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    重庆时时彩稳赚预测: 电磁炉、电磁加热系统的加热控制装置及其控制方法.pdf

    关 键 词:
    电磁炉 电磁 加热 系统 控制 装置 及其 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201510061142.3

    申请日:

    2015.02.05

    公开号:

    CN105992418A

    公开日:

    2016.10.05

    当前法律状态:

    公开

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):H05B 6/06申请日:20150205|||公开
    IPC分类号: H05B6/06; F24C7/08 主分类号: H05B6/06
    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: 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:

    CN201510061142.3

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2016.11.09|||2016.10.05

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种电磁炉、电磁加热系统的加热控制装置及其控制方法,其中加热控制装置包括:谐振电路,谐振电路包括第一IGBT和第二IGBT;第一驱动电路,第一驱动电路用于驱动第一IGBT的导通和截止;第二驱动电路,第二驱动电路用于驱动第二IGBT的导通和截止;控制器,控制器用于分别输出两路脉宽调制PWM信号给第一驱动电路和第二驱动电路,其中,两路PWM信号与控制器共地;以及信号转换电路,信号转换电路用于将两路PWM信号中的一路共地的PWM信号转换为浮地的PWM信号。该加热控制装置通过由简单元器件组成的信号转换电路实现将一路共地的PWM信号转换为浮地的PWM信号,从而可大大降低成本,减小占用体积,提高产品的制造效率。

    权利要求书

    1.一种电磁加热系统的加热控制装置,其特征在于,包括:
    谐振电路,所述谐振电路包括第一IGBT和第二IGBT;
    第一驱动电路,所述第一驱动电路用于驱动所述第一IGBT的导通和截止;
    第二驱动电路,所述第二驱动电路用于驱动所述第二IGBT的导通和截止;
    控制器,所述控制器用于分别输出两路脉宽调制PWM信号给所述第一驱动电路
    和所述第二驱动电路,其中,所述两路PWM信号与所述控制器共地;以及
    信号转换电路,所述信号转换电路用于将所述两路PWM信号中的一路共地的
    PWM信号转换为浮地的PWM信号。
    2.如权利要求1所述的电磁加热系统的加热控制装置,其特征在于,当所述第一
    IGBT为上桥臂时,所述信号转换电路连接在所述控制器的第一输出管脚与所述第一驱
    动电路之间。
    3.如权利要求2所述的电磁加热系统的加热控制装置,其特征在于,所述信号转
    换电路包括:
    信号输入端,所述信号输入端与所述控制器的第一输出管脚相连;
    信号输出端,所述信号输出端与所述第一驱动电路相连;
    连接在所述信号输入端与所述信号输出端之间的开关单元,所述开关单元用于将
    所述第一输出管脚输出的与所述控制器共地的PWM信号转换为浮地的PWM信号。
    4.如权利要求3所述的电磁加热系统的加热控制装置,其特征在于,所述开关单
    元包括:
    第一三极管,所述第一三极管的基极与所述信号输入端相连,所述第一三极管的
    集电极作为所述信号输出端;
    第一电阻,所述第一电阻的一端与所述第一三极管的发射极相连,所述第一电阻
    的另一端与地线相连。
    5.如权利要求3所述的电磁加热系统的加热控制装置,其特征在于,所述开关单
    元包括:
    第一电容,所述第一电容的一端与所述信号输入端相连;
    第二三极管,所述第二三极管的基极与所述第一电容的另一端相连,所述第二三
    极管的集电极作为所述信号输出端;
    第二电阻,所述第二电阻的一端与所述第二三极管的发射极相连,所述第二电阻
    的另一端与预设的负电源相连;
    第一二极管,所述第一二极管的阳极与所述第二电阻的另一端相连,所述第一二
    极管的阴极分别与所述第一电容的另一端和所述第二三极管的基极相连。
    6.如权利要求3所述的电磁加热系统的加热控制装置,其特征在于,所述开关单
    元包括:
    第二电容,所述第二电容的一端与所述信号输入端相连;
    第二二极管,所述第二二极管的阳极与所述第二电容的另一端相连,所述第二二
    极管的阴极与地线相连;
    第三电阻,所述第三电阻的一端分别与所述第二二极管的阳极和所述第二电容的
    另一端相连;
    第三三极管,所述第三三极管的基极与所述第二二极管的阴极相连后与所述地线
    相连,所述第三三极管的发射极与所述第三电阻的另一端相连,所述第三三极管的集
    电极作为所述信号输出端。
    7.如权利要求4-6中任一项所述的电磁加热系统的加热控制装置,其特征在于,
    所述第一驱动电路包括:
    第四三极管,所述第四三极管的基极与所述信号输出端相连,所述第四三极管的
    发射极通过第三二极管与所述信号输出端相连,所述第三二极管的阳极与所述第四三
    极管的发射极相连,所述第三二极管的阴极与所述信号输出端相连;
    第四电阻,所述第四电阻的一端分别与所述第四三极管的基极和所述信号输出端
    相连,所述第四电阻的另一端与第一电源的正极端相连,所述第一电源的负极端与所
    述第三二极管的阳极相连;
    第五电阻,所述第五电阻的一端与所述第四三极管的集电极相连,所述第五电阻
    的另一端与所述第四电阻的另一端相连;
    第五三极管,所述第五三极管的基极与所述第四三极管的集电极相连,所述第五
    三极管的集电极与所述第四电阻的另一端相连;
    第六三极管,所述第六三极管的基极分别与所述第四三极管的集电极和所述第五
    三极管的基极相连,所述第六三极管的集电极与所述第三二极管的阳极相连;
    第六电阻,所述第六电阻的一端与所述第五三极管的发射极相连,所述第六电阻
    的另一端与所述第一IGBT的G极相连,所述第一IGBT的C极与所述电磁加热系统
    中直流母线的正输出端相连,所述第一IGBT的E极与所述第三二极管的阳极相连;
    第七电阻,所述第七电阻的一端与所述第六三极管的发射极相连,所述第七电阻
    的另一端分别与所述第六电阻的另一端和所述第一IGBT的G极相连;
    第八电阻,所述第八电阻的一端分别与所述第六电阻的另一端、所述第七电阻的
    另一端和所述第一IGBT的G极相连,所述第八电阻的另一端与所述第三二极管的阳
    极相连。
    8.如权利要求2所述的电磁加热系统的加热控制装置,其特征在于,所述控制器
    输出的两路PWM信号互补,并且所述第一输出管脚输出的PWM信号的高电平时长比
    另一路PWM信号的高电平时长多出预设时间。
    9.一种电磁炉,其特征在于,包括如权利要求1-8中任一项所述的电磁加热系统
    的加热控制装置。
    10.一种如权利要求1-8中任一项所述的电磁加热系统的加热控制装置的控制方
    法,其特征在于,包括以下步骤:
    通过所述控制器分别输出两路脉宽调制PWM信号给所述第一驱动电路和所述第
    二驱动电路,其中,所述两路PWM信号与所述控制器共地;
    通过所述信号转换电路将所述两路PWM信号中的一路共地的PWM信号转换为浮
    地的PWM信号;以及
    所述控制器输出进行转换的那一路PWM信号时,将该路PWM信号的高电平时长
    延长预设时间。

    说明书

    电磁炉、电磁加热系统的加热控制装置及其控制方法

    技术领域

    本发明涉及电磁感应加热技术领域,特别涉及一种电磁加热系统的加热控制装置、
    一种具有该电磁加热系统的加热控制装置的电磁炉以及一种电磁加热系统的加热控制
    装置的控制方法。

    背景技术

    目前在半桥或全桥电磁加热系统中,进行电磁加热工作时上、下桥IGBT(Insulated
    Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)交替导通和截止。其中,上桥IGBT1
    导通时,下桥IGBT2截止,IGBT1的E极电压为直流母线电压Vdc,要保持IGBT1的
    导通,IGBT1的G极电压要比E极电压高18V,即Vdc+18V;上桥IGBT1截止时,下
    桥IGBT2导通,IGBT1的E极电压为0V地线电压。因此,上桥IGBT1的E极电压对
    于控制器的地线来说,电压是浮动的,控制器要控制上桥IGBT1的导通和截止,必须
    要控制IGBT1的GE极电压,但由于控制器输出的PWM(Pulse Width Modulation,脉
    宽调制)信号为共地信号,所以控制器要将PWM信号送到上桥IGBT1的G极和E极,
    必须要将共地的PWM信号转换浮地的PWM信号。

    相关技术中,通常是采用隔离变压器来实现信号转换,或者是采用高速光耦或专
    门芯片来实现信号转换。但是,采用隔离变压器时,变压器体积大,成本高,不利于
    贴片化生产,使得制造效率低下;采用高速光耦或专门芯片时,器件成本昂贵,产品
    性价比低。

    发明内容

    本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

    为此,本发明的一个目的在于提出一种电磁加热系统的加热控制装置,通过由简
    单元器件组成的信号转换电路实现将一路共地的PWM信号转换为浮地的PWM信号,
    从而可大大降低成本,减小占用体积,提高产品的制造效率。

    本发明的另一个目的在于提出一种电磁炉。本发明的还一个目的在于提出一种电
    磁加热系统的加热控制装置的控制方法。

    为达到上述目的,本发明一方面实施例提出的一种电磁加热系统的加热控制装置,
    包括:谐振电路,所述谐振电路包括第一IGBT和第二IGBT;第一驱动电路,所述第
    一驱动电路用于驱动所述第一IGBT的导通和截止;第二驱动电路,所述第二驱动电路
    用于驱动所述第二IGBT的导通和截止;控制器,所述控制器用于分别输出两路脉宽调
    制PWM信号给所述第一驱动电路和所述第二驱动电路,其中,所述两路PWM信号与
    所述控制器共地;以及信号转换电路,所述信号转换电路用于将所述两路PWM信号
    中的一路共地的PWM信号转换为浮地的PWM信号。

    根据本发明实施例的电磁加热系统的加热控制装置,通过由简单元器件组成的信
    号转换电路实现将一路共地的PWM信号转换为浮地的PWM信号,使得电磁加热系统
    稳定、可靠地工作。由于信号转换电路由简单的元器件组成,从而可大大降低成本,
    有利于提高产品的性价比,并且还能够减小占用体积,有利于电路板贴片化生产,大
    大提高产品的制造效率。

    根据本发明的一个实施例,当所述第一IGBT为上桥臂时,所述信号转换电路连接
    在所述控制器的第一输出管脚与所述第一驱动电路之间。

    其中,所述信号转换电路包括:信号输入端,所述信号输入端与所述控制器的第
    一输出管脚相连;信号输出端,所述信号输出端与所述第一驱动电路相连;连接在所
    述信号输入端与所述信号输出端之间的开关单元,所述开关单元用于将所述第一输出
    管脚输出的与所述控制器共地的PWM信号转换为浮地的PWM信号。

    可选地,根据本发明的一个实施例,所述开关单元包括:第一三极管,所述第一
    三极管的基极与所述信号输入端相连,所述第一三极管的集电极作为所述信号输出端;
    第一电阻,所述第一电阻的一端与所述第一三极管的发射极相连,所述第一电阻的另
    一端与地线相连。

    可选地,根据本发明的一个实施例,所述开关单元包括:第一电容,所述第一电
    容的一端与所述信号输入端相连;第二三极管,所述第二三极管的基极与所述第一电
    容的另一端相连,所述第二三极管的集电极作为所述信号输出端;第二电阻,所述第
    二电阻的一端与所述第二三极管的发射极相连,所述第二电阻的另一端与预设的负电
    源相连;第一二极管,所述第一二极管的阳极与所述第二电阻的另一端相连,所述第
    一二极管的阴极分别与所述第一电容的另一端和所述第二三极管的基极相连。

    可选地,根据本发明的一个实施例,所述开关单元包括:第二电容,所述第二电
    容的一端与所述信号输入端相连;第二二极管,所述第二二极管的阳极与所述第二电
    容的另一端相连,所述第二二极管的阴极与地线相连;第三电阻,所述第三电阻的一
    端分别与所述第二二极管的阳极和所述第二电容的另一端相连;第三三极管,所述第
    三三极管的基极与所述第二二极管的阴极相连后与所述地线相连,所述第三三极管的
    发射极与所述第三电阻的另一端相连,所述第三三极管的集电极作为所述信号输出端。

    因此,信号转换电路可由电阻、三极管等简单元器件组成,可大大降低生产成本。

    根据本发明的一个实施例,所述第一驱动电路包括:第四三极管,所述第四三极
    管的基极与所述信号输出端相连,所述第四三极管的发射极通过第三二极管与所述信
    号输出端相连,所述第三二极管的阳极与所述第四三极管的发射极相连,所述第三二
    极管的阴极与所述信号输出端相连;第四电阻,所述第四电阻的一端分别与所述第四
    三极管的基极和所述信号输出端相连,所述第四电阻的另一端与第一电源的正极端相
    连,所述第一电源的负极端与所述第三二极管的阳极相连;第五电阻,所述第五电阻
    的一端与所述第四三极管的集电极相连,所述第五电阻的另一端与所述第四电阻的另
    一端相连;第五三极管,所述第五三极管的基极与所述第四三极管的集电极相连,所
    述第五三极管的集电极与所述第四电阻的另一端相连;第六三极管,所述第六三极管
    的基极分别与所述第四三极管的集电极和所述第五三极管的基极相连,所述第六三极
    管的集电极与所述第三二极管的阳极相连;第六电阻,所述第六电阻的一端与所述第
    五三极管的发射极相连,所述第六电阻的另一端与所述第一IGBT的G极相连,所述
    第一IGBT的C极与所述电磁加热系统中直流母线的正输出端相连,所述第一IGBT
    的E极与所述第三二极管的阳极相连;第七电阻,所述第七电阻的一端与所述第六三
    极管的发射极相连,所述第七电阻的另一端分别与所述第六电阻的另一端和所述第一
    IGBT的G极相连;第八电阻,所述第八电阻的一端分别与所述第六电阻的另一端、所
    述第七电阻的另一端和所述第一IGBT的G极相连,所述第八电阻的另一端与所述第
    三二极管的阳极相连。

    在本发明的实施例中,所述控制器输出的两路PWM信号互补,并且所述第一输
    出管脚输出的PWM信号的高电平时长比另一路PWM信号的高电平时长多出预设时
    间。

    本发明的另一方面实施例还提出了一种电磁炉,其包括上述的电磁加热系统的加
    热控制装置。

    该电磁炉采用上述的加热控制装置,通过由简单元器件组成的信号转换电路实现
    将一路共地的PWM信号转换为浮地的PWM信号,从而能够稳定、可靠地工作。并且,
    由于信号转换电路由简单的元器件组成,从而可大大降低成本,有利于提高产品的性
    价比,并且还能够减小占用体积,有利于电路板贴片化生产,大大提高产品的制造效
    率。

    此外,本发明的实施例还提出了一种电磁加热系统的加热控制装置的控制方法,
    包括以下步骤:通过所述控制器分别输出两路脉宽调制PWM信号给所述第一驱动电
    路和所述第二驱动电路,其中,所述两路PWM信号与所述控制器共地;通过所述信
    号转换电路将所述两路PWM信号中的一路共地的PWM信号转换为浮地的PWM信号;
    以及所述控制器输出进行转换的那一路PWM信号时,将该路PWM信号的高电平时长
    延长预设时间。

    根据本发明实施例的电磁加热系统的加热控制装置的控制方法,控制通过信号转
    换电路转换的那一路PWM信号的高电平时长比另一路PWM信号的高电平时长多出预
    设时间,可使得最后送达到第一IGBT和第二IGBT的PWM信号的高电平时长一致,
    从而保证电磁加热系统稳定、可靠地工作。并且,由于采用由简单元器件组成的信号
    转换电路以将一路共地的PWM信号转换为浮地的PWM信号,从而可大大降低成本,
    有利于提高产品的性价比,并且还能够减小占用体积,有利于电路板贴片化生产,大
    大提高产品的制造效率。

    本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变
    得明显,或通过本发明的实践了解到。

    附图说明

    本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明
    显和容易理解,其中:

    图1为根据本发明实施例的电磁加热系统的加热控制装置的方框示意图;

    图2为根据本发明一个实施例的电磁加热系统的加热控制装置的电路示意图;

    图3为根据本发明另一个实施例的电磁加热系统的加热控制装置的电路示意图;

    图4为根据本发明还一个实施例的电磁加热系统的加热控制装置的电路示意图;

    图5为根据本发明一个实施例调整前输入到IGBT1和IGBT2的信号波形图;

    图6为根据本发明一个实施例调整后输入到IGBT1和IGBT2的信号波形图;以及

    图7为根据本发明实施例的电磁加热系统的加热控制装置的控制方法的流程图。

    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,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。

    下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简
    化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,
    并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。
    这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的
    关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人
    员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外,以下描述的第一特
    征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例,也可
    以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例,这样第一和第二特征可能不
    是直接接触。

    在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、
    “连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连
    通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,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的具体含义。

    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的加热控制装置、具
    有该加热控制装置的电磁炉和电磁加热系统的加热控制装置的控制方法。

    图1为根据本发明实施例的电磁加热系统的加热控制装置的方框示意图。如图1
    所示,该电磁加热系统的加热控制装置包括谐振电路10、第一驱动电路20、第二驱动
    电路30、控制器40和信号转换电路50。

    其中,谐振电路10包括第一IGBT1和第二IGBT2,IGBT1的C极与直流母线的
    正极端,IGBT1的E极与IGBT2的C极相连,IGBT2的E极与地线相连,IGBT1的G
    极与第一驱动电路20相连,IGBT2的G极与第二驱动电路30相连,第一驱动电路20
    用于驱动第一IGBT1的导通和截止,第二驱动电路30用于驱动第二IGBT2的导通和
    截止??刂破?0用于分别输出两路脉宽调制PWM信号给第一驱动电路20和第二驱
    动电路30,其中,两路PWM信号与控制器40共地,信号转换电路50用于将两路PWM
    信号中的一路共地的PWM信号转换为浮地的PWM信号。

    根据本发明的一个实施例,如图1所示,当第一IGBT1为上桥臂时,信号转换电
    路50连接在控制器的第一输出管脚PWM1与第一驱动电路20之间,控制器40的第
    二输出管脚PWM2直接与第二驱动电路30相连。

    其中,如图1所示,信号转换电路50包括:信号输入端IN、信号输出端OUT和
    连接在信号输入端IN与信号输出端OUT之间的开关单元501。信号输入端IN与控制
    器40的第一输出管脚PWM1相连,信号输出端OUT与第一驱动电路20相连,开关
    单元501用于将第一输出管脚PWM1输出的与控制器40共地的PWM信号转换为浮地
    的PWM信号。

    具体地,根据本发明的一个实施例,如图2所示,开关单元501包括:第一三极
    管Q1和第一电阻R1。其中,第一三极管Q1的基极与信号输入端IN相连,第一三极
    管Q1的集电极作为信号输出端,以将转换后的浮地的PWM信号输出到第一驱动电路
    20,第一电阻R1的一端与第一三极管Q1的发射极相连,第一电阻R1的另一端与地
    线相连,第一电阻R1用于限制第一三极管Q1的发射极电流。

    根据本发明的另一个实施例,如图3所示,开关单元501具体包括:第一电容C1、
    第二三极管Q2、第二电阻R2和第一二极管D1。其中,第一电容C1的一端与信号输
    入端IN相连,以将接收到的PWM信号中的直流成分隔离;第二三极管Q2的基极与
    第一电容C1的另一端相连,第二三极管的集电极作为信号输出端,以将转换后的浮地
    的PWM信号输出到第一驱动电路20;第二电阻R2的一端与第二三极管Q2的发射极
    相连,第二电阻R2的另一端与预设的负电源-VCC相连;第一二极管D1的阳极与第
    二电阻R2的另一端相连,第一二极管D1的阴极分别与第一电容C1的另一端和第二
    三极管Q2的基极相连,以为第一电容C1提供放电回路。

    根据本发明的还一个实施例,如图4所示,开关单元501具体包括:第二电容C2、
    第二二极管D2、第三电阻R3和第三三极管Q3。第二电容C2的一端与信号输入端IN
    相连,以将接收到的PWM信号中的直流成分隔离;第二二极管D2的阳极与第二电容
    C2的另一端相连,第二二极管D2的阴极与地线相连,以为第二电容C2提供充电回路;
    第三电阻R3的一端分别与第二二极管D2的阳极和第二电容C2的另一端相连,第三
    三极管Q3的基极与第二二极管D2的阴极相连后与地线相连,第三三极管Q3的发射
    极与第三电阻R3的另一端相连,第三三极管Q3的集电极作为信号输出端,以将转换
    后的浮地的PWM信号输出到第一驱动电路20。

    因此,本发明实施例的信号转换电路可由电阻、三极管等简单元器件组成,可大
    大降低生产成本。

    其中,如图2、图3、图4所示,第一三极管Q1、第二三极管Q2和第三三极管
    Q3均为NPN型三极管,并且第一三极管Q1、第二三极管Q2和第三三极管Q3分别在
    导通时流过其集电极与发射极的电流范围可以为0.1-10毫安,以及第一三极管Q1、第
    二三极管Q2和第三三极管Q3的CE极电压耐压均为100伏以上。此外,第一电阻R1、
    第二电阻R2和第三电阻R3的阻值范围均为500欧姆到10K欧姆。

    在本发明的实施例中,如图2、图3或图4所示,第一驱动电路20具体包括:第
    四三极管Q4、第四电阻R4、第五电阻R5、第五三极管Q5、第六三极管Q6、第六电
    阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8。

    其中,第四三极管Q4的基极与信号输出端OUT相连,第四三极管Q4的发射极
    通过第三二极管D3与信号输出端OUT相连,第三二极管D3的阳极与第四三极管Q4
    的发射极相连,第三二极管D3的阴极与信号输出端OUT相连;第四电阻R4的一端
    分别与第四三极管Q4的基极和信号输出端OUT相连,第四电阻R4的另一端与第一
    电源例如18V的电源的正极端相连,第一电源的负极端与第三二极管D3的阳极相连;
    第五电阻R5的一端与第四三极管Q4的集电极相连,第五电阻R5的另一端与第四电
    阻R4的另一端相连;第五三极管Q5的基极与第四三极管Q4的集电极相连,第五三
    极管Q5的集电极与第四电阻R4的另一端相连;第六三极管Q6的基极分别与第四三
    极管Q4的集电极和第五三极管Q5的基极相连,第六三极管Q6的集电极与第三二极
    管D3的阳极相连;第六电阻R6的一端与第五三极管Q5的发射极相连,第六电阻R6
    的另一端与第一IGBT1的G极相连,第一IGBT1的C极与电磁加热系统中直流母线
    的正输出端相连,第一IGBT1的E极与第三二极管D3的阳极相连;第七电阻R7的一
    端与第六三极管Q6的发射极相连,第七电阻R7的另一端分别与第六电阻R6的另一
    端和第一IGBT1的G极相连;第八电阻R8的一端分别与第六电阻R6的另一端、第
    七电阻R7的另一端和第一IGBT1的G极相连,第八电阻R8的另一端与第三二极管
    D3的阳极相连。

    根据本发明的一个实施例,控制器的供电电压可以为3.3V,第一驱动电路供电电
    压为18V,第一电阻R1的阻值可以为2K欧姆,第四电阻R4的阻值可以为20K欧姆。
    如图2所示,在控制器40通过第一输出管脚PWM1输出的PWM信号的低电平期间,
    第一三极管Q1的基极电压为0V,第一三极管Q1截止,第一三极管Q1的集电极、发
    射极开路,使得流过电阻R4的电流全部流进第四三极管Q4的基极,第四三极管Q4
    的BE结电压正偏,第四三极管Q4导通,第四三极管Q4的CE极电压为0V,第五三
    极管Q5截止,IGBT1的GE极电压0V,IGBT1截止;在控制器40通过第一输出管脚
    PWM1输出的PWM信号的高电平期间,第一三极管Q1的BE结电压正偏,由于有R1
    的限流作用,第一三极管Q1工作于放大区间,流过CE极的电流约1mA,该电流经电
    阻R4流过,在电阻R4两端产生的压降为20V,高于上桥18V供电电压,使得第四三
    极管Q4的BE结电压反偏,第四三极管Q4截止,三极管Q4的C极电压为18V,第
    五三极管Q5导通,IGBT1的GE极电压18V,IGBT1导通。

    根据本发明的另一个实施例,控制器的供电电压可以为3.3V,预设的负电源-VCC
    供电电压为-3.3V,第一驱动电路的供电电压为18V,电阻R2的阻值可以为2K欧姆,
    电阻R4的阻值可以为20K欧姆。如图3所示,在控制器40通过第一输出管脚PWM1
    输出的PWM信号的高电平期间,电容C1充电,充电回路为PWM1引脚、电容C1、
    三极管Q2的BE极、电阻R2、预设的负电源-VCC,使得三极管Q2的BE结电压正偏,
    由于有电阻R2的限流作用,三极管Q2工作于放大区间,流过CE极的电流约1mA,
    该电流经电阻R4流过,在电阻R4两端产生的压降为20V,高于上桥18V供电电压,
    使得三极管Q4的BE结电压反偏,三极管Q4截止,三极管Q4的C极电压为18V,
    第五三极管Q5导通,IGBT1的GE极电压18V,IGBT1导通;在控制器40通过第一
    输出管脚PWM1输出的PWM信号的低电平期间,电容C1放电,放电回路为预设的
    负电源-VCC、二极管D1、电容C1、PWM1引脚,使得三极管Q2的BE结电压反偏,
    三极管Q2截止,Q2的C、E极开路,使得流过电阻R4的电流全部流进三极管Q4的
    B极,Q4的BE结电压正偏,Q4导通,Q4的CE极电压为0V,三极管Q5截止,IGBT1
    的GE极电压0V,IGBT1截止。

    根据本发明的还一个实施例,控制器的供电电压可以为3.3V,第一驱动电路的供
    电电压为18V,电阻R3的阻值可以2K欧姆,电阻R4的阻值可以为20K欧姆,控制
    器的第一输出管脚PWM1静止时电平为高电平,电压为3.3V,电容C2充满电,两端
    电压为3.3V。如图4所示,在控制器40通过第一输出管脚PWM1输出的PWM信号
    的低电平期间,电容C2放电,放电回路为地线、三极管Q3的BE极、电阻R3、电容
    C2、PWM1引脚,使得Q3的BE结电压正偏,由于有电阻R3的限流作用,Q3工作
    于放大区间,流过CE极的电流约1mA,该电流经电阻R4流过,在电阻R4两端产生
    的压降为20V,高于上桥18V供电电压,使得三极管Q4的BE结电压反偏,Q4截止,
    Q4的CE极开路,Q4的C极电压为18V,第五三极管Q5导通,IGBT1的GE极电压
    18V,IGBT1导通;在控制器40通过第一输出管脚PWM1输出的PWM信号的高电平
    期间,电容C2充电,充电回路为PWM1引脚、电容C2、二极管D2、地线,从而使
    得Q3的BE结电压反偏,Q3截止,Q3的CE极开路,使得流过电阻R4的电流全部
    流进Q4的B极,Q4的BE结电压正偏,Q4导通,Q4的CE极电压为0V,三极管Q5
    截止,IGBT1的GE极电压0V,IGBT1截止。

    在本发明的实施例中,控制器40输出的两路PWM信号互补,并且第一输出管脚
    PWM1输出的PWM信号的高电平时长比另一路PWM信号的高电平时长多出预设时
    间。

    也就是说,控制器40通过第一输出管脚PWM1输出一路PWM信号到信号输入端
    IN,信号输出端OUT输出信号到第一驱动电路20的输入端,第一驱动电路20输出信
    号到上桥IGBT1的G极,控制器40通过第二输出管脚PWM2输出另一路PWM信号
    直接到第二驱动电路30的输入端,第二驱动电路30的输出端输出信号到下桥IGBT2
    的G极,并且控制器40输出的两路PWM信号互补,其中相对于第二输出管脚PWM2
    输出的PWM信号,控制器40在通过第一输出管脚PWM1输出的PWM信号中增加了
    一段时长为Δt的高电平补偿。具体地,预设时间Δt的时长范围为0.5-5微秒。

    具体而言,在本发明的实施例中,由于通过第一输出管脚PWM1输出PWM信号
    到IGBT1的通道和通过第二输出管脚PWM2输出PWM信号到IGBT2的通道结构不一
    致,即通过第一输出管脚PWM1输出PWM信号到IGBT1的通道比通过第二输出管脚
    PWM2输出PWM信号到IGBT2的通道多了信号转换电路,在高速信号下由于该信号
    转换电路会有部分失真(即损失部分信号),从而使得两路信号延时时间不一致,导
    致最后送到上下桥IGBT的信号不对称。其中,如图5所示,正常情况下,控制器40
    输出两路互补的PWM信号,分别为PWMA、PWMB,两路PWM信号中的高电平时
    长是一样的,即t1=t2,由于通过第一输出管脚PWM1输出PWM信号到IGBT1的通
    道多了信号转换电路,经过该信号转换电路后,其高电平的长度会损失Δt的时长(例
    如0.5至5微秒),由于上下桥IGBT驱动电路的结构是一样的,这就会导致最后送到
    上桥IGBT1的高电平时长t1’比下桥IGBT2的高电平时长t2’小了Δt时间,即t1’≠t2’。
    因此,为了使得最后送到上桥IGBT1、下桥IGBT2的高电平时长完全一致,如图6所
    示,控制器40在输出PWMA信号的过程中,使得第一输出管脚PWM1提前Δt时间
    输出高电平,第一输出管脚PWM1输出的高电平时长t1比第二输出管脚PWM2输出
    的高电平时长多出Δt时间,即t1=t2+Δt,补偿PWMA信号经过信号转换电路时高电
    平损失Δt的时长,使得最后送到IGBT1的高电平时长t1’与送到IGBT2的高电平时长
    t2’相等,即t1’=t2’。

    根据本发明实施例的电磁加热系统的加热控制装置,通过由简单元器件组成的信
    号转换电路实现将一路共地的PWM信号转换为浮地的PWM信号,使得电磁加热系统
    稳定、可靠地工作。由于信号转换电路由简单的元器件组成,从而可大大降低成本,
    有利于提高产品的性价比,并且还能够减小占用体积,有利于电路板贴片化生产,大
    大提高产品的制造效率。此外,通过调整控制器的第一输出管脚输出的PWM信号的
    高电平时长比第二输出管脚输出的PWM信号的高电平时长多出Δt时间,使得最后送
    到IGBT1的高电平时长t1’与送到IGBT2的高电平时长t2’相等,保证IGBT1和IGBT2
    交替导通和截止,保证电磁加热系统稳定、可靠地工作。

    此外,本发明的实施例还提出了一种电磁炉,其包括上述的电磁加热系统的加热
    控制装置。

    该电磁炉采用上述的加热控制装置,通过由简单元器件组成的信号转换电路实现
    将一路共地的PWM信号转换为浮地的PWM信号,从而能够稳定、可靠地工作。并且,
    由于信号转换电路由简单的元器件组成,从而可大大降低成本,有利于提高产品的性
    价比,并且还能够减小占用体积,有利于电路板贴片化生产,大大提高产品的制造效
    率。

    图7为根据本发明实施例的电磁加热系统的加热控制装置的控制方法的流程图,
    其中,该电磁加热系统的加热控制装置为上述实施例描述的电磁加热系统的加热控制
    装置。如图7所示,该电磁加热系统的加热控制装置的控制方法包括以下步骤:

    S1,通过控制器分别输出两路脉宽调制PWM信号给第一驱动电路和第二驱动电
    路,其中,两路PWM信号与控制器共地。

    S2,通过信号转换电路将两路PWM信号中的一路共地的PWM信号转换为浮地的
    PWM信号。

    S3,控制器输出进行转换的那一路PWM信号时,将该路PWM信号的高电平时长
    延长预设时间。

    其中,预设时间Δt可以为0.5至5微秒。

    根据本发明实施例的电磁加热系统的加热控制装置的控制方法,控制通过信号转
    换电路转换的那一路PWM信号的高电平时长比另一路PWM信号的高电平时长多出预
    设时间,可使得最后送达到第一IGBT和第二IGBT的PWM信号的高电平时长一致,
    从而保证电磁加热系统稳定、可靠地工作。并且,由于采用由简单元器件组成的信号
    转换电路以将一路共地的PWM信号转换为浮地的PWM信号,从而可大大降低成本,
    有利于提高产品的性价比,并且还能够减小占用体积,有利于电路板贴片化生产,大
    大提高产品的制造效率。

    流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括
    一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的???、片段
    或部分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或
    讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,
    这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

    在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用
    于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,
    以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可
    以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执
    行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、
    存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系
    统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包
    括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),
    随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM
    或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机
    可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通
    过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行
    处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。

    应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上
    述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行
    的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本
    领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑
    功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可
    编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。

    本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤
    是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储
    介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。

    此外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理??橹?,也可以
    是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个??橹?。上述集成
    的??榧瓤梢圆捎糜布男问绞迪?,也可以采用软件功能??榈男问绞迪?。所述集成
    的??槿绻匀砑δ苣?榈男问绞迪植⒆魑懒⒌牟废刍蚴褂檬?,也可以存储
    在一个计算机可读取存储介质中。

    上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。

    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
    性表述不一定指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
    特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

    尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以
    理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、
    替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

    关于本文
    本文标题:电磁炉、电磁加热系统的加热控制装置及其控制方法.pdf
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