用于电磁炉的模拟控制系统和电磁炉技术方案

提供了一种用于电磁炉的模拟控制系统和电磁炉。用于电磁炉的模拟控制系统，其中电磁炉包括开关器件和电磁线圈，开关器件通过不断地接通与断开来使电磁线圈产生高频交变磁场，该模拟控制系统包括：开关控制组件，被配置为对电磁炉的输入取样电压与阈值电压进行比较，并根据输入取样电压与阈值电压之间的比较结果来控制开关器件的接通与断开，其中，输入取样电压是通过对电磁炉的交流输入电压进行整流分压后取样生成的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路领域，更具体地涉及一种用于电磁炉的模拟控制系统和电磁炉。
技术介绍
电磁炉又名电磁灶，是现代厨房革命的产物，它无需明火或传导式加热即让热直接在锅底产生，因此热效率得到了极大地提高。电磁炉主要包括以下两个部分：用于产生高频交变磁场的电子线路系统；以及用于固定电子线路系统并承载锅具的结构性外壳。图1是示出电磁炉的工作原理的示意图。如图1所示，电磁炉是采用磁场感应涡流原理，利用高频电流通过环形线圈产生的无数封闭磁场使锅体本身自行快速发热来实现对锅内食物的加热的。具体地，当环形线圈中通过高频电流时，环形线圈周围产生高频交变磁场；当高频交变磁场的磁力线通过导磁材料的底部(例如，铁质锅的锅底)时，锅底在高频交变磁场的作用下会产生无数小涡流，使得锅底迅速释放出大量热量从而达到加热锅内食物的目的。图2是示出电磁炉中用于产生高频交变磁场的电子线路系统的示意图。如图2所示，电子线路系统200包括整流桥202、LC滤波器204、电磁线圈(即，上面提到的环形线圈)206、谐振电容208、以及开关器件210(例如，绝缘栅双极型晶体管(IGBT))。其中，整流桥202和LC滤波器204对交流输入电压VAC进行全波整流和LC滤波，以形成整流后的输入电压Vin；开关器件210不断地接通和断开，其中当开关器件210接通时整流后的输入电压Vin被施加在电磁线圈206两端，流过电磁线圈206的正向电流增加，当开关器件210断开时电磁线圈206与谐振电容208形成高频谐振，电磁线圈206上的电压反向，流经电磁线圈206的电流减小；流过电磁线圈206的变化电流形成高频交变磁场，高频交变磁场产生的交变磁力线穿过锅底，使得锅底发热。目前，电磁炉大都采用图2所示的电子线路系统，并利用以微控制器单元(MCU)为核心的数字控制电路来实现对图2所示的电子线路系统的功率调节和保护。众所周知，输入功率是输入电压与输入电流的乘积。图2所示的电子线路系统200的交流输入电压(即，VAC)是电网电压，基本固定，所以只要控制输入到电子线路系统200的平均电流就可以控制电子线路系统200的输入功率。输入到电子线路系统200的电流是从电网端流入的电流，当开关器件210接通时有电流流入电子线路系统200，当开关器件210断开时无电流流入电子线路系统200。所以，只要控制开关器件210的接通和断开就可以控制输入到电子线路系统200的电流，从而控制其输入功率。在以全数字方式对图2所示的电子线路系统进行功率调节和保护时，通过对交流输入电压和流过开关器件210的平均电流进行采样来对交流输入电压和流过开关器件210的平均电流进行模拟/数字(A/D)转换，从而形成数字电压信号和数字电流信号，MCU通过将数字电压信号与数字电流信号相乘进行功率计算并将计算结果与设定功率相比较来调节开关器件210的接通时间(Ton)。因为数字控制运算需要时间，所以对于瞬间电流与瞬间电压的控制往往滞后。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于电磁炉的模拟控制系统和电磁炉。根据本专利技术实施例的用于电磁炉的模拟控制系统，其中电磁炉包括开关器件和电磁线圈，开关器件通过不断地接通与断开来使电磁线圈产生高频交变磁场，该模拟控制系统包括：开关控制组件，被配置为对电磁炉的输入取样电压与阈值电压进行比较，并根据输入取样电压与阈值电压之间的比较结果来控制开关器件的接通与断开，其中，输入取样电压是通过对电磁炉的交流输入电压进行整流分压后取样生成的。根据本专利技术实施例的电磁炉，包括：开关器件；电磁线圈；以及以上所述的模拟控制系统。附图说明从下面结合附图对本专利技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本专利技术，其中：图1是示出电磁炉的工作原理的示意图；图2是示出电磁炉中用于产生高频交变磁场的电子线路系统的示意图；图3示出了图2所示的开关器件210的驱动信号、发生雷击时整流后的输入电压Vin、以及发生雷击时开关器件210上的电压和电流的波形图；图4是示出根据本专利技术实施例的电磁炉的电子线路系统的电路图；图5a是示出图4中所示的生成第一控制信号的电路部分的另一实施例的电路图；图5b示出了开关器件210的驱动信号、用于控制图5a中的开关S1的接通与断开的S1信号、输入取样电压Vac_in、雷击保护阈值Vth_H和Vth_L的波形图；图6a是示出图4中所示的生成第一控制信号的电路部分的又一实施例的电路图；图6b示出了开关器件210的驱动电压、S2信号、S3信号的波形图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术的更好的理解。本专利技术决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本专利技术的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本专利技术造成不必要的模糊。图3示出了图2所示的开关器件210的驱动信号、发生雷击时整流后的输入电压Vin、以及发生雷击时开关器件210上的电压和电流的波形图。如图3所示，在电磁炉处于工作状态时发生雷击的情况下，整流后的输入电压Vin冲高，使得加在电磁线圈206两端的电压升高，电磁线圈206产生的电感电流的斜率增大；然而，由于数字控制运算的滞后，开关器件210的接通时间Ton不会有任何变化；因为电磁线圈206产生的电感电流的斜率增大，所以在开关器件210的接通时间Ton结束时，流过开关器件210的峰值电流Ipk会比上一周期大很多；根据开关器件210上的电压VIGBT将会增大；如果开关器件210上的电压VIGBT超过其耐压，开关器件210将会炸毁。即使MCU通过外加输入电压侦测电路检测到整流后的输入电压Vin冲高，但MCU经过运算，最快保护开关器件210的运算时间是1.3us，使开关器件210断开已经是1.3us后的事情了，所以利用MCU来对开关器件210进行过流保护是一个瓶颈。考虑到上述情况，本专利技术提供了一种通过模拟控制来实现电磁炉的实时雷击保护的方法。图4是示出根据本专利技术实施例的电磁炉的电子线路系统的电路图。如图4所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电磁炉的模拟控制系统，所述电磁炉包括开关器件和电磁线圈，所述开关器件通过不断地接通与断开来使所述电磁线圈产生高频交变磁场，该模拟控制系统包括：开关控制组件，被配置为对所述电磁炉的输入取样电压与阈值电压进行比较，并根据所述输入取样电压与所述阈值电压之间的比较结果来控制所述开关器件的接通与断开，其中，所述输入取样电压是通过对所述电磁炉的交流输入电压进行整流分压后取样生成的。

【技术特征摘要】
1.一种用于电磁炉的模拟控制系统，所述电磁炉包括开关器件和电磁
线圈，所述开关器件通过不断地接通与断开来使所述电磁线圈产生高频交
变磁场，该模拟控制系统包括：
开关控制组件，被配置为对所述电磁炉的输入取样电压与阈值电压进
行比较，并根据所述输入取样电压与所述阈值电压之间的比较结果来控制
所述开关器件的接通与断开，其中，所述输入取样电压是通过对所述电磁
炉的交流输入电压进行整流分压后取样生成的。
2.根据权利要求1所述的模拟控制系统，其中，所述开关控制组件还
被配置为在所述输入取样电压大于所述阈值电压时，断开所述开关器件。
3.根据权利要求1所述的模拟控制系统，其中，所述开关控制组件还
被配置为在所述开关器件断开期间，利用采样信号对所述输入取样电压进
行采样并利用采样结果与预定直流分量的叠加结果作为所述阈值电压。
4.根据权利要求1所述的模拟控制系统，其中，所述开关控制组件还
被配置为在所述开关器件断开期间，分别利用第一采样信号和第二采样信
号对所述输入取样电压进行采样，并在非采样时将利用所述第一采样信号
得到的采样结果与预定...

【专利技术属性】
技术研发人员：方倩，吕华伟，袁廷志，
申请(专利权)人：昂宝电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31