[發明專利]一種模塊化大功率電磁灶電控裝置及控制方法

無效

• 申請號: 200810048517.2
• 申請日: 2008-07-24
• 公開（公告）號: CN101330779A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: 全書海;黃亮;張立炎;葉亞寧;謝長君;陳啟宏;王志升;袁作威;周彤;全睿
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H05B6/02
• 分類號: H05B6/02;H05B6/06;H02H7/20
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 鐘鋒

1.一種模塊化大功率電磁灶電控裝置，其特征在于：電控裝置采用模塊化控制結構，電控裝置包括：一塊電源變換模塊、一塊主控模塊、至少兩塊參數一致的功率模塊、線圈盤L；電源變換模塊作為整個裝置的能量總輸入模塊，將三相交流電源變換為穩定的直流電源，為各個功率模塊提供能量；各功率模塊相互并聯連接，與線圈盤L相連，組成多組串聯諧振電路，將直流電源逆變為多組高頻的交流電源，多組交流電源在線圈盤L上進行線性疊加，產生高能量的交變電磁場；主控模塊實時采集電源變換模塊的直流電壓、直流電流信號，實時采集各功率模塊的高頻交流電流信號，實時采集線圈盤溫度、機芯溫度和檔位輸入信號，并通過硬件死區控制電路得到兩路帶死區控制的互補的PWM驅動信號，通過安全保護控制電路后同時驅動各個功率模塊。

2.一種模塊化大功率電磁灶電控裝置，其特征在于：電控裝置采用模塊化控制結構，電控裝置包括：一塊電源變換模塊、一塊主控模塊、一塊功率模塊、線圈盤L；電源變換模塊作為整個裝置的能量總輸入模塊，將三相交流電源變換為穩定的直流電源，為功率模塊提供能量；功率模塊與線圈盤L相連，組成串聯諧振電路，將直流電源逆變為高頻的交流電源，交流電源經過線圈盤L產生高能量的交變電磁場；主控模塊實時采集電源變換模塊的直流電壓、直流電流信號，實時采集功率模塊的高頻交流電流信號，實時采集線圈盤溫度、機芯溫度和檔位輸入信號，并通過硬件死區控制電路得到兩路帶死區控制的互補的PWM驅動信號，通過安全保護控制電路后驅動功率模塊；

硬件死區控制電路由邏輯門電路和電阻、電容組成，硬件死區控制電路的輸入與微控制器MCU的PWM單元輸出引腳相連；硬件死區控制電路首先將單路PWM信號通過反相器分為兩路互補的信號A和B，信號A由低電平變高電平時，通過電阻R1對電容CAP1充電，使PWM+信號由低電平變高電平時時間被延遲，信號A由高電平變低電平時，電容CAP1通過反向二極管DIODE1快速放電，使PWM+信號由高電平變低電平時不被延時，同理分析B信號，從而得到兩路帶死區互補的PWM信號。

3.如權利要求1所述的一種模塊化大功率電磁灶電控裝置，其特征在于：各功率模塊由IGBT隔離驅動電路、功率開關管IGBT1和IGBT2、諧振電容C1和C2及高頻電流檢測電路組成；各功率模塊的直流電源輸入端以并聯方式連接至電源變換模塊的輸出端，各功率模塊從IGBT1和IGBT2的中點引出輸出線并聯在一點，從諧振電容C1和C2的中點引出輸出線并聯在一點，此兩連接點再與線圈盤L相連，組成多組串聯諧振電路。

4.如權利要求2所述的一種模塊化大功率電磁灶電控裝置，其特征在于：功率模塊由IGBT隔離驅動電路、功率開關管IGBT1和IGBT2、諧振電容C1和C2及高頻電流檢測電路組成；功率模塊的直流電源輸入端連接至電源變換模塊的輸出端，功率模塊從IGBT1和IGBT2的中點引出輸出線，從諧振電容C1和C2的中點引出輸出線，兩輸出線與外部線圈盤L相連，組成串聯諧振電路。

5.如權利要求1或2所述的一種模塊化大功率電磁灶電控裝置，其特征在于：主控模塊包括檔位輸入電路、數碼管顯示電路、三相電源和風扇繼電器控制電路、通訊接口單元、微控制器MCU、溫度采樣與濾波放大電路、隔離濾波放大電路、硬件死區控制電路、安全保護控制電路；檔位輸入電路連接至微控制器MCU的I/O單元，檔位輸入信號經過光電隔離電路后傳送給微控制器MCU的I/O單元，每個檔位對應微控制器MCU的一個I/O口，作為不同檔位對應功率的給定信號；直流電壓檢測信號U_D、直流電流檢測信號I_D、交流電流檢測信號I_A經隔離濾波放大電路后輸入給MCU的A/D轉換單元，機芯溫度檢測信號IT1、鍋底溫度檢測信號IT2經過采樣與濾波放大電路后輸送給微控制器MCU的A/D轉換單元；微控制器MCU經過運算后，根據功率需求輸出一路PWM信號，經過硬件死區控制電路后產生一組互補的帶死區的PWM信號，經過安全保護控制電路后同時驅動功率模塊；數碼管顯示電路由MCU的SPI單元驅動，實時顯示電磁灶當前的工作檔位，在故障狀態下顯示故障代碼；三相電源和風扇繼電器控制電路由微控制器MCU的I/O口控制，控制電路的輸出與繼電器相連；通訊接口單元采用RS485總線通信協議，可連接液晶控制器或外接RS485/RS232轉換器后連接PC機，實時提供電磁灶的工作狀態和故障信息，實現遠程在線監測和故障診斷。