步骤中,还根据加热指令获取电磁加热系统的当前加热
    功率,并根据当前加热功率判断谐振电路中需要参与谐振的电容容量。

    根据本发明的一个实施例,当当前加热功率为高功率时,判断谐振电路中需要参与谐振
    的电容容量为第一容量;当当前加热功率为低功率时,判断谐振电路中需要参与谐振的电容
    容量为第二容量,其中,第二容量小于第一容量。

    例如,当谐振电路中的多个谐振电容为并联方式时,如果电磁加热系统的当前加热功率
    为高功率,则控制切换开关闭合以使多个谐振电容共同参与谐振,例如,可以是两个谐振电
    容并联后共同参与谐振,此时参与谐振的电容容值为两个谐振电容容值之和,谐振电路处于
    谐振大电容状态;如果电磁加热系统的当前加热功率为低功率,则控制切换开关断开,此时
    只有部分谐振电容参与谐振,例如,可以是单个谐振电容参与谐振,谐振电路处于谐振小电
    容状态。

    S2,根据谐振电路两端的电压生成脉冲信号,以及根据脉冲信号获取反馈脉冲计数值。
    在根据谐振电路两端的电压生成脉冲信号前,还实时检测谐振电路两端的电压。

    可以理解的是,反馈脉冲计数值与谐振线圈和谐振电容相关,在谐振线圈不变的情况下,
    谐振电容越小,谐振频率越大;谐振电容越大,谐振频率越小。同时,电磁加热系统的加热
    功率不同时,对应的谐振电容也不同,因此反馈脉冲计数值也不同。反馈脉冲计数值可以是
    每秒内谐振电路的脉冲计数值。

    S3,根据输出至驱动单元的控制信号获取谐振脉冲计数值,并根据反馈脉冲计数值和谐
    振脉冲计数值判断谐振电路中参与谐振的电容是否失效。

    根据本发明的一个实施例,根据反馈脉冲计数值和谐振脉冲计数值判断谐振电路中参
    与谐振的电容是否失效,具体包括:如果谐振电路中需要参与谐振的电容容量为第一容量,
    则根据预设的第一关系式和控制信号获取谐振电路处于正常状态时的第一谐振脉冲计数值,
    并在第一谐振脉冲计数值小于反馈脉冲计数值时,判断谐振电路中参与谐振的电容失效;如
    果谐振电路中需要参与谐振的电容容量为第二容量,则根据预设的第二关系式和控制信号获
    取谐振电路处于正常状态时的第二谐振脉冲计数值,并在第二谐振脉冲计数值大于反馈脉冲
    计数值时,判断谐振电路中参与谐振的电容失效。

    其中,预设的第一关系式为谐振电路处于正常工作状态时且参与谐振的电容容量为第一
    容量时,谐振电路的脉冲计数值与控制信号之间的关系;预设的第二关系式为谐振电路处于
    正常工作状态时且参与谐振的电容容量为第二容量时,谐振电路的脉冲计数值与控制信号之
    间的关系。预设的第一关系式和预设的第二关系式可以根据实际情况获取,本实施例中如图
    5所示的PPG信号值与脉冲计数值对应关系曲线图,通过304不锈钢材质锅的试验数据形成
    大电容下、小电容下PPG信号值对应的脉冲计数值判定线与反馈脉冲计数值的关系,当大电
    容值下反馈脉冲计数值高于第一谐振脉冲计数值M时则判定电容失效,当小电容值情况下反
    馈脉冲计数值低于第二谐振脉冲计数值N时则判定电容失效。

    具体地,在电磁加热系统工作过程中,实时检测谐振电路两端的电压,并根据谐振电路
    两端的电压生成脉冲信号,以及根据脉冲信号获取反馈脉冲计数值A,同时记录控制信号值
    X。

    如果当前电磁加热系统处于高功率运行状态,即参与谐振的电容容量为第一容量,则根
    据预设的第一关系式和记录的控制信号值X获取第一谐振脉冲计数值M,如果获取的第一谐
    振脉冲计数值M小于获取的反馈脉冲计数值A,则判断谐振电路中参与谐振的电容失效(谐
    振电容变小);如果当前电磁加热系统处于低功率运行状态,即参与谐振的电容容量为第二
    容量,则根据预设的第二关系式和记录的控制信号值X获取第二谐振脉冲计数值N,如果获
    取的第二谐振脉冲计数值N大于获取的反馈脉冲计数值A,则判断谐振电路中参与谐振的电
    容失效(谐振电容变大)。

    进一步地,如图2所示,电磁加热系统中谐振电容的失效检测过程包括以下步骤:

    S101,动态检测谐振电容失效开始。

    S102,驱动单元驱动IBGT管以使谐振电路进行谐振加热。

    S103,脉冲信号产生单元输出脉冲信号。其中,脉冲信号产生单元通过检测谐振电路两
    端的电压以生成脉冲信号并输出。

    S104,主控单元将脉冲信号转换为反馈脉冲计数值A,并记录当前的PPG信号值X,即
    主控单元根据输出的控制信号如PPG信号获取的控制信号值X。

    S105,判断谐振电容是否为大容值,即判断参与谐振的电容容量是否为第一容量。如果
    是,执行步骤S106;如果否,执行步骤S109。

    S106,根据预设的在谐振大电容状态下的谐振电路的脉冲计数值与PPG信号值之间的关
    系式Y1,通过X获得第一谐振脉冲计数值M。

    S107,判断反馈脉冲计数值A是否大于第一谐振脉冲计数值M。如果是,执行步骤S108;
    如果否,执行步骤S111。

    S108,谐振电容失效(谐振电容变小)。

    S109,根据预设的在谐振小电容状态下的谐振电路的脉冲计数值与PPG信号值之间的关
    系式Y2,通过X获得第二谐振脉冲计数值N。

    S110,判断反馈脉冲计数值A是否小于第二谐振脉冲计数值N。如果是,执行步骤S112;
    如果否,执行步骤S111。

    S111,谐振电容正常状态。

    S112,谐振电容失效(谐振电容变大)。

    S113,动态检测谐振电容失效结束。

    需要说明的是,可以每隔一秒检测谐振电容是否失效。另外,由于加热功率的大小随着
    PPG信号的大小变化,而加热功率可以通过用户设置,并且每档加热功率大小比较恒定,因
    此可以通过上述步骤动态检测谐振电容是否失效。

    再进一步地,根据本发明的一个具体示例,如图4所示,假设当加热功率小于或等于
    1000W时,主控单元默认为低功率状态,切换开关处于闭合状态,谐振电路处于谐振大电容
    状态;当加热功率大于1000W时,主控单元默认为高功率状态,切换开关处于断开状态,谐
    振电路处于谐振小电容状态。同时,主控单元预先设定谐振大电容状态下的谐振电路的脉冲
    计数值与控制信号值如PPG信号值之间的关系式即第一关系式Y1和谐振小电容状态下的谐
    振电路的脉冲计数值与控制信号值如PPG信号值之间的关系式即第二关系式Y2。

    当用户操作电磁加热系统使电磁加热系统的加热功率为高功率如2000W时,主控单元控
    制切换开关闭合,谐振电路以第一谐振电容和第二谐振电容并联方式运行。脉冲信号产生单
    元检测谐振电路两端的电压,并根据谐振电路两端的电压生成脉冲信号,主控单元将脉冲信
    号转换为反馈脉冲计数值A,并根据预设的第一关系式Y1计算正常状态下的第一谐振脉冲计
    数值M,然后比较反馈脉冲计数值A与第一谐振脉冲计数值M的大小,如果A>M,则主控单
    元判定谐振电容失效(谐振电容变小)。

    当用户操作电磁加热系统使电磁加热系统的加热功率为低功率如500W时,主控单元控
    制切换开关断开,此时,只有第一谐振电容参与谐振。脉冲信号产生单元检测谐振电路两端
    的电压,并根据谐振电路两端的电压生成脉冲信号,主控单元将脉冲信号转换为反馈脉冲计
    数值A,并根据预设的第二关系式Y2计算出正常状态下的第二谐振脉冲计数值N,然后比较
    反馈脉冲计数值A与第二谐振脉冲计数值N的大小,如果A<N,则主控单元判定谐振电容失
    效(谐振电容变大)。

    综上所述,根据本发明实施例的电磁加热系统中谐振电容的失效检测方法,首先根据接
    收到的加热指令输出控制信号至驱动单元,并通过驱动单元驱动IGBT管以使谐振电路进行
    谐振加热工作,然后实时检测谐振电路两端的电压,并根据谐振电路两端的电压生成脉冲信
    号,以及根据脉冲信号获取反馈脉冲计数值,最后根据输出至驱动单元的控制信号获取谐振
    脉冲计数值,并根据反馈脉冲计数值和谐振脉冲计数值判断谐振电路中参与谐振的电容是否
    失效,从而能够实时获取谐振电容的变化,以便在谐振电容失效后采取相应的?;ご胧?,提
    高系统的安全性。

    图3是根据本发明实施例的电磁加热系统中谐振电容的失效检测装置的电路图,如图3
    所示,电磁加热系统包括谐振电路10、IGBT管和驱动IGBT管的驱动单元20,谐振电路10
    包括谐振线圈L1、多个谐振电容、控制多个谐振电容中参与谐振的谐振电容数量的切换开关
    K。

    谐振电容的失效检测装置包括脉冲信号产生单元30以及分别与驱动单元20和脉冲信号
    产生单元30相连的主控单元40,其中,主控单元40根据接收到的加热指令输出控制信号至
    驱动单元20,并通过驱动单元20驱动IGBT管以使谐振电路10进行谐振加热工作,脉冲信
    号产生单元30检测谐振电路10两端的电压,并根据谐振电路10两端的电压生成脉冲信号,
    主控单元40根据脉冲信号获取反馈脉冲计数值,并根据输出至驱动单元20的控制信号获取
    谐振脉冲计数值,以及根据反馈脉冲计数值和谐振脉冲计数值判断谐振电路10中参与谐振
    的电容是否失效。

    可以理解的是,反馈脉冲计数值与谐振线圈L1和谐振电容相关,在谐振线圈L1不变的
    情况下,谐振电容越小,谐振频率越大;谐振电容越大,谐振频率越小。同时,电磁加热系
    统的加热功率不同时,对应的谐振电容也不同,因此反馈脉冲计数值也不同。反馈脉冲计数
    值可以是每秒内的谐振电路的脉冲计数值。

    根据本发明的一个实施例,主控单元40还根据加热指令获取电磁加热系统的当前加热
    功率,并根据当前加热功率判断谐振电路10中需要参与谐振的电容容量,其中,当当前加
    热功率为高功率时,主控单元40判断谐振电路10中需要参与谐振的电容容量为第一容量;
    当当前加热功率为低功率时,主控单元40判断谐振电路10中需要参与谐振的电容容量为第
    二容量,其中,第二容量小于第一容量。

    如图3所示,谐振电路10中可以包括两个谐振电容,第一谐振电容C1和第二谐振电容
    C2,并且第一谐振电容C1和第二谐振电容C2并联。

    在电磁加热系统运行过程中,如果电磁加热系统的当前加热功率为高功率,则主控单元
    40控制切换开关K闭合以使第一谐振电容C1和第二谐振电容C2共同参与谐振,参与谐振的
    电容容值为第一谐振电容C1和第二谐振电容C2容值之和,谐振电路10处于谐振大电容状
    态;如果电磁加热系统的当前加热功率为低功率,则主控单元40控制切换开关K断开,此
    时只有第一谐振电容C1参与谐振,谐振电路10处于谐振小电容状态。

    根据本发明的一个实施例,当谐振电路10中需要参与谐振的电容容量为第一容量时,
    主控单元40根据预设的第一关系式和控制信号获取谐振电路10处于正常状态时的第一谐振
    脉冲计数值,并在第一谐振脉冲计数值小于反馈脉冲计数值时,主控单元40判断谐振电路
    中参与谐振的电容失效。

    根据本发明的一个实施例,当谐振电路10中需要参与谐振的电容容量为第二容量时,
    主控单元40根据预设的第二关系式和控制信号获取谐振电路10处于正常状态时的第二谐振
    脉冲计数值,并在第二谐振脉冲计数值大于反馈脉冲计数值时,主控单元40判断谐振电路
    10中参与谐振的电容失效。

    其中,预设的第一关系式为谐振电路处于正常工作状态时且参与谐振的电容容量为第一
    容量时,谐振电路的脉冲计数值与控制信号值之间的关系;预设的第二关系式为谐振电路处
    于正常工作状态时且参与谐振的电容容量为第二容量时,谐振电路的脉冲计数值与控制信号
    值之间的关系。预设的第一关系式和预设的第二关系式可以根据实际情况获取,本实施例中
    如图5所示的PPG信号值与脉冲计数值对应关系曲线图,通过304不锈钢材质锅的试验数据
    形成大电容下、小电容下PPG信号值对应的脉冲计数值判定线与反馈脉冲计数值的关系,当
    大电容值下反馈脉冲计数值高于第一谐振脉冲计数值M时则判定电容失效,当小电容值情况
    下反馈脉冲计数值低于第二谐振脉冲计数值N时则判定电容失效。

    具体地,在电磁加热系统工作过程中,脉冲信号产生单元30实时检测谐振电路10两端
    的电压,并根据谐振电路10两端的电压生成脉冲信号,主控单元40根据脉冲信号获取反馈
    脉冲计数值A,同时,主控单元40记录控制信号值X。

    如果当前电磁加热系统处于高功率运行状态,即参与谐振的电容容量为第一容量,则主
    控单元40根据预设的第一关系式和记录的控制信号值X获取第一谐振脉冲计数值M,如果主
    控单元40获取的第一谐振脉冲计数值M小于获取的反馈脉冲计数值A,则主控单元40判断
    谐振电路10中参与谐振的电容失效(谐振电容变小);如果当前电磁加热系统处于低功率运
    行状态,即参与谐振的电容容量为第二容量,则主控单元40根据预设的第二关系式和记录
    的控制信号值X获取第二谐振脉冲计数值N,如果主控单元40获取的第二谐振脉冲计数值N
    大于获取的反馈脉冲计数值A,则主控单元40判断谐振电路中参与谐振的电容失效(谐振电
    容变大)。

    在本发明的一些实施例中,如图3和图4所示,脉冲信号产生单元30具体包括第一电
    阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和比较器U1,其中,第一电阻R1和第二电
    阻R2串联,第一电阻R1的一端与谐振电路10的第一端相连,第一电阻R1的另一端与第二
    电阻R2的一端相连,且第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端之间具有第一节点J1,
    第二电阻R2的另一端接地GND,第三电阻R3和第四电阻R4串联,第三电阻R3的一端与谐
    振电路10的第二端相连,第三电阻R3的另一端与第四电阻R4的一端相连,且第三电阻R3
    的另一端与第四电阻R4的一端之间具有第二节点J2,第四电阻R4的另一端接地GND,比较
    器U1的正输入端与第二节点J2相连,比较器U1的负输入端与第一节点J1相连,比较器的
    输出端与主控单元40相连。需要说明的是,在实际应用中比较器U1经常被集成设置在主控
    单元40内,但比较器U1的对外连接关系不变,属于本方案的一个实际应用案例。

    此外,如图4所示,电磁加热系统中谐振电容的失效检测装置还可以包括开关控制单元
    50和整流滤波单元60,主控单元40通过开关控制单元50控制切换开关K的闭合和断开,
    整流滤波单元60包括整流桥61、第二电感L2和第三电容C3,其中,整流桥61将交流电整
    流为第一直流电,第一直流电经过第二电感L2和第三电容C3构成的滤波电路进行滤波,以
    输出较为稳定的第二直流电给谐振电路10供电。

    具体地,假设当加热功率小于或等于1000W时,主控单元40默认为低功率状态,切换
    开关K处于闭合状态,谐振电路处于谐振大电容状态;当加热功率大于1000W时,主控单元
    40默认为高功率状态,切换开关K处于断开状态,谐振电路处于谐振小电容状态。同时,主
    控单元40预先设定谐振大电容状态下的谐振电路10的脉冲计数值与控制信号值如PPG信号
    值之间的关系式即第一关系式Y1和谐振小电容状态下的谐振电路10的脉冲计数值与控制信
    号值如PPG信号值之间的关系式即第二关系式Y2。

    当用户操作电磁加热系统使电磁加热系统的加热功率为高功率如2000W时,主控单元40
    发出切换开关闭合信号至开关控制单元50,通过开关控制单元50控制切换开关K闭合,谐
    振电路以第一谐振电容C1和第二谐振电容C2并联方式运行。脉冲信号产生单元30检测谐
    振电路10两端的电压,并根据谐振电路10两端的电压生成脉冲信号,主控单元40将脉冲
    信号转换为反馈脉冲计数值A,并根据预设的第一关系式Y1计算正常状态下的第一谐振脉冲
    计数值M,然后比较反馈脉冲计数值A与第一谐振脉冲计数值M的大小,如果A>M,则主控
    单元40判定谐振电容失效(谐振电容变小)。

    当用户操作电磁加热系统使电磁加热系统的加热功率为低功率如500W时,主控单元40
    发出切换开关断开信号至开关控制单元50,通过开关控制单元50控制切换开关K断开,此
    时,只有第一谐振电容C1参与谐振。脉冲信号产生单元30检测谐振电路10两端的电压,
    并根据谐振电路10两端的电压生成脉冲信号,主控单元40将脉冲信号转换为反馈脉冲计数
    值A,并根据预设的第二关系式Y2计算出正常状态下的第二谐振脉冲计数值N,然后比较反
    馈脉冲计数值A与第二谐振脉冲计数值N的大小,如果A<N,则主控单元40判定谐振电容
    失效(谐振电容变大)。

    根据本发明实施例的电磁加热系统中谐振电容的失效检测装置,主控单元根据接收到的
    加热指令输出控制信号至驱动单元,并通过驱动单元驱动IGBT管以使谐振电路进行谐振加
    热工作,脉冲信号产生单元检测谐振电路两端的电压,并根据谐振电路两端的电压生成脉冲
    信号,主控单元根据脉冲信号获取反馈脉冲计数值,并根据输出至驱动单元的控制信号获取
    谐振脉冲计数值,以及根据反馈脉冲计数值和谐振脉冲计数值判断谐振电路中参与谐振的电
    容是否失效,从而能够实时获取谐振电容的变化,以便在谐振电容失效后采取相应的?;ご?br />施,提高系统的安全性。

    此外,本发明的实施例还提出了一种电磁加热系统,其包括上述的谐振电容的失效检测
    装置,电磁加热系统可以为家用电烹饪器,例如电磁炉、电磁加热饭煲及电磁加热压力锅等。

    该电磁加热系统通过上述的谐振电容的失效检测装置,能够实时获取谐振电容的变化,
    以便在谐振电容失效后执行相应的?;ざ?,提高了安全性。

    在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、
    “厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、
    “顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或
    者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
    隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,
    三个等,除非另有明确具体的限定。

    在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等
    术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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
    内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员
    而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

    在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可
    以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一
    特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上
    方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下
    方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平
    高度小于第二特征。

    在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、
    或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包
    含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针
    对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或
    多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员
    可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

    尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,
    不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进
    行变化、修改、替换和变型。

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    本文标题:电磁加热系统及其谐振电容的失效检测方法、装置.pdf
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