[發明專利]一種基于PWM信號的交流電加熱控制方法及應用

在審

• 申請號: 201310374700.2
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN104423402A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 趙曉曄;鞏玉琴
• 申請（專利權）人: 李飛宇
• 主分類號: G05D23/30
• 分類號: G05D23/30;G05F1/12
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭

技術領域

本發明涉及一種加熱控制方法，更具體地說，涉及一種基于PWM信號的交流加熱控制方法，一種兼顧電壓波動及閃爍問題和諧波的交流電加熱控制方法，一種兼顧電壓波動及閃爍問題和諧波的交流電加熱控制裝置。

背景技術

基于雙向晶閘管的交流相控調壓方式和交流調功方式已經廣泛應用于加熱控制系統中。

在使用交流調功方式驅動加熱器加熱時，當通電的連續通時間和連續斷時間分別設計成大于交流電源的周期的二分之一時，將引起閃爍問題。為了解決上述問題，則只能使熱水器的通電的連續通的時間和連續斷的時間分別設計成小于等于交流電源周期的二分之一。但是，如果使用該方法，能使用的加熱器功率有限，當水流流量和設定溫度激烈變化時，出水溫度經常無法達到使用者設定的設定溫度，或者是遠遠的超過設定出水溫度，引起溫度過高，這將造成使用者的不舒適，或者存在安全隱患。交流調功方式具體實施時，如圖1、圖2所示。其閃爍測試結果如下：

?實測結果限制測試結果短期閃爍指示值1.7431.00不合格

而使用交流相控調壓方式驅動交流電源加熱，可以解決閃爍問題，但是由于交流相控調壓方式是采用切割交流電源的方式，輸出的低次諧波豐富，而且造成嚴重的電網諧波電流污染，尤其是在導通角為90°產生的諧波量最大。為了通過電磁兼容限值、諧波電流發射限值標準，則需要增加大體積的濾波電路和屏蔽裝置。不僅效率低，而且造成大量成本的浪費，

以及組裝難度的增加。交流相控調壓方式具體實施時，如圖3、圖4所示。

下表為交流相控調壓方式和交流調功方式的特點總結：

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種解決使用交流調功方式和交流相控方式控制加熱時不能兼顧電壓波動及閃爍問題和諧波問題的一種基于PWM信號的交流電加熱控制方法，一種兼顧電壓波動及閃爍問題和諧波的交流電加熱控制方法，一種兼顧電壓波動及閃爍問題和諧波的交流電加熱控制裝置。

本發明的技術方案如下：

一種基于PWM信號的交流電加熱控制方法，利用PWM信號調解交流電源，使得交流電源連續通、連續斷的時間小于交流電源周期的二分之一。

作為優選，進一步包括：將調解得到的電流電壓恢復成為正弦波，電流中不包含低次諧波，減少諧波總量。

作為優選，以交流電源的過零點為基準，輸出PWM信號。

作為優選，PWM信號的頻率不小于交流電源頻率的四倍，以實現交流電源連續通、連續斷的時間小于交流電源周期的二分之一。

一種兼顧電壓波動及閃爍問題和諧波的交流電加熱控制方法，使用所述的基于PWM信號的交流電源控制方法，對電加熱交流電進行控制，并同時進行如下步驟：

A）設定目標溫度；

B）檢測進水溫度、出水溫度，判斷進水溫度是否高于目標溫度，如果是則結束加熱，如果否，則進行步驟C）；

C）計算加熱所需要的功率；

D）計算PWM信號的占空比；

E）判斷交流電源是否存在過零信號，如果有，則輸出PWM信號，如果否，則等待過零信號；

F）判斷是否存在停止命令，如果有，則結束加熱，如果否，則返回步驟B）。

作為優選，交流電源用于加熱前，先進行EMI濾波。

作為優選，根據加熱所需要的功率，輸出PWM信號，根據PWM信號的占空比控制交流電源的通斷時長，調節交流電源的輸出電壓。