用于電磁爐的控制電路、控制方法及其電磁爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明一般地涉及家用電器領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于電磁爐的控 制電路、控制方法及其電磁爐。
【背景技術(shù)】
[0002] 電磁爐是采用磁場(chǎng)感應(yīng)渦流原理，利用高頻電流通過環(huán)形線圈，從而產(chǎn)生無數(shù)封 閉磁場(chǎng)力，使鍋體本身自行快速發(fā)熱，從而加熱鍋內(nèi)食物。當(dāng)線圈中通過高頻電流時(shí)，線圈 周圍產(chǎn)生高頻交變磁場(chǎng)。在高頻交變磁場(chǎng)中產(chǎn)生的磁力線通過導(dǎo)磁材料（如：鐵質(zhì)鍋）的 底部，使鐵質(zhì)鍋底產(chǎn)生無數(shù)小渦流，從而使鍋底迅速釋放出大量的熱量，達(dá)到加熱目的。電 磁爐的工作示意圖如圖1所示。
[0003] 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中電磁爐工作的主回路的示意圖，由全波整流橋、LC濾波器、電磁 線圈MC、電容器C0與開關(guān)W構(gòu)成。這里，所述開關(guān)W為一絕緣柵雙極型晶體管IGBT。
[0004] 全波整流橋?qū)斎氲慕涣麟夾C IN進(jìn)行全波整流得到單向脈動(dòng)直流電，并經(jīng)過由 電感L和電容器C串聯(lián)構(gòu)成的LC濾波器對(duì)經(jīng)過整流橋進(jìn)行整流后得到的單向脈動(dòng)直流電 進(jìn)行LC濾波，從而在電感L和電容器C相連接的點(diǎn)形成正弦半波電壓Vin。由電磁線圈MC 和電容器C0并聯(lián)構(gòu)成的諧振電路的一端連接至電感L和電容器C相連接的點(diǎn)，另一端與開 關(guān)W連接。開關(guān)W不斷地導(dǎo)通和斷開，導(dǎo)通時(shí)輸入電壓V in加在電磁線圈兩端，流過電磁線 圈MC和與其并聯(lián)的電容器C0的正向電流增加，斷開時(shí)電磁線圈MC與并聯(lián)的電容器C0形 成高頻諧振，電磁線圈MC上電壓反向，流經(jīng)電磁線圈MC的電流減小，流過電磁線圈MC的變 化電流形成高頻的交變磁場(chǎng)。交變磁場(chǎng)產(chǎn)生的交變磁力線穿過鍋具，在鐵質(zhì)鍋體內(nèi)形成渦 流，使鍋發(fā)熱。因此，電磁爐是通過控制開關(guān)W的通斷來調(diào)節(jié)功率。
[0005] 傳統(tǒng)的電磁爐都是利用MCU控制，在功率大于某個(gè)預(yù)定值（例如1000W)時(shí)，采取 調(diào)節(jié)導(dǎo)通時(shí)間Ton的控制方式，Ton的變化范圍被微控制單元（MCU)控制，每個(gè)Ton時(shí)間對(duì) 應(yīng)一個(gè)功率；而當(dāng)功率小于該預(yù)定值時(shí)，控制信號(hào)如圖3所示，導(dǎo)通時(shí)間Ton固定在某個(gè)固 定值，通過MCU計(jì)算功率來調(diào)節(jié)開關(guān)W工作的時(shí)間T1和不工作的時(shí)間T2以將輸出功率調(diào) 節(jié)到設(shè)定值。
[0006] 所以，傳統(tǒng)的電磁爐在設(shè)定功率較小時(shí)工作狀態(tài)不連續(xù)，鍋里的水或者食物在開 關(guān)W工作的時(shí)間T1內(nèi)處于沸騰狀態(tài)，在開關(guān)W不工作的時(shí)間T2內(nèi)會(huì)降溫而導(dǎo)致無法連續(xù) 沸騰。這樣的工作方式從本質(zhì)上來說無法真正實(shí)現(xiàn)小功率的工作狀態(tài)，并且會(huì)比連續(xù)的煮 沸狀態(tài)需要煮熟食物的時(shí)間更長(zhǎng)，也更費(fèi)電。
[0007] 下面對(duì)圖2的工作狀態(tài)進(jìn)行分析，了解圖2這種架構(gòu)是如何產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。
[0008] 在開關(guān)W閉合時(shí)，設(shè)定開關(guān)W的導(dǎo)通時(shí)間段為Ton，整流后半波電壓經(jīng)過電磁線圈 和閉合的開關(guān)形成回路，電磁線圈MC是一個(gè)線性電感，流過電磁線圈MC的電流持續(xù)增加。
[0009] 一般而言，由于開關(guān)W的導(dǎo)通時(shí)間Ton較小，因此流過電磁線圈MC的電流近似為 線性增加，
[0010] L ? A iL= V inputsin 0 ? Ton ⑴
[0011] 公式⑴中，通過電磁線圈MC的電流為A 0為交流輸入電壓Vin的相位角， Vinput輸入電壓Vin的波峰。由于輸入電壓為一正弦波形電壓，Vinput ? sin 0為不同相 位角下的輸入電壓值。
[0012] 由公式⑴可得，
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于電磁爐的控制電路，包括： 數(shù)字控制部分，根據(jù)從模擬控制部分接收的與電磁爐的經(jīng)整流的輸入電壓相應(yīng)的第一 電壓信號(hào)以及與電磁爐主回路電流相應(yīng)的第二電壓信號(hào)計(jì)算電磁爐的實(shí)際輸入功率，并將 電磁爐的實(shí)際輸入功率與用戶設(shè)定的功率進(jìn)行比較來改變第一參考電壓以使得電磁爐的 實(shí)際輸入功率與設(shè)定功率的差值足夠小，并將該第一參考電壓輸入至模擬控制部分； 模擬控制部分，基于從數(shù)字控制部分輸入的第一參考電壓以及與電磁爐主回路電流相 應(yīng)的第二電壓信號(hào)對(duì)電磁爐主回路開關(guān)進(jìn)行控制。
2. 如權(quán)利要求1所述的控制電路，其中，所述模擬控制電路包括： 第一控制單元，將與第一參考電壓和第二電壓信號(hào)的電壓之間的電壓差相應(yīng)的電流進(jìn) 行積分獲得第三電壓信號(hào)，并將作為斜坡信號(hào)的第四電壓信號(hào)的電壓與第三電壓信號(hào)的電 壓進(jìn)行比較以輸出第一控制信號(hào)； 第二控制單元，基于將反映第五電壓信號(hào)的電壓變化的第六電壓信號(hào)的電壓與第一閾 值電壓進(jìn)行比較的結(jié)果以及將第一電壓信號(hào)與第五電壓信號(hào)的比較結(jié)果輸出第二控制信 號(hào)； 邏輯控制單元，基于第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)輸出第三控制信號(hào)以對(duì)電磁爐主回 路開關(guān)進(jìn)行控制， 其中，第五電壓信號(hào)與施加到電磁爐主回路開關(guān)上的電壓相應(yīng)。
3. 如權(quán)利要求2所述的控制電路，其中，所述第一控制單元包括： 諧振波峰控制電路，對(duì)電磁爐主回路開關(guān)的諧振波峰電壓進(jìn)行采樣，利用采樣得到的 諧振波峰電壓生成第一補(bǔ)償電流， 所述第一控制單元通過將諧振波峰控制電路生成的第一補(bǔ)償電流與恒定電流相加利 用電容器生成作為斜坡信號(hào)的第四電壓信號(hào)。
4. 如權(quán)利要求3所述的控制電路，其中，所述第一控制單元還包括： 諧振波谷控制電路，對(duì)電磁爐主回路開關(guān)的諧振波谷電壓進(jìn)行采樣，利用采樣得到的 諧振波谷電壓生成第二補(bǔ)償電流， 其中，所述第一控制單元通過將恒定電流與諧振波谷控制電路生成的第二補(bǔ)償電流相 減利用電容器生成作為斜坡信號(hào)的第四電壓信號(hào)。
5. 如權(quán)利要求4所述的控制電路，其中，在諧振波峰控制電路中，通過第一 RC積分電路 將采樣得到的諧振波峰電壓輸入第一電壓控制電流源的正相輸入端，并將第二參考電壓輸 入第一電壓控制電流源的反相輸入端以生成第一補(bǔ)償電流。
6. 如權(quán)利要求5所述的控制電路，其中，在諧振波谷控制電路中，通過第二RC積分電路 將采樣得到的諧振波谷電壓輸入第二電壓控制電流源的正相輸入端，并將第三參考電壓輸 入第二電壓控制電流源的反相輸入端以生成第二補(bǔ)償電流。
7. 如權(quán)利要求6所述的控制電路，其中，在諧振波峰控制電路和諧振波谷控制電路中， 分別利用電壓跟隨器電路將采樣得到的電壓輸入至第一 RC積分電路和第二RC積分電路。
8. 如權(quán)利要求4所述的控制電路，其中，在諧振波峰控制電路中，將采樣得到的諧振波 峰電壓與第四參考電壓相比較來生成第一脈沖信號(hào)，利用第一脈沖信號(hào)對(duì)第一電壓信號(hào)進(jìn) 行采樣，并將第一電壓信號(hào)和采樣得到的第一電壓信號(hào)分別輸入到第三電壓控制電流源的 正相輸入端和反相輸入端以生成第一補(bǔ)償電流。
9. 如權(quán)利要求5所述的控制電路，其中，在諧振波谷控制電路中，將采樣得到的諧振波 谷電壓與第五參考電壓相比較來生成第二脈沖信號(hào)，利用第二脈沖信號(hào)對(duì)第一電壓信號(hào)進(jìn) 行采樣，并將第一電壓信號(hào)和采樣得到的第一電壓信號(hào)分別輸入到第四電壓控制電流源的 正相輸入端和反相輸入端以生成第二補(bǔ)償電流。
10. 如權(quán)利要求2所述的控制電路，其中，該邏輯控制單元為RS觸發(fā)器，第一控制信號(hào) 輸入到RS觸發(fā)器的復(fù)位端，而第二控制信號(hào)輸入到RS觸發(fā)器的置位端，當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)為 高電平時(shí)，從邏輯控制單元輸出的第三控制信號(hào)為低電平，電磁爐主回路