电磁加热系统及其电流检测及保护控制装置、方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电磁加热系统的电流检测及保护控制装置，包括：将交流市电转换为第二直流电的第二整流电路；过零检测电路，过零检测电路根据第二直流电检测交流市电的过零点；电流检测电路，用于检测IGBT的电流；控制器，控制器在交流市电的过零点开始获取IGBT的每个导通周期内的最大电流，并在IGBT的当前导通周期内的最大电流大于电流保护阈值时，通过控制驱动电路以控制IGBT关断。该电流检测及保护控制装置能够最大限度减少因累积效应对IGBT造成损坏。本发明专利技术还公开了一种电磁加热系统以及一种电磁加热系统的电流检测及保护控制方法。

【技术实现步骤摘要】
电磁加热系统及其电流检测及保护控制装置、方法
本专利技术涉及电磁加热系统，特别涉及一种电磁加热系统的电流检测及保护控制装置、一种电磁加热系统以及一种电磁加热系统的电流检测及保护控制方法。
技术介绍
通常，电磁加热系统的电流检测方案有三种：(1)通过电流互感器检测交流市电；(2)整流桥堆地线电流检测；(3)IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)的E极电流检测。在上述的三种检测方案中，如果采用电流互感器检测交流市电，则成本比较高，而且无法实时获取IGBT的E极的脉冲电流，从而无法提供实时保护。如果采用整流桥堆地线电流检测方案，同样无法实时获取IGBT的电流，不能提供实时保护。而相关技术中的IGBT的E极电流检测方案，如图1所示，虽然能够实时获取IGBT的电流，但是需内建运放电路以对电流信号进行放大，并经过RC滤波后发送到主控单元，所需器件比较多，而且电路复杂。因此，需要对电磁加热系统的电流检测方案进行改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种能够最大限度减少因累积效应对IGBT造成损坏的电磁加热系统的电流检测及保护控制装置。本专利技术的另一个目的在于提出一种电磁加热系统。本专利技术的又一个目的在于提出一种电磁加热系统的电流检测及保护控制方法。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种电磁加热系统的电流检测及保护控制装置，所述电磁加热系统包括由IGBT构成的谐振电路、将交流市电转换为第一直流电以供给所述谐振电路的第一整流电路、驱动所述IGBT的驱动电路，所述电流检测及保护控制装置包括：将所述交流市电转换为第二直流电的第二整流电路；过零检测电路，所述过零检测电路与所述第二整流电路相连，所述过零检测电路根据所述第二直流电检测所述交流市电的过零点；电流检测电路，所述电流检测电路与所述IGBT的E极相连，所述电流检测电路用于检测所述IGBT的电流；控制器，所述控制器分别与所述过零检测电路、所述电流检测电路和所述驱动电路相连，所述控制器在所述交流市电的过零点开始获取所述IGBT的每个导通周期内的最大电流，并在所述IGBT的当前导通周期内的最大电流大于电流保护阈值时，所述控制器通过控制所述驱动电路以控制所述IGBT关断。根据本专利技术实施例的电磁加热系统的电流检测及保护控制装置，通过第二整流电路将交流市电转换为第二直流电，过零检测电路根据第二直流电检测交流市电的过零点，控制器在交流市电的过零点开始通过电流检测电路获取IGBT的每个导通周期内的最大电流，并在IGBT的当前导通周期内的最大电流大于电流保护阈值时，通过控制驱动电路以控制IGBT关断，从而最大限度减少因累积效应造成的IGBT损坏，并且具有结构简单、可靠性高、成本低等优点。根据本专利技术的一个实施例，当获取所述最大电流的次数大于预设次数或者获取所述最大电流的时间达到预设时间时，如果所述IGBT的每个导通周期内的最大电流均小于等于所述电流保护阈值，所述控制器将获取的每个导通周期内的最大电流进行累加后取平均以获得平均电流，并根据所述平均电流计算所述电磁加热系统的功率，以及将所述电磁加热系统的功率与目标功率进行比较以调节所述IGBT在下一导通周期内的导通时间。根据本专利技术的一个实施例，如果所述电磁加热系统的功率大于所述目标功率，所述控制器通过控制所述驱动电路以减小所述IGBT在下一导通周期内的导通时间；如果所述电磁加热系统的功率小于所述目标功率，所述控制器通过控制所述驱动电路以增加所述IGBT在下一导通周期内的导通时间。优选地，所述预设时间为所述交流市电的一个半波周期。根据本专利技术的一个实施例，所述电流检测电路具体包括：采样电阻，所述采样电阻的一端与所述IGBT的E极相连，所述采样电阻的另一端接地；滤波电阻，所述滤波电阻的一端分别与所述IGBT的E极和所述采样电阻的一端相连；滤波电容，所述滤波电容的一端与所述滤波电阻的另一端相连，所述滤波电容的另一端接地，所述滤波电容的一端与所述滤波电阻的另一端之间具有第一节点，所述第一节点与所述控制器相连。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种电磁加热系统，其包括上述的电磁加热系统的电流检测及保护控制装置。该电磁加热系统通过上述电磁加热系统的电流检测及保护控制装置，能够最大限度减少因累积效应造成的IGBT损坏，并且具有结构简单、可靠性高、成本低等优点。为达到上述目的，本专利技术又一方面实施例提出了一种电磁加热系统的电流检测及保护控制方法，所述电磁加热系统包括由IGBT构成的谐振电路、将交流市电转换为第一直流电以供给所述谐振电路的第一整流电路、驱动所述IGBT的驱动电路，所述电流检测及保护控制方法包括以下步骤：检测所述IGBT的电流；检测所述交流市电的过零点，并在所述交流市电的过零点开始获取所述IGBT的每个导通周期内的最大电流；以及当所述IGBT的当前导通周期内的最大电流大于电流保护阈值时，通过控制所述驱动电路以控制所述IGBT关断。根据本专利技术实施例的电磁加热系统的电流检测及保护控制方法，实时检测IGBT的电流和交流市电的过零点，并在交流市电的过零点开始获取IGBT的每个导通周期内的最大电流，当IGBT的当前导通周期内的最大电流大于电流保护阈值时，通过控制驱动电路以控制IGBT关断，从而最大限度减少因累积效应造成的IGBT损坏，并且具有方法简单、可靠性高等优点。根据本专利技术的一个实施例，当获取所述最大电流的次数大于预设次数或者获取所述最大电流的时间达到预设时间时，如果所述IGBT的每个导通周期内的最大电流均小于等于所述电流保护阈值，将获取的每个导通周期内的最大电流进行累加后取平均以获得平均电流，并根据所述平均电流计算所述电磁加热系统的功率，以及将所述电磁加热系统的功率与目标功率进行比较以调节所述IGBT在下一导通周期内的导通时间。根据本专利技术的一个实施例，如果所述电磁加热系统的功率大于所述目标功率，通过控制所述驱动电路以减小所述IGBT在下一导通周期内的导通时间；如果所述电磁加热系统的功率小于所述目标功率，通过控制所述驱动电路以增加所述IGBT在下一导通周期内的导通时间。优选地，所述预设时间为所述交流市电的一个半波周期。附图说明图1是传统的电磁加热系统中IGBT的电流检测电路图。图2是根据本专利技术实施例的电磁加热系统的电流检测及保护控制装置的方框示意图。图3是根据本专利技术一个实施例的电磁加热系统的电流检测及保护控制装置的电路图。图4是根据本专利技术一个实施例的电磁加热系统的电流检测及保护控制装置的工作流程图。图5a-图5f是根据本专利技术一个实施例的IGBT的电流波形图。图6是根据本专利技术实施例的电磁加热系统的电流检测及保护控制方法的流程图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，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，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参照附图来描述本专利技术实施例提出的电磁加热系统的电流检测及保护控制装置、电磁加热系统以及电磁加热系统的电流检测及保护控制方法。图2是根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁加热系统的电流检测及保护控制装置，其特征在于，所述电磁加热系统包括由IGBT构成的谐振电路、将交流市电转换为第一直流电以供给所述谐振电路的第一整流电路、驱动所述IGBT的驱动电路，所述电流检测及保护控制装置包括：将所述交流市电转换为第二直流电的第二整流电路；过零检测电路，所述过零检测电路与所述第二整流电路相连，所述过零检测电路根据所述第二直流电检测所述交流市电的过零点；电流检测电路，所述电流检测电路与所述IGBT的E极相连，所述电流检测电路用于检测所述IGBT的电流；控制器，所述控制器分别与所述过零检测电路、所述电流检测电路和所述驱动电路相连，所述控制器在所述交流市电的过零点开始获取所述IGBT的每个导通周期内的最大电流，并在所述IGBT的当前导通周期内的最大电流大于电流保护阈值时，所述控制器通过控制所述驱动电路以控制所述IGBT关断。

【技术特征摘要】
1.一种电磁加热系统的电流检测及保护控制装置，其特征在于，所述电磁加热系统包括由IGBT构成的谐振电路、将交流市电转换为第一直流电以供给所述谐振电路的第一整流电路、驱动所述IGBT的驱动电路，所述电流检测及保护控制装置包括：将所述交流市电转换为第二直流电的第二整流电路；过零检测电路，所述过零检测电路与所述第二整流电路相连，所述过零检测电路根据所述第二直流电检测所述交流市电的过零点；电流检测电路，所述电流检测电路与所述IGBT的E极相连，所述电流检测电路用于检测所述IGBT的电流；控制器，所述控制器分别与所述过零检测电路、所述电流检测电路和所述驱动电路相连，所述控制器在所述交流市电的过零点开始获取所述IGBT的每个导通周期内的最大电流，并在所述IGBT的当前导通周期内的最大电流大于电流保护阈值时，所述控制器通过控制所述驱动电路以控制所述IGBT关断。2.如权利要求1所述的电磁加热系统的电流检测及保护控制装置，其特征在于，当获取所述最大电流的次数大于预设次数或者获取所述最大电流的时间达到预设时间时，如果所述IGBT的每个导通周期内的最大电流均小于等于所述电流保护阈值，所述控制器将获取的每个导通周期内的最大电流进行累加后取平均以获得平均电流，并根据所述平均电流计算所述电磁加热系统的功率，以及将所述电磁加热系统的功率与目标功率进行比较以调节所述IGBT在下一导通周期内的导通时间。3.如权利要求2所述的电磁加热系统的电流检测及保护控制装置，其特征在于，如果所述电磁加热系统的功率大于所述目标功率，所述控制器通过控制所述驱动电路以减小所述IGBT在下一导通周期内的导通时间；如果所述电磁加热系统的功率小于所述目标功率，所述控制器通过控制所述驱动电路以增加所述IGBT在下一导通周期内的导通时间。4.如权利要求2所述的电磁加热系统的电流检测及保护控制装置，其特征在于，所述预设时间为所述交流市电的一个半波周期。5.如权利要求1所述的电磁加热系统的电流检测及保护控制装置，其特征在于，所述电流检测电路具体包括：采样电阻，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志才，王志锋，马志海，陈逸凡，区达理，
申请(专利权)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，
类型：发明
国别省市：广东,44